可变建筑就是通过某种构件或者装置,在形式或结构上完成一定的位置变化或几何变化,让建筑具有机动性、灵活性和适应性。跨学科的发展给可变建筑带来新的活力,在材料科学、控制技术和计算机辅助设计技术进步的帮助下,可变建筑产生了诸多新型的装置或体系。这些研究的过程都是通过关注一种新兴材料或者新兴机械结构的性能和特性,探索出具有普适性的应用可能和组合方式,从而将这一原理作为可变建筑的方法,最终设计新型的适应性建筑装置。在这个背景下,基于可变建筑理念,本研究从楔形单元着手,寻找它不同形式和不同组合方式带来的形态变化规律,设计了由楔形单元构成的建筑装置系统。研究具体从四个方面展开:1)对三种不同形态的楔形单元原型及其组合后在受外力作用下的运动变化的过程和形式进行研究。通过对基于折纸结构的流体动力人造肌肉性能和特性的探索,将这一原理发展应用于楔形单元上,分析不同楔形单元原型的特点后,提出了弯曲运动、复合运动和曲面运动三种不同变化方式的楔形可变装置。2)制作了可以拟合二维曲线、三维曲线、三种可展面和扫掠曲面的六种楔形可变建筑装置生成和展开工具。通过对多种不同几何形态的拟合,展现出楔形可变装置在建筑中应用潜力。为了方便建筑师使用这种可变装置进行建筑设计,制作了拟合不同形式的六种楔形可变装置工具。3)提出了流体驱动和机械驱动两种楔形可变建筑装置的控制方式。通过对楔形可变装置的原理和工程制造中常用的动力驱动方式的研究,设计了两种适用于本本装置的变化过程控制方式。4)开展了基于楔形单元可变建筑装置的设计实践。应用前文研究的成果和制作的工具,对三种典型的不同运动方式的楔形可变装置进行具体设计。完成了建筑外立面出入口装置设计、室内可变建筑吊顶设计和室内动态展墙设计。本研究基于对楔形单元这种常见机械构件的特性研究,发展了这种原理技术下的建筑装置的设计。为可变建筑的设计手法提供一种新的思路。本文正文共约45 000字,图表166幅。