上?，F(xiàn)代設計集團結(jié)構(gòu)分析與設計研究學科中心介紹

結(jié)構(gòu)分析與設計研究學科中心是上?，F(xiàn)代建筑設計(集團)有限公司重點建設的學科中心,是集團內(nèi)進行結(jié)構(gòu)分析與研究的專業(yè)團隊。學科中心技術力量雄厚,在長期的科研活動中,學科中心與國內(nèi)許多重要院、所、企業(yè)建立了長期密切的合作關系。目前,學科中心在以下領域開展深入研究,形成了獨具特色的核心技術:結(jié)構(gòu)彈塑性時程分析、建筑風工程仿真、索膜結(jié)構(gòu)找形與受力分析、數(shù)字化建模與參數(shù)化設計、消防性能化設計等。此外,學科中心還承擔或參與了多項國家和上海市級的規(guī)范編制工作,承擔了國家科技部、上海市科委、上海市建委多個課題的研究。

學科中心整合集團技術力量,依托集團在國內(nèi)行業(yè)中的地位,深入研究國內(nèi)外結(jié)構(gòu)工程中所遇到的技術難點,有計劃、有步驟地開展學科研究和工程結(jié)構(gòu)分析,逐步成為國內(nèi)一流的研究中心。同時,努力促進結(jié)構(gòu)分析技術的發(fā)展,構(gòu)筑結(jié)構(gòu)分析高級人才隊伍,并為社會提供一流的技術支撐。目前已完成 2010年上海世博會世博軸索膜結(jié)構(gòu)(迄今世界上最大的索膜結(jié)構(gòu))、虹橋交通樞紐、2010年上海世博會日本館、上海水上競技中心等上海市重大工程,以及中央電視臺新址、重慶大劇院等全國五十余項復雜結(jié)構(gòu)的分析與設計研究。

學科中心由中國工程設計大師汪大綏先生作為首席專家,擁有一支業(yè)務骨干隊伍,擁有一流的計算設備及結(jié)構(gòu)工程專業(yè)計算分析軟件,為學科中心科研人員進行學科研究及實際工程分析提供了有力的保障。技術中心具體圍繞一下六個技術方向進行深入研究并面向集團內(nèi)外進行技術咨詢服務:

· 動力彈塑性時程分析技術:以大型通用有限元程序為平臺,建立精細化整體結(jié)構(gòu)模型,采用直接積分的動力時程分析手段,對復雜超高層結(jié)構(gòu)、大跨結(jié)構(gòu)等進行不同水準地震作用下的全過程模擬與分析,同時考慮材料非線性、幾何非線性、施工狀態(tài)非線性、接觸非線性等,考察結(jié)構(gòu)在地震過程中的破壞順序、潛在的薄弱環(huán)節(jié)、可能的倒塌方式,為性能設計、結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及抗震審查提供咨詢。

· 結(jié)構(gòu)抗風數(shù)值模擬技術:采用先進的流體動力學計算獲得建筑物表面的靜、動力風荷載,在此基礎上結(jié)合結(jié)構(gòu)動力時程計算,進行搞成建筑橫風向渦激共振分析、大跨度頻率密集型建筑風振響應分析、風致舒適分析、氣動阻尼、流固耦合等技術分析,可獲得體型系數(shù)、陣風系數(shù)、風振系數(shù)、氣動阻尼、結(jié)構(gòu)位移、速度、加速度、構(gòu)件變形、內(nèi)力、基底反力等各項技術指標。

· 建筑環(huán)境評估與設計優(yōu)化:以區(qū)域氣象數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析為基礎,采用數(shù)值仿真分析手段從區(qū)域總體規(guī)劃、建筑單體和建筑室內(nèi)三個層面對建筑布局和建筑體型進行設計評估與方案優(yōu)化。結(jié)合動態(tài)熱分析、氣流組織分析等技術手段,加強寒冷季節(jié)防風與過度季節(jié)通風等設計措施。

· 空間結(jié)構(gòu)分析與設計技術:利用發(fā)明專利技術與自主開發(fā)的程序,結(jié)合通用有限元軟件,進行空間結(jié)構(gòu)的分析與設計。在實現(xiàn)對常規(guī)空間結(jié)構(gòu)進行精確分析的基礎上,開發(fā)了自由曲面結(jié)構(gòu)、索結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)等新型空間結(jié)構(gòu)的非線性分析與設計方法。形成了找形、分析、設計、優(yōu)化成套技術。

· 消防性能化設計與評估:對于現(xiàn)行國家和地方消防技術規(guī)范和標準未明確規(guī)定的、或按規(guī)范和標準實施確有困難,并影響建筑使用功能的一些特殊、大型的項目,運用消防安全工程學原理,采取計算機仿真及概率統(tǒng)計的方法,就整座建筑物或建筑物中的某些特殊部位進行全面或部分系統(tǒng)的性能化設計與評估,論證其火災危害與風險,確定合理的消防安全設計。

· 建筑復雜節(jié)點有限元分析:采用NURBS曲面造型技術對各類復雜結(jié)構(gòu)節(jié)點進行精細建模,考慮材料本構(gòu)、制作工藝、施工方法等因素對節(jié)點性能的影響,深入分析混凝土開裂、預應力螺栓、接觸與滑移、焊接殘余應力等節(jié)點設計中的關鍵問題,對節(jié)點變形與承載能力給出評估意見并提出改進建議。