浅谈Tekla在核电混凝土结构三维协同设计中的应用

浅谈Tekla在核电混凝土结构三维协同设计中的应用

祝玉斌王晶张金锁

中国核电工程有限公司郑州分公司河南郑州450000

摘要：Tekla作为BIM类的设计软件之一，已在众多工程中得到了实际应用，根据Tekla软件的功能及特点，结合现在核电工程中普遍采用PDMS三维设计软件，讨论Tekla在混凝土结构设计中的问题及Tekla在前期的预算工作和后期的施工管理方面协同工作的可能性。

关键词：Tekla；混凝土；三维协同设计

0引言

混凝土结构作为建筑行业不可替代的结构形式，已经存在了相当长的一段时间，并且在未来的几十年内发挥着不可替代的作用。目前，整个建筑行业还停留在粗放型管理经营的时代，常常因为施工单位通过二维的图纸没有很好的理解设计方的意图，再加上工程分包等原因，致使很多工程在完工之后与设计的初衷会存在一定程度上的偏差。而且对于复杂的工程，特别是在复杂的节点处，设计过程中混凝土结构的钢筋与管道的排布问题、施工过程中的碰撞问题，采用现在传统的设计、施工方式不可避免。

随着科技的不断发展，越来越多的复杂工程开始追求更高的质量、更短的工期、更复杂的外观、更精确化的过程管理，再此基础之上，尚要兼顾节约成本，传统的设计、施工模型已经无法满足此众多的要求。BIM（BuildingInformationModeling）技术近些年发展迅速，在建筑行业异军突起，其利用计算机软件针对具体工程进行三维设计和施工模拟，快速搭建精细化管理平台，重点可以复杂节点可视化知道施工、大量数据管理、多软件工作协同、造价管理等，将有效的弥补传统方式的不足之处。

TeklaStructures（简称Tekla）是作为混凝土结构深化设计软件，建模方便、快捷，并能对混凝土、钢筋、型钢等材料的数据库进行集成管理；Tekla还能快捷地创建混凝土结构的平面图、剖面图、配筋图、细部节点图等图纸和各类报表，出图风格和钢筋表内容均可定制。在混凝土结构设计中引入Tekla三维设计，可以有效的提高设计效率，降低错误率，减少钢筋的碰撞，保证工程的进度和质量。

1Tekla应用到混凝土结构三维设计中存在的问题

以核电工程为例，目前设计较多采用以PDMS为主的三维协同设计平台，该平台基本上能够满足多专业三维协同设计的需求，但是其在混凝土结构设计方面主要存在以下问题：1）混凝土结构出图效率不高；2）生成报表效率不高；3）基本不能建立钢筋模型，更加不能进行混凝土节点区复杂钢筋的设计；4）模型和图纸的关联性较差。

鉴于PDMS在混凝土结构设计方面存在的弊端，结构专业需采用其他的专业软件才能完成混凝土结构的三维设计。这种情况就存在至少两种三维软件之间需要进行模型和数据的转换，如何实现软件之间完整的数据转换成为了问题的关键。

2三维设计探讨

Tekla与PDMS的模型数据可以通过多种渠道相互导入各自数据，主要有DGN及SDNF两种格式文件。其中DGN格式文件是以参考模型的形式实现数据互导，即数据导入对应软件后仅能以块体形式显示其所占用的空间位置，不带有部件属性，不能编辑。以SDNF格式文件导入到对应软件后其数据可带有部分原有模型属性，并可转化为相对准确的、可编辑的三维模型。

Tekla软件针对混凝土结构，可以采用ifc格式的文件与PDMS之间进行很到的数据交换，转换之后的模型并可进行编辑，这就大大减少了混凝土结构设计的建模工作量，为混凝土三维协同设计提供了基础。

针对现有核电工程多采用PDMS进行三维设计，对其设计过程进行总结，在加入Tekla混凝土三维深化设计工作，梳理出大致的设计流程如下图所示。

图1工作流程

Tekla软件利用其本身数据库中包含的600多个不同种类的节点及不同的钢筋建模方式，可以快速、便捷的完成钢筋的深化设计及建模工作，如图2所示；这为其进行后面的钢筋碰撞、工程量统计、三维可视化指导施工等工作提供了基础依据。

图2混凝土钢筋模型

Tekla可以根据细化的钢筋模型，进行钢筋的碰撞检查工作，并且给出碰撞列表，可以使碰撞问题在设计阶段得到很好的解决；Tekla还能生成所需要的报告清单，如混凝土的工程量、钢筋的用量等均可以快速、便捷、准确的进行统计，这就为预算工作提供了数据，为预算工作进行协同工作提供了可能性。

图3钢筋量清单

Tekla还有一个优点，就是软件本身的开放交互功能，彻底颠覆了以往软件中封闭性的特点，正是基于此项功能，在出图方面，包括模板图和配筋图，用户可以使用Tekla定制一切自己想要的出图模板；由于图纸是基于三维模型生成的，使用软件生成的图纸还有两个优点，1）生成的平面图、剖面图以及细部详图完全统一，不存在“平”、“立”、“剖”面图不对应和“错漏碰缺”的问题；2）在需要修改或变更的时候，仅需要修改模型，模型所对应的所有的图纸均会发生相应的变化，真正做到及时的数据更新；3）图纸可以通过定制，自动生成钢筋表及钢筋大样图，直接指导施工。

3总结

Tekla是混凝土结构深化设计的专业软件，建模方便快捷，可快捷地创建各类图纸、钢筋表及各类材料报表。作为核电设计目前常用的三维协同设计平台，PDMS在多专业协同设计方面有着强大的优势，但是在很大程度上不能满足结构专业的设计要求。在核电混凝土结构设计中引入Tekla，实现Tekla与PDMS模型数据的互导，既可发挥PDMS在多专业协同设计方面的优势，又可以充分发挥Tekla在混凝土结构设计中的优势，大大提高结构专业的设计效率，对于复杂结构更是可以降低错误率，保证工程的进度和质量，提升三维模型的应用价值。

参考文献

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[2]吴欣然.BIM技术在PSRC结构中的研究与应用[D].安徽建筑大学2016．

[3]韩正来.TeklaStructure在钢筋混凝土结构工程预算中的应用[J].2010中国高新技术企业，2010（36）：185-186.