三维互承结构参数化形式生成初探

发布时间：2017-03-30 09:03

  本文关键词：三维互承结构参数化形式生成初探，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：伴随着时代的发展与技术的进步,建筑设计与工程师们都试图寻求经济高效的空间结构形式。相比较于砌筑拱顶,网壳结构以及薄膜结构,互承结构作为一种大空间构筑结构,能够通过短小的构件之间相互承载及自我搭接构成复杂空间形式,因此得到了众多研究者们的关注。在互承结构形式生成的研究过程中,研究者们一般通过手工模型的制作或者计算机辅助工具的模拟来探求互承结构形式的可能性。相比较于有限的手工模型设计,计算机程序模拟能够更有效地在互承结构体系的规则下发展互承结构的空间形式。现有的互承结构参数化研究主要针对的是互承结构的基本单元的空间几何逻辑,而参数化的模拟过程着重于一维的或者二维的互承空间网架的形式模拟生成,对于三维互承结构的形式生成的参数化探讨还很缺乏。一般来说,互承结构参数化形式生成遵循两种基本的生成逻辑。一种是自上而下(Top-Down)的互承网络解析,也就是将预先设定的空间网络或者三维曲面转化为互承结构的方式。另外一种是自下而上(Bottom-Up)的互承结构形式构建,从基本的互承结构单元或者单元组合出发,在设定的规则下发展出复杂的空间形式。设计师们因其对空间形态的掌控需求,往往会选择使用自上而下的曲面转化来实现二维互承结构的形式生成。而自下而上地三维互承结构形式生成的研究还仅停留在手工模型设计的层面,借助计算机模拟工具实现三维互承结构形式生成的方式还有待进一步探讨。本文的研究按照以上的分类可以界定为由柱状杆件仅靠顶部支撑所构成的三维互承结构参数化形式生成研究。在互承结构构成原理基础之上,分析互承结构基本单元的空间形态与参数关系,探讨由互承结构基本单元发展为复杂的三维互承结构的参数化形式生成方法,并通过实例的编程模拟研究完善对三维互承结构形式生成的认知。具体来说,首先简要地介绍了互承结构的概念,其形式分类与特点；然后回顾一下相关的互承结构的形式生成研究,主要是一维与二维互承结构的形式生成：之后,论述本文最主要的三维互承结构的参数化形式生成原理以及程序模拟的过程；最后,进一步探索些许复杂的三维互承结构的参数化形式生成逻辑。作为初步探索,本文主要针对的是互承结构的形式生成模拟,并不涉及具体的节点构造以及结构性能的研究。
【关键词】：三维互承结构 互承结构基本单元 形式生成 生长 分形
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU318
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 课题来源9
• 1.2 研究目的和意义9-10
• 1.2.1 研究目的9-10
• 1.2.2 研究意义10
• 1.3 研究范围10
• 1.4 研究方法10-11
• 1.5 论文主要内容与结构11-13
• 第二章 互承结构的概念13-19
• 2.1 互承结构的定义13-14
• 2.2 互承结构的优势14-15
• 2.3 互承结构的历史研究15-16
• 2.4 互承结构的分类16-19
• 2.4.1 按照互承结构构件的材料属性分类16-17
• 2.4.2 按照互承结构构件的连接方式分类17-18
• 2.4.3 按照互承结构整体的空间形式分类18-19
• 第三章 互承结构参数化形式生成的研究现状19-29
• 3.1 互承结构参数化形式生成的相关理论19-21
• 3.1.1 参数化设计理论19-20
• 3.1.2 涌现理论20-21
• 3.1.3 分形理论21
• 3.2 一维互承结构参数化形式生成21-25
• 3.2.1 自上而下的一维互承结构形式生成法22-23
• 3.2.2 自下而上的一维互承结构形式生成法23-25
• 3.3 二维互承结构参数化形式生成25-28
• 3.4 本章小结28-29
• 第四章 三维互承结构参数化形式生成29-61
• 4.1 互承结构基本单元的形式生成与参数关系30-38
• 4.1.1 互承结构基本单元的定义30
• 4.1.2 互承结构基本单元的参数控制30-32
• 4.1.3 互承结构基本单元的平移生成法32-34
• 4.1.4 互承结构基本单元的旋转生成法34-36
• 4.1.5 三边互承基本单元的杆件生长法36-38
• 4.2 基于杆件生长的三维互承结构形式生成38-47
• 4.2.1 形式生成原理38
• 4.2.2 案例编程探究——杆件对角生长38-43
• 4.2.3 案例编程探究——杆件对边生长43-47
• 4.2.4 评价47
• 4.3 基于单元分形的三维互承结构形式生成47-54
• 4.3.1 形式生成原理47
• 4.3.2 案例编程探究——单元无限定分形47-51
• 4.3.3 案例编程探究——单元限定分形51-54
• 4.3.4 评价54
• 4.4 杆件单元式生长的三维互承结构形式生成54-59
• 4.4.1 形式生成原理54-55
• 4.4.2 案例编程探究55-58
• 4.4.3 评价58-59
• 4.5 本章小结59-61
• 第五章 三维互承结构形式生成进一步探索61-71
• 5.1 互承结构组合的分形迭代61-62
• 5.2 案例编程探究——组合形式162-66
• 5.3 案例编程探究——组合形式266-70
• 5.4 本章小结70-71
• 第六章 结语71-73
• 致谢73-75
• 主要参考文献75-79
• 插图和附表清单79-83
• 附录一 Grasshopper编程代码83-90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：三维互承结构参数化形式生成初探，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：276711