湖北省科技館新館項(xiàng)目基于BIM的復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

湖北省科技館新館基于BIM的復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)湖北省科技館新館基于BIM的復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)湖北省科技館新館基于BIM的復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（一）結(jié)構(gòu)選型及優(yōu)化根據(jù)建筑方案，確定結(jié)構(gòu)體系為鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)（多筒-鋼框架體系）。矩形鋼管混凝土柱-鋼支撐結(jié)構(gòu)跨層鋼桁架圓形跨層鋼桁架雙向正交桁架湖北省科技館新館基于BIM的復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（二）復(fù)雜空間曲面網(wǎng)殼劃分中庭沉浸影院剖面圖沉浸影院內(nèi)殼中庭沉浸影院整體模型屋蓋內(nèi)殼外殼沉浸影院外殼屋蓋基于中庭喇叭的Rhinocero建筑模型，偏移建筑面層厚度及結(jié)構(gòu)桿件厚度的一半，得到結(jié)構(gòu)中性面，對(duì)面進(jìn)行網(wǎng)格劃分，得到結(jié)構(gòu)模型。中庭沉浸影院的外殼呈喇叭狀，內(nèi)殼呈碗狀，屋蓋采用經(jīng)緯線分割的桁架組成。湖北省科技館新館基于BIM的復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（二）復(fù)雜空間曲面網(wǎng)殼劃分經(jīng)緯線2斜交網(wǎng)格經(jīng)緯線1斜交網(wǎng)格影響采光且節(jié)點(diǎn)制作困難，而經(jīng)緯線方案1由于上下部直徑相差大，上部網(wǎng)格尺寸較大，剛度??；最終選擇經(jīng)緯線方案2。經(jīng)緯線方案1：經(jīng)線方向16根桿件均落地，緯線方向桿件均勻布置；經(jīng)緯線方案2：考慮到沉浸影院的上部直徑遠(yuǎn)大于下部直徑，經(jīng)線方向上部為64根桿件，分兩次截?cái)啵?根桿件均落地，緯線方向桿件均勻布置；

方案3：桿件斜交布置形成斜交網(wǎng)格湖北省科技館新館基于BIM的復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)SAP2000結(jié)構(gòu)分析模型Revit結(jié)構(gòu)模型利用CSIXRevit軟件，將結(jié)構(gòu)SAP2000模型導(dǎo)入到Revit軟件中生成BIM模型?；诮ㄖ﨎IM模型，建立結(jié)構(gòu)初步計(jì)算模型，利用Sap2000、Midas、Ansys進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。MIDAS動(dòng)力彈塑性分析動(dòng)力彈塑性分析（三）結(jié)構(gòu)分析與BIM平臺(tái)結(jié)合湖北省科技館新館基于BIM的復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（四）結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計(jì)

為保證科技館結(jié)構(gòu)振動(dòng)舒適度要求，使用ANSYS對(duì)本工程進(jìn)行人致振動(dòng)分析，并采用設(shè)置

MTMD(多重調(diào)諧質(zhì)量阻尼器)減振系統(tǒng)。

沉浸影院步道振動(dòng)舒適度控制的基本方案:

人致振動(dòng)分析湖北省科技館新館基于BIM的復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（四）結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計(jì)采取MTMD減振體系后，大型懸挑樓蓋與浮空影院步道的振動(dòng)舒適度滿足要求。ANSYS有限元?jiǎng)澐帜Ｐ虯NSYS有限元?jiǎng)澐帜Ｐ腿酥抡駝?dòng)分析湖北省科技館新館基于BIM的復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（四）結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計(jì)利用BIM技術(shù)得到沉浸影院的計(jì)算模型，采用SAP2000軟件進(jìn)行穩(wěn)定分析，可以直觀地顯示結(jié)構(gòu)失穩(wěn)部位。穩(wěn)定分析第一階屈曲模態(tài)第二階屈曲模態(tài)第三階屈曲模態(tài)湖北省科技館新館基于BIM的復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（五）復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的精細(xì)化設(shè)計(jì)使用ANSYS對(duì)本工程關(guān)鍵部位節(jié)點(diǎn)進(jìn)行最不利工況下的強(qiáng)度驗(yàn)算，以保證工程的安全可靠。

斜拉索張拉端節(jié)點(diǎn)有限元分析節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格劃分圖節(jié)點(diǎn)Mises應(yīng)力云圖

斜拉索錨固端節(jié)點(diǎn)有限元分析節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格劃分圖節(jié)點(diǎn)Mises應(yīng)力云圖相對(duì)于傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)，基于BIM的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢：3D模型更加直觀，BIM模型節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)相對(duì)傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)更便于理解，高效、快捷