结构的形与力——形是力的图解

“形是力的图解”可以理解为:作为处理结构的形与力的一种方式,通过安排结构“形”与“力”的互动与关联,实现结构内在的理性(力)与外在的表现(形)紧密而内敛的逻辑关系.文章从“形”与结构的内力、“形”与力流的传递及形态抵抗下的“形与力的结合”三个方面论述,具体阐述了“形是力的图解”这一建筑学命题的内容和意义.     

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。     

基于体量消减与复合重构的柱元形态研究

从体量消减和复合重构两方面出发,梳理隐藏在柱元形态背后的结构逻辑,从构件形态到建筑表现,深入剖析柱元形态呈现的结构内涵,研究柱元的技术逻辑与形态表现的关系,进一步阐明"力产生形,形反映力"的理性思维,总结技术逻辑引导下的柱元形态设计策略,拓展结构思维下的建筑设计方法.     

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。     

适时考虑索找力的索膜结构找形方法

实际索膜工程的找形分析,不仅要得到稳定的结构形态,还要得到合适的索的预张力分布。基于非线性有限元找形理论,提出适时考虑索找力的索膜结构找形方法。首先根据是否考虑及何时考虑索找力,分3种情况对一个小品膜结构进行找形分析,发现只有适时考虑索找力的找形方法可以得到形态稳定、索张力分布合理的结构形态。然后采用新方法对大型索膜结构"佛山世纪莲花"体育场屋盖结构进行分析,发现新方法可以快速有效地对大型索膜工程进行找形和找力分析。     

数字图解

文章阐述了数字图解的定义,指出它是形态生成的基本工具,可用于建筑设计的找形;同时文章介绍了作者通过实验开发的三个数字图解工具系统及其应用。     

克利斯托弗·亚历山大的图解

通过对克利斯托弗·亚历山大<综合形态的纪录>的研究,探讨了亚历山大运用图解对表达"次要问题"的解决方案,提出了利用模式语言来解决各个图解间相互影响的问题,指出亚历山大提出的结构性图解让设计问题的解决成为对环境背景的研究和解释.     

形式生成笔记——风车形图解

以风车形图解为主题探讨建筑形式生成的内在规律,分别对风车形图解特征与原型进行梳理,从整体渐变、三维旋转、变异操作与群体组织四个方面探讨风车形图解,并结合一系列经典案例阐述其内在规律与设计逻辑。     

大跨空间钢结构预应力施工技术研究与应用——大跨空间钢结构预应力施工技术分析

为实现基准温度下设计初始态的"力"和"形"的统一,在正式施工前必须进行一系列的预应力施工分析.介绍了主要预应力施工分析的方法及其适用性,通过等效预张力的找力分析,满足初始态对"力"的要求;通过零状态的找形分析、满足初始态对"形"的要求;通过环境温度影响分析,满足初始态对"基准温度"的要求;通过施工过程分析,满足过程与目标的统一,并保证过程的安全性;通过有应力制作索长计算,将制作索长与初始态的形和索力或者与零状态的形和等效预张力相对应.     

自然生形的启发:基于向量图解静力学工具的数字化结构找形

聚焦弗雷·奥托使用物理模型方法进行自然启发结构找形的研究工作,展开基于向量图解静力学的VGS工具对自然启发建筑结构的研究;基于VGS工具可以交互地生成、操控结构的形与力的特性,以硅藻、叶序、蛛网结构为例,充分展现了该工具在结构概念设计阶段再现、组合与创造自然启发建筑结构形式的潜力。