伦敦蛇形画廊展馆

项目中应用的软件

项目概述
蛇形画廊展亭由弗兰克·盖里和奥雅纳设计。它建于海德公园，并向公众开放了一个夏天。

蛇形画廊每年都会委托一位外国建筑师为其位于海德公园的草坪设计一个临时展亭。受邀参与该项目的建筑师此前从未在英国完成过任何建筑项目。因此，该展亭提供了一个独特的机会，展示来自世界各地的当代建筑实践。
Oasys 如何证明其价值
结构形式
展馆的桌状结构由四根巨大的木柱支撑着四根倾斜的木梁。框架上悬挂着九个玻璃雨棚，它们朝向各异，但巧妙地布置在一起，以便雨水能够流经周边精心布置的渗水坑。

木质覆层内的主框架由不同尺寸的钢制箱形截面组成。柱子和梁通过弯矩节点连接在一起，形成四面门式刚架。

钢框架覆以花旗松，使其看起来像实心的木梁。连接处的设计使得结构可以轻松拆卸并在其他场地重新组装。

每个主柱都由四个螺旋桩基础支撑，这些基础由GTL Partnership设计和安装，并使用Pdisp进行沉降预测。这些桩在结构拆除后即可拔出，从而避免了浇筑牺牲混凝土垫块的需要，从而避免了大规模的开挖和对公园环境的破坏。
玻璃顶棚
最大的结构挑战在于设计构成展馆屋顶的顶棚悬挂系统，以确保每个顶棚在不影响原始建筑理念的情况下保持稳定。九个顶棚设置在不同的高度和角度。每个顶棚均由夹层玻璃板构成，并由木托梁支撑。每个顶棚副框架通过钢制轧制型钢吊杆悬挂在倾斜的主梁上。

木托梁由钢制副框架从上方支撑，副框架覆以花旗松木，与主框架和托梁相匹配。这种木材覆层用于增强副框架构件的抗屈曲能力。

结构分析
使用 Oasys GSA 软件，在单个模型中对主框架、吊杆和顶棚副框架进行分析，初始几何形状由弗兰克·盖里合作建筑事务所的 3D 模型确定。GSA 软件用于对结构进行线性、屈曲和动态分析。

柱子采用铰接底座建模，形成东西向和南北向的一对门式刚架。主模型假设柱子与短跨度主梁之间的连接完全固定，长跨度主梁与短跨度主梁之间的连接也完全固定。为了检查固有应力，我们制作了单独的连接器模型。
雨篷框架钢结构模型可承受双轴弯曲和轴向荷载，通常相邻构件之间采用简单的连接。连接雨篷框架钢结构与主框架以及彼此之间的吊杆构件模型为仅能承受轴向荷载的杆件。构成支撑构件的复合梁也具有类似的作用。吊杆与主梁连接的偏心率也进行了建模，这是结构整体稳定性的重要组成部分。这些偏心率是通过在主梁中心线节点和偏心吊杆连接节点之间设置刚性约束来建模的。

模态屈曲分析
尽管屋顶雨篷具有“悬挂”特性，但在风荷载作用下，一些吊杆会承受压缩力，因此容易屈曲。

模态屈曲分析计算由结构内部压缩力引起的横向刚度的有效减小量，并使用特征向量分析来预测最关键的可能屈曲模式。处理振型数据后，给出了一系列设计力。这确保了结构具有持续的抗屈曲强度储备，而不会在不必要的地方提供额外的强度。

模态动态分析
进行了模态动态分析，以确定结构的动态特性。

评估了结构的固有频率和相关的振型。在任何给定模态下，结构的目标固有频率大于 1.00 Hz 被认为是合适的响应。在考虑结构对动态荷载的响应时，假设柱基具有一定程度的固定性也是合理的，并为此进行了相应的建模。
建模、制造和安装
由于建筑师位于洛杉矶，从未亲临现场，整个项目设计过程均在3D软件中进行。随着设计的进展，盖里和奥雅纳团队不断传递几何精确的模型。

设计最终确定后，奥雅纳制作了一个精确的结构模型，并将其发送给钢结构和木材制造商。整个项目期间未绘制任何图纸。

尽管设计技术复杂，但展馆仍按时开放，其结构性能完全符合预期。
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