书籍详情
大跨建筑非线性结构形态研究
作者：孙明宇，刘德明 著
出版社：中国建筑工业出版社
出版时间：2022-09-01
ISBN：9787112276226
定价：¥42.00
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内容简介
本书依托国家自然科学基金项目（51808471）和中央高校基本科研业务费专项资金资助（20720220079），关注于数字技术背景下的非线性建筑结构形态的问题、理论及创新途径。 本书从复杂性科学与结构形态学研究的学科源头出发，探寻数字化设计下大跨建筑非线性结构形态设计的本质和方法，提炼出大跨建筑非线性结构形态系统的三个层次，以及各层次的具体要素，并通过复杂性思维、数字技术协同与建筑设计伦理三个层面的深层关联建构非线性结构形态系统理论框架。其理论框架适用于更广泛的性能化、智能化的系统对象，具有一定的前沿性。本书后半部分提出大跨建筑非线性结构形态的单元繁衍、材料拓扑、参数逆吊三种非线性结构形态生成策略，为非线性结构形态的创新提供全新的视阈及可操作的设计方法，对未来将以性能化为目标的大跨建筑设计实践具有可借鉴的应用价值。 本书可供从事建筑领域的同行借鉴和参考，也可作为建筑学、土木工程等相关专业的教学和科研参考书。
作者简介
刘德明，男，1961年出生。 工学博士，国家一级注册建筑师，哈尔滨工业大学建筑学院教授、博士生导师、大空间建筑研究所所长。1982年毕业于哈尔滨建筑工程学院建筑学专业，曾在美国麻省理工学院和宾夕法尼亚大学、德国魏玛包豪斯大学、比利时鲁汶大学等校访问学习。并任全国体育建筑专业委员会委员、黑龙江省技术经济发展顾问委员会规划环保组专家等社会兼职。主要研究方向为以体育场馆为主的大空间公共建筑及其理论等，努力把握此类型建筑技术密集的主要特点以及建筑发展的大方向。主持完成多项研究课题，参与多项国家相关规范、标准、资料集等的编写或审核工作，发表学术专著多部、论文百余篇，多项建筑设计作品获奖，已培养毕业博士、硕士研究生数十位。
目录
第0章 绪论
0.1 本书研究的背景及来源
0.1.1 数字化时代下建筑设计范式的更迭
0.1.2 复杂建筑与结构理论的整合需求
0.1.3 我国大型公共建筑工程的发展困境
0.2 研究目的和意义
0.2.1 研究目的
0.2.2 研究意义
0.3 相关研究概况
0.3.1 关于数字化建筑设计的研究成果与现状
0.3.2 关于空间结构形态的研究成果与现状
0.4 研究内容与方法
0.4.1 概念界定
0.4.2 研究方法
0.4.3 研究内容
0.4.4 研究框架
0.５参考文献
0.6 图片来源
0.7 表格来源
第1章 大跨建筑非线性结构形态的特质解析
1.1 大跨建筑及其结构形态的特质解析
1.1.1 大跨建筑设计的特点与目标
1.1.2 结构形态之核心角色解析
1.2 “形”与“态”关系的演变
1.2.1 结构形态学的局限
1.2.2 非线性关系的逻辑
1.3 “形”的扩展
1.3.1 从欧氏几何到高级几何
1.3.2 从传统材料到复合材料
1.3.3 从手工建造到数字构型
1.4 “态”的扩展
1.4.1 更高效的结构性能
1.4.2 更舒适的空间性能
1.4.3 更丰富的美学性能
1.5 本章小结
1.6 参考文献
1.7 图片来源
第2章 基于复杂性科学的非线性结构形态理论建构
2.1 复杂性科学与大跨建筑设计的关联建构
2.1.1 复杂性科学的深层解析
2.1.2 复杂性科学引发的哲学思考
2.1.3 复杂系统与非线性结构形态系统的本质关联
2.2 复杂性科学启发下非线性结构形态设计框架建构
2.2.1 设计思维的复杂整合
2.2.2 设计手段的数字协同
2.2.3 设计伦理的至善至美
2.2.4 非线性结构形态的理论框架
2.3 非线性结构形态系统的三种生成途径
2.3.1 非线性结构形态系统的生长途径
2.3.2 非线性结构形态系统的演化途径
2.3.3 非线性结构形态系统的维生途径
2.4 本章小结
2.5 参考文献
2.6 图片来源
第3章 基于涌现生成的单元繁衍
3.1 结构单元繁衍的原理
3.1.1 结构涌现条件
3.1.2 结构生成主体
3.1.3 结构生成逻辑
3.2 结构原型的空间生长
3.2.1 力学结构单元的繁衍
3.2.2 构造结构单元的繁行
3.2.3 生物结构单元的繁衍
3.3 网格原型的几何异规
3.3.1 网格的变换
3.3.2 网格的分形
3.3.3 网格的镶嵌
3.4 本章小结
3.5 参考文献
3.6 图片来源
第4章 基于遗传进化的材料拓扑
4.1 结构的高度优化
4.1.1 网格结构的节点优化
4.1.2 曲面结构的形体优化
4.2 结构的实体拓扑
4.2.1 简单结构的拓扑生形
4.2.2 复杂结构的拓扑生形
4.2.3 自由形态的数字生形
4.3 结构的仿生拟态
4.3.1 桁模混合
4.3.2 性能化装饰
4.3.3 纤维仿生
4.4 本章小结
4.5 参考文献
4.6 图片来源
第5章 基于适应维生的参数逆吊
5.1 逆吊找形法的原理提取
5.1.1 早期的物理逆吊法
5.1.2 发展的数值逆吊法
5.1.3 参数逆吊法的提出
5.2 参数逆吊法实验建构
5.2.1 平台选择
5.2.2 模型原理建构
5.2.3 BSGLM模型及参数
5.2.4 方法验证
5.3 环境适应性调控
5.3.1 基于空间制约的形态调控
5.3.2 基于物理舒适的形态调控
5.3.3 基于美学需求的形态调控
5.4 本章小结
5.5 参考文献
5.6 图片来源
结论
0.1 本书研究的背景及来源
0.1.1 数字化时代下建筑设计范式的更迭
0.1.2 复杂建筑与结构理论的整合需求
0.1.3 我国大型公共建筑工程的发展困境
0.2 研究目的和意义
0.2.1 研究目的
0.2.2 研究意义
0.3 相关研究概况
0.3.1 关于数字化建筑设计的研究成果与现状
0.3.2 关于空间结构形态的研究成果与现状
0.4 研究内容与方法
0.4.1 概念界定
0.4.2 研究方法
0.4.3 研究内容
0.4.4 研究框架
0.５参考文献
0.6 图片来源
0.7 表格来源
第1章 大跨建筑非线性结构形态的特质解析
1.1 大跨建筑及其结构形态的特质解析
1.1.1 大跨建筑设计的特点与目标
1.1.2 结构形态之核心角色解析
1.2 “形”与“态”关系的演变
1.2.1 结构形态学的局限
1.2.2 非线性关系的逻辑
1.3 “形”的扩展
1.3.1 从欧氏几何到高级几何
1.3.2 从传统材料到复合材料
1.3.3 从手工建造到数字构型
1.4 “态”的扩展
1.4.1 更高效的结构性能
1.4.2 更舒适的空间性能
1.4.3 更丰富的美学性能
1.5 本章小结
1.6 参考文献
1.7 图片来源
第2章 基于复杂性科学的非线性结构形态理论建构
2.1 复杂性科学与大跨建筑设计的关联建构
2.1.1 复杂性科学的深层解析
2.1.2 复杂性科学引发的哲学思考
2.1.3 复杂系统与非线性结构形态系统的本质关联
2.2 复杂性科学启发下非线性结构形态设计框架建构
2.2.1 设计思维的复杂整合
2.2.2 设计手段的数字协同
2.2.3 设计伦理的至善至美
2.2.4 非线性结构形态的理论框架
2.3 非线性结构形态系统的三种生成途径
2.3.1 非线性结构形态系统的生长途径
2.3.2 非线性结构形态系统的演化途径
2.3.3 非线性结构形态系统的维生途径
2.4 本章小结
2.5 参考文献
2.6 图片来源
第3章 基于涌现生成的单元繁衍
3.1 结构单元繁衍的原理
3.1.1 结构涌现条件
3.1.2 结构生成主体
3.1.3 结构生成逻辑
3.2 结构原型的空间生长
3.2.1 力学结构单元的繁衍
3.2.2 构造结构单元的繁行
3.2.3 生物结构单元的繁衍
3.3 网格原型的几何异规
3.3.1 网格的变换
3.3.2 网格的分形
3.3.3 网格的镶嵌
3.4 本章小结
3.5 参考文献
3.6 图片来源
第4章 基于遗传进化的材料拓扑
4.1 结构的高度优化
4.1.1 网格结构的节点优化
4.1.2 曲面结构的形体优化
4.2 结构的实体拓扑
4.2.1 简单结构的拓扑生形
4.2.2 复杂结构的拓扑生形
4.2.3 自由形态的数字生形
4.3 结构的仿生拟态
4.3.1 桁模混合
4.3.2 性能化装饰
4.3.3 纤维仿生
4.4 本章小结
4.5 参考文献
4.6 图片来源
第5章 基于适应维生的参数逆吊
5.1 逆吊找形法的原理提取
5.1.1 早期的物理逆吊法
5.1.2 发展的数值逆吊法
5.1.3 参数逆吊法的提出
5.2 参数逆吊法实验建构
5.2.1 平台选择
5.2.2 模型原理建构
5.2.3 BSGLM模型及参数
5.2.4 方法验证
5.3 环境适应性调控
5.3.1 基于空间制约的形态调控
5.3.2 基于物理舒适的形态调控
5.3.3 基于美学需求的形态调控
5.4 本章小结
5.5 参考文献
5.6 图片来源
结论
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