2015年7月4日 星期六

Grasshopper教學9 - ribbed dome - 格狀圓頂

本篇針對在建築領域歷史發展已久的構築元素-圓頂進行探討

     
       圓頂一直是西洋建築中常被使用的元素,常常被使用在具有宗教意義的教堂建築中,透過圓頂的挑高以及大尺度的空間形式,來彰顯"神所使用的空間"的崇高性,另一方面,這種特殊的建築構造,也變成古西洋建築上的一種文化技術的實力呈現,尤其在尚未工業現代化的過去,在沒有電力機械、電腦運算輔助的狀態下,建築師們透過自製的營建工具,經由大量的手繪圖以及模型輔助,以較為原始、在現代看來幾乎不可思議的工程技術,將沉重的石頭與磚塊堆疊至穹頂的頂端,讓建築體可以屹立數百年而不傾倒,可以說是人類文明的經典表現。比如知名的圓頂建築-義大利弗羅倫斯聖母百花大教堂,就是一個絕佳的例子,有興趣的朋友可以觀看以下的連結,在國家地理頻道的介紹中有詳細的說明





              雖然這種宗教意義隨著時代的演變,已經很少有人再連結到教堂建築上,但在現代的建築當中,圓頂建築仍舊被拿來當作權力以及工程技術的展現,比如位處柏林的德國國會大廈,這個由Norman Forster所改建的玻璃圓頂,透過現代的工程機械輔助,呈現另一種輕盈的透明感,結合螺旋的步道形式,呈為柏林的熱門景點之一




圓頂的內部空間



       本篇的範例就是比較接近柏林國會中新的構造形式,透過直豎的勒以及水平的環,達成一個現代化的圓頂構造。首先第一步,我們可以先訂定出圓頂的基礎範圍




第二步,可以透過divide curve把我們的圓形基礎分割出想要的點數



第三步,將每個分割出來的點位與原點相連,產生放射狀的線條,這些現條會是在之後成為豎向勒條的基礎線



第四步,爲了產生水平向度的環,我們需要在平面上找出固定間距的圓型,藉此來成為後續步驟的基礎線,因此,我們需要先化出基礎圓的半徑



第五步,我們將半徑線進行等分,產生出定位點



第六步,我們將前步驟的定位點與圓心的距離找出來,並以此為數據資料,產生出同心圓的線條,至此完成水平環的基礎資料



第七步,謂了圍塑圓頂的造型,我們需要有一個適當的高度,因此,我們可以在原點往Z軸高度,劃出一條垂直線



第八步,為了把圓頂的曲面製作出來,我們必須先定義出圓頂的剖線,才可以透過剖線旋轉繞出曲面來,在這個範例中,我們需要製作的圓頂剖線就是一個弧線(ARC),因此,我們需要先把頂點與圓的連線製作出來,並找出線條上的中點



第九步,我們將線條上的中點往線段向量的反方向移動,成為三點不共線的狀態,藉此我們就可以產生出一個弧線(ARC)


第十步,我們可以簡單的繞出想要的圓頂輪廓


第十一步,前面所產生的結構基礎線都是單線的狀態,但實際的構造會是有厚度的物件,因此,我們可以對基礎線進行offset,以產生出適合的結構厚度

(水平環的線條-雙線平面)

(垂直勒的線條-雙線平面)

第十二步,將這些變成雙線的結構基礎線進行投影(project),在第十步驟的圓頂皮層上投射出有Z軸高度的骨架線條

(垂直勒的線條-雙線立體)

(水平環的線條-雙線立體)

(雙向結構的線條)

第十三步,我們可以將每個結構雙線用loft產生面


第十四步,將產生的皮層往負Z軸方向extrude擠出,完成圓頂的結構






此次範例元件內容未鎖定屬於開放範例

有興趣的人可以從這邊下載檔案嘗試調整參數觀看變化

 


 

衍匠設計-grasshopper範例9-格狀圓頂檔案

















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