淺談Tekla軟件以及門型鋼結(jié)構(gòu)廠房制作

黎自強 張海興 張懿 康開勝 蘇成中

摘 要：21世紀作為信息技術(shù)化時代，隨著科技發(fā)展與社會進步，建筑行業(yè)領(lǐng)域也逐漸走向信息化管理，Tekla就是一種適用于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、生產(chǎn)、安裝的軟件，能仿真模擬建筑物的真實情形，其可視化的功能可以使得現(xiàn)場安裝的工作效率得到極大提高，而軟件的深化設(shè)計、兼容協(xié)調(diào)性和零件詳圖的自動出圖等功能可以使得工程師在設(shè)計優(yōu)化、成本預(yù)算、下料生產(chǎn)等環(huán)節(jié)縮短工期，降低人工成本，為企業(yè)帶來效益。本文主要介紹Tekla軟件設(shè)計出的作品以及在鋼結(jié)構(gòu)廠房的應(yīng)用，并淺談由Tekla設(shè)計出的鋼結(jié)構(gòu)廠房的制作方法。

關(guān)鍵詞：Tekla;鋼結(jié)構(gòu)廠房的應(yīng)用;鋼結(jié)構(gòu)廠房的制作

1 Tekla軟件

1.1 Tekla軟件介紹

Tekla是建筑信息建模（BIM）軟件，能夠在材料或結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的情況下，實現(xiàn)準(zhǔn)確細致、極易施工的三維模型建模和管理，被廣泛采用。Tekla在中國已經(jīng)擁有200多家公司，400多名客戶使用該軟件進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，如：北京三杰國際鋼構(gòu)、上海寶冶、國電機械研究所等全國建筑鋼結(jié)構(gòu)著名企業(yè)均是Tekla用戶。

1.2 Tekla軟件參與設(shè)計的建筑作品

全國建筑《鋼結(jié)構(gòu)金獎》的項目中，有80%的項目由Tekla軟件參與建成，包括中關(guān)村金融中心、北京電視中心、佛山嶺南明珠體育館、上海通用汽車廠等。

2020年，在世界各地，由Tekla軟件參與設(shè)計的優(yōu)秀建筑踴躍而現(xiàn)：

1挪威蘭德爾瓦大橋Randselva Bridge——世界上最長的無紙化建造橋梁。

2由國內(nèi)煙臺大象建筑設(shè)計有限公司設(shè)計的2020年東京奧運會的游泳池模型：日本佐賀游泳館。

3世界上第一個城市紋章形狀的輸電塔——俄羅斯聯(lián)邦獅鷹輸電塔。

Tekla軟件功能強大，相較于PKPM系列，3D3S等，Tekla軟件在鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計領(lǐng)域有著自己獨特的優(yōu)勢：從建筑模型設(shè)計到零件詳圖快速出圖，從成本預(yù)算到數(shù)控機床切割材料，從建筑圖紙到落地施工的各個環(huán)節(jié)，Tekla軟件都可以全程參與其中，從而提高生產(chǎn)效率，降低成本。

2 Tekla鋼結(jié)構(gòu)廠房制作流程

2.1 審圖

鋼結(jié)構(gòu)項目不同于土建項目，一旦材料切割焊接成型，則難以修改。所以，當(dāng)工程師從設(shè)計院得到圖紙后，一定要仔細審圖，確保結(jié)構(gòu)圖、建筑圖以及設(shè)計說明互相對應(yīng)，尤其是一些細節(jié)之處，如果建筑圖和結(jié)構(gòu)圖有出入，需盡快與設(shè)計院進行溝通。要把所有問題解決在最根部，否則，等到建模完成并且鋼構(gòu)件生產(chǎn)成型，運輸?shù)焦さ噩F(xiàn)場進行鋼結(jié)構(gòu)安裝時才發(fā)現(xiàn)建筑圖與結(jié)構(gòu)圖有矛盾，造成的損失無疑是巨大的。

2.2 建立模型

在確定圖紙后，打開Tekla軟件在空間結(jié)構(gòu)內(nèi)創(chuàng)建軸線和軸線視圖，根據(jù)構(gòu)件詳圖來確立構(gòu)件的具體尺寸，同時創(chuàng)建對應(yīng)的X，Y，Z軸軸網(wǎng)并設(shè)置工作平面，依據(jù)結(jié)構(gòu)圖來建立模型。在繪制模型時，對于空間結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜的建筑，鋼構(gòu)件應(yīng)盡可能設(shè)計成通用的尺寸，以提高鋼構(gòu)件生產(chǎn)和現(xiàn)場安裝的工作效率。

2.3 碰撞檢測

在鋼結(jié)構(gòu)廠房模型建立好之后，可以通過軟件的碰撞檢測功能，進行碰撞檢測。碰撞問題一般分為以下兩種：一是實體構(gòu)件之間的交叉，為硬碰撞;二是構(gòu)件之間存在間隙，沒有相連，為間隙碰撞。通過碰撞檢測，設(shè)計者可以直接找到模型的碰撞位置，方便修改構(gòu)件尺寸，滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。

2.4 生成施工圖

鋼結(jié)構(gòu)模型設(shè)計在檢測完畢以后，便可以通過模型導(dǎo)出各種圖紙，包括計劃布局，組件詳細信息和節(jié)點詳細信息。為了減少人為因素造成的圖紙問題，保證多用戶操作時最終圖紙的質(zhì)量和一致性，可以單獨或批量生成施工詳圖，各作業(yè)人員應(yīng)采用統(tǒng)一的圖紙標(biāo)準(zhǔn)，使得生成的圖紙清晰明了，以提高工作交接的準(zhǔn)確率。

2.5 生成清單

在模型設(shè)計合格后，我們可以利用Tekla軟件中的創(chuàng)建報告功能，選擇Assembly_list（EXCEL）.xls模板，生成的excel表格清單，便可以得到每個零件、構(gòu)件的長度，截面尺寸、表面積和重量，用于實現(xiàn)不同的用途，如材料報備、下料生產(chǎn)、油漆預(yù)算等，為材料采購和項目管理提供依據(jù)。

相較于傳統(tǒng)計算鋼結(jié)構(gòu)建筑噸位的方式，無論是按照結(jié)構(gòu)CAD圖紙，一個一個的把鋼構(gòu)件計算出來，還是按照經(jīng)驗數(shù)據(jù)，以每平米計價的方法估算總重。Tekla軟件的計算速度和精確性都極大的提高了工作效率，降低生產(chǎn)成本，為企業(yè)帶來效益。

2.6 下料生產(chǎn)

在鋼材準(zhǔn)備好后，可以通過Tekla軟件生成鋼結(jié)構(gòu)廠房的所有零件圖紙，再利用數(shù)控機床的編程程序把CAD零件圖紙編程為數(shù)控機床可識別的編碼。

在進行數(shù)控機床切割時，要注意切割時鋼材產(chǎn)生的變形收縮量。因此在數(shù)控機床切割過程時，往往需要比原零件多出幾毫米的余量，保證切割后的尺寸滿足要求。根據(jù)施工經(jīng)驗，以20mm厚的鋼板為例，每米的變形余量約為1mm，隨著板材厚度的增大，焊接收縮量應(yīng)進行適量減小;反之，焊接收縮量應(yīng)進行適量增大。

2.7 鋼構(gòu)件焊接和組裝

當(dāng)零件生產(chǎn)出來以后，進行焊接時，需要檢查焊接質(zhì)量，如焊接后的變形量是否在誤差允許范圍內(nèi)，鋼構(gòu)件的形狀是否發(fā)生扭曲等;進行零件組裝時，要按照鋼構(gòu)件圖紙要求，檢查零件的尺寸大小、孔洞大小，以及各個零件、開孔的相對位置、方位朝向等問題。

對于一些較為復(fù)雜的鋼構(gòu)件，在組裝完成以后應(yīng)該進行預(yù)拼裝處理，模擬現(xiàn)場安裝情景，及時發(fā)現(xiàn)焊接和組裝產(chǎn)生的問題，進行修改修正，消除把鋼構(gòu)件質(zhì)量問題遺留到鋼結(jié)構(gòu)安裝現(xiàn)場的可能性。

2.8 鋼構(gòu)件的囤積和運輸

當(dāng)鋼構(gòu)件檢驗合格后，應(yīng)當(dāng)進行防腐涂刷并在干燥處晾置。在鋼構(gòu)件囤積時，應(yīng)該與工地現(xiàn)場相互協(xié)商，根據(jù)工地現(xiàn)場實際安裝進度以及現(xiàn)場允許囤積場地來調(diào)整鋼結(jié)構(gòu)下料生產(chǎn)的進度。

在運輸過程中，鋼構(gòu)件應(yīng)當(dāng)擺放整齊并在裝車時放置墊木一類的減壓墊物，減少因受到道路顛簸以及構(gòu)件自重影響造成防腐涂料被刮傷的影響，從而減少在施工現(xiàn)場進行二次防腐的工作量。

3 結(jié)語

Tekla作為一款功能強大的鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計軟件，從進料生產(chǎn)到現(xiàn)場安裝都具有很好的指導(dǎo)性作用并可以極大提高設(shè)計、生產(chǎn)、施工的工作效率。

在項目設(shè)計的早期階段，Tekla碰撞檢測功能可以針對結(jié)構(gòu)部件之間，以及不同專業(yè)設(shè)備之間進行全面檢查，以減少設(shè)計時的錯誤。

在模型設(shè)計完成以后，Tekla軟件可以深化設(shè)計圖紙，自動生成零件圖紙，同時能夠準(zhǔn)確定位、查看、修改模型的細部零件，并一鍵生成構(gòu)件清單報表，為鋼材成本預(yù)算提供依據(jù)。

綜上所述，Tekla具有十分強大且實用的功能且還在不斷更新完善之中，在鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計領(lǐng)域是一款值得推薦和學(xué)習(xí)的軟件。

參考文獻：

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[3]付愛華.楊鐵建.Tekla軟件在鋼結(jié)構(gòu)工程深化設(shè)計中的應(yīng)用[J].水泥技術(shù)

作者簡介：

黎自強（1992-），男，甘肅臨洮，本科，蘭州理工大學(xué)-焊接技術(shù)與工程，助理工程師，現(xiàn)從事裝備制造。