BIM參數化技術在杭州亞運會曲棍球場罩棚結構設計中的應用

謝忠良 徐 羿 張群力2 方 波3 龔 聰

(1.浙江省建筑設計研究院，杭州 310006； 2.浙江新盛建設集團有限公司，杭州 310011； 3.浙江中南建設集團鋼結構有限公司，杭州 310051)

引言

參數化設計是一個抽象概念，有著豐富的外延。其中包括參數化幾何建模、建筑參數化設計、結構參數化設計、設備參數化設計等。而BIM軟件根據功能的不同可分成BIM建筑軟件、BIM結構軟件、BIM機電軟件等。在BIM參數化設計中要將這些設計方法和BIM軟件集成起來，由不同專業的設計人員集中在同一個BIM平臺上共同進行工程項目的設計。BIM集成技術得以實現價值的三大支柱是：IFC標準、IDM信息交付手冊、IFD國際框架字典[1]，這三者共同構成了BIM價值實現的基礎。曲面網格造型建筑可采用BIM參數化幾何建模，利用曲面上參數坐標建立曲線、曲面控制系統，根據微分幾何等通過編程算法或使用幾何造型軟件進行參數化設計。而參數化結構設計能滿足建筑美學要求和保證結構形式合理，并可以及時響應建筑及其他專業的設計變更。

圖1 曲棍球場館室內外效果圖

1 工程概況

2022年杭州第19屆亞洲運動會曲棍球比賽場地，可容納約5 000名觀眾，看臺區域總建筑面積約1.27萬m2，跨度約為120m。設有一個標準曲棍球場地(長91.4m，寬55.0m)，賽后可按FIFA World Cup的比賽場地布置，滿足體育教學、訓練、高級比賽、社會服務等復合多功能需求。本項目建筑的設計靈感來源于杭州的油紙傘，體育場看臺結構采用框架結構，看臺上方設有巨大的覆蓋ETFE膜的鋼結構罩棚。造型優雅的曲面罩棚為曲棍球場觀眾席遮蔽擋雨。本項目的罩棚結構是一個巨大的四角落地拱網殼，四個拱腳落在四個混凝土大墩上，罩棚結構與看臺結構完全脫離。看臺的背面是曲棍球館的入口大廳，大廳玻璃幕墻的控制曲面是由一個傾斜放置，半徑為70m的圓柱面部分及三個豎向直面部分組合而成。4個混凝土大墩表面均為以圓弧曲線為導線，放樣生成的直紋曲面，如圖2所示。

圖2 入口門廳(左)，混凝土基座(右)

2 罩棚的BIM參數化建模與設計概述

骨架支承式膜結構是由自身穩定的骨架體系和膜體構成，骨架體系決定建筑輪廓外形。膜體為覆蓋物發揮了采光建筑功能和高強度受力特性，不再是維持結構體系存在的必要結構單元，骨架支承式膜結構是目前膜結構工程中使用較多的一種形式[2]。

2.1 參數化設計方法

參數化設計方法將建筑設計條件轉化為設計參數，設計結果響應參數變化。設計、建造問題統一考慮，綜合解決各專業的設計需求，為建筑美學訴求和優化設計提供精準的量化關系，參數化技術賦予建筑師實現創意必需的能力。結構參數化建模可以讓結構構件與建筑表皮聯動，建筑表皮調整，結構構件自動調整，無需重新找形或建模。結構參數化建模還可以將一些結構形態參數，如桁架高度、網格大小、建筑表皮與結構表皮(結構構件中心曲線所在曲面)的距離等進行參數化。通過這些參數實時調整結構模型，布置出符合力流沿網殼自然傳遞的形態，結構優雅、桿件流暢，營造出了一個和諧、流動的空間氛圍[3]。

2.2 結構參數化建模步驟

對控制曲面進行剖分提取網格，定向編號和法向映射等系列操作以獲得可用于編程設計的結構布置拓撲網格。具體流程：建筑設計控制條件→控制邊界曲線→(約束在邊界曲線上的)控制曲面→(曲面定向、曲面剖分、提取網格)曲面上的有向控制網格→(曲面法向映射[4]、 幾何衍生)空間雙層控制網格→整體空間結構模型。

3 膜結構的BIM參數化建模與設計

根據曲棍球館建筑整體的幾何控制條件，參數化導出罩棚膜曲面的邊緣曲線，再由邊緣曲線導出膜控制曲面KS。

3.1 膜邊緣控制曲線

膜面的邊緣曲線就是膜面邊緣控制曲線，這里將看臺方向稱為前方。根據建筑方案，前、后兩條邊緣曲線是由兩個直立的圓柱面RS1和RS2與二個傾斜平面S1和S2曲面求交后產生，其中，RS1與S2相交得到L2，RS2與S1相交得到L1。L2為后方的橢圓曲線，L1為前方的橢圓曲線。膜曲面的邊緣曲線是由L1和L2上的部分曲線段組成的。兩條邊緣曲線投影到水平面上，是兩條圓弧曲線。罩棚的平面投影為兩個相交圓的交集部分，罩棚曲面的對稱線上，斜長約為114.3m，前端標高為46.970，后端標高為24.000。斜線與水平線夾角約為11.6°。斜線水平投影長112m，如圖3所示。

圖3 控制曲線

3.2 膜控制曲面

根據建筑設計，控制曲面KS為一個直紋曲面，可采用幾何方法或分析方法進行幾何建模。

控制曲面左右對稱，前高后低(看臺方向為前方)。

其中，RS1的半徑設為參數r1，RS2的半徑設為參數r2，S1與水平面夾角設為參數θ1，S2與水平面夾角設為參數θ2。參數r1、r2、θ1、θ2為形體控制參數。

膜曲面KS控制方程(直紋曲面參數方程)：

x=l1+r1cosu+v(r2cosλ(π-u)-l-r1cosu)

y=r1sinu+v(r2sinλ(π-u)-r1sinu)

z=k1r1cosu-h1+v(k2r2cosλ(π-u)-k1r1cosu+h)

參數的定義域(0≤v≤1)，(-α≤u≤α)，控制曲面KS詳見圖4。

圖4 控制曲面

3.3 膜結構參數化建模

復雜曲面造型的膜結構須采用結構參數化方法進行設計。“參數化”是在計算機虛擬空間里對物質世界“關聯性”和“演變”的模擬，是將關鍵的控制因素數字化成變量，由局部單元生成整體，并對建筑形體的生成過程進行可視化記錄的過程。Grasshopper是基于Rhinoceros運行的參數化設計插件。Rhinoceros和Grasshopper完整詮釋了這個過程：Grasshopper負責設計邏輯和生成參數，Rhinocerose負責把生成的結果反饋給用戶，如圖5所示。

圖5 罩棚膜結構Grasshopper可視化編程

3.4 膜結構設計

膜結構分析采用德國EASY7.5軟件，該軟件基于力密度法找形，EASY軟件是由德國technet GmbH開發。可以實現膜結構成形、荷載、裁剪分析等。膜面總共分為42個獨立的條形單元，四邊張拉于拱和網殼上。雖然42條單元分別固定和張拉在網殼上，具有一定的獨立性，單元分析時仍采用整體模型，以便充分考慮膜與網殼連接的協調性，同時減少相鄰單元對網殼不平衡拉力的影響。首先按照等效剛度將膜離散為索網格。然后在經緯兩個方向施加均布預加力(索內拉力除以索單元長度)，由線性優化確定索網的坐標點，此即為膜形狀。依據ASCE1852規定，膜的預應力為4～6kN/m，故對42個膜單元體施加的預張力有所不同，但經緯向取值皆在5kN/m左右。雖然在一個膜單元兩個方向的預張力一致，但由于形狀的差異，膜內部單元的張力并不相同。罩棚頂部構件中心線網格(曲線網格)是布置在結構控制曲面S上。但罩棚頂面上結構圓管半徑是不同的，為此要在骨架結構頂部設置繃膜架，通過不同高度的繃膜架，使得繃膜架頂面與膜控制曲面KS相切。然后在繃膜架頂面上進行膜材張拉。與索膜結構的整體找形不同，骨架式覆蓋膜結構的找形是區域上的找形，是以四周繃膜架頂部為邊界條件找形，在每一區域中它以膜控制曲面為目標曲面進行擬合。張拉后的膜面與控制曲面越接近越好，同時在繃膜架兩側的膜面要求光滑過渡。骨架式覆蓋膜結構可能不是等應力膜，但必須是平衡應力膜，否則膜面上會出現褶皺。

4 骨架結構的BIM參數化建模

利用膜控制曲面KS的法向等距映射得到等距曲面S和等距曲線網格M就是結構的控制曲面與控制網格。從S和M就可衍生出網殼中布置結構圓管構件所需的中心曲線拓撲網格圖，如圖6所示。

圖6 結構參數化幾何建模

4.1 結構參數化建模

罩棚結構由外部主結構與內部子結構兩部分組成，外部主結構是一個復合拱，內部子結構是一個網殼。本文中介紹一種外部主結構和三種內部子結構的參數化建模方法。

4.2 外部主結構建模

外部主結構由前后兩個復合拱架以及左右兩側兩個小型邊側拱架組成。復合拱架是由三角形截面拱桁架上弦與邊緣拱之間位于控制曲面內的鋸齒形網格上布置圓管所形成的一個整體結構。邊緣拱和三角形截面拱的底部都落在同一個拱墩上，邊緣拱隨拱標高升高而增加出挑距離，到達拱桁架頂部時達到最大的出挑距離24m。猶如給三角形截面拱桁架加了個帽沿結構，有效增加了罩棚的覆蓋面積。

為了避免構件截面過大，主拱結構采用倒三角形管桁架，三角形拱桁架中有三條曲線形弦桿(主桿)，其中有兩條的定位曲線在結構控制曲面S上，另一條在S的等距曲面Sd上。兩個三角形管桁架的建模方法相同，流程都分為如下三步：

(1)確定結構控制曲面S上的兩條弦桿定位軸線及其上的控制點

利用選定的圓柱面與S曲面相交，可以得到曲面S上一條曲線，這條曲線為三角形拱桁架第一條弦桿的控制曲線。將該控制曲線按弧長分段得到點列ai，在ai上利用S曲面直母線上設定的歐氏距離(三角形的寬度)得到S曲面上點列bi，點列bi用S曲面上的測地線連接起來就得到S曲面上三角形拱桁架的第二條弦桿控制曲線。

(2)確定S的等距曲面Sd上的一條弦桿定位軸線及其上的控制點

在Sd曲面上，對同一個i，ai與bi位于同一條直母線上且它們的中點(ai+bi)/2=ci也在該直線上。在點列ci上，利用曲面Sd的法線向內方向上量取長度d(三角形高)，得到點列di，點列di位于曲面S的法向等距曲面Sd上。用空間插值曲線連接di后就得到三角形拱桁架的第三條控制曲線。

(3)確定三角形拱桁架腹桿的定位軸線

利用點列ai、bi、di就可進行三角形截面拱桁架的腹桿布置，腹桿定位軸線采用直線形式。

4.3 內部子結構建模

本工程設計了三種內部子結構布置，一種是按控制曲面布置單向單跨桁架組結構，另外兩種是按控制曲面布置的雙層網殼結構。網殼屬于一種曲面型網格結構，外形流暢優美。兼有桿系結構構造簡單和薄殼結構受力合理的特點，可以是單層或雙層。

(1)鋼罩棚內部子結構1(單向單跨桁架組)

11榀平面桁架組成內部子結構1，兩端連接在外部主桁架結構上。跨度約為40～60m，間距約為15m。曲棍球場館罩棚是個非常薄的曲面形雙層網殼，一般情況下其內部網格是雙向彎曲的，這里卻能布置出單向的桁架組，是巧妙利用了直紋曲面是由直線組成的這個幾何特點，直紋曲面上的直線本身是該曲面上一條測地線。利用該直線進行桁架布置。

由內部子結構1和外部主結構組成的鋼罩棚，本文稱為拱殼1。詳見圖7。

圖7 拱殼1

(2)鋼罩棚內部子結構2(測地線網格)

子結構2是采用結構控制曲面S上的測地線斜交網格，再利用該網格和結構控制曲面做(曲面)法向等距映射，得到網殼的下弦網格。上弦網格中每一條曲線有一條下弦網格中的曲線對應，兩者為曲面內的等距曲線關系。通過兩條曲線構造出一榀(曲面)桁架。所有的曲面桁架組成了一個雙層的斜交的網殼。由內部子結構2和外部主結構組成的鋼罩棚，本文稱為拱殼2。詳見圖8。

圖8 拱殼2

(3)鋼罩棚內部子結構3(平面截曲線網格)

平面截曲線網格是利用兩組斜交的平面與結構控制曲面S相交，得到曲面上的一組斜交網格，應注意到這些曲線都是平面曲線。然后將這曲線網格在兩組斜交平面內作等距映射就得到網殼的下弦網格。上弦網格中的每一條曲線都對應了下弦網格中的一條曲線，兩者為平面內的等距曲線關系。通過這兩條曲線可以構造出一榀平面桁架。所有的桁架組成了一個雙層的斜交曲殼。由內部子結構3和外部主結構組成的鋼罩棚，本文稱為拱殼3。詳見圖9。

圖9 拱殼3

(4)拱殼2與拱殼3比較

兩者看上去很接近，但它們之間是拓撲相同，幾何不同。它們的外部主結構是一樣。區別部分在內部斜交桁架上。拓撲上，兩種拱殼擁有同樣的節點數和桿件數，以及節點上桿件的鄰接關系。但在幾何上是不同的，拱殼3的每一榀桁架是平面桁架(上下弦桿中心線為同一平面上的等距曲線)，拱殼2的每一榀桁架則都是曲面桁架(上下弦桿的中心線為同一曲面上的等距曲線)。參數化技術就比較擅長于快速處理這種拓撲相同，幾何不同的模型問題。對于前者輸入兩條互相等距的平面曲線，后者輸入兩條等距的曲面曲線就可。拱殼2是利用曲面的法向量布置的，比拱殼3更多利用了控制曲面的幾何性質，二者比較幾何上拱殼2更為協調，但實際建造拱殼3更為方便。

5 骨架結構的BIM參數化設計

空間結構傳統設計中，一般先建立線模型(常規方法、參數化方法)，再將該線模型導入到計算軟件中(如SAP2000、MIDAS Gen等)，再進行設計。但Rhinoceros模型是基于NURBS曲線的曲面表達，不能直接導入，可采用“烘焙”(Bake)幾何信息方法[5]，將Rhino模型另存為.dwg或.dxf格式再導入結構計算軟件。四款基于Grasshopper插件能將幾何模型轉化結構分析模型的插件。

(1)Grasshopper中的插件Salamande是ARUP開發的[5]，可以將Grasshopper生成的幾何模型附加結構屬性，并導入ARUP自主開發的數據交換平臺Design-Link，進而轉化為結構模型，在ETABS、SAP2000等結構分析軟件中計算。

(2)Grasshopper中的三款有限元計算插件ParaStaad、Millipede、Kambmba能直接在Grasshopper平臺中完成結構的計算，省去了中間模型的轉化。當對參數化模型進行調整時，計算結果實時更新。雖然這三款軟件均能進行有限元計算(內力位移、應力應變)，但只有ParaStaad能按照規范進行截面驗算[3]。

5.1 結構設計條件

(1)恒荷載及活荷載

本工程為大型體育場，結構安全等級一級，結構設計使用年限為50年。屋面為膜結構，上弦荷載取0.3kN/m2，燈光音響設備主要集中在前后兩側的三管桁架，故在三管桁架中間設置馬道。屋面的活荷載取0.5kN/m2，馬道活載取1.2kN/m。

(2)地震及溫度荷載

工程抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度峰值為0.10g，建筑場地類別Ⅲ類場地，設計地震分組第一組。設計中考慮±30°C的溫度變化，即結構施工合攏時的溫度與使用過程中溫度的最大差值。本工程為重點設防類建筑，按地震設防烈度提高一度采取抗震措施，故抗震計算按8度采取抗震措施。

(3)風荷載

本工程處于杭州拱墅區，受臺風影響，并且建筑物的屋面為薄而輕的膜結構，屬于對風荷載敏感結構。風荷載對結構影響甚大。由于罩棚結構為曲面扁殼，其體型系數無現成資料可供參考，為準確評估風荷載對其作用，需進行風洞試驗。

對罩棚結構進行了風荷載的風動試驗與風致動力響應分析，利用風動模型試驗測定了罩棚膜結構的平均和脈動風壓時程數據[6]。通過計算分析得到膜結構局部測點的極值風壓以及平均風荷載整體合力與最不利風向角[7]。

根據風動試驗結果，采用有限元方法對罩棚進行了動力時程分析，獲得了結構風振系數、等效靜力風荷載的分布圖以及考慮風振效應的最不利風向等數據與結論[8]，如圖10-12所示。

圖10 1： 100風洞試驗模型

圖11 風振系數分布圖

圖12 風洞0.4m(原型40m)高度處功率譜對比(左)， 風速剖面與湍流度剖面對比(右)

《建筑結構荷載規范》(GB50009-2012)規定的基本風壓為：50年一遇基本風壓為0.45kN/m2，地面粗糙度類別C類。

風荷載體型系數取值參照《建筑結構荷載規范》(GB50009-2012)及風洞試驗報告。

(4)雪荷載

50年一遇基本雪壓為0.45kN/m2(與活荷載不同時考慮，取大值)； 雪荷載組合值系數0.7，頻遇值系數0.6，準永久值系數0.2。

5.2 結構形式比較

本工程根據建筑方案的要求，采用大跨四角落地拱網殼架結構，支座在兩端的四個混凝土拱墩上。工程采用MSTcad空間網格計算分析軟件和MIDAS Gen通用有限元分析軟件進行聯合分析，分別計算結構在各綜合工況下的受力性能。結構三維計算模型如圖13所示。

圖13 三種結構計算線模型

圖13中的內容，左邊部分為平面懸挑桁架計算模型，中間部分為雙向斜交桁架計算模型，右邊部分為單向平面桁架計算模型。通過計算分析比較，模型一的受力較為直接明確，但兩個巨型三管圓拱的受力大，截面高度也較大，并且兩側檐口不能滿足建筑方案中對天堂傘的概念體現。模型二及模型三兩端檐口均采用單管圓拱，中間部分分別采用雙向交叉平面桁架及單向平面桁架，從受力特性上講模型二具有更好的整體剛度，但對凈高的影響比模型三大且用鋼量及施工難度及周期都會增大，最終本工程采用的是模型三。

5.3 受力分析

本工程采用MSTcad空間網格計算分析軟件和MIDAS Gen通用有限元分析軟件進行聯合分析[9]，分別計算結構在各綜合工況下的受力性能。

將已建好的模型導入MIDAS Gen進行結構計算與設計，最大應力比為0.88，最大荷載組合：1.2恒+1.4活+0.84溫升，結構最大豎向變形為205mm，按相應跨度為120m計算，撓跨比1/585，滿足規范要求。內力位移、應力應變卸載后罩棚撓度分析：根據卸載后測量結果，網殼撓度情況與結構計算結果十分吻合。整體變形模式一致，對稱平面上，拱最高點(前方邊緣拱上的點)下撓，拱最低點(后方邊緣拱上的點)上升與兩種結構程序分析結果一致。罩棚整體剛度很好，如圖14所示。

5.4 屈曲分析

使用有限元分析軟件MIDAS Gen中的屈曲分析模塊對罩棚結構進行線性屈曲和非線性屈曲分析，結果詳見圖15～16。大跨空間結構的穩定性分析一般包括兩部分內容：特征值屈曲分析(即線性屈曲分析)和非線性屈曲分析(考慮大變形和初始缺陷)。特征值屈曲分析可以通過屈曲荷載初步判定結構的線彈性穩定，同時通過屈曲模態了解結構的薄弱環節。

圖14 Midas Gen分析的結構內力結果(軸力/彎矩)

圖15 線性屈曲分析(左)，非線性屈曲分析(右)

圖16 非線性屈曲分析失穩曲線

5.5 靜力彈塑性分析

結構靜力彈塑性分析是抗震設計中經常采用的基于結構性能的抗震設計方法[10]。罩棚進行靜力彈塑性分析主要目的是研究結構在罕遇地震下主要構件和塑性鉸的彈塑性屈服狀態下整體結構變形情況，驗證結構概念設計的正確性和合理性。分析采用MIDAS Gen軟件進行，通過Pushover分析找到結構的性能點，結構對于地震作用的性能點位置在能力譜和需求譜相交處，在該性能點作用下，結構達到最大位移和最大能力，性能點所對應的結構位移即為等效單自由度體系在罕遇地震作用下的譜位移。能力譜曲線原理是通過逐漸加大預先設定的荷載直到最大性能控制點位置。結構在初始等效水平荷載作用下處于彈性狀態，隨著水平等效荷載逐步增加，構件內力達到一定程度會使構件開裂或屈服，逐漸進入彈塑性狀態，直到性能點出現而獲得荷載-位移能力曲線(Load-Displacement Capacity)，將結構能力曲線轉換為用譜加速度與譜位移關系表示的能力譜曲線，將地震作用規范反映譜變換為用譜加速度與譜位移關系表示的能力譜曲線。通過比較這兩個譜曲線，分析結構的彈塑性屈服狀態以及結構最大需求內力和變形能力是否符合結構性能要求，判斷結構性能水平是否達到目標性能水平。MIDAS彈塑性分析詳見圖17。

圖17 MIDAS Gen靜力彈塑性分析

圖17左上為x方向性能點Ry屈服形態，左下為x方向性能點Rz屈服形態，右側為x方向性能譜需求譜曲線。

6 拱桁架支座節點設計

拱底支座設計采用分別對拱底約束按鉸接支座、彈性支座、剛性支座定義進行包絡設計。

6.1 拱桁架支座鋼管相貫節點分析與加強措施

拱桁架根部支座處鋼結構采用ANSYS有限元分析，管內加內隔板及管內澆注混凝土分析。

圖18上方為原模型綜合應力云圖(部分區域超過300MPa)，中部為加內襯隔板綜合應力云圖，下方為主管內加C40混凝土綜合應力云圖。

6.2 型鋼混凝土墩基座

(1)鋼墊板

為了方便澆筑混凝土，在鋼墊板上開了四個孔，圓孔直徑為300mm，每個圓孔間隔700mm，施工時可以根據現場情況，加大或者減小孔徑。

鋼墊板豎向變形如圖19所示，變形最大值為0.337mm，符合規范要求。

圖18 拱底鋼結構ANSYS分析云圖

圖19 拱墩鋼墊板ANSYS分析

圖19左為鋼墊板豎向變形云圖，右為鋼墊板豎向應力云圖。最大拉壓應力均在設計值范圍內。

(2)型鋼

型鋼由工字鋼和鋼板組成，鋼板高200mm，厚30mm； 工字鋼為300x500mm，腹板和翼緣均30mm厚，工字鋼長2m，為了減小應力集中，在受壓區和受拉區由兩個型鋼組成十字型鋼，中間設三個工字鋼。型鋼豎向變形及豎向應力如圖20所示，最大位移符合規范要求。

圖20左為型鋼豎向變形云圖，右為型鋼豎向應力云圖。

(3)混凝土基座

混凝土豎向變形如圖21所示，變形符合規范要求。

圖20 拱墩型鋼ANSYS分析

圖21 拱墩混凝土ANSYS分析

圖21左為混凝土豎向變形云圖，右為混凝土豎向應力云圖。

7 結語

本文通過亞運會曲棍球場館的工程實例，介紹了骨架支承式膜結構的概念，膜控制曲面的參數化建模、骨架結構的參數化設計、覆蓋膜找形、荷載取值、結構設計以及主要節點的設計方法。

(1)參數化設計方法是將建筑設計條件抽象提取為設計參數，設計成果實時響應參數變化。設計、建造等問題統一考慮，綜合解決各專業的設計需求，為建筑美學訴求和優化設計提供精準的數據支持，參數化技術能賦予建筑師更快、更準確地實現設計創意的能力。

(2)根據曲棍球館建筑整體的幾何控制條件，借助Rhino+Grasshopper平臺，參數化導出罩棚膜的控制曲面。并通過基于專業膜設計軟件EASY軟件的計算分析，得到膜結構的最終成形、裁剪結果。

(3)利用得到的膜控制曲面的法向等距映射得到了骨架結構的控制曲面與控制網格。并通過對比三種內部子結構布置方案，最終選取了一種按控制曲面布置單向單跨桁架組結構，該方案巧妙利用了直紋曲面的幾何特點，并兼具了經濟性及施工便易性。

(4)本工程屬于對風荷載敏感結構。為準確評估風荷載對其作用，進行了風洞試驗。并通過BIM軟件與結構分析軟件直接的幾何信息傳遞，采用MSTcad和MIDAS Gen兩款結構軟件進行了詳細的聯合分析。兩款結構軟件分析結果一致，并且罩棚整體剛度很好。

(5)采用了ANSYS大型通用有限元分析軟件包絡分析計算了巨型拱桁架支座節點的受力變形情況，均符合規范要求。

本工程借助于BIM參數化結構設計方法使得結構設計能及時響應建筑、設備專業的設計調整。并快速布置多種優美的結構骨架形式供建筑選擇，以便捷地在不同結構軟件平臺上完成不同的結構分析與設計。