高層建築結構與基礎整體分析和設計軟體(TowerPeak)
高層建築結構與
基礎整體分析和設計軟體
本軟體全名為:“高層建築結構與基礎整體分析和設計軟體 (TowerPeak)”(簡稱TowerPeak), 由“廣州天武軟體有限公司”所開發。TowerPeak屬於建築行業 方面的用於結構分析和設計的專用軟體。 已於2012年12月獲得中國住建部的“建築行業科技成果評估證書” (見建科評 [2012] 139號),評估結果屬“世界先進水準”。 更多... TowerPeak已完全套用中國所有相關最新現行規範。 眾所周知,把上部結構和基礎人為地分開設計,是十分無奈和存在不少隱憂的方法, 其結果是該安全的地方不安全,該節省的地方不節省,嚴重程度雖不至於出現倒塌, 但建成之後不久出現眾多的裂縫就是整個結構(特別是靠近地面的幾層)進行應力重分佈的明證, 它縮短了建築物的壽命和增加建築物的維修費用,這種方法先天不足,禍害無窮,遲早會被棄用。 開發高層建築上部結構和基礎的聯合分析和設計之高效、高精度的實用程式是一項艱辛的任務, 經過我們堅持不懈的努力,終於實現了工程界盼望已久的集大成軟體。TowerPeak的橫空出世, 給廣大工程設計人員帶來了極大的便利,讓無數未來的高樓大廈以高效精准的分析和設計從而避免 不安全和浪費,具有不可估量的實用價值。自行開發的“所見即所要”Proform介面,將計算資料 儲存於可自動顯示的CD或DVD,以代替大量的列印工作,從而節省時間、紙張,更容易保存和查閱。 全文
“TowerPeak” 承台、地基梁
和樁作為結構構件一次過全部同時納入
TowerPeak把承台、地基梁和樁作為結構 構件一次過全部同時納入計算,對它們的每個結點均作六個自由度考慮, 對杆件(如地基梁、各承台間的連系和樁)按結構力學方法分析,對承 台按“厚薄板”殼元之有限元方法分析。以這樣的模型來進行分析和設計 必能得出高精度和協調的結果,再也不必對特定的結構作特定的假設、 簡化和分析,任何局部的受力狀態都可顯示出來。 更多... 借助目前十分流行的繪圖軟體AutoCAD,TowerPeak具備了對基礎的所有構件(如地基梁、各承台間的連系和樁) 和作用於承臺上的荷載面荷載或點荷載)等所有幾何的圖形輸入。可在TowerPeak和AutoCAD之間互動地進行圖形 輸入和輸出。在AutoCAD和TowerPeak 上自動繪製立體圖、平面圖、各種構件的配筋圖等功能。 全文
上部結構和基礎
進行獨立分析
(TowerPeak -3)
如果把上部結構和基礎人為地分開,然後各自進行獨立分析, 其結果的精確度是不可信的,因為對某些結構,由此得到的結構自振週期是實際的幾倍, 其效應也相差幾倍。還有,溫差所產生的應力也會相差幾倍以上。為了解決上述問題, 我們也開發了對上部結構和基礎聯合在一起作為整體來進行靜力和動力分析的軟體。 更多... 如果只進行靜力分析,TowerPeak-3還考慮了筏板基礎與地基之間及樁和基礎承台之間的接觸脫離問題, 可對筏板基礎與地基之間進行摩擦力模擬,這些都用反覆運算方法進行逼近。在進行動力分析和抗震設計時, 也把基礎納入一起考慮。上部結構部分的空間節點的選取見第一篇,基礎部分的空間節點的選取則以承台與柱、 牆肢、連系梁和樁的交點當作主自由度的結點,其餘為副自由度結點。分析方法見第一篇相關部分。 在進行施工模擬時,基礎也納入一起考慮,基礎和上部結構第一層都作為施工次序1,處理方法見第一篇相關部分。 在建立上部結構(對應的檔案:SSD和MSD)和基礎結構(對應的檔案:IFD和GFD)的模型後,利用檔案SFD將兩 者結合在一起,便可進行上部結構和基礎聯合分析。 全文
TowerPeak 的特殊功能
高精準度
TowerPeak核心技術是運用了結構的剛度以 每個樓層為單位,並將它在各層傳遞回代從而求解整個高層建築物的 位移和內力等結果的新計算方法,一舉滿足既要精度又要速度的要求。
通過空間建模
TowerPeak 採用空間模型,將樓板、牆肢離散為凸多邊形殼元, 再將梁、柱作為杆件,利用有限元方法對這一空間體系進行分析。 在目前情況下,TowerPeak 除要求樓板為水平面板、牆肢為垂直面板外 (通過對軟體的進一步完善,在不久的將來,將沒有這些限制), 對結構沒有別的簡化和假設,故由它產生的計算模型,完全吻合建築物的實際形狀, 因此對絕大部分的高層建築,計算模型是唯一的, 其計算結果也是唯一的。TowerPeak 也考慮了樓板的開洞、 厚度不均、牆肢面上的開洞、厚度沿水準方向線性變化等。
增加優勢
TowerPeak 也把地下室納入到整體結構之中, 因為TowerPeak 允許在牆肢上施加荷載(如土荷載和水荷載等)、 在各樓層處水平面上添加彈簧支座(如土彈簧支座), 而地下室屬於牆肢。
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運算速度
在運算速度方面,不會因為大規模的高精度計算而減慢。 例如對一個45層單塔樓的工程,使用目前市面上普通配備的個人電腦, 在多遇地震情況下進行全面分析和設計只需80分鐘。
省時
減少設計工作量從而節省設計成本和設計週期。
獲得認證
TowerPeak (上部結構+地基基礎)也已成功通過香港屋宇署審批和認證並獲得批文, 註冊號為S0715(結構分析部分)和S0731(構件設計部分)。
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