基于GC建筑设计平台参数化设计中的算法研究

论文摘要

信息时代,数字化技术已经广泛地渗透到设计界的各个领域,在建筑设计领域的应用已经从最早的计算机辅助设计演变到模拟人工智能的,基于算法的参数化设计阶段。参数化设计使设计的周期大大缩短,而新的参数化软件GC(Generative Component)的出现为建筑行业提供了一种全新的设计手段,它能帮助我们探索建筑形式各种新的可能性,并使得建筑的复杂性更加容易表现出来。本论文首先介绍了数字建筑设计的研究现状,分析了参数化设计的优势,并介绍了新的参数化软件GC。接着,将通过感性认识得到的构件“多边形”和“展开的书页”用参数化的方式描述出来,利用GC的新建特征功能,创建了两种不同形式的参数可调控的屋顶模型,即网格型屋顶和书页多边形屋顶；然后结合点阵算法对中国古建筑进行参数化设计。首先分析古建筑内在结构的规律性及各构件之间的参数关系,用参数来表达对古建筑的数据描述,然后结合程序设计和点的阵列算法,生成参数可调控的古建筑结构化三维模型。并探讨了几何约束下古建筑的参数化建模方法；基于在建筑设计中用到的最短路径算法,给出最短路径算法Dijkstra算法在GC的参数化实现,并将其应用于建筑的布线优化设计。通过论文的工作,运用GC的参数化、脚本化设计的思想,将通过感性认识得到的构件,用参数化的方式描述出来,并结合各种算法和程序设计,通过调整基本构件的参数和构件之间的关联关系,快速地得到多种备选方案,提高了设计效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 论文的主要内容及章节安排
• 2 利用GC实现不同结构的屋顶模型
• 2.1 数字建筑设计研究现状
• 2.2 GC介绍及与其它CAAD软件比较
• 2.2.1 CAAD软件介绍
• 2.2.2 GC介绍
• 2.3 利用GC参数化地设计不同的屋顶模型
• 2.3.1 一般曲面屋顶的设计
• 2.3.2 网格型屋顶参数化设计
• 2.3.3 书页多边形屋顶参数化设计
• 2.4 本章小结
• 3 基于点阵算法的古建筑参数化设计
• 3.1 古建筑的参数分析及数字化表达
• 3.2 基于GC的古建筑参数化设计及算法分析
• 3.2.1 基于点阵算法的柱网参数化设计
• 3.2.2 斗拱的参数化设计
• 3.2.3 基于点阵算法的屋顶参数化设计
• 3.3 古建筑参数化设计的补充研究
• 3.4 本章小结
• 4 基于GC的最短路径算法实现及其在建筑布线设计中应用
• 4.1 最短路径算法在建筑参数化设计中的应用
• 4.2 DIJKSTRA算法及其在GC中的实现
• 4.2.1 Dijkstra算法
• 4.2.2 Dijkstra算法在GC的实现
• 4.3 最短路径算法在建筑布线优化设计中的应用
• 4.3.1 结构化布线系统线缆设计原则
• 4.3.2 运用Dijkstra算法对布线进行优化设计
• 4.3.3 布线优化设计在GC的实现
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 取得的研究成果
• 5.2 后续研究意义
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文情况