膜结构建筑形态研究.pdf,系统图

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【学位年度】 2009 【摘要】 膜结构建筑形态自由丰富，其优美的体型虽然看似随意，却如实地反映了 力的传递规律。同时，膜材料和结构设计的特殊性导致了对于张拉膜结构造型 的约束是不容忽视的。因此，合理地确定初始几何形态是建筑师首要面对的问题。
让建筑师相对独立地构思膜结构形态，方法之一是提供合理的基本结构造
型单元。由于造型单元中已包含了力的逻辑，则按一定规则组合的膜造型也相
应地具有一定的结构合理性，这对结构分析是有利的，方向是正确的，也为建
筑师明确了造型创作的范围。
基于此，本文系统地分析膜结构建筑形态的构成。立足膜曲面的基本属性，
引用“双曲面的局部肯定是双曲面的推理，以及点、线边界是曲面造型的最终
控制因素”的结论，利用穷举法对点、线边界因素进行排列组合，从而构成一
组曲面，然后再把双曲面进行排列组合而构成一组曲面。据此归纳提出2组膜
结构基本造型单元，共10类，并验证了部分设计实例。在理论和实践上，这些
组合而成的曲面单元和造型几乎涵盖了所有的膜结构形态，即膜结构形态均可
归类为基本造型单元或其组合。
从建筑设计角度对初始几何形态的建立与功能空间设计、结构选型闻的关
系做了论述，探讨有关膜结构构造设计内容，总结膜结构设计中包含初始几何
形态建立阶段和结构模型分析阶段关系的系统图；结合工程实例，从不同方面
对影响膜结构形态的其他因素，如气候因素、建筑技术因素、尺度和材料性能
因素以及造型量化参数钢模比等，分别提出设计对策；同时，分析膜结构形态
与加工、施工的关系。
基于生物进化和基因理论，把生成设计法应用于膜造型的创造中，初步建
立了膜结构的生成设计框架。分析总结了影响膜结构形态的安全性和经济性两
大类因素：采用层次分析法，初步建立膜结构建筑评价框架体系和膜结构方案
优化框架体系，使优选膜结构建筑设计方案在程序上具有可操作性。
本文以张拉膜结构在建筑领域的具体应用及其形态构成为研究对象，从建
筑学的角度来阐述张拉膜结构建筑形态的生成过程和影响因素，建立膜结构的
建筑评价体系，确立建筑师在膜结构建筑设计过程中的主导地位，使建筑师的
创作思想更深入、准确地反映在膜结构的建筑造型中．