参数分析建筑设计论文提纲

论文题目：结构性能导向的原竹建筑参数化设计方法研究

摘要：近年来,原竹作为一种低碳环保、可再生、拥有文化承载力的建造材料愈发引起人们的重视,相关的工程项目和建造竞赛呈现明显的增长趋势。一方面,原竹建筑得益于参数化工具对复杂形态的表达能力和原竹易于弯曲的特性在造型上不断向自由形态、曲线结构、空间结构发展,建筑师依靠经验对其结构性能的判定愈发困难;另一方面,原竹建筑在功能上逐渐发展为较大跨度、存在屋面遮盖、对风、雪荷载有一定要求的永久性建筑,这使得原竹建筑对结构性能的要求大大增加。很多情况下,由于结构性能的不确定性,建筑师只能通过增加耗材的方式保证原竹建筑的结构性能,导致建造结果在不同程度上偏离了设计的预期。在这种矛盾下,强调结构性能导向的原竹建筑设计显得愈发迫切。本研究主要从数字化结构性能设计的视角切入,在结构性能化设计的基本方法上针对原竹原竹材料、结构体系、建造方式等特殊属性进行改进,提出了一套结构性能导向的原竹参数化设计方法。整个设计方法主要分为原竹结构体系的判定、基本形生成、构件形态生成、形式优化四个步骤。结构体系判定主要强调结构体系对结构性能化设计中“主动找形”或一般参数化设计中“被动优化”思路的适应性,二者选其一;基本形的生成根据“主动找形”和“被动优化”的思路分别采用理想传力状态求解后逆推建筑形态的和按设计概念推敲几何造型的设计方法;构件形态生成采用公式化的算法精确还原原竹构件的形态属性,避免可能出现的误差;形式优化同样采用精确还原原竹形态、力学、结点属性的有限元分析法计算建筑的结构性能,为形式的优化提供准确的数据支持。通过对原竹建筑各项特殊属性的深入研究,将其中被忽略或无法处理的属性精确化、规律化,帮助建筑师快速了解原竹材料、结构、构造上的特性,实现建筑形式与结构性能高度统一、从设计到建造全过程精准控制的原竹建筑参数化设计。原竹建筑正处于工程实践大量增加,而相关研究没有完全展开的阶段,原竹建筑理论体系仍存在许多可深入探究之处。

关键词：原竹建筑;结构性能;参数化设计;有限元分析

学科专业：建筑与城市规划

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容和框架

2 原竹建筑结构性能参数化设计的影响因素

2.1 原竹的材料属性

2.2 结构体系分类及特点

2.3 建造方式与工艺的约束条件

2.4 本章小结

3 结构性能导向的原竹建筑参数化生形方法

3.1 结构性能导向的参数化生形过程

3.2 建造方式与工艺约束的参数化转译

3.3 基于结构体系的整体生形

3.4 基于材料特性的构件生形

3.5 本章小结

4 基于有限元分析的原竹建筑形态优化方法

4.1 原竹建筑有限元分析法

4.2 原竹构件属性设定方法

4.3 原竹有限元模型建立及实例验证

4.4 本章小结

5 案例设计实践应用

5.1 “青霭坞”——2019全国高校竹建筑设计建造大赛作品

5.2 “浪涌潮鸣”——2019东盟国际高校竹建造大赛作品

5.3 本章小结

6 结论

参考文献

致谢