Tekla在核电钢结构模块三维协同设计中的应用

文/ 张金锁、赵艳青、祝玉斌 中国核电工程有限公司郑州分公司 河南郑州 450000

模块化技术是第三代核电站的重要标志之一，在核电工程中模块一般分为机械模块和结构模块，机械模块是由设备、 管道、支吊架、框架钢结构等组成的紧密集约化的有机整体，其设计具有设计周期长、参与设计专业多的特点。若钢结构施工图设计仅停留在二维设计阶段，出图工作量大且存在以下问题：1）出图速度慢，出错率高； 2）若模块布置方案有较大修改，图纸修改难度很大；3）不能很好的与其他专业或者相邻模块进行协同设计，容易产生碰撞。目前核电项目一般采用以PDMS为主的三维协同设计平台，但是其在钢结构建模方面细化程度不够，很难适应模块钢结构施工图设计阶段的需求。

Tekla Structures（简称Tekla）是基于钢结构三维模型的详图设计专业软件，建模方便、快捷，贴近钢结构设计；节点设计方便；可快捷地创建钢结构三维轴测图、平面布置图、剖面图、构件图、零件图、节点图等图纸和各类报表，出图风格和材料表内容均可定制。 在钢结构加工厂广泛用于钢结构图纸深化设计。在钢结构模块设计中引入Tekla，可以有效的提高钢结构设计效率，降低错误率，保证工程的进度和质量。

本文对Tekla在核电钢结构模块三维协同设计中的应用进行初步探讨。

1、目前钢结构模块三维设计存在的问题

目前核电工程设计较多采用以 PDMS 为主的三维协同设计平台，该平台基本上能够满足三维设计的需求，但是其在钢结构设计方面主要存在以下问题：1）钢结构的建模操作较为繁琐；2）钢结构的节点设计较难实现；3）钢结构出图效率不高；4）生成报表效率不高；5）不便于模型和图纸的变更及更新。

结构专业需采用其他的专业软件才能完成钢结构的全部设计。这样就会在模块设计中出现至少 2套软件和三维模型，如何实现钢结构设计三维设计模型（数据）的唯一性或者多套模型能够进行即时、完整的数据转换， 实现钢结构设计与其他专业高效地协同设计、提高设计效率已成为需要突破的技术难点。

2、三维协同设计探讨

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。

实现Tekla与PDMS模型数据的互导，形成良好的钢结构三维模型数据管理流程，既可发挥PDMS在多专业协同设计方面的优势，在设计初期就避免专业之间的碰撞，又可以充分发挥Tekla 在钢结构详图设计方面的优势，可有效减少建模工作量, 并提升三维模型的应用价值。

2.1 初步应用

Tekla承担钢结构的节点细化建模及出图工作，起到出图工具的作用， 三维协同设计的数据仍以PDMS为准。此阶段的设计流程大致如图1所示。

图1 初步应用工作流程

PDMS中难以完成节点细化设计及建模，因此将钢结构数据导入Tekla中形成钢结构模型，在Tekla中完成详细节点的精确建模以使模型达到出图深度，最后再利用Tekla高效的出图功能完成出图工作。此流程方案较容易实现，对模块钢结构设计的出图工作有明显改进。但后期模型和图纸变更及更新的效率不高，数据同步较为麻烦。

2.2 深度应用

在PDMS及Tekla中开展多专业协同设计，设备、布置、管道、通风、电气、仪控等专业在PDMS中参照模块钢结构进行详细设计。结构专业在Tekla中进行钢结构布置设计、节点细化及出图工作。此阶段的设计流程如图2所示。

此方案使得钢结构设计及出图、后期模型和图纸的变更及更新等绝大部分工作变得十分便利，既能有效提高钢结构设计效率又不影响其他专业详细设计的开展，设计效率明显提高。

图2 深度应用工作流程

总结：

Tekla是基于钢结构三维模型的详图设计专业软件，建模方便快捷，可快捷地创建钢结构各类图纸及报表。在核电钢结构模块设计中引入Tekla，可以有效的提高钢结构设计效率，降低错误率，保证工程的进度和质量。

作为核电设计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，但是对于钢结构细部设计及节点设计，PDMS不能提供良好的解决方案，不能满足模块钢结构的出图需求。在模块设计过程中，将Tekla引入到三维设计体系，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 在钢结构详图设计方面的优势，这样可减少建模工作量,并提升三维模型的应用价值。

参考文献：

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[2]陈振明，张耀林，黄冬平.Tekla Structure软件在CCTV主楼钢结构深化设计中的应用[J].施工技术，2008（8）：73-74．

[3]马山玉.钢结构深化设计软件Tekla Structure 应用综述[J].山西建筑，2010（6）：56-57.