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作者:游来游去
文章篇名提到的“数字化技术”包括参数化设计技术以及数值优化技术等等,常看我们公众号的朋友应该对它们都不会陌生,今天就不详细展开说了,这里强调一下数值优化技术不是大家经常听到的优化公司做的优化,它的本质是借助算法辅助结构设计寻找最优结构方案。
还要强调一件事情,结构设计的本源是结构理念,不是你会使用多少个软件。软件只是工具,算法也只能是辅助。大家不要本末倒置。
言归正传,简单聊聊这几个项目吧,希望能帮大家拓宽点思路,也希望能给枯燥的结构设计添加点乐趣。
01
某美术馆
这个项目前段时间获得了某建筑设计大奖,算是一个网红建筑,我们公众号也详细介绍过,我稍微再聊两句这个项目最出彩的树形柱(结构师认为)。其实项目刚开始的时候,建筑师做了一根直柱,是我们希望做成树形柱,我们考虑做成树形柱屋面就可以减小一点跨度,并且屋面梁可以形成连续梁,这样屋面可以做的更轻薄一点。刚开始我们也是很传统的做了一根直的树形柱,后来借助拓扑优化技术,发现对于这样的有些倾斜的屋面,斜向的树形柱才是最好的形式。 拓扑优化大家都知道,一般只能找一个大概的形式,于是我们接着利用遗传算法进一步找到了树形柱的最优形状。 02 某学校体育馆 这个项目的屋面跨度其实不到三十米,本可以一根大钢梁就能解决的,我们真的是自找麻烦(大炮打蚊子),做成了张弦梁。在做的过程中,我们同样利用遗传算法,找到了合适的索的形状以及匹配的预应力的大小。
03 某景观桥梁 将近120米跨度的斜跨异形拱桥(跟市政桥梁比起来小巫见大巫了),还是考验了我们的设计能力。这个项目前后做了小半年,我们几乎把国内外类似的项目都研究了一遍,也实地看过建成的类似项目。深入做了以后,发现想要找到最优的结构方案,试算工作量实在太大。拱的形状、矢高、截面,拉索的布置、预应力大小,主梁的形式、截面等等,都是影响因素。 于是,我们还是利用遗传算法去找最优的结构方案。
04 某展示中心 这个项目,结构的实现难度还是有一些,悬挑了20多米。其实这个项目最难的不是结构本身,是跟建筑的配合,项目的设计周期很短,尤其是方案阶段,可能两三天就会有一个想的想法新的形式,我们结构就要快速的回复行还是不行,如何实现。于是我们自己开发了基于Rhino的快速建模工具,并且打通了和各个软件的接口,实现了数据的互相传递。这个效率的提升还是非常明显的。
05 某艺术馆 这个项目目前还在建,很有可能成为一个新的网红建筑,今天先做个预告暂时不多说了,等建成后再跟大家好好聊聊。
结构设计不是只有超高层、超大跨才是诗和远方。我们绝大部分结构师可能一辈子都没有机会去设计一座地标,但我们不能因此而放弃对技术的追求和探索。
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