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使用 Oasys GSA 对竹艺术装置进行结构分析和设计

项目概述


Heartburst 项目涉及一个独特的艺术装置，该装置于 2023 年 8 月在美国的一个节日上展出。该结构由 OFFICEUNTITLED (OU) 与 Arup 合作设计，完全由竹子制成，竹子是一种高度可持续的材料。竹亭结构平面约 30 英尺 x 30 英尺，高 15 英尺。它由一系列竹杆格子组成，其形状中切有大型心形隧道。该项目有两个主要目标：为节日参与者创造一个社区空间，并探索使用目前在北美不常用的可持续材料进行设计的可能性。Oasys GSA 被选为主要结构分析软件，因为它使 Arup 工程师能够分析许多独特的设计考虑因素。
图片来源：建筑师 Christian Robert
Heartburst 独特的几何形状和其非典型结构材料使设计过程变得有趣，也带来了许多挑战。团队面临的主要挑战之一是确定竹竿及其连接的设计值。该团队与马来西亚工程公司 JTK Consult 和 SEAD Build 合作，他们在马来西亚理工大学对竹子元素及其典型连接进行了结构测试。这些测试用于确定竹结构的材料特性和分析途径，本质上是在 GSA 中为竹子制定设计规范。

另一个独特的挑战是了解安装的适当负载，考虑沙漠强风和人们攀爬装置的可能性等因素。

Oasys 如何证明其价值


一旦设计方案达成一致，团队便使用 GSA 结构分析软件对竹亭进行建模和分析，并评估其性能。使用该模型，根据大学测试结果将构件力与允许承载力进行比较。主要结构连接采用经过测试的螺栓连接。开发了一种使用钢筋绑线的更简单的绑扎连接，用于次要连接。
GSA 的组件、自定义视图和元素定制等功能对团队克服面临的挑战起到了重要作用。

组件功能对于展馆的结构分析至关重要。它提供了一种易于使用的方法，用于将各个元素组合在一起，汇总它们对应用需求的响应。竹格子结构有许多竹竿放在一起。使用组件，Heartburst 团队可以在单个元素响应和分组响应之间切换，以清楚地评估结构的负载。

由于与外部合作伙伴的沟通，Arup 团队不得不多次迭代模型。GSA 中的自定义视图使评估变化的影响成为一个更高效的过程。GSA 可以轻松保存视图，其中包括视口方向、选定元素、显示的分析数据和负载情况/组合。这提高了模型变化之间的分析效率。

由于竹竿的长度是固定的，因此 GSA 中的元素定制功能至关重要，这意味着结构团队必须仔细考虑拼接的位置。
Heartburst 团队高度重视竹子的使用。Heartburst 生态足迹页面上写道：“通过在装置建造过程中使用竹子，Heartburst 提倡环保责任，并展示了在不损害地球的情况下创造令人惊叹的空间体验的可能性。”
“Our hope is that Heartburst will continue to demonstrate the integrity and sustainability of bamboo as a structural material. The Heartburst project demonstrated the power of using sustainable materials in construction, promoting environmental responsibility, and creating stunning spatial experiences.” – The Heartburst team. 
GSA 在处理复杂的结构分析任务方面非常有效，使其成为 Heartburst 团队结构工作流程的重要组成部分。该团队表示，GSA 的界面是他们构建和评估独特几何形状的首选软件。该项目还曾在 Amazing Architecture、dezeen 和 Parametric Architecture 上亮相。
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