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丹麦团队利用HyperWorks证明拓扑优化对混凝土建筑结构价值

作者:Simwe    来源:Altair    发布时间:2014-04-10    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

使用拓扑优化,使结构 EPS 模板满足数控铣削加工的制造要求。该团队使用聚苯乙烯块铣削加工模块,在现场
使用传统的脚手架和装配技术进行组装,然后将自密实混凝土浇筑到模板中。 有了拓扑优化技术,建筑师放弃了直接控制结构形式,因为软件可以从大量数据中形成结构形状。在需要建筑师确定某些设计方案时,可以使用“非设计空间”——在优化过程中排除在外的区域。Unikabeton 项目中,非设计空 间被指定为顶部混凝土构件和三个支柱,以满足设计要求,比如设计将产生一个无孔顶面以防止雨雪等天气影响。

结论

Unikabeton 优化项目的成功显示了仿真驱动的拓扑优化对建筑结构的重要价值。它为模拟生物结构系统的形态 优化提供了方法,借此可以用最小质量生成最佳性能的结构。

“拓扑优化不仅可以看作是一种新颖的设计语言,”他说道,“而且相对于目前传统的工业化建造方法,还是一种 实用工具,它可以将建筑设计流程与结构设计密切结合。”

研究小组指出,从设计中减去多余的材料能够显著降低与建造结构相关的环境成本,从混凝土生产和运输方面节 省能源。而且,用来制造模板的聚苯乙烯能够以制造新模板时循环使用。

从大的方面来说,这个项目标志着建筑实践中的一个潜在的重大转变。“凭借建筑学历史经验的积累,非计算机 的结构设计表明了结构设计的经验主义流程,” Søndergaard 指出,“拓扑优化实现了从拓扑学到拓扑设计思想的转 变,其中对经验的需求转换为对优化先决条件的一般知识。”援引日本工程师 Mutsuro Sasaki 的话,Søndergaard 指 出,优化成就了新的结构类型,即构件从一个连续的整体中设计出来,摒弃了传统的子分类系统,如梁、板和柱。

Søndergaard 说,在实验中,他发现 HyperMesh 是一个非常强大的有限元建模工具,能够满足创建高级设计空 间模型的关键需求。该团队同时使用 HyperView 进行后处理,对位移和应力进行分析和检查。

Søndergaard 说,“HyperWorks 是稳健而灵活的分析工具,对于理解优化结果的复杂结构和其可行性评估起到 了很大的帮助。”

Søndergaard  称他的团队已经预见了 HyperWorks  在商业建筑项目中远大的应用前景。“我们看到使用

HyperWorks 作为概念结构设计工具,在项目初始阶段、项目设计和工程阶段进行拓扑优化,具有巨大潜力。”

 

 

 
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