1. 研究目的与意义
1.斗拱的三维虚拟仿真模型设计是对斗拱研究领域发展和继承的必要手段;
2.使斗拱工艺技术理性化、系统化,从而启发其他古建筑构件及古建筑的三维虚拟仿真模型设计;
bim技术已在建筑行业广泛应用,参数化的斗拱模型设计对中国古建筑的发展必不可少。
2. 国内外研究现状分析
斗拱在中国经历了数千年的沉淀,现已成为中国的一种文化符号。最著名的是2010年上海世博会黄浦江边的中国馆,采用斗拱的形状,向世界展示了一个底蕴深厚的中国。斗拱最早可追溯到西周,西周至战国是斗拱的雏形期,此时斗拱虽不及后世美观,但结构功能合理,极具原始的野性美。汉代斗拱已具有后世成熟斗拱的基本形制,明显具有雕刻的装饰手法,属于斗拱结构机能的探索期。进入南北朝后,作为结构构件的斗拱逐渐加重了自己的装饰作用,开始了一个新的阶段。唐宋时期,斗拱来到了一个鼎盛的时期,在结构机能与艺术装饰上都达到了一个前所未有的高度,唐代斗拱硕大、厚重、规矩严整、博大深远。宋朝斗拱又来到了一个新的阶段,斗拱的结构支撑作用下降,艺术装饰作用增强,风格一改之前的雄浑,开始变为简约,加工细腻。到了明、清时期,斗拱的结构作用已经变得可有可无,大多是为了装饰,只有极少数斗拱用于支撑梁柱。到了现当代,斗拱已经失去了最初的意义,只被用来作为装饰构件,而且,现代木结构建筑多是从国外引进的轻型木结构与重型木结构,由于国外现代木结构建筑的冲击,中国传统的抬梁式与穿斗式结构已经被摒弃,所以,斗拱的应用也不是十分普遍,这就导致了斗拱在中国建筑上使用数量的下降。
三维虚拟仿真模型设计分为虚拟模型与计算机仿真两个方面,计算机仿真技术是世界各国十分重视的一项高新技术,美国1992年提出的国家重点发展的关键技术报告中,计算机仿真技术被列为第16项,同年提出的国防及军事重点发展的关键技术报告中,被列为第6项。在我国,计算机仿真技术的研究起步较早,发展很快。1995年6月国防科技大学成功研制银河仿真1型计算机,标志着我国计算机仿真技术取得突破性进展。虚拟模型和计算机仿真技术是一项涉及多个学科领域的前沿技术,发达国家于20世纪80年代提出了相关概念,这项技术在10年里获得迅速发展并达到实用阶段。和一些先进国家相比,我国在这个领域还有一定的差距。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容
一:斗拱的发展历史及其应用(不同朝代的斗拱进行比较)
二:斗拱在现代建筑中充当的角色(现代木结构中斗拱能否充当结构构件)
4. 研究创新点
斗拱是中国一个古老的建筑物件,是一个伟大的发明,但是斗拱的制作过程十分繁琐,利用三维虚拟仿真技术 ,可以让人们对斗拱的构件及斗拱的拼装组合过程有一个更加清晰的认识,而且,当我们有了斗拱的3D模型后,还可以利用3D打印技术生产斗拱,以此来提高生产效率和木材利用率。最重要的是,斗拱的三维虚拟仿真模拟技术还可以应用于古建筑的维修上,延长木构建筑的寿命,为中华民族留下一笔宝贵的财富。还可以利用三维虚拟仿真技术对斗拱的力学性能进行一个测试,以获得斗拱的各项力学性能。
