Tekla应用在装配式混凝土识图教学中的实践与探索

安娜 华均

为贯彻落实国务院办公厅《关于大力发展装配式建筑的指导意见》（国办发〔2016〕71号）、住房和城乡建设部等部委《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》（建标规〔2020〕8号）和《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》（建市〔2020〕60号）精神，2021年9月2日，湖北省住房和城乡建设厅等部门发布了鄂建文〔2021〕34号《湖北省住房和城乡建设厅等部门关于推动新型建筑工业化与智能建造发展的实施意见》，其中重点工作一方面是大力发展装配式建筑。另一方面是推进建筑信息模型（BIM）全过程应用。

政策要求我们积极将BIM技术与装配化混凝土结合，这是装配化混凝土BIM深化设计的要求，也是教育领域装配化混凝土教学模式升级的要求。最近推出的装配化1+X考试、装配化BIM国赛也对装配化混凝土教学提出了更高的要求。装配化混凝土识图是装配化混凝土BIM应用的重要支点，如何有效地利用现有资源，建构科学的装配化混凝土识图与实训BIM教学模式有着十分重要的意义。

一、目前装配化混凝土识图教学的主要问题

（1）装配化混凝土二维图集量巨大，学习难度大，目前二维模式不利于直观展示装配化混凝土的钢筋。目前常用的装配化混凝土图集有：装配式混凝土结构住宅建筑设计示例（剪力墙结构）15J939-1；装配式混凝土结构表示方法及示例（剪力墙结构）15G107-1；预制混凝土剪力墙外墙板15G365-1等9本。如此大量图集，并且内容复杂，如果单纯地在教室理论讲解，采取传统的教学模式教学组织与教学设计单一，学生难以从整体上掌握装配式建筑结构构造知识，教师日常教学工作开展非常吃力，难以取得预期的教学效果。

（2）装配化混凝土实训软件侧重游戏，属于“请你看”模式。

市场上，装配化混凝土实训软件均采用互动游戏方式，进行识图教学，且训练仅限于固定板块，老师组织教学的自由度低。常见的如新之筑、e筑、三好等软件。

以目前市场占有率很高的新之筑为例，仅能在9本图集中选择4本图集，且每本图集仅提供一至两个构件进行反复实训，训练完成以后虽然能掌握基本的构造，但不利于学生举一反三，活学活用。

二、装配化混凝土BIM建模软件的选择

装配化混凝土BIM建模软件很多，我们可以分为三大类别：

一是基于Revit的国产插件，Revit本身有一定的装配化混凝土建模功能，国内一些公司基于此平台开发出符合国产规范的插件，能更迅速地建模。如：BEEPC、鸿业魔方2019。

二是独立的国外软件，如Planbar、Tekla。Planbar中包含了建筑、工程、预制等模块，能够实现预制构件全流程、一体化的设计。Tekla在国内主要应用与钢结构深化领域，但也有预制混凝土深化设计模块。

三是国内自主研发的软件，如PKPM-PC，ZDPC。 PKPM-PC是中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所研发的工程管理软件。ZDPC是基于浙江大学博士生团队主导，联合国内知名建筑设计院专家自主研发底层引擎上开发的PC深化设计软件。

上述软件中我们选择了深化软件TeklaStructures，从学习者的角度出发，与主流的Revit相比，因为它具备以下优点：

对电脑配置要求低。Tekla2020软件应用电脑配置要求如下表1：

表1 两种不同软件应用对电脑配置要求对比表

建模自由度高。Tekla2020软件对建筑模型处理实现的功能如下表2：

表2 两种不同软件应用对建筑模型处理实现功能对比表

三、基于BIM 技术的装配化混凝土识图课程教学新模式——“我来做”模式

针对现有混凝土识图教学中存在的难点问题，利用BIM技术强大的三维建模功能，提出结合BIM 技术的全新装配式混凝土框架结构教学模式。在教学中引入BIM技术，将复杂抽象的装配化混凝土图集变得形象易懂，让学生对装配化混凝土图集相关知识得到更好的理解。学生也通过建立相应的装配化混凝土图集的节点及构件的BIM模型，更好的掌握BIM技术，具备初步深化设计的能力。

我校采用Tekla后，教学总学时与传统教学方法接近，机房也不需要升级。理论讲述时间缩短，建模实训周期会被拉长，但学生在自己动手建立钢筋BIM模型的过程中，深入理解了图集。同时具备了一定的深化设计能力。由“请你看”模式转化为“我来做”模式。一般来说使用Tekla进行建模的流程如下：

（1）按照建筑图进行建筑翻模。即根据装配式混凝土现有的二维设计施工图,采用BIM技术建立建筑三维模型。让学生学会采用TEKLA软件， 进行构件中的梁、板、柱以及墙体的建模工作。

（2）进行可视化的PC拆分设计。将整个建筑BIM模型进行拆分的重点是依据规范合理拆分，构件数量统计，连接节点的设计，构件面积或体积的统计。可以将构件分类并统计数量，如：现浇墙体、填充墙体、现浇楼板、预制叠合板、叠合板现浇层、预制楼梯、现浇带、预制剪力墙等。

（3）完成PC构件参数、装配率的统计后，确保合乎规范要求，再进行PC二次深化。PC二次深化主要是依据规范配置构件钢筋。

经过改革后的课堂教学取得了相应的成果。我校在由中国建设教育协会、中国就业培训技术指导中心、住房和城乡建设部科技与产业化发展中心联合举办的全国装配式建筑职业技能竞赛深化设计赛项中，获得全国一等奖。

四、TEKLA软件的教学应用实例

以叠合板DBS1-67-3620-31的教学过程为例, 结合TEKLA软件的装配式混凝土的教学模式如下:

（1）在线预习：在线发布《桁架钢筋混凝土叠合板（60mm厚底板）》15G366-1图集DBS1-67-3620-31相关图片，施工现场图片；鼓励学生讨论，回答预习问题。

（2）课堂老师讲解图集：使用预先做好的3D模型，对应二维图集讲解①钢筋、②钢筋、③钢筋、桁架的位置、尺寸等参数。

（3）老师示范TEKLA建模程序，学生学习：建立楼板→切割边角→布置①钢筋→布置②钢筋→布置③钢筋→布置桁架。

（4）学生课后练习：使用与DBS1-67-3620-31非常类似的DBS1-67-3624-21作为练习题，让学生课后练习，并发布引导视频，便于学生反复观看、练习，有利于最终掌握并理解图集。

装配式混凝土与TEKLA软件结合探索新型识图教学模式，有助于学生识读现行的装配式混凝土规范图集,培养动手能力和空间想象力积累相应的工程经验。帮助学生掌握装配式建筑的深化设计的相关内容。因此，不断改进和完善新型教学模式,有利于培养装配式混凝土的应用性专业人才。