隨著計算機輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展和人們對建筑美學(xué)的不斷追求,空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中諸如球面、柱面、雙曲面、橢球面等常見的規(guī)則曲面造型已逐漸無法滿足日益發(fā)展的建筑表現(xiàn)需求,自由曲面造型則因形式上自由多樣、視覺上美觀流暢而越來越受到建筑師的青睞,并不斷出現(xiàn)在機場航站樓、體育場館、商業(yè)中心等各類建筑中。但是,如何快速高效的在自由曲面上布置高質(zhì)量的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)始終是一個困難且復(fù)雜的問題,本文基于這一問題開展了一些研究工作,并取得了一定的研究成果。根據(jù)自由曲面的特點,本文介紹了三種網(wǎng)格劃分方法——映射法、結(jié)構(gòu)線等弦長劃分法和投影法用于提取曲面上的離散節(jié)點,并基于Rhino+Grasshopper平臺開發(fā)了幾種常用類型的自由形態(tài)空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)參數(shù)化建模程序,主要包括兩向正交四邊形網(wǎng)格、兩向斜交四邊形網(wǎng)格、三角錐網(wǎng)格、肋環(huán)型網(wǎng)格、施威德勒型網(wǎng)格、聯(lián)方型網(wǎng)格、凱威特型網(wǎng)格以及凱威特和聯(lián)方組合型網(wǎng)格。通過調(diào)用這些參數(shù)化建模程序,可快速方便地在自由曲面上建立空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)模型,并可通過對程序參數(shù)的修改實時動態(tài)的生成修改后的模型。自由形態(tài)空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)設(shè)計中,常常由于曲面造型的復(fù)雜性而很難通過網(wǎng)格劃分得到高質(zhì)量的初始網(wǎng)格,需... 

【文章來源】：武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２自由形態(tài)空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)??然而，自由曲面不同于傳統(tǒng)的規(guī)則曲面，無法用解析函數(shù)來描述，因此，基于傳統(tǒng)??

??物理模型實驗法是將力學(xué)概念引入設(shè)計中，通過施加荷載、約束等方式進行幾何造??型設(shè)計的方法，常用的有逆吊實驗法、充氣薄膜法、肥皂膜實驗法等（圖１．３）。其中逆??吊實驗法是最為典型的物理模型實驗法，其代表了一類基于力學(xué)平衡原理的零彎矩形態(tài)??創(chuàng)建方法，該方法概念清晰、形象直觀，在自由曲面形態(tài)創(chuàng)建研宄初期發(fā)揮了重要作用，??建筑大師Ａ．?Ｇａｕｄｉ、Ｈ．?Ｉｓｌｅｒ、Ｆ．?Ｏｔｔｏ等采用該方法設(shè)計出了許多經(jīng)典的建筑作品［８－１｜】。??該方法［１２］利用柔性材料只能承受軸向拉力的特點，對其施加一定的分布荷載并給定特定??的約束條件，獲得受力平衡后的純拉結(jié)構(gòu)模型，再對該模型進行固化和翻轉(zhuǎn)操作，獲得??相應(yīng)荷載和邊界條件下的純壓結(jié)構(gòu)模型。圖１．４所示的西班牙圣家族大教堂和德國曼海??姆展覽大廳均為該方法的代表作。??｜?十，．丨．??ｆｅ?Ｉｆ?１?Ｉ??（ａ）逆吊實驗法?（ｂ）充氣薄膜法?（ｃ）肥皂膜實驗法??圖１．３基于物理模型實驗法的形態(tài)創(chuàng)建方法??圓４??（ａ）圣家族大教堂??３??

?（ｂ）德國曼海姆展覽大廳??圖１．４應(yīng)用逆吊實驗法設(shè)計的典型建筑??仿生設(shè)計方法是一種依托于仿生學(xué)和設(shè)計學(xué)，通過從自然界中獲取靈感，將一些生??物的形態(tài)加以抽象化后用于幾何設(shè)計的方法［１＞１５］。例如，自然界中形態(tài)各異的貝殼不僅??外觀美麗，其結(jié)構(gòu)構(gòu)造也符合力學(xué)原理，具有良好的力學(xué)性能，探究其形態(tài)造型并將其??合理抽象化后可很好的應(yīng)用于實際工程中％］。大連貝殼博物館的新館［１７］（圖１．５）在外??觀設(shè)計上將貝殼的形態(tài)抽象化到建筑造型中，曲線型的屋蓋交錯堆疊，猶如靜臥于海邊??的貝殼，造型十分美觀，且設(shè)計思想也貼合了貝殼館這一主題。??圖１．５大連貝殼博物館新館??物理模型實驗法和仿生設(shè)計法雖然能幫助設(shè)計師設(shè)計出造型優(yōu)美、受力合理的建筑??曲面，但是這兩類方法都有一定的局限性，無法用于創(chuàng)造更加豐富多樣的曲面造型，限??制了建筑師發(fā)揮創(chuàng)意的空間。計算機輔助設(shè)計則打破了上述方法的局限性，為建筑師設(shè)??計任意曲面提供了可能。近幾十年來

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]自由曲面空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分、優(yōu)化及力性能研究[D]. 江存.浙江大學(xué) 2015
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本文編號：3340715