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基于结构约束不规则网状钢和玻璃外壳形式Sigrid Adriaenssens, M.ASCE1; Laurent Ney2; Eric Bodarwe3; and Chris Williams4 摘要:在对荷兰阿姆斯特丹荷兰海事博物馆一种高效的结构简要讨论最早的玻璃屋顶覆盖物影响。在2021世纪初钢骨架玻璃壳设计这些设计从雕塑到几何结构。荷兰海事博物馆钢玻璃壳屋顶设计的基于一个诗意的几何寻求有效结构链形式。种方法麦克斯韦互惠网络图DOI:10.1061 /(土木)ae.1943 - 5568.0000074。?2012美国土木工程师学会。 CE数据库主题词:设计;钢材;玻璃;迹;屋顶;荷兰。 关键词:形状;概念设计;;钢玻璃;历史;平面化;结构约束;麦克斯韦互惠网络。随着工业革命的兴起,玻璃金属结构出现两个因素: 其一、在人口过多的城市, 社会绿色安静的空间的渴望新的建筑材料(玻璃和铁) 出现。在十世纪初,第一温室屋顶出现生活。们的的建设和维护成本(玻璃和需的系统)让们精英。他们的弯曲形状 [(1) 嵴沟连跨, 查特斯沃思庄园, (建于1834年), 与(2) 拱形, 例如, 裘园（伦敦市郊著名植物园）, (建于1844年) (Kohlmaier and Von Sartory 1991)]允许稀疏的阳光进入柑橘和柠檬树(因此,名称橘园)其他品种的植物、灌木和奇异的植物也被安置在橘园。棕榈树, 宗教,是尤其令人印象深刻的名的植物,把温室进一步升。十九世纪中期[例如, 皇家温室、拉肯,比利时(建于1876年)Fig. 1 (Woods and Swartz 1988)].冬季花园,因为它一个社交场合一私人豪宅或公共建筑。在十九世纪下半叶大规模生产的负担得起的铁进一步鼓励和大跨度和玻璃厅设计和施工如水晶宫、英国(建于1851年)(如图所示在Fig. 1)。其结构骨架是预制拆除,海德公园伦敦南部西登哈姆。不幸的是,它在1936年毁于火灾。[例如 , 大英博物馆的大院子, United Kingdom, 英国; 见 Fig. 1; the Deutschen Historischen Museum, and Museum fur Hamburgische Geschichte, 德国(如期分别在2001和2004年建成的Schlaich Bergermann and Partners); 和the Smithsonian Institute,Washington, DC (Foster and Partners, and Buro Happold in 2001)]。顶部覆盖玻璃的单层钢骨架的形状由雕塑、几何、物理以及施工条件等因素共同决定。最近这些结构的重新崛起，伴随着数字化设计演化的工具遵循以下四个因素: 实施现状,建筑美学,几何形状和结构效率。在过去的二十年里, 历史的公共建筑室内室外气候。钢玻璃外壳设计的挑战提供了的解决方案。历史设计师在壳一系列约束的大英博物馆法院屋顶是滑动轴承支撑,这样没有水平推力落在历史博物馆的砌体墙(威廉姆斯2001)。可用几何数字建模工具更多的建筑师(通常是主观的)设计形式的创,而非结构的重力载。这特殊的设计方法缺乏结构效率。不幸的是, 结构解决方案必须这形这些形状依靠弯曲-最有效的基本负荷的方法。设计师往往忽略一个事实,即自由形式由传统的建筑和结构方式。弗兰克盖里,普利兹克奖建筑师, 促进这建筑程, 达的(Shelden2002)。一个合理化的设计，在初步设计阶段(Leach et al . 2004)。初结构需要一个强大的工程师和承包商团队。例如, Nuovo Polo Fiera Milano, (建于2004年) (Guillaume et al. 2005) 的屋顶壳体设计概念是由建筑师马希米亚诺·福克萨斯,然后交给工程师和承包商Mero TSK 结构和(见图 2) (Basso et al. 2009)。 几何造型 几何是一工具, 已经使用。解析几何和设计者想象力规则限制。几个世纪以来, [我们可以从花之圣母大教堂花之圣母大教堂意大利(建于1436年),由菲利普·布鲁内莱斯基费利克斯·坎德拉(Moreyra Garlock and Billington 2008)] ,移动型屋面,和面在这种背景下, 耶尔格·施莱希和汉斯·舍贝尔在钢壳是创新。他们设计分为平面四边形网格方法正确的,和面。HippoHouse，德国（建于1996年），由建筑师设计Grieble和Schlaich Bergermann合作伙伴(Schober 2002,Glymph et al . 2004)利用这种方法一个优的钢壳,见图3。结构效率传统的结构设计(从材料选、,节点类型, 整体微分几何、和支条件), 整体微分