浅析仿生学在桥梁设计中的应用.doc

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1、浅析仿生学在桥梁设计中的应用摘要：将仿生学的分类与应用作为目标,为了解决现代桥梁设计中的一些问题，引入了仿生学的这个理念，建立起桥梁〃活体〃的概念和生态观在工程设计屮的应用，为新型的桥梁设计开创了新的思路，仿生理念的运用定会推动现代桥梁设计进入一个新的阶段，从而为人类建造出更多安全节能、可持续、与口然和谐的桥梁建筑。关键词：仿生学；桥梁设计；应用屮图分类号：［Q692］文献标识码：A1仿生学的理念与实践仿生学属于一门技术性的学科，目的在于研究生物系统特有的结构与性质，国内外很多学者都将仿生建筑作为研究课题，寻求科学的自然规律,以促进现代建筑形体结构与

2、功能布局更具科学性、合理性。通过对建筑仿生学的研究，实现经济效益、生态环境协调发展，实现能源的节约，减少环境污染，促进城市的可持续发展。经过时间推移，各个生命体结构比较清晰，保持在合理的状态中。该学科具有灵敏、小巧以及高效的特色，逐渐被推广使用。实践证明应用了仿生学Z后，工程设计取得了良好成效。仿生学研究可以从两个角度入手,其一宏观角度，其二微观角度。宏观研究主要包含动物、植物、人类以及微生物等，另外，还包含力学结构类型、生物界运行方式、行为规律等等。微观研究主要包含：生物体内部结构和能量转化。人们进行工程研究时，主要研究生命系统组成部分，经过资料分

3、析，使用数据说明，然后进行结构分析，最终形成桥梁。2宏观仿生与桥梁设计2.1需要明确形态仿生与桥梁设计众所周知，桥梁设计的精髓基础是自然界，只有如此才能保障桥梁设计符合社会发展需求。桥梁设计灵感很多来口口然界，人们对动物骨骼以及植物形态研究屮，领悟其中的韵味，在经过专业知识联组后呈现出设计灵感。进行设计时，应该深入研究仿生学，把握设计原则，以设计出可行性高、科学合理的设计方案为冃标，从而保障桥梁设计具有实用价值。2.2明确结构仿生与创新设计人类生活在自然界，对自然界的动物、植物机体研究角度比较广。进行桥梁设计时，也应该需要引入自然界外形结构，设计出具

4、有生命力的桥梁。桥梁设计具有延续性，在不断发展中，应该将淘汰的部分剔除，保留科学、合理的部分。在原有基础上优化设计方案，使得桥梁设计更加合理,实现创新设计。2.3明确意象仿生与桥梁美学间关系自然界Z美和牛命体Z美结合在一起，这是人们一直追求的高境界美。进行桥梁设计时，应该融入美学设计理念，追求更高的境界美。这些美通过比例值、形态美、质感体验以及色彩搭配等等方式进行展现。仿生学设计理念凸显自然之美,当代桥梁设计中，应该基于造型美观、功能实用基础上，激昂美学理念植入设计每个环节，保障自然美学意境，使得桥梁设计更具生命力，富含社会性以及文化性，甚至包含时代

5、情感。2.4桥梁设计，注意神经系统的应用在不断变化的社会环境屮，想要持续生存下去，应该要有发达的神经系统，能够感知外在环境变化情况，根据变动来调整生存方向。例如：徳国工程师使用斜拉索主动控制系统的理论，分析了列车在桥梁上行驶造成破坏的影响，此处可见科技力量进步推动了社会不断发展。应用神经系统,使得桥梁设计更具市美价值，桥梁的生命价值以及外观在该设计模式下变得更具生命，这也正是设计师不断追求的设计结果。否则在进行桥梁设计时，增大一些尺度或者是重量，这些做法会消耗资源，造成浪费现象出现,无法起到有效作用。3微观仿生与桥梁设计3.1进行设计时，应该明确仿生

6、材料和桥梁新功能之间的关系桥梁发展水平高低受到材料使用范围限制，这些材料来源于自然界。进行桥梁设计时，应该发挥出材料特质，保障桥梁设计具备持续性。当设计引入仿生学之后，开启桥梁设计新面冃，这是创新理念之展现。新型材料在其中占据重要位置，它取代了传统的材料。自然理念引入保障桥梁社会服务功能，这是一个与时俱进的设计理念，彰显设计理念的同时，也凸显时代发展缩影。3.2设计应该同仿生功能机理相符仿生学核心研究问题是动植物功能机理问题，其中包含能量转化、生物演化、力学演变以及能量转化等。比如，人们对鸟类翅膀观察研究发现,鸟的剖面具有飞行的功能，能够控制好空气摩

7、擦力，深入研究之后人们发现了飞机机翼。另外，对蜻蜓的研究，人们处理了颤振问题。这些实例都是仿生学在现实生活使用实况，而且都是成功案例。进行桥梁设计时，应该认识到影响桥梁发展因素屮，既有自然因素，也有人为因素。因此，进行桥梁设计时，要借鉴生物体外形，提升桥梁适应性以及调控能力。借助生物性能，将其运用到生命体中，降低口然灾害对桥梁影响。3.3桥梁设计和神经系统应该紧密联系生物之所以进化，是因为要适应生存环境，大脑神经系统是人和动物牛存的重要功能Z-o进行桥梁设计时，应该重视桥梁内在因素，详细分析受力情况。基于现实需求，认真提出方案。随着社会不断发展，桥梁

8、设计应该融入当代技术，尤其是计算机技术。不断完善系统，使得系统具备大脑功能，在中枢系统指引下，能够观测周遭环