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考虑稳定性的树状结构形态布局优化研究

建筑结构学报 2018年第6期39卷 61-68页

作者：徐超王正中刘铨鸿张雪才苏立钢西北农林科技大学水利与建筑工程学院

为了研究树状结构在满足结构合理受力状态基础上，树状结构形态布局与结构稳定性之间的关系，基于逆吊递推找形法建立树状结构几何模型，考虑结构初始缺陷和几何一材料双重非线性，采用有限元法对树状结构进行结构稳定性计算，分析了管... 详细信息

为了研究树状结构在满足结构合理受力状态基础上，树状结构形态布局与结构稳定性之间的关系，基于逆吊递推找形法建立树状结构几何模型，考虑结构初始缺陷和几何一材料双重非线性，采用有限元法对树状结构进行结构稳定性计算，分析了管径、相邻级杆外径比、分支节点位置等参数对结构稳定性和失效模式的影响。研究结果表明：在JGJ7—2010《空间网壳结构技术规程》中规定的幅值下，初始缺陷对结构稳定性影响较小，几何一材料非线性对树状结构稳定性影响较大；主干管径与结构高度之比为0．045时，结构稳定承载力最大，结构单位质量承载力随管径增加呈先增加后趋于水平的变化规律；外径比影响结构失稳形式，结构稳定性随外径比的增加呈先增大后减小的变化规律，外径比为0．8时结构单位质量承载力最大；分支夹角（结构形态布局）对树状结构稳定性影响显著，当分支与主干轴线夹角为30°时，树状结构材料利用率最大，形态布局最优；树状结构稳定性随外侧杆件刚度的增大而显著提高。

关键词：树状结构稳定性有限元分析材料利用率形态布局

以节能为导向的住区形态布局及自动寻优方法研究

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工业建筑 2021年第8期51卷 1-10,27页

作者：刘可徐小东王伟东南大学建筑学院南京210096

在环境与能源面临严峻挑战的当下,住区节能备受关注,优化住区形态布局从而提升城市微气候环境是降低住宅能耗的有效手段。基于Grasshopper参数化平台,结合日照、微气候与能耗模拟插件Ladybug Tools,运用单目标遗传算法运算器Galapagos,... 详细信息

在环境与能源面临严峻挑战的当下,住区节能备受关注,优化住区形态布局从而提升城市微气候环境是降低住宅能耗的有效手段。基于Grasshopper参数化平台,结合日照、微气候与能耗模拟插件Ladybug Tools,运用单目标遗传算法运算器Galapagos,提出以节能为导向的住区形态布局自动寻优方法。进而以南京市某高层住区规划为例,选取建筑位置、建筑朝向与建筑层高作为形态变量,住区建筑年均冷热负荷总能耗强度作为优化目标展开形态布局及其自动寻优,详细阐释其使用步骤和应用效果。结果表明:在早期方案阶段应用该方法优化住区布局形态能够取得较好的节能效果,可为设计师进行宏观层面的节能设计提供技术参考。

关键词：住区节能形态布局自动寻优单目标遗传算法

热羽流作用下建筑群形态布局对室外风热环境的影响

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热羽流作用下建筑群形态布局对室外风热环境的影响

作者：韩东亮哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近年来,随着城镇化的推进和人们生活水平的提高,人们对室内环境的舒适性要求越来越高。为提升室内舒适度,目前的研究热点集中在建筑传热性能提升及室内环境保障技术方面,而对建筑与室外微气候的相互作用方面的研究却非常有限。事实上,... 详细信息

近年来,随着城镇化的推进和人们生活水平的提高,人们对室内环境的舒适性要求越来越高。为提升室内舒适度,目前的研究热点集中在建筑传热性能提升及室内环境保障技术方面,而对建筑与室外微气候的相互作用方面的研究却非常有限。事实上,城市建筑群的本体特性及形态布局,会对建筑室外风热环境产生直接的影响,进而影响建筑群冷热负荷及室内环境的控制。研究建筑群对区域风热环境的影响机制,有助于对能耗及区域微环境综合考量,实施建筑群优化设计。本文采用实验测试与数值模拟相结合的方法,对不同建筑形态布局与热羽流共同作用下室外风、热环境进行模拟分析。首先基于相似理论,对单体建筑和建筑群的热羽流特性进行了缩尺模型实验研究,单体模型结果表明随着建筑高度的增加,建筑表面的风速和温度逐渐增加,随着距离建筑立面距离的增加,空气温度逐渐降低,空气流速先增加再降低,距离壁面1cm处风速达到最大。建筑群模型实验结果表明随着距离地面高度的增加,建筑群外风速不断增加,在距离建筑群10cm处,风速呈抛物线分布,温度基本和风速变化趋势基本相似,但是不同位置温差有限。其次,建立了热羽流作用下的风热环境的数值模拟模型及其求解方法,并通过模拟结果和实验数据的对比,以验证了模型的准确性。对比结果显示,模拟和测试得出的温度和风速变化趋势完全相同,且整体相对误差在10%以内,模拟结果与实测结果一致性较高。随后,建立了实际建筑群物理模型,对静风环境建筑表面热羽流与建筑群形态布局特征共同作用下,室外风热环境的变化规律进行了模拟分析。模拟结果表明建筑群布局方式,建筑间距以及建筑高宽比对建筑群室外风、热环境均有显著影响,庭院式布局形式下建筑之间的热羽流影响最强,引发的风速分布较均匀;建筑群平均间距20m时,热羽流诱导产生的平均风速最大,可达到0.96m/s;建筑群平均高宽比为0.375时,热羽流诱发的平均风速可达1.05m/s。热羽流对温度的影响范围较小,集中于建筑群立面附近区域。最后,模拟分析了背景风与建筑表面热羽流共同作用下,不同建筑布局建筑群的室外风热环境的变化规律,结果显示,背景风速在1m/s时庭院式布局方式风速分布较为均匀;背景风速为4m/s时,三种布局形式均能形成通道风,但庭院式布局的行人高度平均风速仅为2.5m/s。在三种风速、三种布局方式下,热羽流对室外温度的影响范围主要是建筑立面附近区域。本文的研究揭示了建筑表面热羽流的特性与建筑群形态布局对区域风热环境的影响机制,研究结果可为城市建筑群的优化设计提供理论依据以及技术支持。

关键词：热羽流建筑群数值模拟形态布局风热环境

综合医院住院部形态布局对其物理环境的影响及优化措施研究

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综合医院住院部形态布局对其物理环境的影响及优化措施研究

作者：李越北京建筑大学

学位级别：硕士

随着城市化进程的加剧,城市微环境之间也存在着愈来愈多的差异,光污染,热岛效应,局部强风等不良环境屡有出现。医疗建筑区域物理环境更是与医患的健康息息相关,它已经是一个评价现代医院的重要指标。医院住院部是医院中的重要部门,占医... 详细信息

随着城市化进程的加剧,城市微环境之间也存在着愈来愈多的差异,光污染,热岛效应,局部强风等不良环境屡有出现。医疗建筑区域物理环境更是与医患的健康息息相关,它已经是一个评价现代医院的重要指标。医院住院部是医院中的重要部门,占医院整个面积将近40%的比例,也是病人停留时间最长的区域。随着经济社会以及医疗事业的发展,医院建筑不断更新扩建,诸多问题也随之出现。住院部出现了日照时数不足,冬季阴影区过大,地面有时出现强风有时自然通风不足,噪声污染等物理环境问题。住院部室外物理环境的好坏,是保证医院住院治疗效果的重要组成部分,是为病人提供一个良好室外休憩环境的保证,更是室内物理环境好坏的前提,这都直接影响着医患人员的身心健康。良好的物理环境还可以给医患休憩提供一个相对稳定舒适的室外场所,有助于医患调节心情,接触自然。同时,有助于室内日照的获得,冬季防风,夏季通风,以及防噪降噪等。近年来,物理环境问题日益得到大家的关注,然而大都集中在住宅以及城市层面,对于医院住院部的布局形态与物理环境关系的研究,还是一片空白,急待相关研究使建设者认识到其中问题所在。针对当前的研究现状,笔者研究如下：第一章为绪论部分,阐述了本文的研究背景、目的、意义,描述了相关的国内外研究现状,明确了本文的研究内容与研究方法,确定了论文的研究框架。第二章是相关理论研究,首先对文章的研究对象进行了界定,重点从形态布局方面阐述了医院的各种分类方式,并回顾了我国住院部的发展历史。对物理环境的基础理论做了陈述。在最后通过研究物理环境的各种评价标准,确定了本文将采用的住院部物理环境评价标准,以作为后续模拟分析的比对基点。第三章以从调研过的北京各大医院中选出的样本医院为对象,依照其现状规划布局对住院部的物理环境进行了计算机模拟,重点模拟分析了日照环境,风环境以及声环境,探索影响住院部物理环境的形态布局因素。第四章基于之前的数据模拟分析结果,结合住院部的设计建设流程顺序与第三章结论提出住院部物理环境优化原则,阐述具体的优化措施。对样本医院进行优化设计,将优化后模拟结果与原模拟结果进行比较分析。

关键词：住院部形态布局软件模拟优化措施

皖南丘陵地区乡村“三生”空间的形态布局与功能耦合研究——以安徽省桐城市青草镇为例

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皖南丘陵地区乡村“三生”空间的形态布局与功能耦合研究——以安...

作者：徐文飞华中科技大学

学位级别：硕士

近年来,随着“乡村振兴”战略的提出,我国致力于实现乡村生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀的发展目标。“三生”空间是乡村人居环境的重要组成要素,在乡村发展中有着举足轻重的地位。皖南丘陵地区在国土空间中扮... 详细信息

近年来,随着“乡村振兴”战略的提出,我国致力于实现乡村生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀的发展目标。“三生”空间是乡村人居环境的重要组成要素,在乡村发展中有着举足轻重的地位。皖南丘陵地区在国土空间中扮演着重要角色,因其特殊性而受到学者的关注,但目前对皖南丘陵地区乡村“三生”空间的研究较少。如何从形态布局、功能耦合两个维度揭示其发展规律,提升皖南丘陵地区乡村“三生”空间的协调发展成为人居环境领域的重要议题。论文基于类型学理论,运用Fragstats、Arc GIS、熵值法等方法对皖南丘陵地区乡村“三生”空间的形态布局、功能耦合及两者相关性进行研究。以青草镇八村为例,首先从规模、形状、地形、分布、可达性、邻接六个方面对“三生”空间形态布局进行研究;其次,从功能绩效、耦合度、耦合协调度三个方面对“三生”空间功能耦合进行研究;最后,探索对“三生”空间功能耦合协调度有显著性影响的形态指标,进而提出“三生”空间功能耦合协调度导向下的形态布局优化设计策略。研究发现:对功能耦合协调度有显著性影响的生态空间形态布局指标有坡度、高程、道路整合度、道路密度、结合度、斑块面积、平均分维数和蔓延度,并可以通过严格的生态保护、减少道路建设、加大紧凑布局、退耕还林、功能互换等方式对其形态布局进行优化。对功能耦合协调度有显著性影响的生活空间形态布局指标有坡度、高程、道路整合度、结合度、聚集度、平均分维数,并可以通过开发低平区域、铺设长直路、住宅集中等方式对其形态布局进行优化。对功能耦合协调度有显著性影响的生产空间形态布局指标有斑块面积、平均分维数、聚集度、结合度、蔓延度、高程和道路密度,并可以通过退耕还林、集中化布置、利用低地势、增加道路建设等方式对其形态布局进行优化。

关键词：丘陵地区乡村三生空间形态布局功能耦合乡村设计

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寒冷地区共享空间形态布局的低能耗设计研究

世界建筑 2018年第12期 104-109页

作者：侯寰宇黄琼高莹 Callison RTKL 天津大学建筑学院大连理工大学建筑与艺术学院

运用建筑类型学原理,本文归纳了基于能量控制的共享空间布局类型。在此分类基础上对共享空间进行定性的能量分析和定量的能耗模拟分析,从布局选型、空间朝向和空间组合3个方面探索建筑能耗与形态布局的内在对应关系,得出符合气候适应性... 详细信息

运用建筑类型学原理,本文归纳了基于能量控制的共享空间布局类型。在此分类基础上对共享空间进行定性的能量分析和定量的能耗模拟分析,从布局选型、空间朝向和空间组合3个方面探索建筑能耗与形态布局的内在对应关系,得出符合气候适应性的低能耗设计依据,总结寒冷地区共享空间形态布局的低能耗设计策略。

关键词：寒冷地区共享空间形态布局低能耗设计能耗模拟

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宁波未来城市的形态布局

宁波经济（财经视点） 2002年第9期 17-18页

作者：杨斌

只要我们对任何一座城市稍加考察便会发现,那种作为商业都会的、风景如画的抑或静谧安详的、喧器噪杂的种种特征,一定程度上都是由其城市的整体形态表现出来。城市形态是人类各种活动在时间维度中叠合拼接而构成的。每一次城市建设都构... 详细信息

只要我们对任何一座城市稍加考察便会发现,那种作为商业都会的、风景如画的抑或静谧安详的、喧器噪杂的种种特征,一定程度上都是由其城市的整体形态表现出来。城市形态是人类各种活动在时间维度中叠合拼接而构成的。每一次城市建设都构成一种人为调整城市形态的活动(无论是有意,还是无意的),或强化之,或逐步改造之,其中,经济的发展贯穿于整个建设活动的始终。如果我们不很好地认识经济发展与城市形态的关系,那么,任何一次城市形态的建设就可能出现败笔、甚至是沙基建楼之举。调整形态布局,寻找新的经济增长点我们必须看到,前二十年宁波的经济保持高增长的主导因素,是资本投入和体制改变所释放的生产力。由于市场经济机制在经济生活中作用的增强,市场由生产型转向需求型,使得宁波传统的主要依靠生产要素投入对经济增长的带动能力将有所减弱。要保持高速增长的势头,宁波必须为城市的发展找到新的增长点。

关键词：宁波市城市形态形态布局

基于数值模拟的高层大跨厂房形态布局能耗研究

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中外建筑 2022年第12期 50-53页

作者：蔡岳峰徐纪昌周亮中建五局设计技术科研院特灵空调系统(中国)有限公司深圳市建工集团股份有限公司

建筑的不同空间形态,因朝向、跨度、功能等设计要素的不同而具有空间性能的差异,从而影响建筑的能耗。文章使用Design Builder数值模拟软件,以夏热冬冷地区的高层大跨厂房为设计模型,对不同朝向以及不同跨度的形态布局进行能耗模拟,结... 详细信息

建筑的不同空间形态,因朝向、跨度、功能等设计要素的不同而具有空间性能的差异,从而影响建筑的能耗。文章使用Design Builder数值模拟软件,以夏热冬冷地区的高层大跨厂房为设计模型,对不同朝向以及不同跨度的形态布局进行能耗模拟,结果表明,厂房朝向在东西向15°范围内、大跨厂房空间跨度与纵深比3:2的空间形态模式下更节能。

关键词：形态布局夏热冬冷地区高层大跨厂房数值模拟建筑节能

海南省海口市休闲体育设施形态布局现状调查与研究

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经济研究导刊 2014年第28期 150-151页

作者：方磊刘素芳海南师范大学体育学院海口571158

通过调查及文献资料,对海口市休闲体育设施功能形态布局模式构建进行研究与分析,其结果:提出工作日生活圈,周末生活圈,节假日生活圈三种基本体育设施布局框架。市民体育行为现状主要是:工作日生活圈以健身体育为主,周末生活圈以休闲体... 详细信息

通过调查及文献资料,对海口市休闲体育设施功能形态布局模式构建进行研究与分析,其结果:提出工作日生活圈,周末生活圈,节假日生活圈三种基本体育设施布局框架。市民体育行为现状主要是:工作日生活圈以健身体育为主,周末生活圈以休闲体育为主,节假日生活圈以特色度假体育为主。城市生活圈体育设施功能形态布局模式:工作日生活圈模式以社区为范围,以健身为主要功能。周末生活圈以市区为范围,以休闲体育为主要功能,节假日生活圈以海口周边为主,以特色度假体育为主要功能。

关键词：海口市体育设施形态布局