石泉 郭云鵬 閆長波

中國三安建設(shè)集團(tuán)有限公司 陜西 西安 710043

引言

Tekla Structures原稱x-steel，是一款來自芬蘭的三維建模軟件，現(xiàn)屬于美國Trimble公司旗下產(chǎn)品，是目前市場上主流的鋼結(jié)構(gòu)深化軟件。該軟件上手容易、操作簡單、畫面簡潔、顯示直觀，憑借在節(jié)點深化、圖紙繪制及材料統(tǒng)計等方面的巨大優(yōu)勢，占據(jù)國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)深化市場的半壁江山。

機(jī)場行李分揀系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)，顧名思義，是為行李分揀系統(tǒng)輸送設(shè)備提供支撐的結(jié)構(gòu)，主要集中于機(jī)場行李分揀大廳內(nèi)，在值機(jī)島、行李分揀區(qū)域、離港或進(jìn)港區(qū)域中。當(dāng)設(shè)備無法直接安裝于地面時，就需要鋼結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)來進(jìn)行設(shè)備安裝。

由于各機(jī)場行李系統(tǒng)的規(guī)模、結(jié)構(gòu)、功能、設(shè)備構(gòu)成等各不相同，使得行李系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)的形式也各不相同，最典型的特點就是：材料規(guī)格繁多、單件結(jié)構(gòu)部件小、空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是典型的非標(biāo)鋼結(jié)構(gòu)。且在同一機(jī)場內(nèi)，由于行李輸送系統(tǒng)設(shè)備布置相同的區(qū)域非常少，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)形式相同的區(qū)域也非常的少，各部件之間的通用性差，在加工和現(xiàn)場安裝的過程中容易出現(xiàn)混亂現(xiàn)象。為確保各構(gòu)件加工的準(zhǔn)確性，可選用TEKLA軟件進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)深化，較好地解決這一問題。

本文以我國東部某機(jī)場行李系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)為例，介紹Tekla在行李系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)加工及安裝過程中的應(yīng)用，主要分以下幾個階段：

1 在鋼結(jié)構(gòu)深化中的應(yīng)用

深化設(shè)計工作在鋼結(jié)構(gòu)加工過程中占據(jù)著非常重要的位置，是實現(xiàn)設(shè)計理念的必須過程，通俗點來講，就是根據(jù)設(shè)計文件將各類型材和板件進(jìn)行組合，通過焊接或螺栓連接形式形成完整的構(gòu)件，并繪制成零件圖、構(gòu)件圖、布置圖等，供加工廠及施工現(xiàn)場安裝的過程[1]。

Tekla軟件在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)深化時候完全按1:1進(jìn)行模型搭建，將如實反映鋼構(gòu)件的自身屬性和空間位置情況，并按照設(shè)計圖紙進(jìn)行各連接節(jié)點的添加，在模型調(diào)整完成后可出具零件圖、構(gòu)件圖以及布置圖等圖紙，供加工廠制作和現(xiàn)場安裝。

由于深化時完全按照實際尺寸進(jìn)行模型搭建，所出具的圖紙也完全體現(xiàn)各部件的實際尺寸，即我們平時所說的“所見及所得”。而本項目正是基于這一點，保證輸出的加工圖紙完全和模型里的構(gòu)件一致，提高加工圖紙的正確率。

當(dāng)然，使用Tekla可輸出NC文件進(jìn)行鋼板零件的套料排版工作，直接用于數(shù)控切割機(jī)下料，提高加工效率，本文中不做詳細(xì)敘述。

2 在碰撞校核中的應(yīng)用

碰撞校核是該軟件的一個特色功能，當(dāng)各鋼構(gòu)件之間存在碰撞干涉時，可使用該功能快速檢測出碰撞部件，方便模型的調(diào)整和完善，避免實際安裝中出現(xiàn)構(gòu)件碰撞現(xiàn)象。本文重點介紹碰撞功能的另一種用途，和外部系統(tǒng)之間的碰撞。

目前幾乎所有的工程建筑行業(yè)都開始使用BIM技術(shù)，本項目也不例外。當(dāng)業(yè)主要求所有專業(yè)都進(jìn)行參與時，BIM技術(shù)的重要性顯而易見；特別是各專業(yè)之間碰撞檢測，更是BIM應(yīng)用過程中的一個重要環(huán)節(jié)。行李大廳內(nèi)，鋼結(jié)構(gòu)需要和機(jī)電、消防、建筑幾個專業(yè)進(jìn)行的碰撞檢測，我們可將各專業(yè)模型導(dǎo)入Tekla中進(jìn)行實現(xiàn)，這個過程一般是在設(shè)計階段至加工前完成。

在進(jìn)行導(dǎo)入模型時，我們需要做以下幾方面工作：

首先我們需要進(jìn)行原點的調(diào)整，即需要將各系統(tǒng)模型同整個工程的原點重合，確保在模型導(dǎo)入后各專業(yè)的基準(zhǔn)統(tǒng)一（一般來說，有BIM要求的工程在模型搭建之前均會要求統(tǒng)一基準(zhǔn)）。

為了保證外部各專業(yè)模型導(dǎo)入Tekla后的準(zhǔn)確性，建議使用參考模型導(dǎo)入，通用性強(qiáng)。

確保導(dǎo)入的參考模型均為實體，否則碰撞時無法識別。

將不參與碰撞校核的模型隱藏，提高碰撞效率[2]。

參考模型導(dǎo)入完成后，選中需要碰撞的兩個專業(yè)，在碰撞校核管理中選擇“檢測的構(gòu)件或區(qū)域”，點擊運行鍵進(jìn)行運行，程序運行完畢之后就可以在生成的碰撞報告中看到詳細(xì)的碰撞情況。通過該報告，我們能非常直觀地提取碰撞構(gòu)件的相關(guān)信息，碰撞構(gòu)件的ID編號、名稱等。雙擊該條碰撞信息，界面可直接切換顯示碰撞的構(gòu)件，供我們修改。當(dāng)修改完成后，再次運行該功能，通過標(biāo)記圖標(biāo)來檢測是否將碰撞問題解決。

由于該功能查找碰撞細(xì)致，深化后的鋼結(jié)構(gòu)部件較多，大量碰撞的話容易出現(xiàn)卡死情況，對計算機(jī)的配置要求較高。所以一般碰撞時所選中的構(gòu)件不宜太多，分區(qū)域進(jìn)行碰撞，保證程序的順利運行。當(dāng)然，也可以將Tekla模型導(dǎo)出至其他軟件中參與其他專業(yè)的BIM工作，本文中亦不做表述。

3 在材料采購中的應(yīng)用

報表統(tǒng)計是該軟件諸多功能中非常重要的一項，在加工過程中對零部件的統(tǒng)計，在采購過程對材料用量的統(tǒng)計。該軟件生成的材料報表詳細(xì)地將材料進(jìn)行分類統(tǒng)計，按截面型材、按尺寸分別進(jìn)行統(tǒng)計并排列，可非常準(zhǔn)確地統(tǒng)計出所用材料的總量，并可以根據(jù)報表中零件的尺寸，選擇合適長度的型材以及合適板幅的板材進(jìn)行采購，減小加工下料時對材料的浪費。

在深化完成之后通過套料軟件，直接輸出NC文件，根據(jù)所提供板幅大小排料，可直接得出所需板材的具體數(shù)量，方便加工廠對原材料的采購。

我們還可以方便地統(tǒng)計出鋼結(jié)構(gòu)施工過程中所需的標(biāo)準(zhǔn)件，各類型螺栓、錨栓的規(guī)格、長度及數(shù)量，方便施工現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)件的采購。另外，對油漆的采購也可以做一詳細(xì)參考，本項目所使用材料基本為H型鋼、槽鋼及鋼板，幾乎沒有箱型梁柱，只要對材料的表面積進(jìn)行統(tǒng)計，就可作為表面噴涂面積進(jìn)行油漆采購核算[3]。

當(dāng)然，如果系統(tǒng)自帶的表格不能滿足我們的需求，我們可自行進(jìn)行模板編輯，生成我們所需的材料報表。

4 在現(xiàn)場施工中的應(yīng)用

按照傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)工程項目，Tekla的重點使用階段是在模型深化和出具加工圖紙上，基本都在加工廠內(nèi)完成。本項目中我們將其用到現(xiàn)場施工中指導(dǎo)現(xiàn)場安裝，發(fā)揮著重大作用。具體在以下幾個方面：

4.1 指導(dǎo)安裝

行李系統(tǒng)現(xiàn)場布局復(fù)雜，分層頻繁，少量的平面布置圖很難表達(dá)清楚，而圖紙?zhí)鄬κ┕と藛T來說又是個較重的負(fù)擔(dān)，所以將該軟件引入現(xiàn)場進(jìn)行指導(dǎo)安裝，極大方便施工。如對前期的排料，構(gòu)件編號的提取，現(xiàn)場材料的查找，構(gòu)件的定位等，都可以通過該軟件篩選、查找，提高安裝效率。

4.2 土建配合

安裝前期，通過和土建BIM模型的相互配合，可及早確定和土建結(jié)構(gòu)的連接關(guān)系。如是否需要增加后植埋件施工，是否需要對立柱及墻體進(jìn)行避讓，確定立柱在地面的安裝形式及標(biāo)高，確定吊桿在頂部安裝的預(yù)留量等，未雨綢繆。

圖1 各專業(yè)BlM模型整合

4.3 變更調(diào)整

當(dāng)行李系統(tǒng)設(shè)備需要按業(yè)主的要求進(jìn)行更改時，鋼結(jié)構(gòu)也要隨設(shè)備流程做出相應(yīng)調(diào)整。為了方便及時準(zhǔn)確地完成變更，首先可在軟件中進(jìn)行模型搭建，配合其他專業(yè)的模型或尺寸，調(diào)整出可行的方案后按照模型進(jìn)行材料提取和安裝，一次到位，避免重復(fù)施工和材料浪費。隨后在模型中進(jìn)行調(diào)整完善，為最終結(jié)算做準(zhǔn)備。

4.4 進(jìn)度控制

根據(jù)現(xiàn)場安裝進(jìn)度對模型進(jìn)行標(biāo)識，隨時統(tǒng)計現(xiàn)場的施工進(jìn)度，因為軟件查詢方便，隨時能查取安裝的工作量，控制現(xiàn)場施工進(jìn)度，合理規(guī)劃施工工期。

通過實踐證明，將Tekla用于現(xiàn)場安裝時，可極大地提高現(xiàn)場技術(shù)人員的工作效率，提高施工正確率，降低工作難度[4]。

5 在工程結(jié)算中應(yīng)用

Tekla的統(tǒng)計報表及出圖功能，在工程竣工及結(jié)算中發(fā)揮重要作用，具體表現(xiàn)在如下幾方面。

5.1 工程量結(jié)算

鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，Tekla完全按照實際加工狀態(tài)進(jìn)行深化，所以在安裝完成后，模型里面的工作量就是實際施工的最終完工量，在模型中進(jìn)行重量或面積統(tǒng)計，非常方便進(jìn)行最終工程量的結(jié)算。

5.2 變更結(jié)算

項目執(zhí)行過程中，隨著設(shè)備安裝，需要對鋼平臺做出相應(yīng)調(diào)整，如本項目后期大量增加樓梯、過線梯及設(shè)備平臺。按照實際施工情況在Tekla模型中也進(jìn)行調(diào)整，利用該軟件的篩選功能，非常方便地統(tǒng)計出變更部分的工作量及方便簽證單的結(jié)算。

5.3 竣工資料提交

當(dāng)我們完成了Tekla最終模型的繪制后，項目工程竣工時所需的各類圖紙和工程量，如對構(gòu)件種類、數(shù)量、面積等各類數(shù)據(jù)統(tǒng)計，施工圖、竣工圖等圖紙繪制，均可以在該軟件中直接獲取，快捷而準(zhǔn)確地提供竣工所需資料。

5.4 成本核算

最終進(jìn)行成本核算時，按區(qū)域劃分為單層吊掛區(qū)域、多層吊掛區(qū)域以及螺旋段區(qū)域三種不同的結(jié)構(gòu)形式；由于施工時也是按區(qū)域進(jìn)行，只需統(tǒng)計最終的人材機(jī)用量，就能迅速核算出各區(qū)域的施工成本，為項目結(jié)算和市場開拓做好準(zhǔn)備。

6 結(jié)束語

隨著技術(shù)的發(fā)展，越來越多的建模軟件進(jìn)入市場，雖然在鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，憑借深化優(yōu)勢Tekla仍然占據(jù)著一定的優(yōu)勢，同時我們也要認(rèn)識到該軟件的局限性，尤其是BIM技術(shù)的普遍應(yīng)用，如何擴(kuò)大應(yīng)用范圍進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)工程全周期服務(wù)，從市場開發(fā)階段到設(shè)計階段、施工階段以及售后服務(wù)全過程參與，如何和其他專業(yè)軟件協(xié)調(diào)發(fā)展，進(jìn)一步提高利用率，值得我們進(jìn)一步研究。