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摘要：随着国内建筑市场的发展，异形、复杂空间钢结构越来越多，给设计、施工等环节都带来前所未有的挑战。本文就Tekla Structures软件在宿迁大剧院钢结构工程中的应用进行探讨，提出一些关于复杂造型的空间钢结构施工的解决方案。
关键词：Tekla Structures软件；空间钢结构；深化设计；施工模拟
一、工程概况：
宿迁市宿豫文化公园(文化艺术活动中心)大剧院位于江苏宿迁市宿豫区，为宿迁市宿豫文化公园(文化艺术活动中心)项目的一部分，建筑面积47165.1m2，地上四层，地下两层，建筑高度38.6米。地下部分为钢筋混凝土框架结构，地上部分为钢结构，屋顶为网架结构。总用钢量约为1.4万吨。
二、通过Tekla Structures软件与设计沟通，解决了设计中存在的不少问题
为避免在施工过程中出现钢结构专业与其它专业相互碰撞及多专业相互不协调的现象，在施工之前，将幕墙、机电等专业的模型导入Tekla Structures软件中，利用Tekla Structures软件的碰撞检测功能提前进行碰撞检查，快速找到碰撞点后，将这些碰撞点分类整理后提供给设计院，再由设计院进行多专业的综合布置和空间位置的优化调整，以便初步消除由于设计错漏碰缺而产生的隐患。依靠Tekla Structures软件出色的精准三维建模，我们与设计院的配合更加默契。
三、通过Tekla Structures软件建立的三维立体模型，保证了钢结构与幕墙、网架等专业的完美对接
由于建筑立面为多个倾斜面构成，这就要求与建筑幕墙接触的钢构件和幕墙立面必须保持平行，这造成了钢结构外边梁需要做成平行四边形。而且各个立面的倾斜度都不同，这就更加大了外边梁的深化工作难度。但是我们将模拟幕墙建进模型以后，外边梁的平行四边形形状便能很快确定下来，而且与幕墙的位置关系一目了然。
四、运用Tekla Structures软件自定义用户单元功能，加快了建模速度
由于本工程运用大量不规则截面以及结构杆件布置的不规则性，造成现有节点库中的节点很难满足设计节点的要求。我们运用了许多自定义用户单元，虽然前期自定义参数比较复杂，但是后期运用起来还是事半功倍，大大提高了深化设计的工作效率。而且还能扩充公司的自定义节点库存，对公司以后做类似工程有很大的帮助。
五、运用Tekla Structures软件进行图纸会审
按照施工图纸，利用Tekla Structures软件创建项目的BIM模型，进行动态的可视化展示，使业主和参建方直观地理解设计方案，直观的检查图纸中相互矛盾处、无数据信息、数据错误等方面的图纸问题，在施工前能预先发现存在的问题，帮助图纸会审。
六、运用Tekla Structures软件进行施工过程管理
1工程数据协同共享：管理的支撑是数据，项目管理的基础就是工程基础数据的管理，准确地获取相关工程数据就是项目管理的核心竞争力。Tekla Structures软件中的工程基础数据可在各单位、各管理部门之间进行协同和共享，各部门可根据自己的需求选取相应的信息。
（1）安全可行性分析：采用Tekla Structures模型结合有限元分析平台进行力学计算，通过验算自动识别施工过程可能存在的重大危险源。
（2）文件生成与资料管理：利用Tekla Structures软件，快速准确生成规范合理完整的施工组织设计文件、施工进度计划和施工网络计划图以及深化后的施工平面图。
（3）成本对比与管控：在Tekla Structures软件数据库中可以快速获取工程基础信息，通过合同、计划与实际施工的消耗量、分项单价、分项合价等数据的计算对比，可以有效了解项目运营是盈是亏，消耗量有无超标，进货分包单价有无失控等等问题，实现对项目成本风险的有效管控。
（4）物资、劳务管理：利用Tekla Structures软件，可快速准确获取某一施工阶段所需工程数据，进而可以精准的制定人员配备、材料供给、机械设备等的数量，大大减少了资源、物流和仓储环节的浪费，从而实现施工企业的精细化管理。
2 4D动态可视化管理：将赋有属性的三维空间模型与时间轴结合，形成集工程信息与施工进度于一体的动态管理体系。可以直观、快速的了解现场实际施工进度、人员配备、材料设备应用及安全质量控制等情况，同时也可将现场反馈回来的实际进展情况与施工计划进行对比，并根据对比结果分析导致误差的原因，同时调整、更新下一步计划。
七、运用Tekla Structures软件进行施工模拟
1施工场地平面布置：利用Tekla Structures软件进行施工场地的综合布置，合理规划，包括办公及生活区临建、临水、临电、库房、材料堆放区、材料临时加工场地、施工机械布置、运输道路、绿化区、停车位等位置，以提高施工场地的利用率与施工效率。
2特殊、复杂部位施工模拟：运用Tekla Structures软件提前进行复杂节点模型建立，再实际应用到现场加工中，从而避免了在施工中可能出现的错误，降低了施工难点，大大提高了施工质量，缩短了工期，有效的减少项目管理成本。
3施工方案对比：根据实际工程，依据于模型中的工程数据库，从模板素材库中选取相关内容，使模板与数据库相结合，快速、准确生成规范合理完整的施工方案，通过Tekla Structures软件的实境模拟功能进行仿真精细化模拟，以检验方案的可行性，为各分包方项目交底以及业主的虚拟验收提供了必要的技术手段，让总包方找到最佳的专项施工方案。
4 4D施工模拟：在Tekla Structures软件中，使用“可视化工程状态”功能进行4D动态模拟。利用4D-BIM技术模拟实际施工(4D-BIM技术是指在3D模型的基础上附加时间维)，使其在早期设计阶段就发现后期真正施工阶段出现的各种问题，为后期进展提供可行性指导。软件还可以生成相关的4D报表。
5 5D模拟：使用Tekla Structures软件，快速计算出工程量，对各项支出进行分类梳理，提前进行成本模拟、预测，继而在施工过程中可进行科学的成本控制及核算分析，不仅可以避免出现使用传统管理方法而导致的盲目采购、核算混乱、账目不清等现象，也可以提高管理效率、减少经济效益流失。
结束语
Tekla Structures软件在钢结构深化设计方面的优越性在本工程得到了很好的体现，尤其是处理一些复杂、多维的结构，这也是Tekla Structures软件的一个很大的优势。相信随着Tekla Structures软件的不断开发和完善，Tekla Structures软件一定会在钢结构乃至混凝土结构行业中得到越来越广泛的应用。
参考文献：
[1]Tekla-建筑信息建模（BIM）行业中的领先者[J].钢结构，2012（11）：87-90.
[2]马山玉.钢结构深化设计软件Tekla Structure 应用综述[J].山西建筑，2010（02）：56-57.
论文作者:田新敏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/1/18
标签：软件论文; 钢结构论文; 工程论文; 模型论文; 幕墙论文; 宿迁市论文; 数据论文; 《基层建设》2017年第32期论文;