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工业革命极大地解放了劳动生产力并革新了民众思想,在建筑界表现为新式建材研发及设计策略涌现,与之相伴的学科分化也使知识体系、社会分工愈发精细,但诸多因素却使建筑形式与结构分裂出难以逾越的鸿沟。步入信息时代,复杂性科学和非线性哲学的兴起催生了非线性思潮,计算机技术为此进程起到了助推作用,而虚拟设计及数字建造的技术门槛使其难以被熟练掌握,部分设计者为了炫技而滥用甚至误用,致使非线性建筑作品良莠不齐,并使得非线性成了加速形式与结构分离的帮凶。
为应对非线性建筑缺乏内涵、建筑形式与结构互相脱节的设计困境,笔者选定生成设计和结构性表皮作为论述依据,前者主张制定可迭代、易修改的设计规则,后者则提倡建筑形式与结构的主动结合。在分析建筑形式非线性化是数字时代不可逆的趋势之后,笔者主张对其积极引导,而非一味拒绝或盲目跟风,进而提出非线性结构表皮的建构设计策略,并引用典型建筑实例作为论据,最后再通过笔者的设计实践对此策略进行论证和总结。
文章第一章为写作基础,阐述论文写作缘起、目的、研究动态及写作框架;第二章简述生成设计和结构性表皮的基础概念和案例;第三章从人类自然情怀、复杂性科学现象、非线性哲学以及计算机的助推作用等方面入手,分析了当代建筑形式趋于非线性化的原因;第四章简述了分形、极小曲面、褶子等典型非线性设计理论及其方法,并对案例进行技术分析,逐步论证了基于非线性理论的异形结构表皮的技术手段;第五章为设计实证,选用形力兼备的拱壳作为设计原型,在GHPython平台下编译获得三角形分形算法作为平面生成逻辑,并用Kangaroo这一动力学模拟软件对非线性三角拱壳完成生形和优化。意欲借助严谨的计算机算法及便捷的力学模拟机制,为促进生成设计与非线性结构表皮早日成为普适、科学的设计策略提供一种技术路径。
为应对非线性建筑缺乏内涵、建筑形式与结构互相脱节的设计困境,笔者选定生成设计和结构性表皮作为论述依据,前者主张制定可迭代、易修改的设计规则,后者则提倡建筑形式与结构的主动结合。在分析建筑形式非线性化是数字时代不可逆的趋势之后,笔者主张对其积极引导,而非一味拒绝或盲目跟风,进而提出非线性结构表皮的建构设计策略,并引用典型建筑实例作为论据,最后再通过笔者的设计实践对此策略进行论证和总结。
文章第一章为写作基础,阐述论文写作缘起、目的、研究动态及写作框架;第二章简述生成设计和结构性表皮的基础概念和案例;第三章从人类自然情怀、复杂性科学现象、非线性哲学以及计算机的助推作用等方面入手,分析了当代建筑形式趋于非线性化的原因;第四章简述了分形、极小曲面、褶子等典型非线性设计理论及其方法,并对案例进行技术分析,逐步论证了基于非线性理论的异形结构表皮的技术手段;第五章为设计实证,选用形力兼备的拱壳作为设计原型,在GHPython平台下编译获得三角形分形算法作为平面生成逻辑,并用Kangaroo这一动力学模拟软件对非线性三角拱壳完成生形和优化。意欲借助严谨的计算机算法及便捷的力学模拟机制,为促进生成设计与非线性结构表皮早日成为普适、科学的设计策略提供一种技术路径。