Tekla Structures与SmartPlant D连接流程

Tekla Structures与SmartPlant3D连接
流程文件
12月20日, 2007 Michael Gustafson, Tekla Inc.
目的
这个文档的目的是定义整合Tekla Structures(TS)和SmartPlant(SP3D)的范围和步骤流程。

内容基础并且包括了可以应用到工业领域多个学科比如能源和核工业的许多好的实践经验。

要注意的是，这个文档仅是一个指导文件，我们推荐用户根据自己的需要进行一些自行的设置。

流程范围
第一阶段的工作通常基于将结构节点从Tekla Structures转换到SP3D。

这一流程的范
围是延伸扩展TS和SP3D的持续整合。

数据转换的方法
第一阶段的数据主要转换方法是CIS/2(CIMSteel2)，这种格式是钢结构领域非常普通的格式，并且它的应用已经延伸到了混凝土结构的线性构件(开口的混凝土板、墙板)。

未来阶段TS和SP3D之间的发展很可能延伸到以例如CIS2作为数据转换办法的STEP。

第二种数据转换的格式是DGN(或DWG)，DGN可以用来导入所有不包括在CIS/2的格式的对象参考模型。

阶段I –从Tekla输出数据并且输入到SmartPlant (V7-SP2) 用户有几个可行的流程来合作。

其中的2个流程如下方所示，描述的是他们和民用的或使用Tekla Structures的结构工程师或使用SP3D的机械/电力/管道工程师相互之间的关系。

流程 1 下面的示意图1就是流程1的概念图。

示意图 1 –任务向导流程1
虽然在结构数据转换中有几个几个切入点，流程1还是集中将Tekla Structures的内容
导入到SmartPlant产品中，这种数据转换通常是一个单向的流程;然而3-D协调和决策
的参考对象从SmartPlant交换到Tekla是由结构团队来完成的。

这个流程的简单翻译就是包括在Tekla Structures(TS)中开始创建钢结构和混凝土对象。

分析和设计构件的尺寸将一直用Tekla Structures的界面来分析或听其它第3方软件(比如ETABS，SAP2000，S-FRAME，STAAD，GTSTRUDl)。

一旦构件的设计完成(钢构件的尺寸、混凝土的配筋1)，构件的深化就可以直接利用从分析和设计软件得到的结果。

在这个过程中的某个地方，类型其它过程软件参考这些对象一样将这些模型引入到SmartPlant中，基于这一点TS-SP3D界面可以管理产品之间的更新。

包含工程结构
对象的增加、修改以及删除。

这些修改是有痕迹的正是利用了只允许修改已存在的
对象的同一性。

1
请注意：在这一阶段，无法将钢筋设计从分析返回到TS中，这个过程还在开发测试当中。

流程2
流程2的基本概念可以参见示意图2，它和流程1非常类似，除了EMP/Process工程队伍最初必须基于其它的工程学科规划来建筑轴线和几何形状。

一旦整个空间规划已经确定，这些结构就要从SP3D中输入到TS中，在这一点，将来结构工程师可以对结构框架拥有所有权限可以在结构模型中完成所有修改。

示意图2 –任务向导流程 2
与流程1非常类似的，流程2将集中将内容从TS转化进SmartPlant产品中，本地对象的数据转换是一个单向的流程。

参考对象被结构组做上标记并且以3-D形式从SmartPlant交换到TS中。

整个工程结构对象可以增加、修改、删除，这些改变都可以使用用来限制加到已存在对象上的特性来跟踪。

流程1 和2的基本交换要求:
关于钢结构，主要成员和节点是最高级别的对象，它们必须被赋予它们的ID号。

并且所有的钢结构的修改要在Tekla Structures中完成
对于现浇混凝土，最重要的是3D实体和埋件，这些对象在TS和SP3D之间同样要被赋予它们的ID号，那样从TS到SP3D的重复更新才会被认识。

这是非常重要的，由其是对于插入式钢板。

如下的示意图3是一个埋件提供的袖状开孔或者是穿透各种混凝土结构墙板的例子。

示意图 3 –埋件的正面视图
在项目期间，走廊的要求可能会改变，所以，被交换对象的清单是：杆件，节点，预埋钢板，3D实体，穿透件。

但是不包括螺栓，栓钉以及钢筋。

所有的这些都要在TS中建模，深化并且生成报告。

范例: 从TS中输出到SmartPlant3D
这一段描述的是通过CIS2输出一个Tekla模型的简单步骤，所利用的模型名字为SPD_Imp_13.1。

它是一个在TS美国英制环境下创建并用来测试的模型。

这个模型和相关联的测试文件要像要求的那样包含在文件里。

将模型输入到SP3D中的步骤将在下一范例：输入TS模型中SP3D 中具体描述
假如选择节点或选择构件的图标是被激活的, 有些零件就不会被输出，即使它们在视图中显示他们是被选中的。

输出的步骤
从TS中输出对象到SP3D中必须使用CIS/2设计模型输出。

这种数据转换格式可以用来转换所有的钢结构和混凝土对象。

下面是输出CIS/2*.stp文件的步骤。

步骤1 –在TS中打开你想输出的模型，并且打开一个视图来显示你想要输出的零件。

可以查看附录来得到如何在输出前选择过滤你的视图的提示。

步骤2 –确保选择节点中的对象图标是激活的8
步骤 3 –从选择过滤选项中选择SP3D_Export 设置。

步骤4 –在模型中选择要输出的零件。

步骤5 –然后在TS中点击文件>输出>CIM Steel>制造模型输出按钮。

一个对话框将会出现。

示意图 4 –从Tekla Structures 中输出CIS2 文件
步骤6 –读取SP3D_Export 属性。

注意输出的设置必须像示意图5所示一样的设置。

你可以在附录找到我们推荐的输出设置。

步骤7 –利用自定义的设置，选择应用以及创建。

CIS2 模型将会运行，将会出现一
个DOS 窗口。

那是一个输出一个正常程序。

一个提示将会出现在TS窗口的左下角：“零件成功输出了”，输出几千个对象所需要运行的时间是几分钟。

为以后的输出保存设置
要注意的是一旦你修改了基本设置，就需要点击对话框的右上角的另存按钮将属性保存起来，这样这些设置以后就可以通过点击读取图标来得到。

在SP3D_Test_Imp_13.1测试模型中，提供了一个名为SP3D_Export的属性文件。

示意图5 – Tekla Structures CIS2 输出设置
SmartPlant3D 到Tekla Structures 流程管理在SP3D中的修改
从SmartPlant3D中输出
输入到Tekla Structures
CIS2 输入
参考模型(DGN)
管理重复的输入到Tekla Structures
附录 A – Tekla Structures
从Tekla Structures开始
安装要求
软件版本要求:
. 最新的steel2 文件TeklaStructures v13.1.3 (查看readme 文件)
. TeklaStructures v13.1.3 美国英制和美国公制环境的对照文件(查看readme 文件)
objects.inp –最新的包含了属性页的objects.inp 文件
配置要求：
TS基本设计的配置是综合功能配置的基线。

注意在附录中会讨论到有某些较低级的输出设置是使用基本设计的配置还是使用钢结构深化或混凝土深化的配置。

阶段I 发展–对象范围:
. 全局用户身份证号(GUIDs) –任何CIMsteel 格式的对象不管是哪里制造的产品都需要对象身份。

这是一个为了在交换工程中应用和增加、修改、和删除的修改管理牵制的要求。

例外的是3D实体发送到SP3D中不需要使用CIS2数据格式。

. 杆件–最初的杆件交换不包含弯曲、锥形的或者是组合杆件。

. 节点–这些节点类型包括角钢夹板，基础板，连接板, 端板。

零件的垫板和焊缝不在交换阶段的计划中。

混凝土墙和板(窗口/ 开洞) –有开孔的线性墙和板是可以被转换的开孔可以是任何形状。

o 选项–可以修改开孔
. 其它的混凝土固体–从TS中输出的DGN文件将转换混凝土实体到Smartplant中并且设备实体没有用CIS/2隐藏起来。

必须限制是圆形屋顶、圆柱体墙或者是厚板。

GUID认为这是不可行的。

. 映射文件–这些文件是用来关联软件间的同样截面不同名称的截面。

初始的表格必须是加拿大的和美国的截面。

假如材质和等级也想杆件类型一样存在差异的话那么也同样需要映射文件。

. 增加,修改–对象的删除将在阶段II或更后面执行。

. 对话框修改–对话框修改需要提供给用户在SmartPlant那一边增加或修改对象的能力。

. 属性保存–好的自定义设置属性可以在每一个产品间的每一个对象上共享。

. 楼梯，扶手，阶梯–楼梯、扶手、阶梯的单个零件都被赋以ID号并且被转换到SP3D，同样这些组的构件在SP3D中也被创建。

构建的类型和最初在SP3D中创建的不是一个概念。

来自TS的零件是用来加工的实际的详细零件。

但是对象在SP3D中被保存成构件的形式。

. 预埋钢板(EP) –这些对象提供了穿透墙或者是结构支撑的基准点。

这些对象提供了穿透墙或支撑的接入点，通常，这些都是由钢板或剪力钉组成。

预埋对象的属性被从TS中输出并在SmartPlant中赋给锚栓和加劲板
模型练习
如上所述，工作流程开始于结构软件/民间项目团队，下面的片段将描述推荐的模型练习和标准使用以便最大限度的在TS和SP3D之间转移信息。

这个流程讨论根据建模和结构系统可以划分成4个方面:
1. 基础
2. 框架结构和相关节点
3. 混凝土墙板和预埋件
4. 外墙混凝土外壳（屋顶和墙壁）
这4种系统，有数个结构对象类型使用。

Tekla和SP3D 在结构模型和预制混凝土结构
系统种通常来说可以识别15种结构对象（参见表A.1）。

表1总结的是整合TS和SP3D
工作正常所需要的特殊模型名称属性。

对象类型–在TS 和SP3D中公认的15中结构对象.
零件名称–在TS中分类对象类型使得SP3D能认识的一个方法是给零件一个习惯的名称。

通用的名称列在表1里。

CIS2 属性构件类型–
区分TS零件作为SP3D零件的第2个方法(除了使用零件名称)是使用零件用户定义属性11 在那一页，CIS2属性构件类型可以使用预先定义的对象类型。

再次说明，2个选择可以用来将TS零件归类为SP3D零件：零件名称和零件用户定义属性（CIS2属性）。

TS用户可能有时候希望使用他们自己公司的零件名字而不是列在表A1中的名字，这种情况下就应该使用零件用户定义属性。

一般推荐用零件名称来定义创建Tekla标注，当然，这些都不是强制的
从13.1版本开始钢结构和混凝土对象的默认设置和属性的CIS2属性页每个对象类型都有匹配的构件类型。

11
控制CIS2属性页的设置被包含在TS美国英制环境下的objects.inp中。

表 A.1: Tekla Structures 对象分类(TS-SP3D Integration)
12
如果零件名称包含各种zim3，那么这个零件将被分类成相似的零件，比如一个名叫
HORIZONTAL_HSS_BRACE支撑将被分类成支撑，分类是完全按照字母进行的，所以请全部使用大写字母
零件建模-普通
使用Tekla工具栏来创建钢梁和混凝土是非常重要的(示意图如下).
需要注意的是“钢”工具栏中的折梁和“混凝土”工具栏中折梁不推荐使用，因为用它创建的对象
将无法转化到SP3D中，用户可以使用其它的工具来进行高效的建模
一般来说，截面建模工具可以使用截面映射文件而在SP3D中被确定（在TS和SP3D中匹配的截面名字）。

另一方面，钢板和墙板建模不需要映射文件而是以对象的几何形状在SP3D中定义一个名字。

零件名称最好按照上面指定的定义，如果那些名字不符合公司的标准，那么用户可以给每一个对象分配指定的CIS2构件属性。

这些设置可以提前做而不需要在每一个对象建模的时候设置。

在TS中创建构件
像表1所列的一样，在TS的几种对象是可以被作为组或构件映射到SP3D中的，这样做的好处就是SP3D可以将构件作为一个整体而不是一堆离散的零件。

这在SP3D中对于像楼梯或其它比较复杂的钢结构的碰撞检查还有跟踪材料或者是检查埋件和工艺管道是否碰撞是非常重要的。

埋件– 1个或多个钢板组成的一个嵌入混凝土的构件。

钢节点– 1个或多个钢板或型钢组成的在梁、柱和支撑之间一个连接的节点。

楼梯，扶手，梯子–由钢板或型钢组合而成的复杂的钢结构。

在Tekla Structures中定义构件有2中方法：
1. 使用钢结构深化或预制混凝土深化.
根据定义，在TS中一个构件是由一些通过工厂焊缝或工厂螺栓连接在一起的零件组成的。

混凝土对象是有浇铸体组成的，它们被作为CIS2构件转到SP3D中成为一个构件。

混凝土构件在SP3D中的利用可能没有钢结构构件那么多。

构件都有一个其它次零件都与之关联的主零件。

主零件可以用来查看构件的对象类型的零件。

例如，如果一个预埋件的主零件的名称为埋件，或者它的CIS2属性的构件类型是预埋件，那么整个构件就被分类成一个构件。

显然这个构件的所有零件将一起进入到SP3D中。

请查看创建一个预埋件章节来看主零件和次零件是如何定义的。

推荐给一个构件内的每个对象都分配一个合适的零件名称或是构件类型。

这对于输出不是必须的，但是可以清晰的知道什么被输出。

这使得很好的查看零件是否被正确的命名变得很容易（请参见后面的章节：从TS输出到SP3D）。

示意图A.2 –埋件零件名称和用户定义属性构件类型
2. 使用基本设计模块：
实际上在基本设计模块中是没有构件这个概念的，换句话说就是用户在基本设计模块中是无法使用焊缝或螺栓连接对象的。

然而假如一个对象组是在同一个节点内的，那么基本设计模块允许此对象组以关联对象的形式转化到SP3D。

例如，完全用一个系统节点创建的扶手系统就可以作为一个组转化进SP3D（技术上，作为一个CIS2构件和作为一个SP3D中的构件）。

此外，一个组的对象必须是同一个组中的零件，假如在一个已存在的扶手节点中增加一个额外的栏杆或扶手，你必须在TS中再创建一个包含这些所有对象的用户节点，然后它们才可以在SP3D中成为一个构件。

推荐给一个构件内的每个对象都分配一个合适的零件名称或是构件类型。

这对于输出不是必须的，但是可以清晰的知道什么被输出。

这使得很好的查看零件是否被正确的命名变得很容易（请参见后面的章节：从TS输出到SP3D）。

埋件的建模
在TS中，大部分埋件都是由用户自己创建的，埋件被创建成一个用户节点，这样节点的创建者就可以提前定义零件的名称（埋件）和CIS2属性的构件类型（埋件）。

埋件的创建者没有必要在建模过程中就定义这些属性13。

埋件用户自定义节点的创建不包含这一章节。

埋件可以是各种不同的类型，一般来说，可以分成4种（见示意图A.3），4种类型的埋件都可以使用用户自定义节点创建。

1. 钢结构构件与墙/板-钢梁通过钢板和锚栓与混凝土连接
2.桁架与墙/板-管架通过钢板和锚栓与板或墙垂直连接
3.穿过墙/板的大型开孔-一个门洞，窗户或者舱口利用埋件板和围绕开孔周边分布的锚栓来在混凝土墙板上开洞。

4.管子穿透墙/板- 一个钢管加上合适的加劲肋穿透一堵墙或一块板。

混凝土的开洞要包含在节点中。

13
要注意的是在下一楼梯章节讨论埋件之后可以给埋件分配构件类型信息。

然而专业团队一般来说是不允许个人来设置这些信息。

团队的IT经理可以设置一个埋件自定义节点库来供建模使用，零件名字和构件类型都可以预先定义在节点中。

示意图 A.3 –埋件示例
楼梯、扶手、阶梯的建模
像构件一样给例如楼梯、扶手和阶梯的不同种类的钢结构分类对于那些以构件类型转入SP3D的对象是非常必要的。

要像构件一样定义它们，必须像上一章节所讲的那样定义零件名字和构件类型。

要注意的是通常用来创建楼梯、扶手、阶梯的系统节点都无法定义CSI2属性构件类型。

所以用户必须给每一个零件命名一个合适的名称，或者选中所有的构件并且在CIS2用户属性对话框中指定它们的构件类型。

做这个是非常简单的，即使修改一个构件中的所有零件。

下面是指定一个给定楼梯的构件类型的详细步骤。

步骤1:右击构件中任意一个零件并选择用户定义属性，控制只有用户属性对话框在屏幕上。

步骤2:假如使用的是深化模块请选择选择构件图标。

假如使用的是基本设计模块请选择选择节点图标。

步骤3:按下ALT键，选择楼梯的任一个零件，整个楼梯就会高亮显示。

步骤4：转到CIS2属性页，通过点击全选/全不选按钮来取消所有勾。

步骤5: Change the Assembly Type to Stair. Hit Modify.改变楼梯的构件类型。

点击修改。

这样构件或节点中的所有零件都有了指定的属性。

但要注意的是在CIS2属性页同样可以指定的其它属性可以分类楼梯、扶手、阶梯；就像通过额外的属性来分类埋件一样。

示意图 A.4 –楼梯的用户定义属性
模型输出前的检查
在将Tekla Structures 模型输出到SP3D之前必须对Tekla模型做一些准备工作。

准备之前的关键一步就是过滤模型，并且也是首先要做的。

强烈推荐Tekla用户在将模型输出到SP3D前核实一下模型的完整性。

这可以使用报表（表格形式）或者使用模型（颜色可视）来完成。

这两种方法在指导手册里都有详述，叫工程-建模/模型特征查看。

显示过滤
使用报告和可视来检查模型的关键信息就是零件的名称和输出的CIS2属性的构件类型（或者其它信息）。

可以给每一种对象类型设置颜色来确保所要的对象都包含在每一种对象中。

模板EOR_review_checklist.rpt中已经包含了关联到每个对象的零件名称的名称字段。

要注意的是暂时留意的是那些是不需要被输出的。

一旦用上显示过滤，用户应该知道哪些对象是不需要从这个查看操作的模型中输出的。

示意图 A.5 –在TS中可见的SP3D对象类型
推荐Tekla用户仅为需要从Tekla Structures输出到SmartPlant3D中的对象设定特殊的显示过滤（这是从Tekla Structures输出模型到其它所有设计软件都要使用的一步）。

就像接下来的章节中定义的一样。

显示的内容允许用户可以很容易在输出视图中选择对象。

这使得Tekla 用户选择这些对象变得很容易。

在输出之前，我们为用户创建了一个输出设置的例子，请参见如下示例
设置一个显示过滤器，请按如下步骤进行:
步骤1- 打开一个视图，双击视图窗口将出现一个视图属性对话框。

步骤2-读取SP3D_export设置。

点击修改
显示- 注意将钢筋和螺栓从显示中关闭
对象组-这个对话框允许用户创建一个规则来过滤出零件。

这是用户设置用零件名称或CIS2属性构件类型来来作为过滤的条件。

在例子（SP3D_filter）中显示的是仅仅基于零件名称。

它将显示所有符合如下规则的零件。

步骤3-应用这个显示设置，用户可以返回到视图属性。

注意，回到原始的视图设置，需要在视图属性对话框的顶部读取standard设置并且点击修改。

对象显示
查看属性和对象显示文件15
15
文件可以存放在模型/attributes文件夹或者是MY_FIRM文件夹。

要注意的是对象组规则的次序是非常重要的16。

对象显示可以在这里找到:视图/表示法/对象显示.
管理从Tekla Structures中多重的输出
从Tekla Structures中重复的输出到SP3D中，SP3D将比较存在的模型和新输入的模型。

用户可以验证和接受修改过的或者是增加的对象。

输入的模型中相比较已存在的模型被删除的对象这时候在SP3D中是无法被识别的。

所能做的就是TS用户可以比较他们之前输出的Tekla模型和他们现在输出的模型的。

这个可以使用扩张工具软件修改管理来完成17。

看如下的视图，修改过的、增加的、删除的对象都将高亮显示。

通过在TS界面运行这个功能，管理团队至少可以告知操作团队哪些对象被删除了
16
例如，一个埋件的零件名称为板而它的构件属性为埋件，假如CIS2_板规则次序在CIS2_埋件规则次序之
前的话那么这快板将不会像预期中一样出现。

这是因为CIS2_板规则比所有在它之下的规则都要优先，这
样就使得所有名称为板的对象都被认为是CIS2_板对象。

17
用户服务网站的下载目录里，关于如何使用它的介绍同样在那里。

CIS/2 输出设置
关于CIS2输出设置的描述如下。

注意，这里使用的映射文件是专门针对北美用户的，然而它们也可以用必需的其它国家的映射文件代替。

参数页
. 输出文件– CIS文件的名称，要注意的是文件名必需以.stp为后缀名，文件将被放置在模型文件夹的根目录。

. CIS/2 模型类型–必需为输出到SP3D而设置为“设计”
截面转换文件–映射文件通常用来映射TS到SP3D的截面形式和截面尺寸。

在Tekla Structures中截面映射文件都是后缀名为*.cnv的文件，并且通常都存在于usimp/profile文件夹。

这个映射文件因为全球截面形式和尺寸的不同而有所变化。

美国& 加拿大18–
C:\TeklaStructures\13.1\environments\usimp\profil\prfexp_cis_SP3D_v 材质转换文件–
C:\TeklaStructures\13.1\environments\usimp\profil matexp_cis_v
. 输出全球特有的ID –在修改管理中TS全球唯一ID的值必须设置为“是”
输出混凝土–
是的–假如用户希望同时输出混凝土和钢结构
不–假如用户只想输出钢结构19
设计模型页/连通性–是的，这将允许SmartPlant3D可以读取梁、柱、支撑在工作点的对象连通性。

同时也可以识别对象在支撑连接处的剪短（例如）。

默认，制造，设计页
这3页中的内容应该是空留着的，要确保这些字段中没有任何值，特别是在默认页。

在设计页，用户可以定义值为“是”。

18
美国和加拿大的截面形状都基于AISC和CISC标准而被组合到一个映射文件。

19
在一些情况下，混凝土对象是不太容易用CIS2来分类的（像圆形屋顶或是弧形基础）但是可以包含在CIS2输出的对象中。

这样CIS2输出就可能停止和失败。

用户必须在TS中使用过滤来得到他们想要输出的混凝土对象。