Tekla在核電鋼結構模塊三維協同設計中的應用

張金鎖

【摘要】Tekla作為鋼結構深化設計軟件，在核電鋼結構模塊設計工作中得到了一定的應用。結合實際工程設計，以及PDMS及Tekla在模塊設計工作中各自的優勢，探討Tekla在模塊三維協同設計中得到有效應用的工作流程。

【關鍵詞】Tekla；鋼結構； PDMS；三維協同設計

模塊化技術是第三代核電站的重要標志之一，在核電工程中模塊一般分為機械模塊和結構模塊，

機械模塊是由設備、 管道、支吊架、框架鋼結構等組成的緊密集約化的有機整體，其設計具有設計周期長、參與設計專業多的特點。若鋼結構施工圖設計僅停留在二維設計階段，出圖工作量大且存在以下問題：1）出圖速度慢，出錯率高； 2）若模塊布置方案有較大修改，圖紙修改難度很大；3）不能很好的與其他專業或者相鄰模塊進行協同設計，容易產生碰撞。目前核電項目一般采用以PDMS為主的三維協同設計平臺，但是其在鋼結構建模方面細化程度不夠，很難適應模塊鋼結構施工圖設計階段的需求。

Tekla Structures（簡稱Tekla）是基于鋼結構三維模型的詳圖設計專業軟件，建模方便、快捷，貼近鋼結構設計；節點設計方便；可快捷地創建鋼結構三維軸測圖、平面布置圖、剖面圖、構件圖、零件圖、節點圖等圖紙和各類報表，出圖風格和材料表內容均可定制。 在鋼結構加工廠廣泛用于鋼結構圖紙深化設計。在鋼結構模塊設計中引入Tekla，可以有效的提高鋼結構設計效率，降低錯誤率，保證工程的進度和質量。

本文對Tekla在核電鋼結構模塊三維協同設計中的應用進行初步探討。

1、目前鋼結構模塊三維設計存在的問題

目前核電工程設計較多采用以 PDMS 為主的三維協同設計平臺，該平臺基本上能夠滿足三維設計的需求，但是其在鋼結構設計方面主要存在以下問題：1）鋼結構的建模操作較為繁瑣；2）鋼結構的節點設計較難實現；3）鋼結構出圖效率不高；4）生成報表效率不高；5）不便于模型和圖紙的變更及更新。

結構專業需采用其他的專業軟件才能完成鋼結構的全部設計。這樣就會在模塊設計中出現至少 2套軟件和三維模型，如何實現鋼結構設計三維設計模型（數據）的唯一性或者多套模型能夠進行即時、完整的數據轉換， 實現鋼結構設計與其他專業高效地協同設計、提高設計效率已成為需要突破的技術難點。

2、三維協同設計探討

Tekla與PDMS的模型數據可以通過多種渠道相互導入各自數據，主要有DGN及SDNF兩種格式文件。其中DGN 格式文件是以參考模型的形式實現數據互導，即數據導入對應軟件后僅能以塊體形式顯示其所占用的空間位置，不帶有部件屬性，不能編輯。以SDNF格式文件導入到對應軟件后其數據可帶有部分原有模型屬性，并可轉化為相對準確的、可編輯的三維模型。

實現Tekla與PDMS模型數據的互導，形成良好的鋼結構三維模型數據管理流程，既可發揮PDMS在多專業協同設計方面的優勢，在設計初期就避免專業之間的碰撞，又可以充分發揮Tekla 在鋼結構詳圖設計方面的優勢，可有效減少建模工作量， 并提升三維模型的應用價值。

2.1初步應用

Tekla承擔鋼結構的節點細化建模及出圖工作，起到出圖工具的作用， 三維協同設計的數據仍以PDMS為準。此階段的設計流程大致如圖1所示。

PDMS中難以完成節點細化設計及建模， 因此將鋼結構數據導入Tekla中形成鋼結構模型，在Tekla中完成詳細節點的精確建模以使模型達到出圖深度，最后再利用Tekla高效的出圖功能完成出圖工作。此流程方案較容易實現，對模塊鋼結構設計的出圖工作有明顯改進。但后期模型和圖紙變更及更新的效率不高，數據同步較為麻煩。

2.2深度應用

在PDMS及Tekla中開展多專業協同設計，設備、布置、管道、通風、電氣、儀控等專業在PDMS中參照模塊鋼結構進行詳細設計。結構專業在Tekla中進行鋼結構布置設計、節點細化及出圖工作。此階段的設計流程如圖2所示。

此方案使得鋼結構設計及出圖、后期模型和圖紙的變更及更新等絕大部分工作變得十分便利，既能有效提高鋼結構設計效率又不影響其他專業詳細設計的開展，設計效率明顯提高。

總結：

Tekla是基于鋼結構三維模型的詳圖設計專業軟件，建模方便快捷，可快捷地創建鋼結構各類圖紙及報表。在核電鋼結構模塊設計中引入Tekla，可以有效的提高鋼結構設計效率，降低錯誤率，保證工程的進度和質量。

作為核電設計常用的三維協同設計平臺，PDMS在多專業協同設計方面有著強大的優勢，但是對于鋼結構細部設計及節點設計，PDMS不能提供良好的解決方案，不能滿足模塊鋼結構的出圖需求。在模塊設計過程中，將Tekla引入到三維設計體系，實現Tekla與PDMS模型數據的互導，既可發揮PDMS在多專業協同設計方面的優勢，又可以充分發揮Tekla 在鋼結構詳圖設計方面的優勢，這樣可減少建模工作量，并提升三維模型的應用價值。

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