基于参数化建模与数据分析的大跨建筑结构形态推演

The structure form and architecture form are high-integrated in long-span building. And therefore the parametric design method for general types can not be used in structure form design of long-span building .This subject in accordance with digital simulation, model construction and evaluation system of long-span building structure form parameterization will be broken down into three branch, namely established principle of factor decomposition and classification filtration(factor digitalization), docking method of Mining, inputting, processing, analysis of relevant data(data integration) and debugging generation algorithm of structure form on parametric technology construction(data operation ).We will get more precise degree of control by inducing and screening to obtain specific data filtering amplitude modulation. Thus the generation simulation and construction experiment of structure is further realized. We can also build actual model and print forming of three-dimensional printing through preliminary debugging and simulation. Using result we verifies reversely and perfect the work, so as to obtain the constructive method and evaluation system of long-span building structure form parameterization with powerful operability. This thesis has constructive significance for further research and new field of Long-span building.

大跨建筑结构形态与建筑形态集成度高，因而适用于一般类型的参数化设计方法并不适用于大跨建筑的结构形态设计。本课题针对解决大跨建筑结构形态参数化的数字模拟、模型建造与评价体系建构的问题，有针对性地将研究拆解成三个主要的研究支线，即大跨建筑结构形态的要素分解和分类过滤的原则确立（将要素数据化），相关关键数据的挖掘录入、统计、处理及分析的方法与前者对接（将数据集成化），以及利用初始的数据库，调试利用参数化技术建构的结构形态生成算法（将数据运算化）。并通过归纳与结果筛选得出特定的数据过滤的调幅，得到更为精准的控制度。从而可以实现更进一步的结构生成模拟与建造实验的工作，通过初步的调试与模拟成果，进行实际的模型建造，及三维打印技术打印成型。利用结果逆向验证并完善此前的工作，从而得到具备较强操作性的大跨建筑结构形态参数化建构方法与评价体系。对于后续的深化研究及拓展大跨建筑研究领域的纵深度具有建设性的意义。

设计工具一定程度地决定了设计结果，在计算机辅助设计技术成熟之前，建筑设计几乎完全依托于图纸绘制与模型推演等客观工具。而参数化建模技术已逐渐普及的当今时代，建筑结构形态设计发展也与现代主义时期有了较大的差异。大跨建筑依托结构而存在，其建筑形态是结构形态的完美体现，结构的形态又可拆分为形与态，形是表象，态是根本，结构的态具有高度的合理性与逻辑性。大跨建筑结构形态的技术制约性较强，且对力学性能与结构材料效率要求较高，因此大跨建筑结构形态也较多体现了力流分布与弯矩形态，但依然具备一定可调整度。在这个可调节的范畴内，参数化技术可以形成有效辅助，更为高效的为设计推演提供方案优化选择方法。具体执行中，依据结构的合理性与逻辑性，进行参数化模型的建构，通过可变参数的调节对大跨建筑的形态进行调整，实现大跨建筑设计的及时调节与实时互动，并完成大跨度建筑推力体系结构形态、张拉膜结构形态、桁架网架、自由曲面四种结构形态的参数化建模与数据分析，归纳大跨建筑结构形态优化设计方法体系，为以大跨结构为核心的建筑设计提供参考与支持。同时报告亦对国内外的研究及动态记性跟踪调研，进行相关的定性与定量研究，形成比较全面的综述评价。提出对结构形态推演中的影响因子参数提取与整合方法，以及相应的设计应用策略。并对诸如研究要点、执行情况、进展和研究成果、人才培养情况、国内外学术合作交流等情况，以及相关其他问题进行了说明。