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探析计算机放样在钢结构工程中的应用.doc

1、1探析计算机放样在钢结构工程中的应用摘 要:本文以孟加拉国 BAGHABARI 50MW 电厂的钢结构工程二次设计为例,介绍了 Tekla Structures 软件在钢结构工程中的应用。 关键词:钢结构工程;Tekla Structures 软件;三维智能; 中图分类号:TU319 文献标识码: A 文章编号: 1 、Tekla Structures 软件介绍 Tekla Structures 软件(以下简称软件)是芬兰 Tekla 公司设计的一个交互性 3D 固体建模系统,适用于钢结构建模。用户可以在一个虚拟的空间中搭建一个完整的钢结构模型,通过创建三维模型后自动生成自己所需样式的钢结构详

2、图和各种报表 ,如整体布置图、构件图、零件图、工程量清单等等;可以用生成的详图指导下料和制作;可纠正原设计图纸中出现的一些失误;可以优化设计;可减少很多重复工作,比如二次放样、二次计算等。 2、TS 的功能特点及优势 TS 是一套多功能的三维智能建模软件, 可以创建一个完整的三维模型, 其特有的基于模型的建筑系统可以精确地设计和创建出任意尺寸的、复杂的钢结构三维模型, 并且模型中包含加工制造以及安装时所需的一切信息。 TS 可自动从创建的模型中生成加工详图、各类材料报表以及数控机床数据等。其创建的三维模型中所有梁、柱、板、螺栓等构件都是智能的, 它们会自动对模型的修改做出调整。比如, 设计人修

3、改了一根梁或2者柱的截面、长度、位置等杆件的相关信息,TS 会识别出该项改动, 然后自动对相关的节点、图纸、材料表以及数控数据做出更新和调整。 TS 不但提供了交互式的、非常易用的操作工具, 而且提供海量的节点库。参数化节点的使用, 既能满足通用化的要求, 还能满足目前日益复杂的各式连接方式的需要, 并且具备节点自动连接和构件节点碰撞校核功能。TS 支持多个用户对同一个模型进行操作。建造大型项目时可真正做到多人在同一模型中同一时刻协同工作。任何人添加新的杆件和节点, 或修改已有杆件, 数据文件都会自动更新, 保证了所有的协同操作人员都在最新的结构模型中工作。 TS 还包含有一系列的同其他软件的

4、数据接口, 这些接口可在设计的全过程中, 有效地向上连接设计以及分析软件, 向下连接制造控制系统, 在规划、设计、加工和安装全过程实现了信息共享, 避免了因信息不畅所导致的效率低下和工程风险。 总之,TS 是一个功能强大的三维智能深化设计及详图绘制软件, 特别是在解决大型复杂钢结构工程的设计、深化、加工、安装的难点问题上具有独特的优势, 可以有效地提高生产效率和确保工程施工质量。 3、工程简介 柴油发电机检修平台钢结构工程包含 3 段框架平台,各平台之间用共计 18 个楼梯段连接,平台周边设置栏杆片,栏杆片与平台和楼梯均相连。图纸只提供了平面布置图、主要剖面图和栏杆平面布置图,结构形式虽然单一

5、,但因设计节点不充分故需要进行二次深化设计。本工程全面采用软件进行详图设计,包括搭建杆件、节点设计和二次开发、生成构件清单、绘制零件详图和装配图等,大大提高了详图设计效率和制作3装配的准确性。其 3D 立体模型效果图见图 1。 4、Tekla Structures 在钢结构工程中的二次设计 (1)原图纸设计中给出的柱脚节点设计要求底板尺寸变小,且膨胀螺栓和孔视经验进行相应更改,底板四角要倒弧(见图 2) 。 这就涉及到二次设计问题,如果用传统的 AUTOCAD 进行节点二次设计,虽然也可以做到,但要经过几次比较核对,且不能一目了然地看到实际效果。改用软件进行深化设计,则只需要半分钟时间即可将最

6、佳设计答案展现出来,3D 效果图见图 3,柱脚用 TEKLA 软件进行二次节点设计的详图见图 4。 (2)本工程的栏杆和楼梯节点图并未详细根据楼梯的角度给出,而是只给出了图集号,并未考虑到每段楼梯的角度不同(见图 5) ,故楼梯与栏杆、楼梯与平台的节点各有不同,需要出具详图,才能保证制作的准确性。如果使用传统的 CAD 转化详图,考虑到栏杆转角处节点不好绘制,楼梯多绘制量大,很容易出错。如果使用 TEKLA 软件进行二次设计,可生动形象地展示出楼梯与平台的节点、栏杆与楼梯的节点、栏杆与栏杆的节点、栏杆与平台的节点。 4在转化此图过程中,不能一味地按照图集要求转化详图,必须考虑楼梯扶手与平台栏杆

7、的连接,如果一味按照图集绘制详图,势必会造成楼梯扶手和平台栏杆搭接不上的现象,为此,必须统筹考虑,适当进行二次设计,保证扶手和平台栏杆的平稳过渡,且力保安全扶手的高度。转化后的效果图见图 6,扶手与平台栏杆的平稳过渡设计见图 7。 楼梯扶手的顶端与平台的连接处的立杆定位很关键,如果一味地照图集转化详图,就可能出现立杆与扶手和平台栏杆无法焊接到一起的情况,所以要根据楼梯角度和平台位置选择好此立杆的位置,以保证三者有机焊接到一起(见图 8) 。经过软件的二次设计之后,生成栏杆装配图(见图 9) ,生成带栏杆的楼梯片图(见图 10) 。 结语 总之,利用软件给钢结构的制作带来了很多好处,不但可以生成

8、模型,生成图纸,生成材料清单,还可以对节点进行二次设计,最大程度地降低设计错误,提高详图的准确性,为构件制作和现场安装提供指导。虽然该软件属于新生事物,目前还有其不完善的地方,但只要我们发挥出自己的创新和创造的能力,对具体工程具体分析,进行有效的二次开发设计,必定会为工程的顺利开展提供更好的技术支持和服务。 参考文献: 51Tekla Structures 使用手册M.2006. 2中国建筑标准设计研究所.02J401 钢梯M.北京:中国计划出版社,2002. 3中国建筑标准设计研究所.02(03)J401 钢梯(2003 年局部修改版)M.北京:中国计划出版社,2003. 4Tekla Structures 2008

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