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Paramétrica + diseño algorítmico

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27-04-2016

Los modelos digitales son explícitos - todos los aspectos de un diseño está bien definido y se puede describir. Un modelo digital, en el que un diseño está representado de forma explícita, nos permite, por ejemplo, para hallar las coordenadas de cualquier punto, para producir plantas, secciones y alzados y, eventualmente, para construir. Pero, modelos paramétricos son diferentes.

Un modelo paramétrico depende de las relaciones entre las partes. Un modelo paramétrico se define por las reglas y limitaciones, que definen los aspectos de un diseño y sus relaciones entre sí. Cambiar una regla o restricción, o la modificación de una parte del modelo en sí, tiene implicaciones para todo el modelo.

Con los modelos no paramétricos, la geometría es explícita pero las reglas están implícitas - el modelo no hace un seguimiento de las reglas. Por el contrario, los modelos paramétricos tienen reglas explícitas y la geometría implícita. Las relaciones y las reglas entre las partes determinan el resultado geométrico.

Fijar las normas o parámetros dentro de un modelo permite varios avances importantes. Proporciona la capacidad de tiempo real iteración, en lugar de la reconstrucción de un modelo completo. Un entero simple se puede establecer como un parámetro, por ejemplo, para conducir el diámetro de un arco que entonces conduce toda la geometría de una cubierta del puente y todo lo que sigue aguas abajo, o el espaciamiento de los cables a lo largo de un arco, o la panelisation de una superficie compleja.

Varias herramientas han sido desarrolladas en los últimos diez años para la creación de modelos arquitectónicos paramétricos y algorítmicos, como Dasault Systèmes CATIA y SolidWorks, Gehry Technologies Digital Project (que emplea el mismo motor paramétrico y se deriva de Catia), componentes generativos por Bentley Systems , rinoceronte con el saltamontes por McNeel y Revit e Inventor por Autodesk.

En Warren y Mahoney, empleamos dos piezas de software: GenerativeComponents de Bentley y rinoceronte de McNeel con el saltamontes. Rinoceronte con el saltamontes ofrece un editor de algoritmos que proporciona una capacidad computacional y paramétrico para el rinoceronte.

Como ejemplos, Warren y Mahoney ha ganado recientemente varios proyectos de diseño de infraestructura y se ha comenzado a trabajar en el diseño de varios puentes utilizando rinoceronte y saltamontes. 

Puente de Hendon, Vista al agua, Auckland

Puente de Hendon en Waterview, Auckland, fue diseñado en 2012 como una conexión peatonal para volver a conectar la comunidad local, dividido por la nueva carretera de estado 20 que se une a la red de autopistas de Auckland juntos.

El objetivo era crear una trayectoria muy simple pero hermosa, con la cubierta curva en tres dimensiones a través del espacio. La cubierta, a su vez, con el apoyo de un arco simple pero esculpido sobre la carretera.

El plan de la cubierta se genera a partir de tres arcos, el cumplimiento de forma tangencial y decreciente en diámetro que la cubierta se trasladó al sur. Esta definición geométrica estandarizada los componentes necesarios para formar la cubierta, mientras que todavía permite para un puente compleja y sinuosa curva.

Como el arco cruza la carretera en una relación casi perpendicular, se extiende a ambos lados de la cubierta curva por debajo con la superficie teórica que resulta en la que se sientan los cables conocidos como un paraboloide hiperbólico.

El puente fue diseñado y modelado paramétrico para permitir pruebas iterativas y la optimización del diseño y constructibilidad del puente. Como el puente compuesto por diferentes componentes - arco, cables, postes - estabilizadores que estaban relacionados entre sí, se establecieron reglas que podría dar un modelo en vivo y sensible si se modificaron estas relaciones.

La cubierta fue controlado por parámetros enteros que impulsaron el diámetro de los arcos que luego manejar toda la geometría de la cubierta del puente y todo lo que siguió río abajo. El arco fue controlado de manera similar - y su centroide sección fueron conducidos al igual que su relación angular en el plan de la cubierta.

Puente Resolución Point, Parnell, Auckland

En 2012, el Consejo invitó a Auckland Warren y Mahoney para diseñar una nueva pasarela peatonal en la Resolución Punto de reemplazar la estructura existente, que conecta la avenida San Stephens y Parnell Baños de Tamaki Drive.

Se determinó que el puente se forma utilizando tres elementos primarios. Un simple tablero de hormigón esculpido se extendería desde la punta y sobresalir en el puerto.Esto se acunado por una armadura de acero de gran fuerza expresiva o exoesqueleto.A simple, en voladizo barandilla de vidrio, co-planar con la cubierta de hormigón, proporcionaría protección de barrera.

El acero que soportan el tablero fue diseñado para rendir homenaje al puente original haciendo eco de sus tres arcos. Comenzó bajo la cubierta como una columna en forma, separar para formar los arcos con la cubierta con el apoyo de la armadura de acero a través de conexiones de las patillas discretos.

El modelado puente permitido para las iteraciones de diseño que se produce de forma rápida y probado contra los requisitos arquitectónicos y estructurales. 

La trayectoria de la armadura de acero se describe con un centroide y la forma controlada con secciones clave a lo largo de esta curva, con tanto impulsado totalmente paramétrica que permite para las pruebas de diseño iterativo, sin necesidad de remodelación manual.

Todo el esqueleto de acero, con curvatura compleja de sus superficies, se documentó únicamente en tres dimensiones y se comunicó con el fabricante, sin necesidad de dibujos tradicionales.

Memorial Bridge Avenue, Christchurch

En 2011, Warren y Mahoney era parte de la oferta ganadora para el proyecto de puente de la avenida Memorial en Christchurch. El puente, esencialmente una separación de grado de State Highway One, a caballo entre Memorial Avenue, que es el enlace principal entre el aeropuerto internacional de Christchurch y la ciudad.

El Ayuntamiento de Christchurch, el aeropuerto internacional de Christchurch y la Agencia de Transporte de Nueva Zelanda reconocidos en todo el puente como una oportunidad para crear una puerta de entrada - una forma simple pero elegante que hablar sobre el dinamismo, la emoción y la velocidad de desplazamiento y el eco de la belleza natural de la Alpes del sur.

Después de importar la geometría de la carretera, los componentes del puente fueron modeladas en rinoceronte con la definición de los valores paramétricos expulsados de saltamontes. Las barreras en forma de diamante en cada lado de la carretera bifurcado y se transforman en dos arcos de sección triangular que se levantan en diagonal sobre la avenida Memorial y State Highway 1. El arco más largo primaria fue arreglado para crear una alineación perpendicular a la Avenida Memorial y proporcionar una puerta de entrada simétrica .

La trayectoria centroide de los arcos se describió paramétricamente con desplazamientos enteros y la forma del puente controlado con secciones clave a lo largo de esta curva. Tanto la trayectoria de la curva y la forma de las secciones fueron impulsados por completo permitiendo los análisis iterativo de diseño sin necesidad de remodelación manual.

El especialista de estructuras importó este centro de gravedad y el modelo simplificado de la sección en Strand, donde se realizó el análisis estructural de la forma, el nuevo incremento de la interoperabilidad entre los equipos y la eficiencia.

 Al Hamra Firdous Torre, Ciudad de Kuwait

Al Hamra Firdous torre, diseñada mientras yo estaba trabajando en el Skidmore, Owings & Merrill en Nueva York, es un edificio de oficinas de 412 metros de altura en la ciudad de Kuwait, terminado en 2011.

Formalmente, la torre era una masa cuadrada ahuecada con una cuarta parte de cada placa de suelo removido, a partir de la esquina sur-oeste en el suelo y rotación hacia la izquierda a la esquina sur-este, sobre la altura de la torre. Aunque la torre parecía rotar, fue la ausencia, o el centro de patio-como, que se gira y creando el gesto formal de la torre.

El edificio ofrece una óptima transparencia al norte y al este, y al oeste con el Golfo, sino una fachada de piedra casi ininterrumpida hacia el sur, protegiendo el edificio del sol del desierto.

El equipo utilizó dos programas de modelado - Rhinoceros (Rhino) y el proyecto digital Gehry Technologies en conjunto con secuencias de comandos de Visual Basic.Rhino se utilizó para diseñar y probar iteraciones de la masificación de la torre con la conducción del saltamontes parámetros formales clave. Estos parámetros incluidos conducir la morfología general de la torre y la resta de la corte interna que genera la forma de la torre. Proyecto Digital fue empleado en áreas de especial complejidad geométrica y donde se prevén problemas de iteración y pruebas. 

Una aplicación particular de esta era en el diseño de los 25 metros de altura del vestíbulo, atravesado por una lámina de hormigón estructural. El diseño de este requiere un proceso iterativo con entrada constante del equipo de diseño estructural, el contratista y el cliente. 

Visual scripting básica se empleó en la optimización de la revestimiento de piedra al complejo de curvatura de las paredes de corte definidas por la resta de la placa de piso.

 Proyecto QP, Doha 

El Proyecto QP es un 450,000m 2 complejo de oficinas y el plan maestro ubicado al norte de Doha, Qatar.

El campus fue diseñado para albergar a una población de más de 4.000 empleados e incluía grandes edificios de oficinas, un auditorio, centro de conferencias, instalaciones médicas, salón de baile, instalaciones recreativas, un estadio, centros de formación profesional e industrial, y una mezquita.

El esquema derivó su lenguaje arquitectónico de una morfología desierto, un uso preciso de la geometría y una respuesta ambiental a la dureza del clima. El bloque de construcción del campus - y el generador de la tabla de planificación - fue la 'hoja', el elemento central externa del edificio.

A continuación, la composición genética de este bloque de construcción se propagó sobre el lugar e informó a todos los demás aspectos de la planificación y diseño del complejo.

Las hojas fueron concebidas como formas masivas, monolíticas y escultóricas con una sugerencia de que eran una parte natural del desierto. Los puentes de acero y vidrio tectónicos suspendidas entre las hojas que albergaban las oficinas tenían los contrastantes líneas afiladas de un objeto hecho por el hombre. 

El tamaño, la complejidad y la morfología del proyecto exigieron sofisticadas herramientas de documentación y análisis. El proyecto fue totalmente diseñado y documentado en el Proyecto Digital. 

El modelo se desarrolló con los bloques de construcción básicos de las hojas siendo el primer componente paramétrico construido. Este se convirtió en el ADN paramétrico básico al que siguieron todos los elementos siguientes. 

A medida que se añaden nuevos parámetros para el modelo, la gestión y la interrelación de éstos se convirtieron en cruciales. De la parte posterior de este modelo de proyecto, software de análisis podría importar directamente el modelo para proporcionar información precisa y significativa que tuvo en cuenta la forma y orientación de los edificios.

El modelo fue importado en RadTherm para el análisis de la energía. Fluido se utilizó para examinar los efectos del viento predominante a través del espacio. El especialista de estructuras importado el modelo en Strand, donde se realizó el análisis estructural de la forma. 

Un modelo BIM completo fue creado en última instancia, lo que permite una plena coordinación en tres dimensiones, el análisis estructural y modelado térmico en un intento de optimizar el diseño performativa del edificio junto con simulaciones de cuatro dimensiones de puesta en fase de construcción.

El uso de modelos tridimensionales paramétricas permite el cambio iterativo, la optimización de la forma, optimización de la eficiencia de la construcción y el aumento de la interoperabilidad con los consultores. En última instancia, sin embargo, estos modelos son de gran alcance sólo cuando se permiten más tiempo para explorar, probar y diseño. 

Fuente: ARCHITECTURE NOW

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