(АРХИТЕКТУРА И СОВРЕМЕННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ)
AMIT
Название статьи
Параметрическое проектирование деревянных соединений для конструкций криволинейных оболочек
Авторы
Касулу К., Воличенко О.В.
Российский университет дружбы народов, Москва, Россия
Аннотация
В статье рассматривается эффективное применение параметрического подхода к проектированию деревянных конструктивных систем сложной формы, включая разработку инновационных соединительных узлов. Интеграция компьютерного моделирования, определение качественных характеристик материалов и цифровых процессов изготовления позволяет решать задачи создания сложных геометрических конструкций с использованием традиционных столярных изделий. Анализируется разработка алгоритмических стратегий для улучшения эксплуатационных характеристик соединений, обеспечения сочетания прочности конструкции и эстетической совместимости, оптимизация геометрии креплений для снижения концентрации напряжений, повышения прочности и минимизации отходов. Такая параметрическая структура представляет собой фундаментальный шаг вперед в использовании потенциала дерева для архитекторов, открывая новые возможности для экологически чистых, сложных криволинейных оболочек.
Harris R. Discovering Timber-Framed Buildings. Shire Publications,1997. 96 p.
Smith A. Historical Developments in Woodworking Machinery // Wood Industry Innovations. Timber Press, 2003. P. 25-43.
Menges A. Material Information: Integrating Material Characteristics and Behavior // Computational Design for Performative Wood Construction. 2010. P. 151-158. DOI: https://doi.org/10.52842/conf.acadia.2010.151
Rogeau N. An Integrated Design Tool for Timber Plate Structures to Generate Joints Geometry, Fabrication Toolpath, and Robot Trajectories / N. Rogeau, P. Latteur, Y. Weinand // Automation in Construction. 2021. Vol. 130, October. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2021
Rogeau N. A Collaborative Workflow to Automate the Design, Analysis, and Construction of Integrally-Attached Timber Plate Structures // Post-Carbon: Proceedings of the 27th CAADRIA Conference, Sydney, 9-15 April 2022 / J. van Ameijde, N. Gardner, Kyung Hoon Hyun, Dan Luo, U. Sheth (Eds.). CUMINCAD, 2022. P. 151-160. URL: https://papers.cumincad.org/cgi-bin/works/paper/caadria2022_69 (дата обращения: 29.12.2024).
Digital Fabrication for Circular Timber Construction: A Case Study / D. Reisach, S. Schütz, J. Willman, S. Schneider // Journal of Circular Economy. 2024. № 1(2). DOI: https://doi.org/10.55845/VWGD7873 (дата обращения: 29.12.2024).
Urbach Tower: Integrative Structural Design of a Lightweight Structure Made of Self-Shaped Curved Cross-Laminated Timber / S. Bechert, et al. // Structures. 2021. Vol. 33, October. P. 3667-3681. DOI: https://doi.org/10.1016/j.istruc.2021.06.073 (дата обращения: 29.12.2024).
Dunn N. Digital Fabrication in Architecture. Laurence King Publishing, 2012. 192 p.
Heyman J. The Stone Skeleton: Structural Engineering of Masonry Architecture. Cambridge University Press, 2003. 160 p. DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9781107050310 (дата обращения: 29.12.2024).
Pevsner N. Pioneers of Modern Design: From William Morris to Walter Gropius. Penguin, 1991. 264 p.
Menges A. Material Computation – Higher Integration in Morphogenetic Design // Architectural Design. 2012. № 82(2). P. 14-21.
Experimental Testing on Timber Connections Considering the Influence of Gap Size and Intumescent Sealants / M. Du Plessis, et al. // Fire and Materials. 2023. Vol. 48. № 1, June. P. 39-61. DOI: https://doi.org/10.1002/fam.3164 (дата обращения: 29.12.2024).
Shell Structures for Architecture: Form Finding and Optimization / ed. by S. Adriaenssens, et al. Routledge, 2017. 340 p. DOI: https://doi.org/10.4324/9781315849270 (дата обращения: 29.12.2024).
Kilian A. Particle-Spring Systems for Structural Form Finding / A. Kilian, J. Ochsendorf // Journal of the International Association for Shell and Spatial Structures. 2005. № 46(2). P. 77–84.
Novel Engineered Wood and Bamboo Composites for Structural Applications: State-of-art of Manufacturing Technology and Mechanical Performance Evaluation / Sun Xiaofeng, et al. // Construction and Building Materials. 2020. Vol. 249, March. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118751 (дата обращения: 29.12.2024).
Gramazio F. The Robotic Touch: How Robots Change Architecture / F. Gramazio, M. Kohler, J. Willmann. Park Books. 2014. 488 p.
Application of Timber and Wood-Based Materials in Architectural Design Using Multi-Objective Optimisation Tools / Stefańska A. et al. // Construction Economics and Building. 2021. Vol. 21, № 3. DOI: https://doi.org/10.5130/AJCEB.v21i3.7642 (дата обращения: 29.12.2024).
Preisinger C. Linking structure and parametric geometry // Architectural Design. 2013. № 83(2). P. 110–113. DOI: https://doi.org/10.1002/ad.1564 (дата обращения: 29.12.2024).
Computational analysis of hygromorphic self-shaping wood gridshell structures / P. Grönquist, P. Panchadcharam, D. Wood et al. // Royal Society Open Science. 2020. Vol. 7, № 7. DOI: http://dx.doi.org/10.1098/rsos.192210 (дата обращения: 29.12.2024).
Robotic Fabrication of Bespoke Timber Frame Modules / A. Thoma, A. Adel, M. Helmreich et al. // Robotic Fabrication in Architecture, Art and Design (ROBARCH 2018): conference proceedings / J. Willmann, P. Block, M. Hutter et al. (eds). Springer, 2019. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-92294-2_34 (дата обращения: 29.12.2024).
Akiyoshi K. Local-reconfigurable Freeform surface with plywood / K. Akiyoshi H. Tanaka // eCAAde 2014. Fusion: Proceedings of the 32nd International Conference on Education and research in Computer aided Architectural Design in Europe, Newcastle upon Tyne, England, UK, 10-12 September 2014. P. 527-535. URL: https://ecaade.org/downloads/eCAADe2014_volume1.pdf (дата обращения: 10.02.2026).
Li Di. Digital fabrication as a tool for investigating traditional Chinese architecture / Di Li, M. Knight, A. Brown // eCAAde 2014. Fusion: Proceedings of the 32nd International Conference on Education and research in Computer aided Architectural Design in Europe, Newcastle upon Tyne, England, UK, 10-12 September 2014. P.623-632. URL: https://ecaade.org/downloads/eCAADe2014_volume1.pdf (дата обращения: 10.02.2026).
Apolinarska A.A. Complex Timber Structures from Simple Elements. Computational Design of Novel Bar Structures for Robotic Fabrication and Assembly: Doctoral Thesis / Aleksandra Anna Apolinarska. Zurich, 2018. 154 p. ETH Zurich Research Collection. DOI: https://doi.org/10.3929/ethz-b-000266723 (дата обращения: 29.12.2024).
Brandner, R., Flatscher, G., Ringhofer, A., Schickhofer, G., & Thiel, A. (2016). Cross laminated timber (CLT): Overview and development. European Journal of Wood and Wood Products, 74(3), 331–351. https://doi.org/10.1007/s00107-015-0999-5
Касулу К. Параметрическое проектирование деревянных соединений для конструкций криволинейных оболочек / К. Касулу, О.В. Воличенко // Architecture and Modern Information Technologies. 2026. № 1(74). С. 263-281. URL: https://marhi.ru/AMIT/2026/1kvart26/PDF/17_kasulu.pdf DOI: 10.24412/1998-4839-2026-1-263-281 EDN: YVIODS
Статья
поступила в редакцию 31.01.2025; одобрена после рецензирования 05.03.2026; принята к публикации 10.03.2026; дата публикации 15.03.2026