高层建筑结构与基础整体分析和设计(TowerPeak)

高层建筑结构与
基础整体分析和设计

本软件全名为：“高层建筑结构与基础整体分析和设计软件（TowerPeak）”简称 TowerPeak），由“广州天武软件有限公司”所开发。 TowerPeak属于建筑行业方面的用于结构分析和设计的专用软件。已于2012年12月获得中国住建部的"建筑行业科技成果评估证书” （见建科评 [2012] 139号），评估结果属“世界先进水平”。更多... TowerPeak已完全套用中国所有相关最新现行规范。众所周知，把上部结构和基础人为地分开设计，是十分无奈和存在不少隐忧的方法，其结果是该安全的地方不安全，该节省的地方不节省，严重程度虽不至于出现倒塌，但建成之后不久出现众多的裂缝就是整个结构（特别是靠近地面的几层）进行应力重分布的明证，它缩短了建筑物的寿命和增加建筑物的维修费用，这种方法先天不足，祸害无穷，迟早会被弃用。开发高层建筑上部结构和基础的联合分析和设计之高效、高精度的实用程序是一项艰辛的任务，经过我们坚持不懈的努力，终于实现了工程界盼望已久的集大成软件。TowerPeak的隆重推出，给广大工程设计人员带来了极大的便利，让无数未来的高楼大厦以高效精准的分析和设计从而避免不安全和浪费，具有不可估量的实用价值。自行开发的“所见即所要”Proform界面，将计算资料储存于可自动显示的CD或DVD，以代替大量的打印工作，从而节省时间、纸张，更容易保存和查阅。全文

基础结构

TowerPeak把承台、地基梁和桩作为结构构件一次过全部同时纳入计算，对它们的每个结点均作六个自由度考虑，对杆件（如地基梁、各承台间的连系和桩）按结构力学方法分析，对承台按“厚薄板”壳元之有限元方法分析。以这样的模型来进行分析和设计必能得出高精度和协调的结果，再也不必对特定的结构作特定的假设、简化和分析，任何局部的受力状态都可显示出来。更多... 借助目前十分流行的绘图软件 AutoCAD，TowerPeak 具备了对基础的所有构件（如地基梁、各承台间的连系和桩）和作用于承台上的荷载（面荷载或点荷载）等所有几何的图形输入。可在 TowerPeak 和 AutoCAD 之间互动地进行图形输入和输出。在 AutoCAD 和 TowerPeak 上自动绘制立体图、平面图、各种构件的配筋图等功能。全文

上部结构联合分析
(TowerPeak)

如果把上部结构和基础人为地分开，然后各自进行独立分析，其结果的精确度是不可信的，因为对某些结构，由此得到的结构自振周期是实际的几倍，其效应也相差几倍。还有，温差所产生的应力也会相差几倍以上。为了解决上述问题，我们也开发了对上部结构和基础联合在一起作为整体来进行静力和动力分析的软件。更多... 如果只进行静力分析，TowerPeak 还考虑了筏板基础与地基之间及桩和基础承台之间的接触脱离问题，可对筏板基础与地基之间进行摩擦力模拟，这些都用迭代方法进行逼近。在进行动力分析和抗震设计时，也把基础纳入一起考虑。上部结构部分的空间节点的选取见第一篇，基础部分的空间节点的选取则以承台与柱、墙肢、连系梁和桩的交点当作主自由度的结点，其余为副自由度结点。分析方法见第一篇相关部分。在进行施工模拟时，基础也纳入一起考虑，基础和上部结构第一层都作为施工次序1，处理方法见第一篇相关部分。在建立上部结构（对应的档案：SSD和MSD）和基础结构（对应的档案：IFD和GFD）的模型后，利用档案SFD将两者结合在一起，便可进行上部结构和基础联合分析。全文

TowerPeak 的特殊功能

高精准度

TowerPeak 核心技术是运用了结构的刚度以每个楼层为单位，并将它在各层传递回代从而求解整个高层建筑物的位移和内力等结果的新计算方法，一举满足既要精度又要速度的要求。

通过空间建模

TowerPeak 采用空间模型，将楼板、墙肢离散为凸多边形壳元，再将梁、柱作为杆件，利用有限元方法对这一空间体系进行分析。在目前情况下，TowerPeak 除要求楼板为水平面板、墙肢为垂直面板外（通过对软件的进一步完善，在不久的将来，将没有这些限制），对结构没有别的简化和假设，故由它产生的计算模型，完全吻合建筑物的实际形状，因此对绝大部分的高层建筑，计算模型是唯一的，其计算结果也是唯一的。TowerPeak 也考虑了楼板的开洞、厚度不均、墙肢面上的开洞、厚度沿水平方向线性变化等。