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索膜結構找形索膜結構是20世紀中葉發展(zhǎn)起來的一種新型大跨(kuà)度空間(jiān)結構形式。它通過施加預應力,使結(jié)構具有一定的剛(gāng)度以承受(shòu)各種荷載作用。本人在“基(jī)於BIM技術的預應力空間結構全過程施工控製"一文中所述的盤錦體育場便是(shì)典型(xíng)的大(dà)跨度柔(róu)性索(suǒ)膜結構 (如上圖1盤錦體育場實景圖)
在索膜結構設計(jì)中,找形分(fèn)析是最至關重要的一個(gè)步驟,其目的(de)是確定結構的初始幾何形狀及應力分(fèn)布狀態。通過找形要(yào)滿足“功能, 美學, 結構”三大要求。對找形而言,功能和美學的要求可具體化為形狀符合(hé)建築外觀要求,而結構要求(qiú)則可細分為三方麵,一是強(qiáng)度方麵――避免出現應力集中;二是剛度方麵――避免出(chū)現較大的變形; 三是穩定方麵(miàn):靜力穩定――避免在雨或雪的作用下出現失穩,動力穩定――避免出現氣彈(dàn)失穩(wěn)。
2 基於BIM的索
膜結構找形流程進行參數化輔助BIM建模的具體過程如下(流程圖見圖2):1)基於大型有限元軟件ANSYS編製APDL語言,初步建立索膜結構(gòu)雛形,導出找形後的節點(diǎn)坐標及單元節點號;2)編(biān)製數據接口程序,經過處理後的數據插入(rù)RhinoScript腳本中,在Rhino中直接生成參數化三維模型;3)然後導出到BIM軟件中進(jìn)行結構深化設(shè)計;4)將深化設計後的模型再次通過數(shù)據接口導入(rù)到Ansys中進行索膜結構荷載態下的二次(cì)找形設計分析;5)將ANSYS分析結果導出到BIM軟件中建模,進行節點深化設計分析等。