三维设计软件在钢构深化设计中的应用

三维设计软件在钢构深化设计中的应用

1.钢结构详图设计

钢结构工程目前在国内各类建筑工程中得到广泛运用，建筑钢结构进入了一个全新的发展时期。任何一个钢结构工程设计出图分施工设计图和施工详图两个阶段，施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制。把设计单位提供的设计图转化为满足工厂制作加工和现场安装而进一步深化的过程就是钢结构施工详图。它按照设计要求，通过图形、线条、尺寸和说明等，用技术语言向制造者表达制造各种类型钢结构构件所必须的数据和说明，详细的指出切割、打孔的方式，及怎样用螺栓、焊缝将构件连接，并考虑运输和安装能力确定构件的分段和拼装节点。施工详图深度须能满足车间直接制造加工，不完全相同的构件须单独绘制，并应有详细的材料表。每个钢结构工程有众多构件在现场组装而成，每个构件必须正确的安装在指定的位置上，简洁高效的详图构件编号标识系统，可以有序地指导制作、运输、安装，因此钢结构详图已成为钢结构设计、生产活动的中心，它展示了工程技术的发展水平。

2.Tekla Structures简介

2008年为了保证工程质量以及设计进度能按时完成，我们引进三维深化设计软件Tekla Structures，Tekla Structures是一款功能十分强大的三维真实模拟软件，除了被广泛的高效率使用在外形或杆件截面较规则的厂房、民用高层、框架等项目外，还可以充分利用Tekla Structures直观、作为数字化真实模拟进行不规则外形结构的深化设计。Tekla Structures是芬兰Tekla 公司开发的钢结构详图设计软件，它是通过首先创建三维模型以后自动生成钢结构详图和各种报表。由于图纸与报表均以模型为准，而在三维模型中操纵者很容易发现构件之间连接有无错误，所以它保证了钢结构详图深化设计中构件之间的正确性。同时Tekla Structures 自动生成的各种报表和接口文件（数控切割文件），可以服务（或在设备直接使用）于整个工程。它创建了新方式的信息管理和实时协作。Tekla 公司在提供革新性和创造性的软件解决方案处于世界领先的地位。Tekla产品行销60多个国家和地区，在全世界拥有成千上万个用户。Tekla Structures是世界通用的钢结构详图设计软件，使用了它就奠定了与国际接轨的基础。事实上已经有相当数量的用户提出必须用Tekla Structures建模出图，尽快掌握和使Tekla Structures 已是我们首要任务。

3.建模和出图

Tekla Structures是一个三维智能钢结构模拟、详图的软件包。用户可以在一个虚拟的空间中搭建一个完整的钢结构模型，模型中不仅包括零部件的几何尺寸也包括了材料规格、横截面、节点类型、材质、用户批注语等在内的所有信息。而且可以用不同的颜色表示各个零部件，它有用鼠标连续旋转功能，用户可以从不同方向连续旋转的观看模型中任意零部位。这样观看起来更加直观，检查人员很方便的发现模型中各杆件空间的逻辑关系有无错误。在创建模型时操作者可以

在3D视图中创建辅助点再输入杆件，也可以在平面视图中搭建。Tekla Structures 中包含了600多个常用节点，在创建节点时非常方便。只需点取某节点填写好其中参数，然后选主部件次部件既可，并可以随时查询所有制造及安装的相关信息。能随时校核选中的几个部件是否发生了碰撞。模型能自动生成所需要的图形、报告清单所需的输入数据。所有信息可以储存在模型的数据库内。当需要改变设计时，只需改变模型，其它数据均相应的改变，因此可以轻而易举地创建新图形文件及报告。

Tekla Structures是一个基于面向对象技术的智能软件包，这就是说模型中所有元素包括梁、柱、板、节点螺栓等都是智能目标，即当梁的属性改变时相邻的节点也自动改变。零件安装及总体布置图都相应改变。Tekla Structures自带的绘图编辑器能对图形进行编辑。这样就可以使人为所引起的错误降低到最低限度。Tekla Structures是一个开放的系统，可以创建自己的节点和目标类型添加到Tekla Structures中去。在确认模型正确后就可以创建施工详图了。Tekla Structures 可以自动生成的构件详图和零件详图，其中构件详图还需要在AutoCAD进行深化设计，以供装配、和加工工段使用；零件图可以直接或经转化后，得到数控切割机所需的文件，实现钢结构设计和加工自动化。虽然我们数控设备不多，不可能全部零件完全由数据设备加工，相信在不久的将来一定会给我们的生产带来革命性的改变。

模型还可以自动生成某些报表，如螺栓报表、构件表面积报表、构件报表、材料报表。其中螺栓报表可以统计出整个模型中不同长度、等级的螺栓总量；构件表面积报表可以根据它估算油漆使用量；材料报表可以估算每种规格的钢材使用量。报表能够服务于整个工程，是今后工程预算、工程管理的重要依据，用户可以根据自己的需要定制一些报表。

4.在深化设计中的应用实例

作为Tekla Structures应用最广泛的钢结构深化设计领域，软件能够进行的三维实体模拟优势使现场拼装的工作在深化期间就可以用软件进行真实的模拟，确保实际工程安装中的安装质量和安装进度的实施。

应用实例一大唐府谷空冷

应用实例二印度APL45m避雷针

应用实例三钢梯

5.在实际应用中存在的一部分问题及其解决方法

Tekla Structures是一个很好的软件，但应用于我钢构公司的实际生产中还有些我们没有预知的问题。

（1）Tekla Structures对硬件的要求较高，我厂仅是按最基本的要求配置的，

使用时模型稍微大些就会运转速度慢频繁死机。

（2）创建构件图后，有的自动生成的图纸会以次构件来标注尺寸或以次构件来编号。图面显得非常乱，人工编辑图的工作量相应的加大。（3）创建构件的图纸，有的构件与另一相距很远的构件连在一起出图。

（4）在Tekla Structures图纸界面下构件详图中有些内容如局部剖面图、坡口形式图、全熔透焊接范围、图号等，无法编辑或编辑步骤较繁琐。

针对以上问题我们采取了相应的措施：

（1）对于计算机运转速度慢，我们解决的方法是遇到较大的工程，我们采取将工程分成若干个部分，分配的原则是每个部分之间的连接尽量少。每一部分由不同的人分别来做，且使用不同的状态号来搭建模型。这样来尽量减小每个模型的大小，提高计算机的运转速度。当每个部分都搭建完毕后，将模型所有部分复制合并到一处，在三维视图中审核各个部分连接的正确性（也可以将两个彼此间有连接的部分复制合并到一处来审核连接的部分）。当确认各部分都正确后，再以各部分的模型分别出图。

（2）以次构件标注的原因主要是创建焊接时操作者误将次构件与主构件的选取顺序选反了。解决的方法是，在建焊接前要首先查询构件的主构件，之后再创建焊接。创建焊接时必须先选取主构件再选取次构件。

（3）两构件连接在一起出图的原因是，误将它们的零件焊在一起了。此时模型中的焊接很多，要想找到焊接它们的焊接非常不容易。解决的方法是在模型中将显示属性中焊接过滤掉，既模型中不显示焊缝。再将该构件不需出图的部分删除、取消上一步操作，被删除的部分和焊接它们的焊缝就会显示出来，将焊接删除，两构件就会分别出图了。查询构件的方法是：在模型中，按住“Alt”键，用鼠标点取构件中的零件，处在同一构件的所有零件就会高亮显示。

（4）在Tekla Structures图纸界面下无法编辑的内容，解决的方法是，将构件图转化到AutoCAD中，在AutoCAD编辑这些内容较方便。用AutoCAD与Tekla Structures相接合，各取其长处就能达到事半功倍的效果。

6.使用情况

自2008年引进Tekla Structures以来，在多个工程项目中采用Tekla Structures 建模、出图。它大大降低了施工详图中的错误，细化了构件图、零件图，相比之下降低了各工序操作工识图能力的要求，收到了良好的效果。

根据上述建筑结构的特殊性，传统的平面软件进行设计深化变得非常困难，并且还有很多地方不能够进行详细考虑。但是通过Xsteel进行1：1的三维建模设计，就很容易解决设计上的难题，并且能够有效的提高工作效率。把各个三维节点通过模型进行组装，并按照建设结构本身进行空间放大，把主框架与夹层梁