湖北省科技馆新馆基于BIM的复杂结构设计职业教育建筑钢结构工程技术专业教学企业案例83课件讲解.pptx

黄冈职业技术学院湖北省科技馆新馆基于BIM的复杂结构设计职业教育建筑钢结构工程技术专业教学资源库《企业案例》

湖北省科技馆新馆基于BIM的复杂结构设计

湖北省科技馆新馆基于BIM的复杂结构设计（一）结构选型及优化根据建筑方案，确定结构体系为钢框架-支撑结构（多筒-钢框架体系）。矩形钢管混凝土柱-钢支撑结构跨层钢桁架圆形跨层钢桁架双向正交桁架

湖北省科技馆新馆基于BIM的复杂结构设计（二）复杂空间曲面网壳划分中庭沉浸影院剖面图沉浸影院内壳中庭沉浸影院整体模型屋盖内壳外壳沉浸影院外壳屋盖基于中庭喇叭的Rhinocero建筑模型，偏移建筑面层厚度及结构杆件厚度的一半，得到结构中性面，对面进行网格划分，得到结构模型。中庭沉浸影院的外壳呈喇叭状，内壳呈碗状，屋盖采用经纬线分割的桁架组成。

湖北省科技馆新馆基于BIM的复杂结构设计（二）复杂空间曲面网壳划分经纬线2斜交网格经纬线1斜交网格影响采光且节点制作困难，而经纬线方案1由于上下部直径相差大，上部网格尺寸较大，刚度小；最终选择经纬线方案2。经纬线方案1：经线方向16根杆件均落地，纬线方向杆件均匀布置；经纬线方案2：考虑到沉浸影院的上部直径远大于下部直径，经线方向上部为64根杆件，分两次截断，8根杆件均落地，纬线方向杆件均匀布置；方案3：杆件斜交布置形成斜交网格

湖北省科技馆新馆基于BIM的复杂结构设计SAP2000结构分析模型Revit结构模型利用CSIXRevit软件，将结构SAP2000模型导入到Revit软件中生成BIM模型。基于建筑BIM模型，建立结构初步计算模型，利用Sap2000、Midas、Ansys进行结构计算分析。MIDAS动力弹塑性分析动力弹塑性分析（三）结构分析与BIM平台结合

湖北省科技馆新馆基于BIM的复杂结构设计（四）结构抗震性能化设计为保证科技馆结构振动舒适度要求，使用ANSYS对本工程进行人致振动分析，并采用设置MTMD(多重调谐质量阻尼器)减振系统。沉浸影院步道振动舒适度控制的基本方案:人致振动分析

湖北省科技馆新馆基于BIM的复杂结构设计（四）结构抗震性能化设计采取MTMD减振体系后，大型悬挑楼盖与浮空影院步道的振动舒适度满足要求。ANSYS有限元划分模型ANSYS有限元划分模型人致振动分析

湖北省科技馆新馆基于BIM的复杂结构设计（四）结构抗震性能化设计利用BIM技术得到沉浸影院的计算模型，采用SAP2000软件进行稳定分析，可以直观地显示结构失稳部位。稳定分析第一阶屈曲模态第二阶屈曲模态第三阶屈曲模态

湖北省科技馆新馆基于BIM的复杂结构设计（五）复杂钢结构节点的精细化设计使用ANSYS对本工程关键部位节点进行最不利工况下的强度验算，以保证工程的安全可靠。斜拉索张拉端节点有限元分析节点网格划分图节点Mises应力云图斜拉索锚固端节点有限元分析节点网格划分图节点Mises应力云图相对于传统钢结构深化设计，基于BIM的结构模型进行钢结构的深化设计的优势：3D模型更加直观，BIM模型节点设计相对传统节点更便于理解，高效、快捷。BIM模型能反应连接板与螺栓的布置，能更好地指导施工。

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