裴艷

（長(zhǎng)治市三強(qiáng)宏業(yè)輕鋼彩板有限公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

0 引言

在科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速的新時(shí)代背景下，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑工程也在不斷增加，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)建筑工程來說，其不僅促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)也帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。Tekla Structures軟件是由Tekla公司推出的一項(xiàng)鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)軟件，并且該軟件與其他軟件不同，該軟件主要應(yīng)用在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，并且BIM軟件還可以讓用戶自行構(gòu)建三維建模，有效提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，為后期工作打下基礎(chǔ)。

1 Tekla Structures軟件介紹

Tekla Structures軟件是由芬蘭的Tekla公司開發(fā)的一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)3D體系。該軟件主要應(yīng)用在鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中，并且還可以讓用戶自行在虛擬空間中構(gòu)建鋼結(jié)構(gòu)模型，然后再通過該軟件的三維建模完成最后的詳圖設(shè)計(jì)，如整體布置圖以及工程清單等；進(jìn)而對(duì)生成后的鋼結(jié)構(gòu)詳圖進(jìn)行制作；對(duì)于一些原設(shè)計(jì)圖紙中的錯(cuò)誤，還可以及時(shí)進(jìn)行糾正；可以優(yōu)化原設(shè)計(jì)圖紙；還可以有效降低工作量，比如二次計(jì)算等。

2 鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)軟件Tekla Structure引進(jìn)國(guó)內(nèi)的背景

近幾年，隨著我國(guó)科技不斷得到擴(kuò)展，國(guó)內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)建筑行業(yè)也在不斷呈上升發(fā)展趨勢(shì)，而鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)又是國(guó)際性生產(chǎn)工廠，承擔(dān)著我國(guó)絕大部分的海外生產(chǎn)量，對(duì)于這種強(qiáng)大的市場(chǎng)影響力，在我國(guó)鋼鐵制造行業(yè)中占有主要地位[1]。但在實(shí)際鋼鐵生產(chǎn)過程中，最主要的工作就是鋼結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)圖，它在整個(gè)實(shí)施過程中起到關(guān)鍵作用。對(duì)于建筑施工詳圖的工序，鋼結(jié)構(gòu)影響著整個(gè)建筑構(gòu)建的制造，還影響著整個(gè)安裝階段的施工進(jìn)度。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從業(yè)單位和工程人員，也對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)編制了很多有關(guān)軟件，就是為了更好地提升CAD軟件的制作效率，例如，在上海同濟(jì)土木工程學(xué)院開發(fā)了鋼結(jié)構(gòu)CAD軟件3D3S，中國(guó)建筑研究院也隨之開發(fā)了PKPM設(shè)計(jì)軟件STS等。對(duì)于這種設(shè)計(jì)軟件來說，在一定程度上可以有效提升鋼結(jié)構(gòu)的工作效率，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)還存在很大的差異，所以，就需要不斷加強(qiáng)施工人員的專業(yè)技能，同時(shí)還需要加強(qiáng)中小型企業(yè)的構(gòu)件設(shè)計(jì)工作。

3 鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)軟件Tekla Structure在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在2000年時(shí)，Tekla Structure軟件就已經(jīng)被引入中國(guó)，后又隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，該軟件的版權(quán)公司也在不斷進(jìn)行系統(tǒng)強(qiáng)化，并且還憑借該軟件自身的功能，在我國(guó)各大鋼鐵行業(yè)建筑中得到廣泛應(yīng)用，特別是一些海外訂單需求量很大。在2008年的時(shí)候，國(guó)內(nèi)就已經(jīng)有140多家公司，有將近350套正版軟件都得到應(yīng)用，而一些非正版的軟件需求量更大[2]。在該軟件被正式引入國(guó)內(nèi)后，該軟件就被國(guó)內(nèi)版權(quán)公司不斷進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)，并且還要求內(nèi)部人員進(jìn)行試用，現(xiàn)階段，已經(jīng)有很多技術(shù)人員熟練掌握該軟件的使用。該軟件還先后應(yīng)用于一些中大型建筑企業(yè)中，比如，北京中央電視臺(tái)、廣東亞運(yùn)體育場(chǎng)以及武漢音樂廳等。而對(duì)于這些大型建筑工程來說，共同點(diǎn)就在于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且施工過程也比較煩瑣，同時(shí)非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)也存在很多問題等。

4 鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)軟件Tekla Structure主要功能

4.1 在模型中可以賦予各零件不同的等級(jí)和顏色

Tekla Structure軟件在鋼結(jié)構(gòu)建模過程中，還可以對(duì)一些不同的構(gòu)建進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)還需要根據(jù)不同等級(jí)和顏色來進(jìn)行設(shè)置，但對(duì)于名稱一樣的構(gòu)件，就需要選擇相同等級(jí)和顏色來進(jìn)行設(shè)置，最后再根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)詳圖進(jìn)行繪制，進(jìn)而省略掉一些無用的零件[3]。

4.2 模型的視圖和模型旋轉(zhuǎn)

Tekla Structure軟件可以通過對(duì)各種視圖進(jìn)行調(diào)節(jié)：①在同深度的基準(zhǔn)線中，需要繪制出各軸線和高程的構(gòu)件視圖，這樣可以讓用戶快速實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)建模；②該軟件還具有自動(dòng)旋轉(zhuǎn)功能，用戶可以通過該軟件來對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行不同角度的觀察。

4.3 Tekla Structure軟件含有強(qiáng)大的智能節(jié)點(diǎn)庫(kù)

對(duì)于Tekla Structure軟件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)共有600多個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且在創(chuàng)建過程中，這些節(jié)點(diǎn)使用起來也非常方便。因此，在創(chuàng)建中，只需要點(diǎn)取一些節(jié)點(diǎn)，就可以在節(jié)點(diǎn)中填寫參數(shù)，進(jìn)而根據(jù)參數(shù)選擇主部件，并且還可以在該軟件內(nèi)查詢節(jié)點(diǎn)形式，方便后期對(duì)節(jié)點(diǎn)圖紙進(jìn)行修改，進(jìn)而為后期工作奠定基礎(chǔ)。

4.4 Tekla Structure軟件可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出圖

在Tekla Structure軟件中搭建模型的目的，是為了方便以本模型為基礎(chǔ)，進(jìn)而快速構(gòu)建出鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)詳圖，同時(shí)還可以構(gòu)建三維模型以及高程布置圖等，除此之外，還可以在完成好的設(shè)計(jì)圖中進(jìn)行剖視。對(duì)于圖紙的大小和比例、標(biāo)注內(nèi)容等都可以通過相對(duì)應(yīng)的軟件，在設(shè)計(jì)圖紙上反映出來。

4.5 Tekla Structure軟件可自動(dòng)生成各種報(bào)表

在鋼結(jié)構(gòu)施工中，不僅需要用到大量板材，同時(shí)還需要在設(shè)計(jì)圖紙材料表、吊裝重量中，分別依次進(jìn)行竣工結(jié)算，在對(duì)每個(gè)工程工序進(jìn)行施工中，都需要對(duì)工作設(shè)置報(bào)表。在此過程中，通過Tekla Structure軟件可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，并且還可以在內(nèi)部構(gòu)件材料中，自動(dòng)生成模型，進(jìn)而有效提升計(jì)算效率。

4.6 Tekla Structure軟件支持團(tuán)隊(duì)共同完成同一工程

Tekla Structure軟件還支持多人使用模式，對(duì)計(jì)算機(jī)服務(wù)器的服務(wù)中，還需要設(shè)計(jì)人員有過硬的專業(yè)技能，從而有效提升鋼結(jié)構(gòu)圖紙繪制的工作效率。

4.7 Tekla Structure軟件支持二次開發(fā)

Tekla Structure軟件在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中雖然需要很多節(jié)點(diǎn)，但對(duì)于大型企業(yè)來說，很多復(fù)雜結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，都是需要用戶自己來進(jìn)行內(nèi)部設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上，用戶還可以自己對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行二次開發(fā)或修改，比如，在CCTV大樓外框架中就有很多蝶形節(jié)點(diǎn)，并且這些節(jié)點(diǎn)中的放樣原則很多，但由于大樓外框架的放樣工作環(huán)節(jié)過于復(fù)雜，不僅工作效率提不上去，技術(shù)人員在放樣過程中也非常容易出錯(cuò)，對(duì)于這種問題，該工程的設(shè)計(jì)人員，就可以利用Xsteel軟件節(jié)點(diǎn)進(jìn)行開發(fā)，讓蝶形節(jié)點(diǎn)優(yōu)化成智能節(jié)點(diǎn)。因此，智能節(jié)點(diǎn)不僅可以快速搭建蝶形節(jié)點(diǎn)，還可以有效提升工作效率。

5 鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)軟件Tekla Structure的不足和解決辦法

5.1 Tekla Structure軟件對(duì)計(jì)算機(jī)的配置要求較高

當(dāng)下，Tekla Structure軟件數(shù)據(jù)庫(kù)和核心計(jì)算程序的儲(chǔ)存容量非常大，并且在設(shè)計(jì)過程中，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的要求也很高，不僅需要大的內(nèi)存，還需要較高的顯卡等，不然在運(yùn)行過程中，就很容易出現(xiàn)計(jì)算機(jī)死機(jī)等情況，大大降低工作效率。所以，對(duì)于這種情況，使用單位就需要最大限度地配置較高性能的計(jì)算機(jī)設(shè)備，并且在一些大型設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，可以結(jié)合多人來進(jìn)行完成，把大型模型合理分為幾個(gè)小部分，最后再把創(chuàng)建好的模型導(dǎo)入同一計(jì)算機(jī)，并且還需要進(jìn)行檢查，查看構(gòu)件圖和零件圖是否完好。

5.2 Tekla Structure軟件對(duì)詳圖設(shè)計(jì)工程技術(shù)人員的業(yè)務(wù)能力和熟練程度要求較高

Tekla Structure軟件是整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)詳圖中必不可少的輔助軟件，并且該軟件還可以隨時(shí)進(jìn)行人機(jī)交互，因此，還需要對(duì)該軟件的操作順序熟練掌握，在實(shí)際工作運(yùn)行過程中，如果對(duì)個(gè)別操作指令不熟悉，這都是會(huì)直接影響到鋼結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建的操作[4]。在此基礎(chǔ)上，還需要該軟件的技術(shù)人員要有較強(qiáng)的專業(yè)技能，并且還需要熟練掌握該軟件的操作，同時(shí)還要深刻理解模型設(shè)計(jì)理念，只有這樣才可以更好的提升生成圖紙效率。除此之外，還需要不斷加強(qiáng)該軟件技術(shù)人員的培訓(xùn)時(shí)間，讓技術(shù)人員熟練掌握鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)的理論知識(shí)，這樣才可以更好地進(jìn)行人機(jī)交互，從而全面提升工作效率。

6 鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)軟件Tekla Structures的應(yīng)用實(shí)踐

中央電視臺(tái)B辦公樓位于北京朝陽(yáng)區(qū)，總建設(shè)時(shí)間為7年，在2012年上半年的時(shí)候就已經(jīng)建設(shè)完成，共用鋼14萬t。在建設(shè)整個(gè)辦公樓過程中，是需要提前對(duì)鋼結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行搭建，在構(gòu)建過程中，還包含兩座傾斜塔樓和懸臂結(jié)構(gòu)，一樓的總高為237m，二樓總高為194m，懸臂結(jié)構(gòu)從地面開始總高為163m，對(duì)于這種設(shè)計(jì)來說，可以給人帶來一種視覺上的沖擊。Tekla Structure軟件的具體應(yīng)用如下。

（1）三維建模。在對(duì)B辦公樓進(jìn)行建設(shè)中，由于其的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常有特色，并且在主樓結(jié)構(gòu)中還包含上千個(gè)菱形結(jié)構(gòu)，但在實(shí)際建造過程中，對(duì)于構(gòu)件生產(chǎn)的工作要求是非常嚴(yán)格的。除此之外，B辦公樓還采用了三維建模和BIM技術(shù)，一是為了讓整個(gè)辦公樓的變得美觀，并且還可以把信息和參與方進(jìn)行共享，二是通過該軟件的三維技術(shù)在建造中發(fā)現(xiàn)問題，并有針對(duì)性地進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。

（2）節(jié)點(diǎn)深化。B辦公樓的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑項(xiàng)目的重點(diǎn)，也是有效保障內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的關(guān)鍵[5]。因此，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，就需要合理運(yùn)用Tekla Structures軟件，對(duì)一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)計(jì)進(jìn)行二次深化，并且還可以通過調(diào)整參數(shù)和自動(dòng)生成菱形節(jié)點(diǎn)，來對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維搭建，同時(shí)還可以通過高強(qiáng)度校核等功能，對(duì)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行深化，最后看結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量是否符合要求。

（3）自動(dòng)生成圖紙。對(duì)于B辦公樓來說，內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，并且在建設(shè)過程中，鋼用量也很大，但大多都采用在非標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)中，因此，在建設(shè)中光憑借圖紙構(gòu)件進(jìn)行操作是完全不行的，這樣不僅會(huì)加大操作人員的工作量，還會(huì)延長(zhǎng)施工時(shí)間。因此，在B辦公樓施工中，就需要結(jié)合Tekla Structure軟件自動(dòng)生成圖紙功能，來對(duì)工程內(nèi)部構(gòu)件進(jìn)行繪制，而在設(shè)計(jì)方案時(shí)，還需要參與方及時(shí)提供圖紙，進(jìn)而有效提升工作效率。

（4）摘料和套料。在施工過程中，對(duì)于摘料和套料這都是施工前需要準(zhǔn)備的工作，并且對(duì)整個(gè)施工質(zhì)量起著關(guān)鍵作用。在B辦公樓構(gòu)件中，由于內(nèi)部構(gòu)件較多，并且結(jié)構(gòu)也都很復(fù)雜，在施工中采用傳統(tǒng)的摘料方法，并不能很好的采取構(gòu)件尺寸，所以，就需要多借助Tekla Structures軟件，對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行深化，進(jìn)而對(duì)B辦公樓內(nèi)部構(gòu)件進(jìn)行讀取，方便后期和供應(yīng)商進(jìn)行構(gòu)件工作對(duì)接，有效提升建造工程效率。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用該軟件還可以合理對(duì)套料進(jìn)行排版，有效減少資源浪費(fèi)。

7 鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)軟件Tekla Structure在工程應(yīng)用中的展望

Tekla Structure軟件之所以在國(guó)內(nèi)發(fā)展迅速，主要的原因有3點(diǎn)：①雖然鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)在一定程度上發(fā)展很快，但專業(yè)過硬的人才卻不多，這就導(dǎo)致行業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的需求過大，因此，很多企業(yè)都會(huì)從Tekla Structure軟件進(jìn)行入手，這是一個(gè)必須要選擇的軟件。②國(guó)內(nèi)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)質(zhì)量要求不高，所以計(jì)算機(jī)軟件就能滿足鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展需求。③在很多海外訂單中，由于設(shè)計(jì)圖紙的樣式和大小過于單一，并且節(jié)點(diǎn)還需要參考國(guó)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)，這樣就使得該軟件的應(yīng)用非常廣泛，在短時(shí)間內(nèi)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。目前階段下，使用該軟件的技術(shù)人員，業(yè)務(wù)能力和專業(yè)上都不強(qiáng)，所以，國(guó)內(nèi)還需要不斷加強(qiáng)技術(shù)人員的專業(yè)能力，要熟練掌握該軟件的基本專業(yè)理論，進(jìn)而提升技術(shù)人員的綜合素養(yǎng)。

8 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，Tekla Structures軟件在國(guó)內(nèi)建筑工程行業(yè)中也得到廣泛應(yīng)用，并且在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中起著關(guān)鍵作用，該軟件不僅可以構(gòu)建三維模型，同時(shí)還可以自動(dòng)生成圖紙和報(bào)表等，有效提升工作效率，并且還延長(zhǎng)建筑工程的使用壽命。在此基礎(chǔ)上，我國(guó)還需要不斷培養(yǎng)技術(shù)人員的專業(yè)技能，要讓技術(shù)人員熟練掌握該軟件的硬件配置和基本操作，有效發(fā)揮出該軟件的真正作用。