从拓扑优化建筑形态设计到机械臂大型3D打印建造技术

摘要

21世纪随着计算机和数字模拟技术的不断发展,越来越多的建筑师、设计师以及艺术家们在追求建筑形态美观的同时也开始追求结构承载的最佳性能。建筑师和结构工程师们也渐渐将目光投向学科交叉处。在这里,不同专业的观点和思想可以相互碰撞而产生新的火花。基于结构性能的建筑找形设计可以追溯到安东尼?高迪(Antoni Gaudi)的倒挂悬链实验。随后,从薄壳结构为主的力学建构技术发展到拓扑优化结构性能生形,越来越多的数字技术被应用于建筑形态设计中。近几年来在同济大学DigitalFUTURES数字建筑工作营中,菲利普?布洛克(Philippe Block )教授团队、袁烽教授团队等的数字建造实践又将这一方法论真正应用到了建造的“物质化”层面川。本文主要讨论了澳大利亚皇家墨尔本理工大学谢亿民院士团队的两位建筑师鲍鼎文和严鑫近期完成的一系列基于拓扑优化算法的建筑形态生成和建造的研究项目。此研究项目在澳大利亚皇家墨尔本理工大学创新结构与材料中心和建筑机器人实验室协同合作下完成。本文主要介绍的创新技术是拓扑优化生成算法结合大型机械臂3D打印技术。