【摘要】：隨著技術提升與美學觀念轉變,復雜形態(tài)的建筑愈來愈多出現(xiàn)在大眾視野。曲面形態(tài)作為一種重要的造型語言,被建筑師接納并廣泛使用于設計之中。建筑曲面形態(tài)的幾何性質,遠遠復雜于傳統(tǒng)正交體系下的“方盒子”建筑的屬性,曲面產(chǎn)生的非標準構件、安裝定位建造成本等諸多問題亟待優(yōu)化解決。平面化重構曲面是建筑曲面建造優(yōu)化的一種常用方法。利用平面面板單元去擬合原有的建筑曲面,在滿足設計要求前提下,達到造價低,生產(chǎn)建造效率高等優(yōu)化目的。在一般的工作流程中,設計師會將優(yōu)化問題會轉交給幕墻公司處理,這在一定程度上削弱了設計師對曲面形式建造的控制力。在設計過程中生成貼近現(xiàn)實的數(shù)字模型,對于曲面建筑實際建造有舉足輕重的意義。本次研究從數(shù)字化設計建造、建筑幾何學、建筑工業(yè)化的背景介入,首先對國內外相關文獻進行研究,分別從三角形、四邊形、六邊形平面化重構方法進行總結梳理;其次整理總結在當下流行的數(shù)字化設計軟件Rhinoceros(犀牛)平臺中可實現(xiàn)平面化重構的工具,并對不同工具的特性進行實驗比較;結合實際案例,展示三角形、四邊形、六邊形平面在當下實踐中的應用。由于在應用中六邊形平面化可用工具較少,筆者以此為切入點,基于Rhinoceros與Grasshopper平臺,提出一種基于切平面法的平面六邊形重構算法,以及兩種非連續(xù)平面六邊形重構算法作為補充。隨后利用不同類型曲面對算法進行實驗,取得了較為理想的結果。最后利用算法分別對三個實際案例進行了模擬。本次研究提供直觀、快速實現(xiàn)曲面平面化重構的算法,擺脫一般優(yōu)化中過于復雜的數(shù)學困難。使設計師在曲面建筑的設計階段,即可控制方案建造效果,減少虛擬模型與實際建造之間的差距,帶來合理美觀的建筑形式。對設計師理解曲面平面化優(yōu)化背后的數(shù)學規(guī)律,提高對曲面幾何知識的認知,提升對曲面建造的控制力有重要意義。
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU318
【圖文】：

理論）及仿生科學的發(fā)展，給設計師帶來刺激，影響了原本從功能、文脈、場地具體入手的逡逑傳統(tǒng)建筑設計方法。非線性設計、參數(shù)化設計等設計思潮隨著計算機技術條件的成熟應運而逡逑生。（如圖１－１）逡逑設計工具方面，隨著計算機圖形學技術發(fā)展，不同軟件公司開發(fā)出一系列建筑數(shù)字化設逡逑計工具，使得建筑設計師更好地處理并控制建筑曲面造型，比如Ａｕｔｏｄｅｓｋ公司的Ｍａｙａ軟逡逑件，Ｒｏｂｅｒｔ邋ＭｃＮｅｅｌ邋＆邋Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ邋公司開發(fā)的邋Ｒｈｉｎｏｃｅｒｏｓ，蓋里科技（Ｇｅｈｒｙ邋Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）逡逑基于Ｃａｔｉａ造型軟件開發(fā)的Ｄｉｇｉｔａｌ邋Ｐｒｏｊｅｃｔ邋（ＤＰ）等，以及針對設計軟件開發(fā)的參數(shù)化插逡逑件，諸如邋Ｄａｖｉｄ邋Ｒｕｔｔｅｎ邋針對邋Ｒｈｉｎｏｃｅｒｏｓ邋編寫的邋Ｇｒａｓｓｈｏｐｐｅｒ，邋Ａｕｔｏｄｅｓｋ邋公司開發(fā)邋Ｒｅｖｉｔ邋中逡逑的Ｄｙｎａｍｏ插件等，以上插件可以對曲面造型進行有效設計與輕松調整。軟件技術的發(fā)展更逡逑好地解放了建筑師的創(chuàng)造力，成為建筑曲面復雜形態(tài)的實現(xiàn)有利基礎。逡逑加工建造方面

以上三種多邊形形狀可以在平面內實現(xiàn)全等性滿鋪，由此作為實現(xiàn)建筑曲面平板逡逑化重構的常用方式。逡逑＿WW逡逑圖１＿邋５左：三角形網(wǎng)格，中：四邊形網(wǎng)格、右：六邊形網(wǎng)格逡逑值得注意得是，多邊形平鋪擬合曲面一般指得是各多邊形單元邊界緊密相連，不存在任逡逑何空隙，由于邊界形態(tài)受到曲面變化而改變，這在數(shù)學上是一個較為困難的問題。如果單元逡逑之間邊界不做緊密相連的要求，使用分離的平面單元進行擬合，則單元邊界受到曲面變化的逡逑影響較少，可以大大降低優(yōu)化難度。在本文第三章中，筆者以此提出一類非連續(xù)平面重構算逡逑３逡逑

１．邋３研究對象逡逑ｚ＾７逡逑圖１－邋４左：平板右：平面逡逑本文的主要研宄對象是建筑曲面以及平面重構曲面的方式。逡逑首先對“平面化”與“平板化”的概念進行區(qū)分》“平板化重構”是指用相對于曲面的逡逑小尺寸離散平板單元，去拼接擬合建筑曲面。而“平面”是對“平板”忽略厚度的簡化。厚逡逑度是模型中平面單元進行偏移操作產(chǎn)生，曲面內離散平面的偏移方式，受曲面曲率變化影響逡逑較大，在數(shù)學上是一個復雜的議題。鑒于篇幅所限，本次研宄中不做討論，因而將平面化重逡逑構作為研宄對象。最后請讀者在閱讀中區(qū)分平面與平板所指代對象。逡逑本文旨在研宄在曲面上可以實現(xiàn)同種類型的多邊形平面擬合曲面。如三角形、四邊形、逡逑六邊形等。以上三種多邊形形狀可以在平面內實現(xiàn)全等性滿鋪，由此作為實現(xiàn)建筑曲面平板逡逑化重構的常用方式。逡逑＿WW逡逑圖１＿邋５左：三角形網(wǎng)格，中：四邊形網(wǎng)格、右：六邊形網(wǎng)格逡逑值得注意得是，多邊形平鋪擬合曲面一般指得是各多邊形單元邊界緊密相連，不存在任逡逑何空隙，由于邊界形態(tài)受到曲面變化而改變，這在數(shù)學上是一個較為困難的問題。如果單元逡逑之間邊界不做緊密相連的要求

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

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相關博士學位論文 前1條

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相關碩士學位論文 前5條

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本文編號：2802470