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图解静力学结合参数化在自由形式设计中的应用

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图解静力学结合参数化在自由形式设计中的应用

作者：沈周娅南京大学

学位级别：硕士

建筑的造型是建筑师关注的终极目标,而由结构形式而致的建筑造型,是建筑师们尤为向往而又难以企及的。越来越多的建筑师希望追求建筑设计的造型与结构的形态的直接的统一。而这种统一要求对建筑学科与结构学科知识体系上的隔阂进行填补... 详细信息

建筑的造型是建筑师关注的终极目标,而由结构形式而致的建筑造型,是建筑师们尤为向往而又难以企及的。越来越多的建筑师希望追求建筑设计的造型与结构的形态的直接的统一。而这种统一要求对建筑学科与结构学科知识体系上的隔阂进行填补。图解静力学(Graphic statics)是使用图析的方式建立结构几何形式与内力的关联图,展示两者之间的对应关系,在此基础上进行结构分析与设计的一种方法。由于操作简单以及它的图解本质与建筑师的图形思维相契合,图解静力学十分适合作为辅助建筑师设计结构的工具。图解静力学在国外发展已有百年,随着计算机制图以及参数化工具的发展,图解静力学迎来了发展的新方向。本文的目的在于介绍如何应用图解静力学来设计结构。应用分为两个方面：静定结构和超静定结构。静定结构的应用是本文的重点。本文详细介绍了如何利用图解静力学生成各种高效桁架(上弦和腹杆内力相同的恒力桁架、月牙形桁架、人字形桁架、悬臂桁架、下弦内力恒定的桁架)。并通过在RhinoScript中编写程序,实现从自由形式(free form)生成符合图解静力学原理的结构的过程(以下弦内力恒定的桁架为例)。在超静定结构部分,本文简要介绍了推力网格分析(Thrust Network Analysis)以及它在砌体薄壳拱顶结构上的应用。

关键词：图解静力学结构设计自由形式参数化

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基于图解静力学的建筑设计方法

建筑学报 2021年第1期 91-97页

作者：孟宪川南京大学建筑与城市规划学院南京210093

区分作为结构分析工具与服务建筑设计方法的图解静力学,并从定量操作、定性操作、外延操作3方面,为建筑师提供适应多样化设计需求的基于图解静力学的建筑设计方法。

关键词：建筑设计图解静力学建筑结构一体化

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探索形与力:数字时代的图解静力学

建筑学报 2017年第11期 14-19页

作者：菲利普.布洛克汤姆.范.弥勒马赛厄斯.瑞普曼王祥瑞士苏黎世联邦理工学院建筑学院同济大学建筑与城市规划学院上海200092

展示了一系列近年来布洛克团队基于图解静力学的理论研究成果和实践案例分析。这些案例证明了,图解静力学这样的传统方法并没有被现代计算机技术所废弃。两者的结合将为两个研究领域的研究方法带来更好的发展。

关键词：图解静力学计算化设计结构设计找形工具/结构找形推力线网络分析法

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基于图解静力学的平面桁架形态设计方法研究

建筑科学 2019年第7期35卷 53-58页

作者：赵洁马思嘉乔文涛张诗雨石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 河北省大型基础设施防灾减灾协同创新中心(石家庄铁道大学) 河北石家庄050043 中国建筑技术集团有限公司北京100013

图解静力学是一种求解静定结构静力学问题的有效方法。它不但可以准确求得结构的内力,还将力可视化(力图),从而产生了由力到形的设计方法,即通过操纵力图的几何关系,可改变力的大小到预设值(或到预定关系),力图的变化将会影响到结构几何... 详细信息

图解静力学是一种求解静定结构静力学问题的有效方法。它不但可以准确求得结构的内力,还将力可视化(力图),从而产生了由力到形的设计方法,即通过操纵力图的几何关系,可改变力的大小到预设值(或到预定关系),力图的变化将会影响到结构几何(形图),从而改变建筑结构的外观形态,由于力图在变化时始终保持闭合,因此无论结构形态如何变化,都将始终保持在平衡状态。本文将图解静力学中力到形的设计方法应用于平面桁架设计,得到了受力合理且形态各异的平面桁架,表明了此法在建筑形态设计方面具有较好的应用前景。

关键词：图解静力学力与形平面桁架形态设计

基于数字图解静力学设计方法的建筑实践——以乌镇“互联网之光”博览中心叠幔馆与红亭的创作为例

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建筑学报 2020年第8期 20-25页

作者：张准韩力宋雅楠同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海200092 同济大学建筑与城市规划学院上海200092 上海创盟国际建筑设计有限公司上海.200433 和作结构建筑研究所上海200232

以乌镇"互联网之光"博览中心主场馆叠幔馆与红亭的结构设计为例,展现了项目从图解静力学到对接具体工程施工的全过程;及其过程中结构师与建筑师一同应对各方需求,将基于复合意图的结构设计意向融入建筑精神,图解静力学为建筑与结构间的... 详细信息

以乌镇"互联网之光"博览中心主场馆叠幔馆与红亭的结构设计为例,展现了项目从图解静力学到对接具体工程施工的全过程;及其过程中结构师与建筑师一同应对各方需求,将基于复合意图的结构设计意向融入建筑精神,图解静力学为建筑与结构间的沟通架起了桥梁,并为结构意图奠定了高效合理的起点。

关键词：建筑结构结构建筑结构设计 “互联网之光”博览中心叠幔馆红亭图解静力学

互动式的建筑结构概念找形——基于三维图解静力学

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建筑学报 2021年第1期 98-104页

作者：沈宇驰王建国东南大学建筑学院南京210093

简要回顾图解静力学历史,指出其近期发展对于建筑结构一体化设计的重要意义。据此,从其塑形原理出发,结合图解与案例,分析了基于向量的图解静力学操作原理与应用场景,并通过两种模型方法的引入,具体解读如何通过三维图解静力学方法进行... 详细信息

简要回顾图解静力学历史,指出其近期发展对于建筑结构一体化设计的重要意义。据此,从其塑形原理出发,结合图解与案例,分析了基于向量的图解静力学操作原理与应用场景,并通过两种模型方法的引入,具体解读如何通过三维图解静力学方法进行互动式的建筑结构概念设计。

关键词：图解静力学建筑结构一体化计算机辅助设计概念找形

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图解静力学简史

建筑师 2012年第6期 33-40页

作者：孟宪川赵辰南京大学建筑与城市规划学院

从知识的难易度来讲,图解静力学并不深奥。但要将图解静力学很好融入建筑设计,却并非易事。本文通过对图解静力学及其相关联的结构概念的发展史进行简要梳理,尝试为这个难题挖掘一些有价值的线索。并最终绘制一张关于人物、时间、地域... 详细信息

从知识的难易度来讲,图解静力学并不深奥。但要将图解静力学很好融入建筑设计,却并非易事。本文通过对图解静力学及其相关联的结构概念的发展史进行简要梳理,尝试为这个难题挖掘一些有价值的线索。并最终绘制一张关于人物、时间、地域、关系等信息的谱系图,为大家对图解静力学的认识提供新的视野和进一步研究的平台。

关键词：图解静力学发展阶段谱系图

基于图解静力学的各建筑结构类型图析建立尝试

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基于图解静力学的各建筑结构类型图析建立尝试

作者：谢方洁南京大学

学位级别：硕士

图解静力学是使用图析的方式建立结构几何形式与内力的关联图示,并在此基础上进行结构分析与设计的一种方法。本文通过对图解静力学基本结构分析与设计方法的研究,希望建立一套建筑师可以在建筑设计时参考的关于结构的图析体系。具体方... 详细信息

图解静力学是使用图析的方式建立结构几何形式与内力的关联图示,并在此基础上进行结构分析与设计的一种方法。本文通过对图解静力学基本结构分析与设计方法的研究,希望建立一套建筑师可以在建筑设计时参考的关于结构的图析体系。具体方法是建立各建筑结构类型的结构形式图、克雷莫纳图析及索-拱图之间,依据这些图形分析它们的内在关系和内力影响因素的判断,并提供一些相关的案例分析。建筑师可以通过这些图析真正理解不同结构的作用方式,在设计中选择适合的建筑结构类型,并设计相应的结构几何形式及结构细部。本文建立的《图解静力学体系下各建筑结构类型图析关系图》可以帮助学习理解各种建筑结构类型的作用方式以及它们之间内在的联系,在设计中选择适合的建筑结构类型。本文建立的各建筑结构类型的《图析建立方法及图析成果图》与《主要内力影响因素图析》则可以直接在设计中作为设计工具使用,用以理解各建筑结构类型中的受力分布及它在力学上合理的形式,从而在设计中可以将结构因素与其他因素比如空间、材质、构造等等考虑在一起,设计相应的结构几何形式及结构细部。由于图解静力学在国内的研究才刚刚起步,本文建立的各种图析也可以作为该方面研究的基础理论资料归纳,为之后的研究者提供帮助。

关键词：图解静力学结构设计建筑师图析

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图解静力学:一种实现强结构的操作方法

建筑师 2021年第3期 21-25页

作者： [德]托尼·科特尼克王帅中(译) 曹婷(校) 芬兰阿尔托大学建筑系芬兰阿尔托大学结构设计教席教研室苏黎世联邦理工大学建筑系阿尔托大学艺术设计与建筑学院

图解静力学是一种基于矢量的构建平衡方法,它使得交汇了结构思维和建筑概念的设计方法成为可能。该方法以参数化和拓扑操作为基础,允许对空间中的拉力和压力进行可控的分布,进而塑造建筑结构。本文讨论了图解静力学的基本框架,并举例说... 详细信息

图解静力学是一种基于矢量的构建平衡方法,它使得交汇了结构思维和建筑概念的设计方法成为可能。该方法以参数化和拓扑操作为基础,允许对空间中的拉力和压力进行可控的分布,进而塑造建筑结构。本文讨论了图解静力学的基本框架,并举例说明了其在一些项目中的设计方法。

关键词：图解静力学力流平衡设计思维