The Art of the Prototypical

Poised between design research and full-scale realisation, prototypes in architecture provide a significant stepping stone for innovation. Through his New York-based studio THEVERYMANY, Mark Fornes explores the possibilities of coding and computer prototcols for design and fabrication through art installations and architectural structures. As prototypical projects, they are each defined by a single architectural concern, like a structure, enclosure or porosity; the intention being to realise the structure as a pleasurable spatial experience with potential for scalability.     

建筑结构的数字化方向

数字化的飞速发展为建筑形式带来了更为丰富的可能性,同时也带来了新的挑战,挑战之一便是许多造型绮丽的数字建筑方案由于缺乏合理的结构系统从而难以施工。因此我们的研究是通过分析数字化平台的特质,根据这些特质找到适合应用于此平台的建筑结构系统,从而将建筑结构本身的几何性质作为设计元素引入数字建筑设计,使这些建筑方案在拥有合理结构的同时也可以形成新奇的建筑造型。本文中列出了我们的现阶段的成果:仿生结构,几何形体重复排列以及外结构的数字化应用。     

新型数字结构集成化设计过程

参数化结构设计技术与数字设计、数字建造工具的结合,改变并重新定义了当代建筑设计的过程。研究尝试探索一种新的数字设计教育模式,将建筑设计过程与数字结构设计技术相结合,并且在各种国际教育机构中讨论实验性工作坊的成果。研究的目的在于挖掘这一系列课程在启发建筑实践创新方面的潜力。     

高层建筑塔楼旋转餐厅的结构设计

本文介绍了国内高层建筑塔楼旋转餐厅的概况;分析了塔楼建筑对结构设计的影响;通过工程实例,论述了塔楼结构方案与主体结构体系之间的关系。可供国内今后设计同类工程时作参考。     

结构效能与建筑显现

论文从建筑设计的视角入手,探讨了提高结构跨越、抗侧、重构效能的方法;论文研究指出了建筑设计中关注结构的有效且重要方式之一,就是关注结构效能与其建筑显现之间的关系;在此基础上,论文归纳了结构效能与建筑显现的整合设计策略。     

中小学校建筑抗震设计中存在的主要问题分析

总结了中小学校建筑抗震设计中存在的主要问题,对抗震设防标准、结构体系、建筑形体、结构计算模型的选用与确定,以及单跨框架、楼梯间的设计等方面存在的问题进行了分析,提出了合理的设计方法,以确保学校建筑质量和学生人身安全。     

基于建筑空间布置规则性的结构优化分析

结构体系中的大空间或者核心筒的布置不规则,会给建筑抗震设计带来诸多困扰。提出优化设计的方法用于对结构刚度进行调整,以降低建筑空间布置不规则的影响。优化方法是基于进化结构优化法,建立新的灵敏度定义,以修正建筑空间布置规则性为设计目标,优化结构体系中抗侧体系的刚度分布。从建立结构模型开始,直接从建筑设计模型中,提取必要的设计参数,导入优化设计程序中进行建模,提高了建模的效率和准确度。在有限元分析过程中全部采用壳单元,并且在考虑解析准确度的基础上对壳单元进行分割,应用泰森多边形理论对荷载进行计算。在优化计算中,主要从结构整体等效应力分布的均匀性,重心与刚心的相对位置关系以及结构的两向抗侧刚度比三个方面对结构体系的应力、水平以及竖向构件刚度分布进行优化设计,调整建筑空间布局以满足布置的规则性,对进一步深化设计提供可参考的分析结果。     

数字建筑设计与结构形态探索

建筑设计与结构设计在思维方式 和设计目标上存在较大差别,两个专业往往 是在相互妥协中完成设计,这种模式不利于 发挥结构在建筑设计中的积极作用,并有可 能造成浪费。数字技术在建筑领域中的渗透 使得建筑结构一体化的设计与建造在数字 平台上成为可能。在2014年清华参数化设计 研习班的Grasshopper班教学中,尝试使用这 一数字化设计平台进行非对称折板结构的 几何形态生成和力学模拟,并使用激光切割 和三维打印等数字化加工技术进行构件加 工,完成了一个实验性折板结构空间形态的 设计和建造。本文介绍了这一实验性教学的 相关技术问题,以及其背后的思考。     

结构技术主动渗透下的建筑空间整合设计

论文探讨了在结构技术主动参与和积极渗透下的建筑空间整合设计问题。论文从创新设计方法和思维的角度出发,分别从建筑内部、外部、界面等空间要素层面研究结构技术的动作、作为以及可能的贡献,并归纳和总结了结构表达方向和建筑整合设计策略。     

军体训练馆建筑设计及其教学探索

随着训练内容与强度逐渐深入,部队亟需全天候的训练场所,军体训练馆的建设越发迫切。但目前尚缺乏对其功能构成和空间形态的深入研究,教学中亦少有涉及。针对其建筑功能构成既与民用体育建筑有相似之处,又具有军事功能需求的特色,探索其建筑设计与教学的目标、内容及侧重点具有重要意义。通过分析,明确这一建筑类型建筑设计要点为多尺度空间组合套叠,建筑技术要求特殊,并以此培养学生多尺度空间组合与建筑结构观念及建筑结构造型能力。结合某军种室内军体训练项目需求,通过分析室内射击训练场、游泳训练场和军体综合训练馆的教学内容,提炼出适合军事训练需求的各项空间尺度、质量以及建筑结构、设备等基本要求,并明确其教学要点,归纳教学实践经验,以期为军体训练馆建筑设计与教学提供理论支撑。     

Proposing the hexagrid system as a new structural system for tall buildings

In order to improve the efficiency of tube‐type structures in tall buildings, a new structural system, called hexagrid, is introduced in this paper. In comparison with diagrid system, it consists of multiple hexagonal grids on the face of the building. In this research, a set of structures using diagrid system having four various diagonal angles and hexagrid system were designed on a strength and stiffness‐based approach for buildings with 30, 50, 70 and 90 stories to withstand wind load. The impact of different geometric configurations of structural members on the maximum lateral displacement and architectural performance in both diagrid and hexagrid systems is compared. The stiffness sensitivity using a similar interior bracing system in both systems is also discussed. In this study, the seismic performance of a 30‐story diagrid structure and a hexagrid structure was evaluated using nonlinear static and dynamic analyses. According to the results, the hexagrid system has a better architectural view and more ductility and stiffness sensitivity, which are about three times than that of the diagrid system. And finally, in comparison with the diagrid system, the hexagrid system has enough potential to push the height limit. The guidelines discussed here are for architectural and structural engineers to improve freehand design. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

结构造型概念设计初探

从渗透于多层和高层建筑的力学及美学概念 ,分析了多层、高层建筑空间结构的受力特点、结构型式及适用范围 .基于对建筑结构造型设计的理解和认识 ,分析了渗透于设计之中结构的力学概念和美学概念 ,提出了结构造型概念设计的思路和方法 .这种方法对于设计构思和结构宏观体系选择具有一定的借鉴价值 .     

结构符号学 构造壳体结构的符号学潜力

在如今复杂的网络化社会中,"连接"成为建筑师的核心能力,其目标是建立一个类似多方沟通机制下的建筑环境。基于不同荷载或符号学情况的结构系统的适应性差异化为"构造连接"提供了许多的机会。由此,这种差异化使"构造连接"比现代主义的、均质的重复秩序更具辨识性。为了充分开发这点,建筑师需要和工程师紧密合作,寻找最合适的选择。建筑物是高度整合的系统体系,各系统相互关联、相辅相成以满足建筑、结构、功能、空间、符号和氛围的要求。维也纳哈迪德工作室秉承"参数化主义"的教学议题,一直努力将这些不同层级的系统无缝整合进数字化设计过程中。工作坊的项目"参数化符号学——里约热内卢2016年奥林匹克公园"研究了参数化生成建筑形式的符号学能力,为体育场所及其相关项目设施开发了非常具有创新性的空间模型。为此,符号和结构便成了参数化模型的驱动层级,以测试"构造连接"的符号学潜力。这随后带来了壳体结构这一建筑原型的发展,它拥有根据符号学标准组织和分化的潜力,并能因其自身结构逻辑和周遭场地环境而进一步连接。这篇文章讨论的便是这一设计研究及其所含理论、概念和策略的成果。     

高层剪力墙结构优化设计与含钢量分析

结合某工程实例,从结构方案的选型、荷载的选取、设计过程细节的处理及构造措施等方面探讨了影响高层剪力墙结构含钢量的各种因素,并特别对剪力墙结构优化设计进行了详细分析,为结构设计提出了合理建议,以达到建筑结构安全性与经济性的统一。     

A method for determining fire accidental loads and its application to thermal response analysis for optimal design of offshore thin-walled structures

More than 70% of accidents that occur on offshore installations stem from hydrocarbon fire and explosion, and as they involve heat and blast effects, they are extremely hazardous with serious consequences in terms of human health, structural safety and the surrounding environment. To prevent further accidents, substantial effort has been directed towards the management of fire and explosion in the safety design of offshore installations. The aim of this paper is to present a risk-based methodology procedure to help determine the fire accidental design load of an offshore installation (AL Living Quarter) in association with the thermal response characteristics for structural optimisation. A probabilistic sampling approach with numerical fire simulations was taken to determine the fire accidental load. To determine the optimisation of the thin-walled structures of the living quarter, an A60 based on the results of thermal response analyses was conducted and the temperature distribution calculated. The analysis results suggest incorporating both the design and safety planning aspects of offshore Living Quarter.     

现代木结构研究进展

木结构在我国具有悠久历史,是我国传统建筑文化的主要传承形式。现代木结构作为装配式建筑形式之一,在发达国家已有百余年历史,主要形成了以轻型木结构、胶合木结构和木混合结构为代表的结构形式,而近年来现代木结构在我国科研与应用领域也得到广泛关注。对我国现代木结构研究开展了系统的回顾与总结,主要从五个方面系统梳理了我国现代木结构的研究进展,即材料性能及加工、构件性能及创新、连接性能与进展、体系研究与开发、防火研究及需求。通过对我国现代木结构材料、构件、连接及体系等研究工作的全面梳理,分析了我国现代木结构的研究现状、存在的问题与发展趋势,指出原材料可持续利用、产品质量认证体系建设、关键技术创新与研究、设计理论与规范体系完善等研究趋势,可为今后的研究工作提供参考,同时也将有助于推动相关工程应用的开展。     

建筑结构CAD课程教学改革研究

针对建筑结构CAD课程的教学现状,在分析和总结教学经验的基础上,从强化学生分析能力和优化设计能力、培养学生规范化和标准化意识、正确处理专业课的学习和PKPM软件应用的等方面进行了一系列改革。这些改革措施对于提高建筑CAD教学水平、培养学生的实际工作能力具有十分重要的意义。     

大空间结构防火性能化设计方法研究

大空间结构能够提供广阔的内部使用空间,且造型美观宏伟,特别适合于体育馆、机场、展览馆等大型公用建筑及一些工业设施,具有其它结构形式无可比拟的优越性.随着2008北京奥运等大型盛会的即将召开,这种结构形式在我国得到了迅速蓬勃的发展,并在未来一段时期内仍具有极大的发展潜力.然而,由于此类建筑其结构体系多较为复杂,加上建筑使用和造型上的需要,常常造成很难根据我国现行的建筑防火类规范进行防火设计,从国内外近年来研究工作和发展趋势来看,性能化设计方法将是此类结构防火设计的首选.本文针对此类结构的具体特点,结合国内外研究成果和工程相关实践经验,深入分析此类结构防火性能化设计的主要步骤和方法,希望能够对此类结构未来防火设计与研究提供一定的借鉴作用.     

壳体结构形态的量化重构——基于建筑参数化设计技术与结构力学的协同机制

复杂形态与结构体系之间所存在的数学逻辑与力学法则之间的偏差,构成了当今国际建筑参数化设计深化研究与面向现实实施的困境与挑战。因此,实现数字化复杂形态与结构力学逻辑的有机统一构成了该研究的初衷与最终目标。从结构工程学的角度出发,以双曲抛物面壳体为实验对象,提出了“结构原型——力学机制——力与形数字重构——验算与优化”的实验方法与创作思路,并通过圆形、三角形、菱形与编织状四种反映力学机制的肌理形式的量化试验与数据分析,论证了该技术路线的可行性与有效性,并最终形成一种从结构原型到多样性形态重塑的创新建筑设计模式。文中着力于如何利用与发掘潜在的结构力学机制,指出了复杂空间形态的创作如何结合结构力学的关键点,可为现时建筑参数化设计的现实运用与纵深研究提供实证参考与理论线索。     

高层剪力墙结构优化设计之探讨

本文认为结构的优化设计应从与业主及建筑师的沟通开始,并贯穿设计的全过程,强调在建筑方案阶段结构师就应介入其中,并实现结构概念设计的理念。结构的概念设计是优化设计的基础,合理的墙体布置是优化设计的具体方法,良好的技术经济指标是优化设计的最终目的。