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外立面保留施工支撑

布达佩斯

作为匈牙利布达佩斯 Bem 中心改造项目的一部分，STEELEXPERT 有限公司受委托提出临时外立面保留方案。其目标是在按照新方案重建内部结构的同时，保留建筑外立面。IDEA StatiCa 被用于设计一种模块化、轻型且坚固的钢结构节点，该结构需能抵御风荷载，并适应市中心密集的基础设施环境。

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项目概况

Bem 中心俯瞰多瑙河畔的 Bem 广场，其历史可追溯至 19 世纪，是布达佩斯最重要的地标之一。建筑的主体部分——拉德茨基兵营——曾见证 1956 年匈牙利革命的重要示威活动，因而成为这座城市历史记忆的象征与组成部分。

经历数十年的衰败后，这座破旧的建筑终于被纳入 Bem 项目的改造计划。该项目旨在将原兵营及毗邻建筑群改造为新的建筑综合体，将各部分整合为一个既符合 21 世纪需求、又向历史致敬的现代整体。自 2023 年起，该综合体将作为酒店和办公楼使用，其部分开放式通道将容纳商店和咖啡馆。Bem 广场本身的修缮也是项目的组成部分，旨在使这一场所重新成为当地居民和游客的活力社交场所。

工程挑战

鉴于 Bem 中心的历史与建筑价值，保护历史风格的外立面及装饰构件成为项目的首要任务。然而，建筑内部已严重失修并计划拆除，因此需要一种临时方案来固定外立面。这带来了若干重大挑战。

首要问题是，在拆除建筑其余部分的过程中，结构必须支撑外立面，同时提供可靠的抗震和抗强风保护。然而，由于建筑前方地下密布公共管线，包括排污管、给水管、燃气管、电力线（含高压供电）、通信线缆及交通信号灯线路，无法在建筑前方设置支撑结构。即便是纤细的外部支撑也无处安置，因此必须设计一种特殊的技术方案。

除上述要求和限制条件外，该区域还计划同期开展考古发掘工作，因此支撑结构必须能够增设额外的侧向支撑，以补偿土层开挖后的影响。

解决方案与成果

如前所述，无法在建筑前方对钢结构进行地下锚固。为实现所需刚度，STEELEXPERT 决定采用正交桁架框架体系（竖向与水平向）。难点在于整个结构须从建筑内部提供支撑；为此，竖向柱设置于墙体后方的地面上，并通过外立面窗洞以 V 形支撑与前部结构相连。

正交结构体系——竖向与水平桁架直接与砌体墙相连——可确保旧砌体墙在风速不超过 40 km/h 的条件下保持稳定性和整体性。然而，项目施工阶段预计历时一年半，期间发生强风暴或地震活动的可能性不可忽视，因此需要采取额外措施，以维持墙体在更极端条件下的结构完整性。为此，STEELEXPERT 设置了三道主梁以在竖向框架之间分配内力，并在外立面背面设置了五道长斜撑，锚固于桩基础上。

支撑外立面的完整钢结构重达 110 吨，包含约 20 种不同类型的节点。STEELEXPERT 使用 IDEA StatiCa 对其进行设计。最复杂的节点包括水平主梁与斜撑之间的连接，以及主梁与 V 形支撑之间的连接——后者将主梁与前部桁架框架相连。由于涉及多种不同角度和偏心距，若采用手算方式将极为困难。

部分节点的几何形状极为复杂，若没有 IDEA StatiCa，根本无法进行正确的计算，尤其是优化工作。

Csaba Bán

高级结构工程师、首席执行官兼所有者

在施工的某些阶段，部分斜撑计划拆除，以便为挖掘机和大规模地下作业让路。这种临时性的不均匀内力分布必须纳入计算。IDEA StatiCa 帮助 STEELEXPERT 确保结构在这些阶段同样具有最优刚度并能满足承载要求。

经过多年的手工计算，我们终于拥有了一款真正帮助我们克服所面临挑战的软件工具。

Csaba Bán

高级结构工程师，首席执行官兼所有者

IDEA StatiCa 提供丰富的模板选择，使 STEELEXPERT 的工程师无需从头设计节点，同时借助 IDEA StatiCa 报告生成器，几何形态的展示和最终规范校核也更加便捷。

得益于 IDEA StatiCa 在线查看器，与其他团队的协作得以顺畅进行。钢结构绘图人员可获取 STEELEXPERT 提供的完整设计成果，并通过这一便捷的在线工具以三维方式查看，支持旋转操作并包含所有细节。

总体而言，IDEA StatiCa 的诸多优势显著加快了工作进度。整个钢结构设计阶段历时两至三个月，STEELEXPERT 的工程师一致认为，若从头设计所有节点并全部手算，将额外增加约 1.5 个月的工作量，即项目总工期将延长一倍。他们还指出，部分复杂节点若采用手算方式根本无法正确计算，意味着不得不采用次优方案。IDEA StatiCa 使所有挑战得以在不妥协的前提下得到解决。

IDEA StatiCa 是一款出色的工具，对我们帮助很大。没有这款软件及其使用知识，您将无法在这个市场上保持竞争力。

Csaba Bán

高级结构工程师，首席执行官兼所有者

关于 STEELEXPERT

STEELEXPERT 有限公司是一家总部位于匈牙利布达佩斯的钢结构设计公司。其创始人兼首席执行官 Csaba Bán 是一位资深结构工程师，拥有逾 25 年的钢结构工程设计及结构动力学、断裂与疲劳数值模拟经验。专业领域涵盖钢结构加固与改造、特种钢结构以及机械设备分析。公司以对工程挑战的整体性解决思路、卓越的分析能力和高质量的成果为傲。