內蒙古玉龍國賓館建築及幕牆方案由美國「貝氏設計」及「希文森幕牆顧問」完成,項目大跨度斜天窗與中庭運用鋼結構作為受力骨架。喜鵲房屋團隊作為鋼結構優化領域的專家,在該項目中主要的工作是進行複雜鑄鋼節點的有限元力學分析。
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在我們剛拿到方案的時候,就注意到了入口的那顆斜柱。經過一番了解才知道,原來是結構師由於溫度、抗風等綜合因素,迫於無奈設置了一顆讓建築師不得不接受的斜柱。
雖然在本項目中我們只是做節點分析的工作,但對於這個問題,我們提出了自己的解決方案:通過優化支座布置,我們給建築師提供了取消斜柱的力學方案,對此貝氏欣然接受並著手實施!
圖3 中庭內部視覺效果
【建模】選用基於特徵的參數化幾何建模軟體Pro/E建立鑄鋼節點三維模型。還好是參數化軟體,建築師的幾次修改都沒讓我們花太多的精力在模型雕琢上。
為了考慮起拱及定位,我們將整個模型建入Pro/E,然後對節點處進行細化。這些白色的節點是不是有些萌?
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【結構分析】本次分析的非線性問題算是全了:材料非線性、邊界(接觸)非線性(鉸節點)、幾何非線性。分析軟體採用了Abaqus,數值模擬計算結果如下:
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【小結】鑄鋼節點為建築師提供了一種幾何優美的做法,外形可以自由曲線天馬行空,推薦精品工程使用!