Tekla Structure软件与钢结构项目管理

高丽君

（上海理工大学管理学院，上海200093）

1 引言

钢结构建筑相比传统的建筑具有自重轻、强度高、抗震性能好等特点。建筑构件可以大规模工厂化生产，之后运输到现场安装，大大缩短了工期，逐渐成为未来建筑的发展方向。由于钢材整体性能好、变形能力强，所以常用于大型展馆、机场交通枢纽屋面等对建筑外形有特殊要求的结构。同时，工业建筑相比民用建筑通常有特殊的要求，机构构造需要满足生产要求，因而较为复杂，技术要求较高，因而钢结构也被广泛应用于工业建筑。但是，由于钢结构建筑通常外形奇特、结构复杂、构件数量较多、连接节点多样等，给深化设计及后期的构件管理及安装带来了很大的困难。由芬兰公司设计开发的Tekla structure软件很好地解决了这一问题。通过该软件可以对结构进行三维建模、碰撞检查，及时发现结构的不合理之处，及时纠正。同时该软件还可以创建图纸及各类报表，为钢结构的深化设计及整个项目的管理提供了有力工具。

2 Tekla structure软件在钢结构项目中的作用

近年来，为了提高设计效率及准确性，很多公司的钢结构项目采用BIM（建筑信息模型）技术。在很多工业结构的设计过程中，设计部门采用PDMS软件进行钢结构建筑体三维设计，然后通过staad软件进行数据分析及杆件受力计算，直到结构杆件满足规范要求，将杆件信息及数据导出原始Tekla模型。深化设计人员根据工程师给出的设计图通过Tekla structure建模，安装连接节点。模型完成之后重新导入PDMS，检查结构是否与管道、电器、设备仪表等有碰撞问题，及时发现问题，进行结构优化，降低安装风险。在整个设计过程中，基于Tesla structure软件的钢结构加工图是连接结构设计与生产施工的桥梁。该软件的运用很大程度提高了深化的效率，缩短了加工周期[1]。现场施工很多项目工地的施工环境较差，结构安装工期紧张，加工设计图纸的进度与质量,对整个工程有着重大的影响。

2.1 Tekla structure软件的主要功能

2.1.1 搭建三维模型

Tekla structure是目前钢结构行业使用最为广泛的加工图深化软件，它可以在虚拟的三维空间中搭建出与实体结构1：1比例的模型，直观反映建筑的整体情况及构件之间的空间关系。在Tekla structure软件的三维模型中，可以准确地搭建出组成结构的每一个因素，大到梁柱，小到螺栓焊缝。同时，该软件还有一个非常人性化的设计——碰撞校核功能，系统可以对选中的结构自动进行碰撞校核，检测结构是否有冲突，该功能大大节约了设计人员检查结构的时间，减少了设计出错率。设计人员可以在搭建模型的过程中，将设计图纸提供的所有信息完整地反映到三维模型中，并结合工程师的设计经验判定模型中的设计结构及节点连接是否合理，现场安装是否容易实现，发现设计中存在缺陷或者现场施工困难的连接节点并提供反馈和修改意见，从而将结构图纸的设计问题和施工难点在建模阶段就提出解决办法，使后期项目的执行更加顺利，使项目的经济性得到可靠保证。

2.1.2 生成加工图纸

Tekla Structure软件能快速、准确地通过3D模型自动生成模型构件的图纸。相对于2D软件绘制的加工图纸而言，通过Tekla Structure软件生成的图纸基于三维模型生成更加精确和详细，同时可以避免二维图纸空间想象缺乏造成的图纸错误。图纸可以清晰反映各个构件所包含的零件，各个零件在构件上的相对位置，孔、螺栓的相对位置等。结构按照一定的命名规则进行编号，每一个独立的构件都有各自的编号，属于构件的零件也有各自的编号。图纸生成后，通过设计人员对尺寸、构件标记、零件标记、孔径及螺栓信息位置的调整，可以使图纸更加清晰、直观地反映构件的信息。在图纸调整标注的过程中，设计人员也可以及时发现，如结构碰撞、零件与孔干涉及安装空间不足等问题。由于每个零件都有它各自的编号，可以很轻松地在3D模型中找到设计有问题的零件位置，对结构进行修改。Tekla Structure软件的运用可以有效减少图纸的出错率，大大提高图纸的质量，同时也提高了构件的加工质量。

2.1.3 导出项目清单及各类报表

在钢结构项目施工之前，需要统计项目所需的钢材（型钢、板材、圆管等）、格栅板、特殊屋面板材及螺栓销钉等的重量、面积及数量。加工之前需要准备哪些材料，每种材料准备多少；构件加工完成后要考虑运输到现场安装的问题：整个项目有多少个构件，构件总重是多少及构件所占的空间大小，这些可以用来判断运输构件所需的车辆规格。Tekla Structure软件自带的报表功能可以快速准确地提供这些数据。材料清单可以精确显示每种规格的材料分别需要的数量，是项目预算及材料准备的重要依据。零件清单可以提供单个零件的数量、面积及重量，是构件加工必须要提供的报表；构件清单详细列出了每个构件的数量、面积、单个长度及重量，为后期运输、安装提供依据。Tekla Structure软件还可以进行二次开发，设计项目所需的其他清单模板，快速提供项目所需的数据。

2.1.4 导出生产数控文件

Tekla Structure软件还可以利用3D模型，将模型中零件输出NC文件，并将该文件导入SmartNest软件或者其他的排料软件对零件在钢板上进行排版，然后输出数控切割代码用于数控机床对零件进行切割加工。数控套料软件通过NC文件、零件优化套料，钢材利用率得到了有效提高，切割生产的工作效率也比以前大有进步。零件的切割质量和切割效率也有很大的提高，同时构件加工的准确性也得到了保障。

2.2 Tekla structure软件在项目管理中的作用

Tekla structure软件的工程管理功能附加在模型文件中，可以用来查看项目的状态以及在项目推进过程中发生的变化。在模型文件中可以记录项目编号、名称、设计团队及项目开始和结束的时间。设计者还可以自定义输入项目信息。软件可以采用多用户合作模式，通过一个共同的服务器的管理，合作完成项目。通常大型的项目会由几个参与者共同完成，模型文件可以有效记录参与者的信息，这可以保证项目信息的流动性和有效性。在Tekla structure软件的工程管理中设计人员可以完整记录整个项目从概念设计到安装的连续信息。项目管理人员可以对不同的人或者其他相关组织来指定项目的全部或者部分零件，然后升级状态。Tekla structure软件的模型截面可以随意放大或者缩小项目人员想要观察的位置，同时可以按照一定的规则或者状态点亮项目相关人员想要查看模型中的不同零件。同时，可以根据不同时间的工程状态、参与人员等生成报告。利用Tekla Structure对项目进行建模，通过信息模型输出施工所需的各种数据，解决了复杂空间结构的深化设计难点及后期制造、施工中的问题[2]。

Tekla structure软件是一个相对开放的平台，相关人员可以在网页上输出项目模型文件给相关部门参考、检查，同时，它还可以将模型文件导出其他格式的文件，然后再导入其他软件与其他部分的设计合并，这样可以快速高效地检查项目整体的合理性，以及快速发现项目设计存在的问题并加以修改。建筑设计的发展需要涉及不同学科专业之间的参与和配合，而对不同专业之间有效的冲突分析是设计良好发展的保证[3]。

3 结语

Tekla structure软件以其强大的三维建模功能、快速准确的平面安装图及加工图转化功能、快速精准的报表生成功能以及和其他建筑设计软件配合接口的功能，在钢结构项目中得到广泛应用。钢结构深化设计是工厂加工制作和现场安装的依据，其对整体钢结构工程的质量及进度起着至关重要的作用[4]，钢结构项目所需的图纸和各种清单报表，它都能够快速准确地提供。3D模型和图纸清单有利于发现加工设计中的问题，从而进一步优化设计，对节约工程成本和缩短工期具有重要意义。