从拆拼到装配 鲁班锁结构创新设计研究

鲁班锁结构在当下设计中被广泛运用,本文深入剖析了鲁班锁中六方锁（E型）的部件形态及结构特征,分析其作为玩具的结构形态在设计应用与转化中的适用性和局限性,进而对六方锁结构原型进行简化与改进。在此基础上验证了创新结构的合理性及延展性,通过设计实践构建了模块延展结构的计算模型,并对构件拼装步骤和装配方法进行了详细论述,以此探索鲁班锁设计思维对现代装配式设计的启示。     

索穹顶结构体系创新研究

我国自2009年开始建有跨度20 m左右的索穹顶,至2016年已建成跨度超百米的索穹顶结构。但回顾国内外所建成的该类空间结构,均属于传统Fuller构想张拉整体类索穹顶。其上、下弦节点只有1根垂直于水平面的撑杆,形式比较单一,如肋环型索穹顶,上弦节点的环向水平刚度较差。为此,提出了Fuller构想单撑杆（不垂直于水平面）类索穹顶,有利于增加结构跨度。并进一步提出了非Fuller构想多撑杆（下弦节点可设置2根、3根、4根撑杆）类索穹顶。这不仅可改善结构传力性能,而且又能减少斜杆（斜索）和环索数量,方便施工张拉成形。若采用多种撑杆（包括单撑杆）且多种方式设置,当上弦选用径向布置时可归纳称之为肋环系列索穹顶,当上弦选用葵花布置时可归纳称之为葵花系列索穹顶。由肋环系列索穹顶和葵花系列索穹顶可构成多种组合形式索穹顶。研究丰富了索穹顶结构形式、体系和类型,为索穹顶的设计和选型提供了新思路、新空间。