上海证大喜马拉雅艺术中心

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1、数字化技术和建筑案例分析——上海证大喜马拉雅艺术中心——01108229万凤刘项目介绍项目类型：酒店美术馆办公商业设施地点：中国上海市浦东新区设计时间：2006年设计团队：建筑师/矶崎新合作建筑师/上海现代建筑设计（集团）有限公司结构/佐佐木睦郎构造计划、竹中工务店上海现代建筑设计（集团）有限公司面积：场地面积/29000㎡建筑面积/13300㎡总建筑面积/155000㎡规模：地上20层地下3层高度99.9m结构：钢筋混凝土结构整体功能分为宾馆、艺术家创作室设施、艺术中心、商业设施、公共开放空间5个区域为了让这些多功能设施连接，本方案在水平与

2、垂直方向上进行了三位立体的布置，让各种设施有效地相互连结，已形成特殊的复合型的高层设计。项目定位功能分析功能分析为了最大限度的确保西侧住宅区的日照，方案将五星级酒店配置在基地的北侧，限高100m南侧配置艺术家创作室，高度67.5m两个塔楼中央连接部分为艺术中心，为该项目核心，地上部分为向市民开放的公共空间，高度31.5m功能分析功能分析本设计在垂直标高31.5m处分成上和下两部分。北侧宾馆客房部分配置在上方，宾馆客房的塔楼为边长60m的几何学立方体中央设有60m×90m的空中庭院，配合地上的城市文化广场及地下的下沉文化开放广场，形成了立体的空

3、间构成。在31.5m以下的领域，配置了当代艺术馆、商业设施、多功能大厅宴会厅、会议中心等功能，这些功能可延续邻接的新国际会展中心使用技术分析喜马拉雅中心的中央部分容纳了一个当代艺术中心和一个约2000人的多功能剧场这种独特的有机造型是矶崎新曾在意大利新佛罗伦萨火车站设计中尝试过的，运用了“进化论结构的最优化手法（ESO方法）”的设计。ESO方法优化问题是指在一组可行解中，找到最能满足一个或多个要求的解的过程。这个过程通常包括三个步骤：（1）建立数学模型，即制定目标函数和设计变量（2）处理约束，包括不等式约束和等式约束（3）使用不同的算法求解，

4、如渐进式算法、随即算法、枚举法。所谓结构优化设计，通常是指满足强度要求等条件约束下，是结构的总重量最轻，或造价最低，或工序最简单。实际上就是在给定的载荷和边界条件下，在预定的结构可行涉及区域上，寻找材料的最优分配。ESO方法结构优化设计主要分为四个层次：尺寸优化形状优化拓扑优化结构类型优化所谓结构优化设计，通常是指满足强度要求等条件约束下，是结构的总重量最轻，或造价最低，或工序最简单。实际上就是在给定的载荷和边界条件下，在预定的结构可行涉及区域上，寻找材料的最优分配。——————————早期设计域固定——————————结构边界的优化————

5、——————更有效利用材料——————————现阶段研究较少ESO方法尺寸优化：它是在给定结构类型、材料、拓扑以及几何形状的前提下，优选组成各部件的界面尺寸，以使结构达到优化。尺寸优化Sizeoptimization由于材料的压应力极限远大于材料的拉应力极限，所以如图所示结构，受拉的杆的尺寸要大于受压杆的尺寸。ESO方法形状优化：研究图和确定结构的内外边界结婚形状，以改善结构特性。形状优化Shapeoptimization与圆形孔相比，椭圆孔可以大大降低应力集中，改善机构的应力情况ESO方法拓扑优化：根据一定的设计准则，在满足应力、刚度、位移

6、、频率等约束条件下、在结构上开孔、打洞、取出不必要的构建和材料（即结构的构建布局和节点连接发生变化），使结构在规定的意义上达到最优。结构拓扑优化一般选用“基结构”作为优化的初始结构，在选用的“基结构”上进行有限元网格划分。拓扑优化设计结果主要作为概念设计阶段的参考，通常位边界不光滑的结构，通过对边界光滑处理，变成CAD系统可识别的模型；CAD系统对光滑以后的模型进行重构，建立参数化模型，接着转入形状优化阶段。所以结构优化设计过程是一个集成的包括CAD/CAE过程的动态过程。结构类型优化：在给定外载荷和约束条件的情况下，优化设计选择何种结构类型

7、。如选择桁架结构结构、框架结构或是组合结构等等。目前理论还未成熟，文献较少，一般主要靠有专业工程理论的实践经验的工程技术人员进行人为地主观判断。美术馆分析一般从结构要素上的力的传导效率来看，与拉伸及压缩的轴向力相比，弯力的传导效率极低，即在所有结构要素中均匀地分布没有弯力的应力结构，其力的传导效率是最高的，在这种情况下可实现最小限度的材料来组成结构体。意大利新佛罗伦萨火车站设计竞赛方案，矶崎新美术馆分析使用电脑来生成这种形态的是ESO方法，根据所给出的力学条件及设计条件自动形成的造型，并在进行某种程度的调整后所得到的形态，将在被称作白色立方体

8、的展示空间之外，以其崭新的空间形式被加以利用。进化结构的最优化手法在上海证大喜马拉雅艺术中心的设计项目中采用的ESO手法是对以前设计中使用的同类方法的深化尝试。迄今