摘要：本文以中國一重集團天津重工有限公司第三聯(lián)合廠房工程為例，介紹Xsteel軟件在鋼結(jié)構(gòu)施工中的應用。

關(guān)鍵詞：Xsteel 鋼結(jié)構(gòu)詳圖設計 鋼結(jié)構(gòu)施工

1.Xsteel簡介

Xsteel是芬蘭Tekla公司開發(fā)的鋼結(jié)構(gòu)詳圖設計軟件，別名Tekla Structures，Xsteel通過創(chuàng)建三維模型可以自動生成鋼結(jié)構(gòu)詳圖和各種報表。由于圖紙與報表均以模型為準，而在三維模型中操縱者很容易發(fā)現(xiàn)構(gòu)件之間連接有無錯誤，所以它保證了鋼結(jié)構(gòu)詳圖深化設計中構(gòu)件之間的正確性。同時Xsteel自動生成的各種報表和接口文件(數(shù)控切割文件)，可以服務(或在數(shù)控設備直接使用)于整個工程，為全新方式的信息管理和實時協(xié)作創(chuàng)建了條件。

2.Xsteel在鋼結(jié)構(gòu)施工中的應用

由我公司施工的中國一重天津重工有限公司第三聯(lián)合廠房為全鋼結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房，建筑面積50000m2，單體跨度36.00m，車間檐口高34.00m，結(jié)構(gòu)類型為四跨連續(xù)全鋼排架結(jié)構(gòu)，如圖一所示，廠房縱向長度360.010m，寬度4×36m，基本柱距18.00m，鋼結(jié)構(gòu)制作安裝總量約15000t。

中國一重集團作為國家重工行業(yè)龍頭企業(yè)落戶濱海新區(qū)，投資規(guī)模很大，受到天津市政府極大關(guān)注，是天津市2008年首批20項重點工程之一。做好一重工程不僅可以開拓我公司在非鋼領(lǐng)域的市場，也可以極大地提升我們在制作安裝新型重鋼結(jié)構(gòu)廠房方面的知名度，提升鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)施工經(jīng)驗，因此做好此工程對我公司意義深遠。

基于該工程為重型廠房結(jié)構(gòu)，構(gòu)件同一性較大，且承重構(gòu)件單體重量、體積及外形均很龐大，為提高我公司鋼結(jié)構(gòu)制作安裝的科技含量，彰顯特級企業(yè)的實力，在該工程中我們首次引入Xsteel13.0智能軟件包用于工程施工中。

2.1 采用Xsteel 13.0完成鋼結(jié)構(gòu)詳圖設計

Xsteel 13.0是一個三維智能鋼結(jié)構(gòu)模擬、詳圖的軟件包?？梢愿鶕?jù)設計圖信息在一個虛擬的空間中搭建一個完整的1：1鋼結(jié)構(gòu)模型，建模順序與實際施工時鋼結(jié)構(gòu)安裝順序一致，即按照先主體結(jié)構(gòu)，后附屬結(jié)構(gòu)；先鋼柱系統(tǒng)、屋面系統(tǒng)、吊車梁系統(tǒng)，后墻皮系統(tǒng)的順序進行。使用Xsteel創(chuàng)建的模型不僅包括結(jié)構(gòu)零部件的幾何尺寸也包括了材料規(guī)格、橫截面、節(jié)點類型、材質(zhì)、用戶批注語等在內(nèi)的所有信息。Xsteel可以用不同的顏色表示各個零部件，利用鼠標連續(xù)旋轉(zhuǎn)功能，可以從不同方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)觀看模型中任意零部件連接節(jié)點。這樣觀看起來更加直觀，可以很方便地發(fā)現(xiàn)模型中各桿件空間的邏輯關(guān)系有無錯誤。在創(chuàng)建模型時可以在3D視圖中創(chuàng)建輔助點再輸入桿件，也可以在平面視圖中搭建。

Xsteel13.0功能強大，其中包含了600多個常用智能節(jié)點，在創(chuàng)建節(jié)點時非常方便。只需點取某節(jié)點填寫好其中參數(shù)，然后選主部件次部件即可，并可以隨時查詢所有制造及安裝的相關(guān)信息。一重工程是重鋼結(jié)構(gòu)廠房，鋼柱系統(tǒng)采用的是鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)，節(jié)點庫中沒有相似節(jié)點，利用Xsteel開放系統(tǒng)的功能，可以創(chuàng)建自己的節(jié)點和目標類型添加到Xsteel中去。由于Xsteel是一個基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的智能軟件包，模型中所有元素包括梁、柱、板、節(jié)點螺栓等都是智能目標，即當梁的屬性改變時相鄰的節(jié)點也自動改變。零件安裝及總體布置圖都相應改變。Xsteel自帶的繪圖編輯器能對圖形進行編輯，能隨時校核選中的幾個部件是否發(fā)生了碰撞，這樣就可以使人為所引起的錯誤降低到最低限度。在一重工程中，通過建模發(fā)現(xiàn)了多處設計錯誤，經(jīng)過與設計院多次溝通，及時得到了修正，把問題消滅在了建模階段，從而保證了后期鋼結(jié)構(gòu)制作安裝的順利進行。由于模型能自動生成所需要的圖形、報告清單所需的輸入數(shù)據(jù)，所有信息可以儲存在模型的數(shù)據(jù)庫內(nèi)，所以當需要改變設計時，只需改變模型，其它數(shù)據(jù)均相應改變，因此可以輕而易舉地創(chuàng)建新圖形文件及報告。

模型完成確認正確后就可以創(chuàng)建施工詳圖了。Xsteel可以自動生成構(gòu)件詳圖和零件詳圖，構(gòu)件圖中可以生成鋼結(jié)構(gòu)制作所需的所有信息，如任何部位剖面圖、零件圖、標高及尺寸標注、構(gòu)件材料表等，不過構(gòu)件詳圖還需要在AutoCAD環(huán)境中進行編輯、排版、輸出，按照國家現(xiàn)行制圖標準轉(zhuǎn)化為操作工人容易接受的施工圖形式，以供裝配、箱形組立和加工工段使用。零件圖可以直接或經(jīng)轉(zhuǎn)化后，得到數(shù)控切割機所需的文件，實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)設計和加工的自動化。

2.2報表的使用

Xsteel除了用于詳圖設計外，所建模型還可以自動生成某些報表，如螺栓報表、構(gòu)件表面積報表、構(gòu)件報表、材料報表。其中螺栓報表可以統(tǒng)計出整個模型中不同長度、等級的螺栓總量；構(gòu)件表面積報表可以提供模型中所有構(gòu)件的表面積，作為計算油漆及防火涂料使用量的依據(jù)；材料報表則可以提供模型中各種規(guī)格、材質(zhì)的鋼材使用量，作為生產(chǎn)備料、工程成本核算的依據(jù)。上述所有報表自動生成，服務于整個工程，不僅大大減小了人工計算的工作量，提高了工作效率，而且非常準確，是工程預算、工程管理的重要依據(jù)，為鋼結(jié)構(gòu)施工及投標報價提供了極大的幫助。

2.3 Xsteel在鋼結(jié)構(gòu)制作安裝過程中的應用

第三聯(lián)合廠房工程CD跨設有兩層吊車，上層吊車起重量達400t，下層吊車起重量為200t，廠房主結(jié)構(gòu)特別是鋼管混凝土柱牛腿部位結(jié)構(gòu)形式較為復雜，該部位焊縫多為坡口焊，要想達到設計要求，制作組焊時必須由里到外倒裝施工，這些接點形式及施工工藝無論在技術(shù)交底還是施工過程中表述起來都非常困難，但是在Xsteel環(huán)境中查看模型可以使管理人員和操作工人立刻形成直觀認識，很容易把實物和設計圖聯(lián)系起來，既省時省力又準確直觀。

2.4 Xsteel在投標時的應用

我公司之所以在強手如林的第三聯(lián)合廠房工程競標過程中脫穎而出，之所以取得技術(shù)標、商務標第一的好成績，除了精心組織、仔細策劃、方案新穎、報價合理、充分彰顯了企業(yè)的綜合實力外，在技術(shù)標中獨家插入了Xsteel 所建模型、主體結(jié)構(gòu)主要節(jié)點、代表性構(gòu)件施工詳圖及材料采購計劃，有力地說明了我公司已經(jīng)做好了充分的技術(shù)準備，是詳圖轉(zhuǎn)化手段最為先進、能以最快速度展開鋼結(jié)構(gòu)施工生產(chǎn)、最有能力保證施工工期、最有合作誠意、最好的合作伙伴，使業(yè)主義無反顧地選擇了我們。這次有益嘗試的成功也給我們以后的投標工作帶來了啟示，使標書從形式到內(nèi)容都得到了進一步的拓展。

2.5 AutoCAD與Xsteel的比較

多年來，AutoCAD一直是鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)轉(zhuǎn)化詳圖、生產(chǎn)放樣的主要工具，與Xsteel相比，Xsteel體現(xiàn)出了多方面的優(yōu)越性。

(1)AutoCAD只能反映構(gòu)件的平面圖形。Xsteel不僅在三維模型中反映形象而逼真的立體圖形，自動生成圖紙及報表且具有智能性。即如果某桿件發(fā)生變化節(jié)點也相應變化。

(2)AutoCAD沒有材料庫，如果需要必須由操作人員自己創(chuàng)建編輯得到。xsteel則有強大的材料庫，若庫中沒有，添加也很方便。

(3)AutoCAD沒有桿件連接的節(jié)點只能通過手工逐個繪制，非常煩瑣。Xsteel宏中有很多連接節(jié)點，并且一個節(jié)點可以演變多種節(jié)點形式，節(jié)點庫中沒有的節(jié)點還可以靠人工創(chuàng)建，使用時間越長、積累越多、功能越強大。

(4)AutoCAD中不能創(chuàng)造參數(shù)化節(jié)點，沒有智能性。Xsteel中可以創(chuàng)建參數(shù)化節(jié)點，具有智能性。

(5)AutoCAD中圖紙不能自動生成零件號、材料表、構(gòu)件表、個人編號，全部依賴人工完成。Xsteel中建模完成后可以自動生成圖紙同時材料表、構(gòu)件表也自動生成。

(6)AutoCAD中沒有碰撞檢查功能，Xsteel有碰撞檢查功能，模型完成后，可以自動檢查構(gòu)件之間有無碰撞，及時發(fā)現(xiàn)設計錯誤，避免在傳統(tǒng)的構(gòu)件安裝時才發(fā)現(xiàn)錯誤，給施工和工期帶來不利影響。

(7)AutoCAD中審核圖紙時，構(gòu)件之間相互連接必須同時檢查相關(guān)構(gòu)件詳圖，可能涉及到很多張圖紙，實施起來較為繁瑣。Xsteel中圖紙審核只需檢查模型即可。

3.結(jié)束語

Xsteel用于鋼結(jié)構(gòu)詳圖設計和施工生產(chǎn)過程，有無可比擬的優(yōu)越性，隨著設備數(shù)據(jù)化程度的不斷改進及日益提高，隨著Xsteel軟件的不斷完善以及我們對它的逐步了解，Xsteel的使用前景非常廣泛，必將成為提高工作效率、產(chǎn)品質(zhì)量及與國際接軌的重要手段。