树状结构找形分析及工程应用.pdf,立面图

树状结构找形分析及工程应用

武 岳1 ，张建亮 2 ，曹正罡 1

(1． 哈尔滨工业大学 土木工程学院，黑龙江哈尔滨 150090; 2． 北京市建筑设计研究院，北京 100045)

详情： 树状结构具有造型新颖、受力合理的特点，因而在工程中得到广泛应用。作为一种复杂的空间刚架体系，构件布置方式的确定(即找形分析)是树状结构设计中重要的环节。构件布置合理与否将直接影响树状结构的工作性能。基于形效结

构的概念，通过分析树状结构的几何特点和受力特点，提出了一种树状结构的找形新方法———逆吊递推找形法。该方法的基本思路是，根据各级树枝所支承的屋面区域找到相应的受荷中心，依次令各级树枝指向其分担的屋面受荷中心，通过逐级递推建立树状结构的几何形态。在此基础上，明确了逆吊递推找形法的具体实施步骤和需要注意的问题。最后结合一树状结构工程实例，介绍了逆吊递推找形法的实际应用过程。研究结果表明:采用逆吊递推找形法生成的树状结构的所有构件均只受轴力作用，属形效结构。

关键词: 树状结构; 结构形态学; 找形; 逆吊逆推找形法; 形效结构

目录：

0引言

1树状结构特点

2逆吊递推找形法

3工程实例分析

4结论

引言

树状结构是由德国建筑师 Frei Otto 在 20 世纪60 年代基于结构形态学概念提出的一种建筑设计结构形式，因其几何形体与自然界的树相似而得名。从结构角度看，树状结构可看作是传统柱的一个变化，相当于用多点支承代替传统柱的单点支承，在不影响下部空间使用功能的前提下，减小上部水平构件跨度，使之受力更均匀。由于树状结构的构件布置符合最小传力路径原理，体现了力流从上到下、从分散到集中的汇聚过程，实现了力与形的完美结合，因而被广泛应用于大空间建筑结构中。比较典型的有:德国 Stuttgart 机场候机大厅、英国伦敦Stansted 机场、美国 Detroit 机场、德国 Bonn 机场等。国内的深圳文化中心、新长沙火车站和武汉火车站也采用了树状结构。

效果图

立面图

树状结构内力云图

结构内力图