建筑形态设计是一个多目标问题，在满足建筑功能和空间形态审美需求的同时，也受到结构合理性的重大制约和影响。然而一直以来，由于建筑设计与结构工程面对的问题、思维方式、评价体系均不同，使得这两个专业的设计目标之间形成相互的制约，既束缚了建筑创作，也会造成结构安全隐患和巨大浪费。本研究提出一种面向建筑师的自由形式建筑形态生成研究，让建筑空间形态在建筑师的直觉和感性评价、以及计算机内的结构分析的共同作用下逐步演化，帮助建筑师找到既具有艺术表现力，又具有结构合理性的多样化的建筑形态设计结果。.本项目将在常用三维软件提供的建模环境中，结合结构形态优化计算，探索人机交互的二目标优化问题中的人机交互途径和演化过程控制方法，形成辅助建筑师创作的自由形式建筑形态生成系统。该方法将在对建筑师的创作过程形成有力支持的同时，有效减少建筑结构设计中的安全隐患和不合理想象，减少浪费，促进国民经济和建筑文化的发展。

本课题旨在探索建筑、结构一体化的空间形态设计生成方法。原定技术路线是基于BESO等有限元渐进形态优化方法，结合建筑设计的需求，综合生成结构合理、空间满足功能要求、形态优美的设计方案。 在课题研究期间，开展了多方面的研究与实践，包括对基础工具的考察与交流，对空间形态生成方法、力学模拟方法的研究与开发，以及实验性建造等内容。研究内容从原计划的基于BESO方法的交互式过程，发展为形态与建造可能性更多元，结构上更合理，建造方法也更便捷的“编织结构”。最终，课题建立了基于计算机算法的建筑、结构一体化的“编织结构”体系的设计、生成方法，以及数控建造方法体系。 2100433B

1 导论建筑形态生成研究的起点

1.1 形态与形态学

1.1.1 “形式”与“形态”、“形态学”

1.1.2 建筑学中的“形态”、“形态学”概念

1.2 建筑学领域的形态学研究

1.2.1 欧洲的建筑类型学

1.2.2 美国的形态科学

1.2.3 中国学者的研究

1.3 建筑形态的生成

1.3.1 建筑形态学研究的展开

1.3.2 建筑形态源的提出

1.4 研究的视角、框架、方法和对象的选取

1.4.1 研究的视角

1.4.2 研究框架

1.4.3 研究方法

1.4.4 研究对象的选取

2 社会结构源建筑形态生成的社会场

2.1 社会与社会结构

2.2 社区与聚居形态

2.2.1 原始的乡村社区与聚居形态

2.2.2 成熟的乡村社区与聚居形态

2.2.3 资本的城市社区

2.3 家庭与住宅形态的演变

2.4 规范与建筑形态

2.5 制度与建筑形态

2.6 社会变迁与建筑类型的兴衰

3 环境行为源建筑形杰的行为生成

3.1 社会结构中人的行为

3.1.1 人们行为的重复发生与场所形成

3.1.2 群体阶层的行为差异与空间的分化

3.2 空间认识与建筑形态的生成

3.2.1 原始思维与人类空间认识的启蒙

3.2.2 心理行为与人类空间认识的发生

3.2.3 存在环境与人对场所的感知

3.3 生活方式与建筑形态生成

3.3.1 自然环境、生活习性与建筑形态

3.3.2 群体阶层、生活方式与建筑形态

3.4 行为模式与建筑形态的生成

3.4.1 仪式化行为与建筑形态

3.4.2 防卫行为与建筑形态

3.5 环境行为创造了最终的建筑形态

4 组织运作源建筑形态的工艺生成

4.1 组织与运作

4.1.1 工艺与运作

4.1.2 职业与组织

4.2 建筑师组织的运作与建筑形态

4.2.1 建筑师职业组织的类型

4.2.2 组织的运作和设计特质

4.2.3 中国职业建筑师体制的建立

4.3 建筑师的设计运作与建筑形态

4.3.1 技术进步与建筑工艺

4.3.2 意匠构思与设计途径

4.4 建筑设计的两个趋向

4.4.1 建筑设计的标签化和精英化

4.4.2 建筑设计的社会化和大众化

4.5 社会发展、组织运作与建筑形态的生成

5 观念价值源建筑形态生成之核心

5.1 社会中的建筑价值

5.1.1 社会意识和价值观念

5.1.2 建筑价值

5.2 社会价值意识与建筑形态

5.2.1 地域文化与建筑形态

5.2.2 社会政治与建筑形态

5.3 主体价值观念与建筑形态

5.3.1 拥有者的价值观念与建筑形态

5.3.2 建筑师的价值观念与建筑形态

5.4 建筑价值的多元化和价值选择

6 综论 建筑形态生成的社会解读

6.1 建筑形态生成的社会之源

6.2 建筑形态生成的3个阶段

6.3 从社会视角分析建筑形态生成的意义

参考文献 2100433B

现有的城市人行桥设计方法主要是针对桥梁结构形态和构造，不能完全反映城市人行桥作为城市建筑的属性，制约着其建筑形态的发展。本项目将基于类型学方法，研究建立城市人行桥建筑类型学基础理论，探索形态生成的基本方法。研究将通过对城市人行桥的实例研究，从类型角度进行功能、语义和结构的知识映射，对设计信息进行图解和重构，提炼形成人行桥建筑类型的关键要素；研究建立人行桥设计的元设计和对象设计体系，基于形态生成的原理对人行桥进行类型发现，建立城市人行桥基本类型体系；研究类型组合、变形、生成的过程、法则等生成机制，建立外部信息和人行桥设计在设计实践之间的联系，为目前模糊的形态生成过程提供比较系统的理论支撑，并建立可供分析的设计方法。通过上述研究，从类型学的角度揭示人行桥建筑形态生成的科学机制和基本过程，完善其设计理论，并为设计创新提供方法支持。

人行桥不是全新的建筑设计领域，在人口和机动车的增长速度对城市环境造成越来越大压力的当下，城市人行桥的建设也迎来了新的发展契机。然而，人行桥的建筑形态同质化严重；现有的城市人行桥设计方法主要是针对桥梁结构形态和构造，不能完全反映城市人行桥作为城市建筑的属性。本项目基于类型学方法，研究建立城市人行桥建筑类型学基础理论，探索城市人行桥建筑形态生成的基本方法。 从形式构成角度建立人行桥空间造型要素。以斜拉桥为代表性研究对象，通过调研广泛搜集斜拉桥样本，建立样本素材库。依据形态分析法相关原理及过程对代表性斜拉桥进行解构，进一步归纳人行桥的典型造型构件；结合样本深度挖掘各造型构件的不同视觉形态，进而建立造型要素空间。从力学性能角度梳理造型局部与整体的逻辑。以斜拉桥为例，依据桥梁结构基本理论对桥梁的各造型要素进行构造分析，从桥梁细部构造角度挖掘形式与功能的关系，从整体布置角度理清了造型单元与整体形态的关系。 根据前期研究得到的桥梁造型单元特征，采用眼动仪记录受试者观察桥梁的眼动数据。通过划分不同的兴趣区（AOI），选取适当的眼动指标分析受试者的视线分布以及对桥梁不同部位的关注模式等视觉规律，得到桥梁造型要素的视觉关注程度及视觉优势位置。 基于人行桥的“元语言”和“对象设计体系”，利用参数化建模方法，针对每个造型特征创建对比模型，利用产品设计中常用的建立实验样本、萃取感性词汇方法，建立感性评价意向词对。通过对眼动数据的单因素方差分析方法，进行桥梁形态特征的显著性分析；利用主成分分析方法计算形态特征与感性评价的相关性，建立基于基本类型要素的城市人行桥生成机制，并在实践项目中探索验证。 本课题建立了外部信息和人行桥设计在设计实践之间的联系，创新地为目前模糊的形态生成过程提供较为系统的理论支撑，并建立可供分析的设计方法，从类型学的角度揭示人行桥建筑形态生成的科学机制和基本过程，为设计创新提供方法支持。 2100433B