В данной работе показывается возможности метода топологическая оптимизации, которые могут быть использована в качестве подхода для лучшей интеграции инженерных и архитектурных решений при проектировании зданий. Эта структура устраняет вопрос о том, следует ли форма за функцией или наоборот, и результирующие проекты охватывают структурную инженерию вместе с архитектурой для создания инновационных эстетически приятных структур с очевидными структурными инженерными компонентами. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Изучение литературных источников и анализ существующих решений; 2. Моделирования конструкции каркаса высотного здания; 3. Применения оптимизации компоновки и топологии с использованием градации паттернов. В данной работе показывается возможности метода топологической оптимизации в качестве средства для минимизации расхода материала в структуре, в то же время обеспечивая инструмент для создания альтернативных вариантов проектирования, которые будут полезны как для инженерного, так и для архитектурного сообщества.

This paper shows the possibilities of the topological optimization method, which can be used as an approach for better integration of engineering and architectural solutions in the design of buildings. This structure eliminates the question of whether form follows function or Vice versa, and the resulting projects embrace structural engineering together with architecture to create innovative aesthetically pleasing structures with obvious structural engineering components. The research set the following goals: 1. Literature study and analysis of existing solutions. 2. Modeling the structure of the frame of a high-rise building. 3. Applications of layout and topology optimization using gradation of patterns. This paper shows the capabilities of the topological optimization method as a means to minimize the consumption of material in the structure, while at the same time providing a tool for creating alternative design options that will be useful for both the engineering and architectural communities.

• Введение
• Глава 1. Изучение, обобщение и анализ существующих примеров применения экзоскелета в высотном строительстве
  • 1.1. Создание и развитие сетчатых оболочковых систем
    • 1.1.1. Первые диагонально-сетчатые оболочковые системы В.Г. Шухова
    • 1.1.2. Классификация конструкций высотных зданий
    • 1.1.3. Современный опыт применения диагонально-сетчатых оболочковых несущих систем
    • 1.1.4. Разбор современного направления в проектировании диагонально-сетчатых оболочек
  • 1.2. Обзор существующих исследований
    • 1.2.1. Обзор отечественных научных статей
    • 1.2.2. Обзор зарубежных научных статей
  • 1.3. Выводы по первой главе
• Глава 2. Применение оптимизации компоновки и топологии с использованием градации паттернов для концептуального проектирования зданий
  • 2.1. Характеристика расчетной модели
    • 2.1.1. Сбор нагрузок
    • 2.1.2. Анализ статического расчета в ПК SCAD Office
  • 2.2. Методы топологической оптимизации
    • 2.2.1. Применение оптимизации компоновки и топологии с использованием градации паттернов для концептуального проектирования зданий
    • 2.2.2. Формулировка топологической оптимизации
  • 2.3. Основные нагрузки и механика высотного строительства
  • 2.4. Результаты расчетов
  • 2.5. Вывод по второй главе
• Глава 3. Топологическая оптимизация конструктивной схемы каркаса здания
  • 3.1. Параметрическое моделирование
  • 3.2. Геометрические и архитектурные паттерны в конструкциях
  • 3.3. Варианты комбинирования элементов
  • 3.4. Выводы по третьей главе
• Заключение
• Список использованных источников