趙東ZHAO Dong；田心慧TIAN Xin-hui

（中國核電工程有限公司工程經(jīng)濟所，北京 100840）

0 引言

在核電及核化工項目中，結(jié)構(gòu)專業(yè)對抗震要求較高的子項普遍使用PKPM 軟件進行結(jié)構(gòu)分析計算，在施工圖出版前完成與施工圖完全對應的PKPM 模型，由于該模型與施工圖完全對應，因此通過該模型提取工程量，其準確性能夠得到保證，同時PKPM 具有基于其模型的工程量統(tǒng)計模塊（STAT-S），如通過STAT-S 進行PKPM 模型工程量的提取，這樣在滿足精度的前提下，可減少重復的建模工作，保證項目的進度要求。

因此，在技術(shù)經(jīng)濟專業(yè)進行工程量計算前，如能在設計階段利用已有結(jié)構(gòu)模型提取混凝土和鋼筋工程量，則會極大節(jié)約人力，提高文件質(zhì)量，按進度節(jié)點完成各設計階段的工程量計算任務。

基于以上背景，對PKPM 結(jié)構(gòu)工程量統(tǒng)計模塊（STAT-S）在核工程項目應用進行了進一步工作，對典型構(gòu)件的工程量計算結(jié)果進行了分析。

1 STAT-S 模塊概述

PKPM“結(jié)構(gòu)工程量統(tǒng)計”模塊STAT-S 是PKPM 軟件下的混凝土、鋼筋工程量統(tǒng)計模塊，在PKPM 結(jié)構(gòu)分析模型建立好后，通過STAT-S 進行工程量計算規(guī)則的設置，自動統(tǒng)計工程量，另一方面，可從工程造價控制的角度為確定結(jié)構(gòu)方案提供參考數(shù)據(jù)。

STAT-S 提供的報表主要內(nèi)容包括：分層統(tǒng)計各層構(gòu)件的混凝土、砌體工程量及鋼筋量；所有樓層的匯總結(jié)果；單位面積的材料用量等。

在應用STAT-S 之前，首先使用“結(jié)構(gòu)建模”輸入建筑模型。然后可經(jīng)SATWE 等整體計算分析程序進行配筋計算，并由混凝土施工圖選筋，也可直接交由STAT-S 統(tǒng)計。STAT-S 與其他模塊的數(shù)據(jù)傳遞示意圖如圖1 所示。

圖1 STAT-S 與其他模塊的數(shù)據(jù)傳遞示意圖

目前STAT-S 提供的用鋼量結(jié)果中，僅包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋量，不包含勁性構(gòu)件中的鋼骨或鋼管。對于砌體結(jié)構(gòu)中的圈梁、構(gòu)造柱，程序也可按指定規(guī)則選配并統(tǒng)計鋼筋。在PKPM 系列結(jié)構(gòu)設計軟件中，可使用“鋼結(jié)構(gòu)施工圖”模塊對鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量進行統(tǒng)計。

2 STAT-S 模塊工程量計算結(jié)果分析

廣聯(lián)達BIM 算量軟件是我國造價行業(yè)廣泛采用的一款軟件，能夠全面、便捷的涵蓋建構(gòu)筑物構(gòu)件，進行工程量的計算并統(tǒng)計，其工程量符合造價行業(yè)對于工程量計算規(guī)則的要求。

因此，分別對某核電項目子項和某核化工項目子項兩個案例進行了STAT-S 模塊計算PKPM 模型的工程量和廣聯(lián)達建模計算施工圖工程量進行對比分析，驗證了STAT-S模塊計算工程量是否能滿足造價行業(yè)對于工程量精度的要求。某核電項目子項的平面模型及柱截面模型見圖2。某核化工項目子項的平面模型及柱截面模型見圖3。

圖2 某核電項目子項的平面模型

圖3 某核化工項目子項的平面模型

2.1 混凝土計算結(jié)果對比分析

某核電項目子項和某核化工項目子項混凝土計算結(jié)果分別見表1、表2。

表1 某核電項目子項混凝土工程量對比

表2 某核化工項目子項混凝土工程量對比

由表1、表2 對比表可以看出某核電項目矩形柱和框架梁的工程量差異較大，主要由于前期設計階段的PKPM模型與施工圖有變化導致，后期未在最終的PKPM 模型中修改導致，去除模型變化對工程量影響的因素，廣聯(lián)達建模計算工程量與STAT-S 模塊計算PKPM 模型工程量在結(jié)果上基本一致，細微的差距可能由于軟件內(nèi)置的計算規(guī)則的差異導致，某核化工項目的工程量基本一致。因此可以認為，在PKPM 模型與施工圖完全一致的前提下，STAT-S 模塊計算混凝土工程量可以滿足核工程各設計階段工程量的需求。

2.2 鋼筋計算結(jié)果對比分析

某核電項目子項和某核化工項目子項鋼筋計算結(jié)果分別見表3、表4。

表3 某核電項目子項鋼筋工程量對比

表4 某核化工項目子項鋼筋工程量對比

由表3、表4 對比表可以看出，某核電項目子項的廣聯(lián)達計算鋼筋施工圖工程量比PKPM 計算模型鋼筋工程量高33.15%，某核化工項目廣聯(lián)達計算鋼筋施工圖工程量比PKPM 計算模型鋼筋工程量高44.3%，下邊分別對兩個項目選取典型構(gòu)件進行配筋對比，結(jié)果如表5、表6 所示。

表5 某核電項目子項單構(gòu)件鋼筋工程量對比

通過表3 至表6 的對比分析表格，分析主要差異原因如下：

表6 某核化工項目子項單構(gòu)件鋼筋工程量對比

①由于核工程安全和質(zhì)保的要求較高，鋼筋施工圖紙為設計人員依據(jù)PKPM 的計算結(jié)果，考慮一定的余量進行鋼筋選型，因此鋼筋直徑和根數(shù)普遍比PKPM 自動選配的鋼筋大。

②設計人員未將實際施工圖的鋼筋布置返回到PKPM 模型中，由于目前設計人員的施工圖為自己選配鋼筋后在CAD 中繪制，不通過PKPM 軟件直接出版施工圖，因此不將選配后的鋼筋信息返回PKPM 模型，導致PKPM自動選配的鋼筋與實際施工圖不一致。

3 STAT-S 模塊使用范圍

由于STAT-S 模塊需使用PKPM 結(jié)構(gòu)建模的模型作為輸入建筑模型，因此其應用的前提是首先得到PKPM 結(jié)構(gòu)模型。

3.1 核工程初步設計概算階段工程量計算

在概算階段有以下兩個方面的應用，首先，使用初步設計圖紙進行結(jié)構(gòu)分析的子項，在建立了結(jié)構(gòu)模型的基礎上，可以通過PKPM 得到其混凝土工程量，根據(jù)設計人員預估的鋼筋含量，基本可完成子項的初步設計概算，極大節(jié)約了重復計算工程量的工作，提高工作效率。經(jīng)過以上的分析，混凝土工程的計算精度完全滿足概算階段的精度要求。第二，在一些核工程項目中，尤其是核化工項目中，一些子項在施工圖出版后，初步設計概算依然在進行，這些子項可以利用施工圖PKPM 模型進行工程量計算，利用其工程量編制初步設計概算準確度會有更好的保障。

3.2 核工程施工圖預算階段工程量計算

施工圖階段進行結(jié)構(gòu)受力計算時，其PKPM 模型需與施工圖一致，因此利用STAT-S 模塊計算的混凝土工程量可以滿足預算階段精度要求。由于目前鋼筋為設計人員根據(jù)PKPM 計算結(jié)果，結(jié)合規(guī)范及項目特點自行選配，不利用PKPM 出版施工圖，因此自行選配的鋼筋不進一步返回PKPM 中，導致最終PKPM 選配的鋼筋與施工圖實際鋼筋無法完全匹配，限制了其鋼筋工程量計算在施工圖預算階段的使用。

4 STAT-S 模塊在核工程領域的限制及改進措施

4.1 STAT-S 模塊在核工程領域的限制

4.1.1 基礎設計缺乏

設計人員基礎設計不采用PKPM 進行，所以PKPM 模型中缺乏基礎的模型，因此STAT-S 基礎的工程量無法通過PKPM 讀取。

4.1.2 統(tǒng)計規(guī)則限制

STAT-S 模塊的報表只統(tǒng)計整層的墻、梁、板、柱的工程量，對單個構(gòu)件的工程量無法輸出，對單個構(gòu)件的工程量有需求時會有限制，如需要精確核對工程量時。

4.1.3 設計使用的二次反饋

由于設計人員不利用PKPM 出版施工圖，因此自行選配的鋼筋不進一步返回PKPM 中，限制了其鋼筋工程量計算在施工圖預算階段的使用。

4.2 STAT-S 模塊在核工程領域改進措施

針對以上限制，可以從設計角度和軟件角度兩個方面予以改進。

從設計角度來看，首先，在后續(xù)的設計過程中，設計人員需在PKPM 中進行基礎模型的設計和錄入，在PKPM 模型中包含基礎的基本信息；其次，設計人員在進行完配筋計算后，將配筋信息反映到模型中去；第三，利用PKPM 出圖，可以在PKPM 模型中得到完整的鋼筋信息。

從軟件角度來看，首先，STAT-S 模塊需進一步完善輸出構(gòu)件工程量的功能，以便能夠拓展在技術(shù)經(jīng)濟領域使用的范圍，其次，STAT-S 模塊需進一步開發(fā)使用技術(shù)經(jīng)濟專業(yè)計算規(guī)則的構(gòu)件輸出規(guī)則，能夠適應技術(shù)經(jīng)濟領域的使用。

5 結(jié)論

經(jīng)以上分析，利用已有的PKPM 模型，采用STAT-S模塊計算的混凝土和鋼筋工程量的精度滿足核工程初步設計概算的基本要求，可用于初步設計概算編制，混凝土工程量的精度滿足核工程施工圖預算編制的基本要求，可用于施工圖預算，在以上核工程設計階段利用已有PKPM模型提取混凝土和鋼筋工程量，會極大節(jié)約人力，提高文件質(zhì)量。

綜上所述，STAT-S 模塊在核工程項目工程量計算方法具有較好的應用前景，在落實本文提出的改進措施后，具有進一步廣泛推廣和應用的空間。