互承结构空间形态生成及优化

发布时间：2022-12-04 09:36

　　互承结构具有悠久的历史,随着建造技术及计算工具的发展,建筑中对互承结构的实践和应用又重新受到关注。互承结构的独特的建造形式与结构逻辑紧密关联,因此,从建筑设计的角度出发,对互承结构技术层面的深层次分析是非常必要的。首先,本文回溯了互承结构历史的演进,以时间轴为线,详细梳理了互承结构的形态演变,以材料为分类标准,总结了互承结构相关领域研究和设计先驱者的工作,并探究了深藏于互承结构背后的形态呈现的机制。其次,论文阐述了互承结构由面到空间形态生成的技术逻辑,从几何形态的角度,深入探讨和梳理了互承结构的类型,在建筑空间概念下,对比互承结构应用的局限与潜能,通过案例分析归纳出互承结构的形态拓展策略。最后,基于建造及结构逻辑对传统的虹桥结构进行重构操作。论文讨论了原型与重构之间的关系,按照组合重构和尺度重构的技术逻辑,借助参数化软件,建立起从互承单元的形态拓扑再到建筑设计形态的虹桥重构全过程,通过引入新的互承单元形态的思路,使得互承结构的结构特质及结构逻辑能够成为形态生成的有效策略。 

【文章页数】：147 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 存在问题
    1.3 研究对象、内容、目的和意义
        1.3.1 研究对象
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 研究目的和意义
    1.4 研究方法
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 论文框架
第二章 互承结构的历史演进：形态·材料与建造
    2.1 互承——形态
        2.1.1 远古：初露端倪
        2.1.2 中世纪：东方外秀与西方内敛
            2.1.2.1 东方——外秀
            2.1.2.2 西方——内敛
        2.1.3 近现代：形态蔓生
            2.1.3.1 一个：平面变幻
            2.1.3.2 多个：各向渗透
        2.1.4 当代：数字媒介的引入
    2.2 互承——材料与建造
        2.2.1 传统有机材料
            2.2.1.1 植物材料：木
            2.2.1.2 植物材料：竹
        2.2.2 传统无机材料
            2.2.2.1 非金属材料：石
            2.2.2.2 金属材料：钢
        2.2.3 现代复合材料
            2.2.3.1 新型混凝土
            2.2.3.2 新型玻璃
        2.2.4 受力与建造
    2.3 互承——深藏的形态呈现机制
        2.3.1 结构之于建筑的美
        2.3.2 凌驾自然形态的美
    2.4 小结
第三章 互承结构形态的技术逻辑
    3.1 面——空间
        3.1.1 全局逻辑：表面几何
            3.1.1.1 自上而下
            3.1.1.2 自下而上
        3.1.2 细部逻辑：单元图案
    3.2 局限与可能
        3.2.1 体系划分
        3.2.2 横向对比
    3.3 形态拓展策略案例探析
        3.3.1 演绎
            3.3.1.1 单体演绎
            3.3.1.2 网格演绎
        3.3.2 置换
            3.3.2.1 材料置换
            3.3.2.2 构件置换
        3.3.3 共生
        3.3.4 连接
    3.4 小结
第四章 基于结构性能的形态重构
    4.1 始于本体
        4.1.1 基于重构
        4.1.2 原型建模
        4.1.3 构思探析
    4.2 控制策略
        4.2.1 组合重构
            4.2.1.1 基于正多边形式重构
            4.2.1.2 基于不规则形式重构
        4.2.2 尺度重构
        4.2.3 节点雕琢
            4.2.3.1 木片连接
            4.2.3.2 方木连接
            4.2.3.3 圆木连接
    4.3 形态表述
        4.3.1 效能显现
        4.3.2 结构性能
    4.4 视觉呈现
    4.5 小结
第五章 结语
    5.1 全文观点总结
    5.2 展望与不足
参考文献
附录
    附录 A互承单元
        互承单元参数的定义
        互承单元参数的变化
    附录 B基于逆吊实验法的互承结构优化
        逆吊实验法找形主要工具简介
        内力要素转译
            基于Delaunay三角剖分算法的网格划分
            基于动态松弛法的形态优化
        受力分析
        网格尺度比选
        内部特殊区域优化
            基于半边数据结构的边界特性保留
            网格机理优化
    附录 C空间结构的对比
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]互承结构:一种古老技艺的发展与新生[J]. 黄凯峰.  城市建筑. 2017(26)
[2]贯木拱结构技术的前世今生[J]. 王冠一.  建筑技艺. 2016(08)
[3]互承体系在中国传统建筑中的运用与发展[J]. 文跃茗.  江西建材. 2014(03)
[4]平视王澍——以互承体系为线索[J]. 程云杉,乐志.  建筑师. 2013(01)

硕士论文
[1]互承结构的形式生成研究[D]. 黄凯峰.南京大学 2018
[2]互承式空间网格结构构形方法及受力性能研究[D]. 乔刚.哈尔滨工业大学 2016
[3]互承结构的构形及性能研究[D]. 邹丁.浙江大学 2016
[4]基于Delaunay三角剖分的曲面拟合[D]. 刘冰.天津大学 2007
[5]以虹桥为原型的建筑形态研究[D]. 程云杉.东南大学 2004



本文编号：3708017