高层钢结构BIM软件研发及在上海中心工程中的应用

为研发我国具有自主知识产权的高层钢结构建筑信息模型(BIM)软件并全面应用BIM,选用ObjectARX技术在AutoCAD平台上进行二次开发.建立高层钢结构BIM软件,实现了BIM与高层钢结构结构工程各个阶段的数据接口,并在上海中心项目中应用该软件系统.软件实现高层钢结构有限元计算、规范校核等功能,并可以读入相关有限元软件的计算模型,基于设计结果完成BIM的三维实体的数字拼装技术;组织节点数据结构,完成复杂钢节点的参数化造型和编辑技术;实现基于BIM的结构材料信息等的建筑工程数据管理,以及BIM与施工图、加工图的实时、一致性关联.上海中心项目应用说明,该BIM软件实现了建筑信息模型的理念,将对我国建筑业信息化进程起到推动作用.     

柔性巨型摩天轮结构的非线性分析

柔性巨型摩天轮结构体型庞大,结构形式特殊,刚性轮缘与柔性拉索相结合,边界条件复杂,存在着温度、缺陷和冗余度等敏感性因素影响。本文结合某摩天轮工程实例,分析柔性巨型摩天轮结构轮缘和拉索的受力性态,合理选择初始态预应力度,优化结构性能。考虑初始缺陷分别对轮盘以及摩天轮整体结构进行稳定分析,研究其非线性屈曲特征。同时考虑几何非线性和材料非线性进行弹塑性极限分析,全面揭示其结构特性。分析和研究结果表明：预应力拉索的引入使得柔性巨型摩天轮结构具有明显的非线性特征,初始态预应力决定了结构受力性态,由辐射状拉索和立体桁架组成的轮盘结构提供了强大的抗侧和抗扭刚度,柔性巨型摩天轮结构稳定性能良好,塑性发展机制理想,最终破坏表现为强度破坏,弹塑性极限承载能力比较大,能满足摩天轮正常运行和暴风状态的要求。     

基于工业基础类数据标准的结构模型转换技术

介绍了建筑信息模型数据共享与交换的工业基础类数据(IFC)标准,分析了IFC建筑模型与结构模型信息的组成与特点,研究了基于IFC的结构模型转换方法,采用ObjectARX技术在AutoCAD平台上开发了IFC结构模型文件生成软件.实例应用表明,该软件可以提取结构模型完整的IFC信息,可以实现从IFC结构模型到软件结构分析模型的转换.     

上海中心大厦结构健康监测软件集成设计及应用

论述了上海中心大厦结构健康监测软件系统的集成框架及实现要点.首先提出了由数据采集端、数据发布端和数据应用端构成的软件集成框架.继而结合大厦监测硬件系统的布置特点,论述了各部分功能的关键实现技术和特殊部署,数据管理系统通过2层数据库结构实现监测信息集成;远程发布系统基于B/S(浏览器/服务器)模式实现了监测数据的远程可视化查询和获取;结构监测/分析/评估软件SMAE基于数据发布接口实现了模态识别与有限元方法的集成分析和结构动力特性的对比评估.最后结合实例说明了系统应用效果.软件系统灵活地实现了功能集成,且易于扩展和重构,具有一定的通用性.     

索杆体系机构展开问题的有限元求解方法

根据有限元平衡方程推导了索杆体系机构运动的有限元求解方法 .采用广义逆矩阵理论求解体系的通解和特解 ,分别解释了通解和特解的物理意义 ,分析了展开机构的理想形状及其实现途径 .数值算例表明 :有限元求解方法可以非常有效地跟踪求解索杆体系机构运动问题的全过程路径 ,得到机构运动的静定状态 .与基于几何理论的现有机构展开分析方法相比 ,索杆体系机构展开的有限元求解方法具有大增量、高效率、收敛稳定、适用性广等优点     

柔性预应力索杆钢结构张拉过程跟踪计算方法

柔性的预应力索杆钢结构在张拉过程中，构件同时发生刚体运动和弹性变形，这一问题不能用传统的有限元方法来求解．基于柔性多体系统动力学，建立了一种索杆单元的动力学模型，同时考虑了构件的刚体运动与弹性变形，推导了相应的运动学方程、几何约束方程和动力学控制方程．该方法可以对张拉全过程进行跟踪，找到结构的运动稳定路径和最终的静平衡构形，计算出构件内力的连续变化过程．数值算例表明该方法实用有效，计算精度高．