Page 25 - 现代建筑的结构设计分析与理论研究

第一章 现代建筑结构概述

量有限，台风特性的收集面临样本不足的问题；而基于对历史台风参数的统计，通过
蒙特卡洛方法生成模拟的台风风场，可对台风影响区域、风速和风向等特征进行更准
确的预测。第二，围护结构风致破坏及坠物引起的二次破坏模拟。通过瞬态风速场（大
涡模拟）准确计算建筑表面风荷载；通过有限元、离散元等技术，计算围护结构的损

伤部位；通过蒙特卡洛方法，分析幕墙坠物影响区域。第三，结构风致响应控制技术。
基于空气动力学理论，对建筑外形进行优化，以减小气动荷载；通过调谐质量阻尼器
（TMD）、调谐液体阻尼器（TLD）等耗能装置进行风振控制，已在上海中心、深圳
平安中心等超高层建筑中得到应用并经历了实际台风的考验。

4. 结构分析技术
我国建筑结构的高度和跨度不断增加，复杂程度不断提升，对结构分析技术的要
求也日益提高，结构设计分析方法从静力分析发展到动力分析，从弹性分析发展到弹

塑性分析，分析手段不断完善。在该领域出现了一批功能完善、技术不断进步的国产
软件，可高效完成各种复杂结构的有限元分析。近年来国产非线性分析软件功能扩展
到减隔震结构分析、钢结构稳定直接分析、精细化有限元动力弹塑性时程分析等，求
解精度和效率均已达到或接近国外权威软件的水平，广泛应用于超高层、大跨空间结
构和复杂结构设计，成为建筑结构行业软件国产替代的中坚力量。

5. 数字化技术应用
建筑结构行业的数字化技术发展应用日趋成熟和普遍，建筑信息模型（BIM）技
术在大量公共建筑中得到广泛的应用。中国建筑科学研究院基于自主图形平台开发了

PKPM-BIM 软件，实现结构与建筑、结构、机电等各专业的协同设计以及建筑全生命
周期的数据存储与共享；在此基础上，开发了基于 BIM 的数字报建审批系统，在雄
安新区、广州、厦门等地开展应用，促进 BIM 技术的推广落地。一些智能化技术也
在建筑结构领域得到应用，如智能结构优化技术、智能化审图技术等。通过智能优化

技术，在不同的约束条件下，利用拓扑优化技术探索不同的结构受力形态，找到最优
的传力路径实现结构优化设计；在给定的建筑条件下，利用计算机技术实现空间结构
找形与形态优化，在结构的概念和方案设计阶段发挥重要作用。近年来智能化审图技
术也逐渐得到应用，可以针对电子设计图纸结合结构计算模型或结算结果文件，实现

DWG 文件的图素识别、图纸和模型一致性检查、结构整体指标检查、构件配筋审查
以及主要结构设计规范中的强制性和非强制性条文自动审查等功能，可显著提高施工
图审查的效率和正确率。智能化技术作为数字化技术在建筑结构工程领域的发展前沿，
有广阔的应用前景。

（三）未来展望与思考
随着我国经济进入新发展阶段，我国的城镇化也将进入后半程，在经济转型和高

• 15 •