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1、黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 1 页常用的结构体系若已测出荷载量达数千万磅重，那么在高层建筑设计中就没有多少可以进行极其复杂的构思余地了。确实，较好的高层建筑普遍具有构思简单、表现明晰的特点。这并不是说没有进行宏观构思的余地。实际上，正是因为有了这种宏观的构思，新奇的高层建筑体系才得以发展，可能更重要的是：几年以前才出现的一些新概念在今天的技术中已经变得平常了。如果忽略一些与建筑材料密切相关的概念不谈，高层建筑里最为常用的结构体系便可分为如下几类：抗弯矩框架。支撑框架，包括偏心支撑框架。剪力墙，包括钢板剪力墙。筒中框架。筒中筒结构。核心交互结构。框格体系或束筒体系。特别是由于最近趋向于
2、更复杂的建筑形式，同时也需要增加刚度以抵抗几力和地震力，大多数高层建筑都具有由框架、支撑构架、剪力墙和相关体系相结合而构成的体系。而且，就较高的建筑物而言，大多数都是由交互式构件组成三维陈列。将这些构件结合起来的方法正是高层建筑设计方法的本质。其结合方式需要在考虑环境、功能和费用后再发展，以便提供促使建筑发展达到新高度的有效结构。这并不是说富于想象力的结构设计就能够创造出伟大建筑。正相反，有许多例优美的建筑仅得到结构工程师适当的支持就被创造出来了，然而，如果没有天赋甚厚的建筑师的创造力的指导，那么，得以发展的就只能是好的结构，并非是伟大的建筑。无论如何，要想创造出高层建筑真正非凡的设计，两者都
3、需要最好的。虽然在文献中通常可以见到有关这七种体系的全面性讨论，但是在这里还值得进一步讨论。设计方法的本质贯穿于整个讨论。设计方法的本质贯穿于整个讨论中。很多土木工程师选择了某种职业，而这些职业最终通向管理层另外一些工程师开始便选择了管理职位的职业生涯。土木工程项目经理将技术知识与组织协调人力、材料、机械和财力的能力结合起来。他们可能供职于市、县、州、联邦政府，或在（美国）国家工程兵团任军用或民用工程的管理工程师，或任职于地区或城市的半自治权力机构或类似团体。他们也可能经营私人工程公司，规模从几名到数百名雇员不等。选择教师职业的土木工程师通常给攻读工程技术的大学生或研究生授课。很多从事土木工程
4、教学的工程师还参加一些基础研究工作，从而推动建筑材料和施工方法的技术革新。很多人会出任工程顾问，或在一些重要工程项目的技术委员会或考察团里担当顾问。工程是一种专业，这意味着一个工程师必须接受专门的大学教育。很多政府管辖权中也列有从业许可程序，要求工科大学毕业生从业前要通过考试，就像律师从业前要通过律师资格考试一样。由于在解决这些问题时，涉及到大量的计算，所以现在几乎所有的工科课程中都包括计算机编程。当然，计算机能够比人类更快、更准确地解决很多计算方面的问题。但是，除非计算机被赋予清楚而准确的指令或信息，换句话说就是程序，否则计算机将是无用的。尽管工科课程的侧重点一向在技术类科目上，当前的趋势则
5、要求学生选修社会科学和语言艺术学科的课程。工程学与社会科学的关系越来越密切，因而有充分的理由再次说明：工程师的工作以他自己所熟悉的、不同的、重要的方式影响着社会。工程师还需要掌握丰富的语言，以便准备条理清晰而且在很多情况下具有说服力的报告。从事科研的工程师为了发表其论文也需要详细阐述其发现。工科学生的最后两年要学习所选专业领域的专业科目。对于要成为土木工程师的学生来说，这些专业科目会涉及到诸如大地测量学、土力学或水力学等科目。在工科学生大学阶段的最后一年到来之前，对工程技术新手的招聘活动已十分活跃。近年来，很多不同的企业和政府机构为了吸引工程技术人员而竞争。在当今科技为先导的社会，经过技能训练
6、的人才当然十分紧俏。譬如，年轻的工程师可能会选择进入环境和卫生工程界，因为人们对环境的关注创造了很多就业机会，他们或许选择进入一个筑路施工企业，或者他们可能更愿意在一个研究水资源的政府机构工作。总之，可选择的机会确实很多。当一个年轻的工程师最终开始工程实践时，必然用到大学阶段所获得的理论知识。他或她在工作之初可能被指派与一组工程师共同工作，得到在职锻炼，指导工程师可以检验其理论与实践相结合的能力。土木工程师可能从事的工作有研究、设计、施工管理、维修，甚至是营销或经营管理。这些不同类型的工作，对工作责任、侧重点、知识和经验应用的要求是各不相同的。科研是科学和工程实践最为重要的一个方面。一个研究者
7、通常是一个科研组的一员，他要和其他的科学家、工程师一道工作。他或她经常供职于一个受政府或企业资助的实验室。土木工程科研的领域包括土力学、土稳定性技术、新型结构材料的开发和试验。土木工程领域的很多高级工程师从事设计工作。正如我们所看到的，土木工程师的工作涉及多种类型的结构，所以对一个工程师而言，仅在某种结构上有专长是一种正常现象。在建筑设计时，工程师通常是某个建筑设计公司或施工企业的顾问。堤坝、桥梁、给水系统和其他大型项目通常聘用儿位工程师，在负责整个项目的系统工程师领导下协同工作。在很多情况下也会有一些其他专业的工程师介入其中，例如，在一个堤坝项目中，电力工程师和机械工程师会参与发电站的设计及
8、其设备安装。另外，土木工程师也会被指派为别的领域的项目而工作，例如，在实施空间计划时，需要土木工程师参与诸如火箭发射台和火箭贮存库这样的结构的设计和施工。几乎所有工程项目的施工过程都很复杂。在施工时要制定工作计划，合理利用设备和材料，从而尽可能地降低工程费用。安全因素也必须考虑，因为施工过程非常危险，因此需要很多土木工程师从事施工阶段的工作。结构系统能使外墙中的柱具有灵活性，用以抵抗颠覆和剪切力。“筒中筒”这个名字顾名思义就是在建筑物的核心承重部分又被包围了第二层的一系列柱子，它们被当作是框架和支撑筒来使用。配置第二层柱的目的是增强抗颠覆能力和增大侧移刚度。这些筒体不是同样的功能，也就是说，有
9、些筒体是结构的，而有些筒体是用来支撑的。在考虑这种筒体时，清楚的认识和区别变形的剪切和弯曲分量是很重要的，这源于对梁的对比分析。在结构筒中，剪切构件的偏角和柱、纵梁（例如：结构筒中的网等）的弯曲有关，同时，弯曲构件的偏角取决于柱子的轴心压缩和延伸（例如：结构筒的边缘等）。在支撑筒中，剪切构件的偏角和对角线的轴心变形有关，而弯曲构件的偏角则与柱子的轴心压缩和延伸有关。根据梁的对比分析，如果平面保持原形（例如：厚楼板），那么外层筒中柱的轴心压力就会与中心筒柱的轴心压力相差甚远，而且稳定的大于中心筒。但是在筒中筒结构的设计中，当发展到极限时，内部轴心压力会很高的，甚至远远大于外部的柱子。这种反常的现
10、象是由于两种体系中的剪切构件的刚度不同。这很容易去理解，内筒可以看成是一个支撑（或者说是剪切刚性的）筒，而外筒可以看成是一个结构（或者说是剪切弹性的）筒。交互式结构属于两个筒与某些形式的三维空间框架相配合的筒中筒特殊情况。事实上，这种体系常用于那种外筒剪切刚度为零的结构。位于Pittsburgh的美国钢铁大楼证实了这种体系是能很好的工作的。在核心交互式结构中，内筒是一个支撑结构，外筒没有任何剪切刚度，而且两种结构体系能通过一个空间结构或“帽”式结构共同起作用。需要指出的是，如果把外部的柱子看成是一种从“帽”到基础的直线体系，这将是不合适的；根据支撑核心的弹性曲线，这些柱子只发挥了刚度的15%。
11、同样需要指出的是，内柱中与侧向力有关的轴向力沿筒高度由拉力变为压力，同时变化点位于筒高度的约5/8处。当然，外柱也传递相同的轴向力，这种轴向力低于作用在整个柱子高度的侧向荷载，因为这个体系的剪切刚度接近于零。Commonly Used structural SystemsWith loads measured in tens of thousands kips, there is little room in the design of high-rise buildings for excessively complex thoughts. Indeed, the better high-r
12、ise buildings carry the universal traits of simplicity of thought and clarity of expression.It does not follow that there is no room for grand thoughts. Indeed, it is with such grand thoughts that the new family of high-rise buildings has evolved. Perhaps more important, the new concepts of but a fe
13、w years ago have become commonplace in today s technology.Omitting some concepts that are related strictly to the materials of construction, the most commonly used structural systems used in high-rise buildings can be categorized as follows:Moment-resisting frames.Braced frames, including eccentrica
14、lly braced frames.Shear walls, including steel plate shear walls.Tube-in-tube structures.Tube-in-tube structures.Core-interactive structures.Cellular or bundled-tube systems.Particularly with the recent trend toward more complex forms, but in response also to the need for increased stiffness to resi
15、st the forces from wind and earthquake, most high-rise buildings have structural systems built up of combinations of frames, braced bents, shear walls, and related systems. Further, for the taller buildings, the majorities are composed of interactive elements in three-dimensional arrays.The method o
16、f combining these elements is the very essence of the design process for high-rise buildings. These combinations need evolve in response to environmental, functional, and cost considerations so as to provide efficient structures that provoke the architectural development to new heights. This is not to say that imaginative structural design can create great architecture. To the contrary, many e
