论非线性建筑设计

非线性建筑设计分析摘要：在设计非线性建筑的过程中，立面设计通常与它的性能与邏辑的结合会形成一定的矛盾，这种矛盾对非线性设计产生具有一定的负面影响。

怎样处理这种冲突，并利用有效的方式进行处理，是非线性建筑设计过程中极为重要的一项问题。

文章对此进行了相应的探讨。

关键词：非线性;建筑设计;研究Keywords：non-linear;architecturaldesign;research0 引言作为一门前沿的科学理论，建筑的非线性设计理念不断改变人们的世界观和思维方式，并将变成目前信息社会的主要象征。

建筑非线性设计方式在城市建筑空间设计中进行了相应的使用，并且可以有效塑造特色城市的空间。

1 非线性参数化建筑设计介绍2 当代非线性建筑的形态特征当代建筑形式的改变和复杂性科学、计算机技术、拓扑、几何、生物科学领域的新发展，反映在经历了后现代建筑与解构主义建筑和当代建筑之间的差异，当代建筑不断追求一个新的联合，也就是异质元素的联合，使其能够处于过渡状态。

所以，对于当代概念性的非线性建筑的研究，我们可以利用无定形来进行。

目前，站在非线性建设设计的角度来看，建筑形态更多的是设计的产物，它并非设计的目的，设计的焦点从形式的形成原则转向过程的操作。

在设计过程中，逐步将并置、拼贴、组合等设方式转变为新的操作逻辑，例如：透明、平滑等。

这一部分的操作本质更倾向于和物质的体量进行分离，溶解其形式，通过弱化整体来完成形式的分解，与此同时，通过连接复杂的组织系统来实现整体统一。

对于这一点，西方建筑师在最近几年的理论和实践中获得了验证。

他们强调形式的扭曲和模糊，以及由此形成的空间效果，利用不同的建筑元素进行有效结合;与此同时，这样的形式和有机建筑、表现主义各不相同，它不是一种先入为主的形式，而是可以对外部环境、功能和技术做出最直接的反应，还能让其他的参考框架被引入进来促进形式的发展，特别是通过计算机技术和新的几何形式，如拓扑，其最终形式往往是各种因素操作的结果。

非线性建筑的低技术设计方法摘要：本文介绍非线性建筑建造过程中设计表达的整体描述，讨论的是如何从方案创意到建造图纸表达的过程。

关键词：非线性建筑、低技术设计方法、手工、表皮非线性建筑的方案设计充满创意，超越了欧几里德几何学的框架，让人有不可思议的感觉。

非线性建筑造型创意办法很多，通过与复杂性科学相结合，建筑方案可以通过各种渠道的构思理念进行。

但是，面对不同于传统线性建筑的非线性的外形，如何用图面表达出来成为设计中的一个难题。

我们现在见到的如扎哈哈迪德的作品均大量的采用计算机虚拟技术，运用编程等手法将非线性建筑形体呈现出来。

接着在模型的基础上进行大量的虚拟剖切，得到各种施工用的图纸。

这是一种全新的设计方法，具有尖端性和高科技性。

我们身边的大量的普通建筑，或者投资规模小的建筑是无法做到的。

那有没有可能采用低技术的设计手段设计出非线性建筑，并将其付诸于实施呢？本文即是试图探讨相关的问题。

1、非信息技术的传统手工方式在计算机带来的信息革命到来前，建筑师的工作手段就是草图、模型和二维图纸，而绘图的工具就是普通的尺规和图板。

而在这样原始的条件下，那些被称为风格派、自然主义、神秘主义的建筑师照样设计出很多非线性建筑。

这些建筑采用的设计流程现在看来很原始，一般是先绘制草图，在此基础上制作草模，接着对模型进行不断的深入推敲，确定最终的形态，最后在模型的辅助下进行二维图纸的绘制。

由于手工绘图的局限性，在绘制的过程中只能是确定一些关键点的坐标信息，采用曲线板等方式放样绘图，这样就造成图纸绘制不精确，很多问题很难在图纸上发现出来。

由于图纸的不精确，这些项目在实施过程中只能靠对施工现场的控制，施工完成后的建筑形态是否完美取决于建筑师的现场控制和建筑工人手艺的高低。

而有些时候，由于建筑的非线性形态过于复杂，无法用图纸表达，就只能靠大尺寸模型和现场施工控制了。

门德尔松的爱因斯坦天文台被称为德国风格派的代表。

这个流派反对写实，主张用抽象形式强烈地表现人的情绪和心理感受。

非线性建筑设计随着科技的进步和人们审美意识的提高，传统线性建筑设计已无法满足现代社会的多元化需求。

非线性建筑设计作为一种新兴的设计理念，打破了传统建筑的束缚，为建筑行业带来了一场革命。

本文将从非线性建筑设计的定义和特点、设计原则及实际应用案例等方面，探讨非线性建筑的重要性和应用前景。

一、非线性建筑设计的定义和特点非线性建筑是指形态复杂、不具备线性构成关系的建筑。

这类建筑通常具有自由形态、空间多变、结构混沌等特点，给人带来强烈的视觉冲击和心理感受。

非线性建筑设计注重形态与结构的有机融合，追求建筑与自然环境的和谐共生。

二、非线性建筑的设计原则1、材料选择：非线性建筑设计在材料选择上，注重材料本身的特性，如自重、强度、耐久性等。

同时，还材料之间的相互关系，如何通过不同材料的组合，实现最佳的结构效果。

2、结构设计：非线性建筑强调结构的有机性和复杂性，注重各个结构元素之间的相互作用和关系。

设计过程中，需要综合考虑结构的受力、传力路径和稳定性等因素，以实现建筑与结构的完美融合。

3、空间设计：非线性建筑设计中，空间设计是核心要素之一。

设计师需空间的变化、流动和视觉效果，通过不同空间元素的组合与穿插，创造出丰富多变、流动开放的空间体验。

三、非线性建筑的应用案例1、西班牙毕尔巴鄂古根海姆博物馆：该博物馆运用非线性建筑设计的经典之作，通过悬臂式结构、金属钛板外墙等设计手法，将建筑与自然环境融为一体，展现出动态、流畅的视觉效果。

2、法国诺曼底住房：这栋建筑采用非线性设计理念，将曲线形态融入住宅设计中，使建筑呈现出独特的美感。

同时，合理的结构设计使其具有出色的抗震性能。

3、中国广州白云国际机场：该机场航站楼运用非线性建筑设计，将自然景观与现代建筑相结合，突出空间感和层次感。

非线性形态的航站楼与周围环境相得益彰，为乘客提供了舒适的乘机体验。

四、总结归纳非线性建筑设计作为一种创新的设计理念，已在国内外众多优秀建筑作品中得到应用与展现。

建筑结构的非线性分析建筑结构的非线性分析是对建筑结构进行分析时所面临的一种难题。

一方面，建筑结构本身复杂多变，在外力作用下会呈现出非线性响应；另一方面，建筑结构的分析不仅需要考虑结构的受力状态，还要考虑材料、几何、荷载等因素的影响。

因此，建筑结构的非线性分析是一项非常重要的任务，它可以帮助工程师更准确地预测结构的响应，并为结构的优化设计提供有力的支持。

建筑结构的非线性响应建筑结构的非线性响应是由于材料的非线性特性、几何的非线性特性、以及受力状态的非线性特性等因素导致的。

这些因素可以是单独的，也可以是相互作用的。

其中，材料的非线性特性是指材料的力学特性呈现出非线性的形态，例如材料在不同的荷载下呈现出不同的弹性模量和极限应变等；几何的非线性特性是指结构的形态或尺寸呈现出非线性的形态，例如结构由于荷载作用变形，导致结构的尺寸出现变化；而受力状态的非线性特性是指在不同荷载作用下，结构的刚度、强度等性质呈现出非线性的形态。

建筑结构的非线性分析方法建筑结构的非线性分析方法包括有限元法、分步分析法、极限荷载法等。

其中，有限元法是应用最为广泛的分析方法之一，它利用有限元离散化的方法来近似连续介质结构的行为和响应，可以进行非线性材料、几何和受力状态的分析，并能够准确地描述结构的弯曲、剪切、扭转、局部破坏及塑性行为等现象。

与有限元法不同的是，分步分析法是一种迭代计算方法，其基本思想是将整个分析过程分成若干个阶段，逐步引入不同的非线性因素，从而分析出每个阶段的响应结果。

而极限荷载法则是一种经验法，它忽略计算领域中不便考虑的因素，例如非线性响应的微小变化、材料的粘性和不均匀性等，而仅仅关注于结构在极限荷载下的反应，从而得出结构的破坏载荷。

建筑结构的非线性分析应用建筑结构的非线性分析应用非常广泛，可以用于结构的优化设计、结构的健康监测和结构的可靠性评估等方面。

首先，在结构的优化设计方面，非线性分析可以帮助工程师更准确地预测结构的响应，并根据所得到的结果对结构进行优化设计，从而提高结构的性能。

非线性建筑设计分析摘要:非线性设计就是将偏向于感性的建筑设计思维转变为更加理性的设计思维，将在传统的设计方法中更倾向于专注建筑形式的实现结果，转变为专注设计过程的逻辑推理，并大幅提高建筑设计的运算速度和运算量，使设计规则向更高效、科学的方向转变。

关键词:；建筑设计；非线性设计；特点非线性建筑设计突破传统建筑设计条框,主要体现在部分新型特征层面,如动态、自相似等,建筑内部空间为人们视觉提供新的流动性,与城市环境高度统一,成为城市的核心标志。

城市化建设脚步加快,为城市中添加多数非线性建筑,逐渐变更城市整体面容,但其仍处于探索阶段,带来优势的同时与各方冲突矛盾日渐凸显。

因此,建筑设计人员需不断提升自身素养,以创新性思维加强非线性建筑设计探索,实现建筑多元化目标,满足时代发展需求。

本文对设计方法进行简要分析并探究其在建筑设计中的应用策略，主要阐述的概念及其性质，介绍非线性建筑设计的概念及其特点，对在建筑设计过程中的关键环节进行详细论述，并对建筑思维的常用设计方法进行分析。

1非线性参数化设计概念及其性质非线性设计是一种全新的设计方法，通过数据逻辑建立一种特定的关系，这套逻辑包含自变量、逻辑联系、因变量，形成一套完整的方程式。

如果其中某个自变量发生改变，将会对数据结果产生影响，进而产生一种全新的数据模型。

即可以通过不断地改变参变量的数据，从而快速生成多种建筑方案。

这种设计模式可以将设计师从烦琐反复的设计修改工作中解脱出来，提高他们的工作效率，使他们将更多的精力专注于设计过程本身。

2非线性建筑设计的概念及其特点2.1线性与非线性的区别线性是数学上的概念，指变量与变量之间的直线关系，也可以理解为一阶导数为常量的函数，即f(x)=ax+b。

这样非线性的概念就很好区分，非线性的数学关系就可以理解为：一阶导数为非常量的函数。

非线性科学，其实就是复杂性科学。

在自然界中，很多事物都呈现复杂性的特征，如山脉、波浪、植物、细胞等，它们本身就是流动的、不规则的、自由的、随机的。

非线性建筑非线性建筑是一种连续流动状的形体，这种形体作为结果来自于对建筑性能及周边环境因素的分析，建筑的设计过程即是对各种影响建筑因素的研究，并通过提练和综合，将各种影响因子从概念发展到形象，作为建筑的最终形体，由于影响的因素是复杂的，建筑的形体也必然是不规则的。

因而建筑的形体是设计研究过程的结果，是分析发展的生成物，从而也最符合建筑的性能，并也能最好地适应场地。

流动状的非线性形体不仅在形体的生成上依赖于计算机软件技术，并且在形体的建造上依靠于计算机辅助制造技术(CAM)。

借助于编程或已有软件，影响建筑的各种因子首先转化成计算机内在逻辑语言，而后可通过计算机生成建筑形体，经过不断地修正与反馈，确立最终建筑形体。

而借助于计算机数控机床(CNC机床)，非标准的建筑形体可以拆分成不规则的部件，由计算机数控机床自动制造出来，并组装成型。

计算机强大的运算能力为非线性建筑的产生与发展奠定了坚实的基础。

非线性思维对建筑的影响一、概述自20世纪中叶以来，随着计算机的发展，科学技术逐渐的改变着人们的生活，无论是高科技术的航空领域和通信领域，还是人们生活中所应用的工具，信息技术已经改变了这个世界。

21世纪以来，中国也随着经济的迅速发展，逐渐的进入了信息化时代。

为举办2008年的北京奥运会，所修建的鸟巢、水立方、CCTV等前卫的建筑更加开阔了人们的视野，没有人会知道建筑可以是这样的，我们也许只知道数字信息化改变着科学技术的发展，例如航空、通信、汽车、互联网等。

却很少有人知道数字信息化技术，改变着建筑的发展。

任何艺术的理论、形式、风格的产生，都与当时的时代背景息息相关，建筑更不例外。

1920年产生的现代建筑体系在统治了世界近半个世纪后，历史进入了一个多元共存的时代，各种学科的交叉融会，为建筑理论的发展与建筑设计的创新提供了丰富的养分，建筑师们在各种新思想和新理论地指导下不断进行着各种建筑实践的探索，各种各样的建筑理论与形式不断涌现。

简析非线性建筑的设计作者：贾景奇张娜来源：《科技探索》2013年第09期中图分类号：TU 文献标识码:A 文章编号：1007-0745（2013）09-0186-01摘要：当前，西方建筑创作中出现的追求非线性形态的倾向于非线性科学有着不解的渊源，一些建筑师有意或无意地引入了非线性科学的基本原理来拓展建筑创作的理论和方法。

非线性复杂形体建筑是用理性表达感情的典型建筑类型，虽然目前在世界范围内，总体的建造量不算太大，但它代表了建筑设计领域和建筑技术的最高水准。

关键词：建筑非线性建筑形式建筑立面任何艺术的理论、形式、风格的产生，都与当时的时代背景息息相关，建筑更不例外。

1920年产生的现代主义建筑体系在统治了世界近半个世纪后，历史进入了一个多元共存的时代，各种学科的交叉融合，为建筑理论地发展与建筑设计的创新提供了丰富的养分，建筑师们在各种新思想与新理论地指导下不断进行着各种建筑实践的探索，各种各样的建筑理论与建筑形式不断涌现。

在可持续发展成为人类实践主题的当代，建筑师们都希望能够为建筑学的发展找到正确的方向。

非线性建筑设计冲破了传统欧几里得几何学与现代主义建筑匀质空间的限制，走向动感强烈、风格多变的自由空间造型艺术的领域[1]。

这样的建筑必定是运用最新地科学理论与建筑技术，迎合人类社会的发展趋势并体现时代精神特色。

建筑作为一种塑造物质形体和空间的造型艺术，似乎先天的拥有“形式”的优先权[2]。

当代世界建筑在＂复杂性科学研究＂的影响下,建筑形态呈现平滑、折叠、混沌的趋势以及复杂性形态[3]。

2004年竣工的瑞士再保险公司总部大楼坐落在伦敦圣玛丽阿克斯大街，是座玻璃外观的尖顶摩天大厦，高180米，40层。

面对狭窄的基地，建筑师没有追求强烈的视觉效果，而是试图找到”适合基地的最有效的结构”，生态节能，顺应环境成为建筑的出发点。

为此福斯事务所组织了一个由建筑师、结构工程师、建筑物理工程师数学家、计算机编程员等各类专家特殊的设计顾问小组。