随着中建八局二公司设计研究院承接复杂空间钢结构项目逐渐增多,设计团队针对这类形体复杂的空间结构采用参数化设计理念建立设计参数与构件之间的数学关系,实现了对建筑和结构系统的灵活调整与优化,涵盖了复杂空间钢结构设计、钢结构深化、施工模拟、多尺度高等分析等多个领域。

八二设计团队深入研究参数化设计技术,针对空间桁架(单榀曲线)、空间筒壳、空间曲面 、复杂空间桁架、空间单层网壳、球面穹顶网壳等常用空间钢结构进行参数化模型建立,通过提取关键设计参数,实现上述结构形式一键建模、可视化操作等目的。

成果应用一:遥墙机场T2航站楼项目

遥墙机场T2航站楼项目钢屋盖体量较大,形体复杂,钢结构深化及施工组织方案确定前期需要尽快根据图纸进行屋盖模型建立。设计团队采用参数化技术,提取网架空间坐标,并采用变换坐标系的SORT算法对空间坐标进行排序,实现复杂正交网架模型的高效建立,及时建立结构模型并进行施工模拟分析,保证了钢结构屋盖深化工作的顺利进行。

遥墙机场T2航站楼项目钢屋盖体量较大,形体复杂,钢结构深化及施工组织方案确定前期需要尽快根据图纸进行屋盖模型建立。设计团队采用参数化技术,提取网架空间坐标,并采用变换坐标系的SORT算法对空间坐标进行排序,实现复杂正交网架模型的高效建立,及时建立结构模型并进行施工模拟分析,保证了钢结构屋盖深化工作的顺利进行。

成果应用二: 山东大学国家医学攻关产教融合创新平台项目

该项目屋面为单层球面网壳直径72m,高24m,网壳形式为联方型,属于大跨度钢结构屋盖。因场地受限,需要在前期建立单层网壳模型,针对钢结构屋盖提升的安全性及经济性进行提升方案的比选。

得到参数化线模后,采用了基于Grasshopper的API工具,实现了Rhino参数化线模与Midas Gen结构计算模型联动的效果。根据参数化结构模型,在Grasshopper中进行荷载批量输入、施工阶段结构分组、边界组定义等操作,在项目初期完成了施工提升方案比选工作。

成果应用三: 某大跨度焦化厂煤棚

项目焦化厂煤场跨度超过130m,纵向长度350m,建筑总高度约42.7m,采用技术先进的预应力拉索钢管相贯桁架结构方案。项目初设阶段引入参数化建模技术,实现实时调整结构跨度、失高等关键参数,达到结构模型参数化、可视化效果。

由于索结构属于柔性结构,常规设计分析软件难以进行前置预应力情况下的稳定验算,通过参数化数据导出,实现参数化模型导入通用有限元程序ANSYS,进行特征值及非线性稳定分析,提高初设阶段结构重要参数调整的计算效率。

成果应用四:某筒仓项目支承索网

某国家粮食储备物流项目,该项目筒仓采用单层球面索网作为混凝土屋盖浇筑过程的脚手架施工支撑平台。索结构属于柔性结构,且索网无预拉力,应对该索网进行详尽分析确保其安全性。采用参数化设计思路,将主索及副索分离,分别投影至球面得到索系球面曲线,再通过Curve分割形成单线,并分别对正交索系进行沿曲线排序,得到球面索网的单线模型。

采用Grasshopper平台联动Midas Gen,对该索网进行承载力、变形及非线性稳定验算。根据分析结果对正交索节点构造、模板起拱估算等方面提出相关施工措施要求。

中建八局二公司设计研究院特色技术小组不断深耕参数化设计,培养出越来越多的专业人才,推动技术研究与创新应用的深度融合。未来,八二设计团队也将通过持续的技术创新和设计优化,进一步提升项目的整体质量与市场竞争力贡献力量。