1 索膜结构找形
索膜结构是20世纪中叶发展起来的一种新型大跨度空间结构形式。它通过施加预应力,使结构具有一定的刚度以承受各种荷载作用。本人在“基于BIM技术的预应力空间结构全过程施工控制"一文中所述的盘锦体育场便是典型的大跨度柔性索膜结构在索膜结构设计中,找形分析是最至关重要的一个步骤,其目的是确定结构的初始几何形状及应力分布状态。通过找形要满足“功能, 美学, 结构”三大要求。对找形而言,功能和美学的要求可具体化为形状符合建筑外观要求,而结构要求则可细分为三方面,一是强度方面―避免出现应力集中;二是刚度方面―避免出现较大的变形; 三是稳定方面:静力稳定―避免在雨或雪的作用下出现失稳,动力稳定―避免出现气弹失稳。2 基于BIM的索膜结构找形流程进行参数化辅助BIM建模的具体过程如下(流程图见图2):
1)基于大型有限元软件ANSYS编制APDL语言,初步建立索膜结构雏形,导出找形后的节点坐标及单元节点号;
2)编制数据接口程序,经过处理后的数据插入RhinoScript脚本中,在Rhino中直接生成参数化三维模型;
3)然后导出到BIM软件中进行结构深化设计;
4)将深化设计后的模型再次通过数据接口导入到Ansys中进行索膜结构荷载态下的二次找形设计分析;
5)将ANSYS分析结果导出到BIM软件中建模,进行节点深化设计分析等。
3 找形分析结果
将找完形的Rhino模型导入Revit进行BIM模型搭建。在Revit中进行深化设计的节点可以以.SAT格式导出到ANSYS里面进行二次分析,再通过RhinoScript脚本进行参数化建模,最后导入Revit出节点详图。 |