基于力图解原型的结构形态参数化生成

图解静力学由彼此交互的力图解和形图解组成,通过力图解生成形图解对方案阶段的结构形态推敲有十分积极的作用。本文首先根据认知心理学的理论,分析得出力图解原型应具备适宜的抽象水平,即中等抽象水平;其次,从结构内力方向、支座数量、构件姿态、荷载分布状态与荷载分解方式构建了二维力图解原型谱系;最后,确定参数数量、梳理参数间关系、编写程序生成多个结构形态。本文的研究目的旨在提升力图解操作的交互水平,使设计师在构思方案时更容易操作。

利用v-t图解力学问题

众所周知,利用函数图象能够直观地表示物理量之间的相互依赖关系,形象地表述物理规律,增加视觉感知。在解决具体物理问题时,运用函数图象常能使一些复杂的问题变得直观明瞭,变"抽象"为"形象"。有时能够起到比解析法更巧妙、简便的独特效果,这对提高学生的分析问题能力无疑是颇有裨益的。本文只准备通过几个具体例题的分析谈谈 v-t 图象在解决力学问题时所起的重要作用。

基于Qt的气象热力学图解的绘制

随着网络安全上升为国家战略,国产操作系统及相应软件的自主可控变得尤为重要。选用跨平台效果较好的Qt框架进行软件开发,是目前自主可控趋势下的一种选择。在国产操作系统中标麒麟上,利用Fortran计算气象热力学图解中常用的气象参数,并基于Qt(C++)对气象热力学图解进行绘制,绘制得到的热力学图解包含了T-lnP、V3-θ、以及25种层结量和33种对流参数,实现了中标麒麟上气象热力学图解的显示和交互。

图解静力学简史

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。

灌溉管网水力学图解软件的研制

本文介绍灌溉管网的水力图解软件的研制工作。它综合运用诺谟图法、“准有限元法”、计算机视窗技术以及“数-图-数-图”技术,全面解决灌溉管网的水力设计问题。这种综合技术使诺谟图法变得更准确,大大简化了管网的水力设计工作,使设计变得更容易。

建筑与结构的图形化共识——图解静力学引介

以代数化——图形化的"模型思维"为根基的"结构选型"纵然在一定程度上能填补建筑师与结构师之间的技术共识,但在非常规空间形式的探索中却难以胜任。图解静力学作为一门科学,基于完全图形化的"力流思维",在空间形式契合结构力流的自由创造方面,为建筑师和结构师提供了可以直接直观的讨论平台——既能强化设计人员的"结构选型"理解,又能给予非常规形式的设计以科学方法。

形与力的融合 对建筑师克雷兹和结构师席沃扎三个建筑的介绍与图解静力学分析

建筑师克雷兹与结构师席沃扎合作的建筑作品秉持着对超然时空体验的追求,这便注定实现此目标的结构体系异于常规。通常这些被推上前台成为建筑形式要素的异规结构,会以相较常规结构更加繁冗复杂的面貌出现,但在他们的作品里,异规的结构以极其简练的、若隐若现的方式呈现。这种强烈反差的实现得益于他们对形式与力流的有机融合,而融合二者的方法之一便是图解静力学。

基于三维图解静力学的复杂冰雪结构的计算性设计与数控建造

图解静力学将结构形式本身代表的"形"和其中作用产生的力之间的拓扑关系通过图示的方法进行形象化地演绎,成为近一个世纪以来建筑大师们进行结构创新性设计的重要理论和实践工具。21世纪,随着计算机技术和相关理论成果的发展,图解静力学从二维推力网络和封闭力多边形之间的对偶关系发展到了三维推力网络与空间封闭力多面体之间的对偶关系,大大扩充其在设计应用中的理想范式和类型。从基于三维图解静力学的基本设计方法研究入手,以冰雪结构的数字设计与建造为主要对象,展示三维图解静力学的一般设计方法,并通过与机器人建造技术的结合应用,论证其在未来计算性设计中的应用可能和前景。

图解静力学:一种实现强结构的操作方法

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。

图示形力关系——图解静力学结构优化设计引介

在建筑设计实践中,结构优化设计往往是由结构工程师主导,建筑师受限于专业知识往往难以参与和掌控这一重要设计阶段,结构优化设计在建筑设计中发挥的作用因此大大受限。基于此,介绍了一种可以直观呈现结构形式与传力关系的图示化设计方法——图解静力学,借助其建筑师可以在建筑设计前期阶段进行结构优化设计。简要介绍了2个具有代表性的基于图解静力学的结构优化设计研究案例,即Lauren Beghini的参数化优化和麻省理工大学结构设计实验室结合几何方法的渐进式交互优化。

力学找形与数控建造:离散型冰壳设计建造一体化

地域性气候及材料下的建筑创新发展,需要建筑师掌握综合应对形式、结构与建造等需求的一体化设计方法。图解静力学和数控建造技术的发展,为建筑师创作实现兼有形与力之美的地域性建筑提供了一条创新途径。本文通过梳理冰雪建筑与图解静力学发展历程,介绍了力学找形与数控建造一体化流程,并以中国建筑学会计算性设计学术委员会举办的"2019计算性设计"工作营中完成的冰壳作品为例,探讨应用该流程设计建造自由曲面离散型冰壳的适用性与发展前景。

结构性能化设计工具在家具设计中的应用和比较

目的结合迅速发展的数字技术,探索家具设计方法和制造手段的新范式。方法在数字设计领域“强结构”设计思潮的影响下,运用以图解静力学分析法发展起来的几种计算机结构性能化设计工具,如Polyframe、3DGS、Millipede3D,以及Ameba等,在家具设计中尝试将主动式结构找形与家具设计相结合,探索数字化家具设计原理及方法。结果运用不断更新的结构分析与生成工具,将传统的、自上而下的设计师主导式设计转为自下而上的生成式全新工作流程,也创造了更新的、更生动的家具设计语言和形式。结论随着计算机技术的高速发展,运算式设计逐渐成为设计的重要方法之一。新的设计流程从底层逻辑上打破了由包豪斯倡导的标准化材料选型和结构选型的设计局限性,突破了传统意义上功能优先的国际主义设计样式。同时,通过运算技术进行的材料优化、力学优化能更好地回应节能环保的需要,形成大批量定制的新时代形式美学和建构美学。

基于图解静力学的建筑设计方法

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。

基于结构性能的建筑设计简史

从建筑师的角度来看,基于结构性能的建筑设计的发展过程,按时间顺序可以被划分为三个时代:在静力学图解时代中,由于图解静力学理论的建立和应用,建筑师能够清楚地表达结构概念并试图寻求结构性能的最优方案;在力学建构时代,由于社会经济需求和结构性能设计的发展,高结构性能的特殊结构原型被广泛应用,但由于方法的不可确定性和不可重复性,建筑师亟需新的设计计算工具辅助:在结构性能生形时代,建筑师充分应用电脑计算及模拟技术,为之前的实践方法和理论注入新的血液,更重要的是,建筑师创造了许多更为科学、准确以及创新的设计方法。文章以建筑视角对基于结构性能的建筑设计的发展历史进行梳理,比较和分析目前的结构基于性能的设计方法,并评估其对当下建筑实践的价值。

基于图解静力学的平面桁架形态设计方法研究

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。

互动式的建筑结构概念找形——基于三维图解静力学

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。

探索形与力:数字时代的图解静力学

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。

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

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。

康策特是谁? 一个瑞士结构师的诗意抗争

文章第一部分通过对康策特的专访,试图展示其早年职业生涯的发展以及部分项目的幕后故事;第二部分以四组方案为例,介绍其作品所蕴涵的设计思想以及与建筑师的合作,并简要回顾了当年ETH的结构与建筑学教育背景。

形、力与结构 一段简史

在整个20世纪,无论从概念还是方法论的层面来看,结构工程师和兼任建筑师的结构工程师们针对形、力、体量彼此关系的工作方法都有了重大改变。这个改变得益于设计、工程学和建造技术的协同努力。作者雷莫·佩德雷斯基教授讨论了罗伯特·马亚尔、皮埃尔·奈尔维、爱德华多·托罗哈、菲利克斯·坎德拉、海因茨·伊斯勒和埃拉迪蒂·迪埃斯特的作品,展现了这些重要的改变和贡献,以及它们如何影响我们今天从工程学角度来理解性能的方式。