借助tekla提高鋼結(jié)構(gòu)工程實施效益的探討

莫純峰

【摘 要】Tekla Structures是Tekla公司出品的鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計軟件。Tekla Structures的功能包括3D 實體結(jié)構(gòu)模型與結(jié)構(gòu)分析完全整合、3D 鋼結(jié)構(gòu)細部設(shè)計、3D鋼筋混凝土設(shè)計、專案管理、自動 Shop Drawing、BOM 表自動產(chǎn)生系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】Tekla Structures；鋼結(jié)構(gòu)；空間曲面

鋼結(jié)構(gòu)建筑物當前廣泛應用到經(jīng)濟生活中的各個領(lǐng)域，不管是各類工業(yè)車間、廠房、裝置框架、橋梁還是民用的房屋、辦公樓宇、摩天大樓，鋼結(jié)構(gòu)建筑物都以其安裝簡單、建設(shè)時間短、性價比高和堅固耐用的特點深受歡迎。

Tekla Structures 作為為結(jié)構(gòu)工程師和制造人員提供的一個工具軟，是一個管理多種材料（鋼材、混凝土、木材等）數(shù)據(jù)庫的集成化、基于模型的三維解決方案。Tekla Structures 具有交互式建模、結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計和自動創(chuàng)建圖紙等功能。使用Tekla Structures 可以創(chuàng)建任何結(jié)構(gòu)的真實模型，其中包括含結(jié)構(gòu)的幾何形狀和尺寸信息，以及所有有關(guān)型材、橫截面、連接類型和材料等信息，在鋼結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域有著廣泛的應用。

近年來我公司在各個工程項目推行應用專業(yè)管理軟件，提高了工效，保證了工程質(zhì)量，特別是Tekla鋼結(jié)構(gòu)深化軟件的應用取得了明顯效果，在制作、安裝中體現(xiàn)出許多優(yōu)點，下面就以最近完成的一個項目加以介紹：

1.項目概況

2012年初，我公司承接了海南精細化工項目鋼結(jié)構(gòu)的制作任務(wù)。海南精細化工項目一期工程投資40多億元，包括200萬噸/年原油預處理、120萬噸/年催化裂解、60萬噸/年氣體分離、30萬噸/年裂解柴油加氫等8套主要裝置，整個一期的鋼結(jié)構(gòu)總量約為15000多噸，其中主要包括裝置框架、廠房、管廊等，整個工期約為8個月。

2.項目特點

海南精細化工項目是我公司承接的一個比較大型的鋼結(jié)構(gòu)工程，它具有以下特點：a、工期緊，整個工期8個月，除去設(shè)計啟動和材料采辦的時間，實際制作只有約6個月，也就是說每個月至少完成2500噸的制作量；b、結(jié)構(gòu)煩雜，整個項目里分為80多個小單元，各個單元的結(jié)構(gòu)形式都有所不同，有的單元重量只有幾噸，有的單元重量幾百噸；c、遠離安裝現(xiàn)場，制作場地距離安裝場地數(shù)百公里，制作與安裝的溝通協(xié)調(diào)比較困難。

3.實施過程

項目實施的過程按照以下順序：詳設(shè)圖紙接收、審核→設(shè)計建模、出材料清單→材料采辦→加設(shè)出版施工圖紙→工廠制作→運輸出廠、交付，其中加工設(shè)計、材料采辦和工廠制作是比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

a、加工設(shè)計

本項目的成敗很大程度由加工設(shè)計的質(zhì)量決定，首先材料采辦清單的準確性直接關(guān)系到材料的購買費用；其次加設(shè)圖紙的質(zhì)量影響到制作的準確性，可以減少返工修改的支出；最后加設(shè)質(zhì)量也影響到安裝的進度，準確的設(shè)計是高效、順利安裝的保證。為此，我們在項目初期就組建了16人的加設(shè)隊伍。其中分工明確，有負責詳圖審查的，有負責搭建模型的，有負責模型審查的，有負責圖紙出版。同時，按照以往的經(jīng)驗，通過提前搭設(shè)通用節(jié)點，建立通用模板，重點突擊大件結(jié)構(gòu)的方法提高了設(shè)計出圖的效率，滿足了制作進度的要求。合理的分工和嚴格的進度控制，整個項目出版了6900多張制作圖紙，未發(fā)生重大設(shè)計錯誤，微小錯誤也控制在可接受的范圍。

b、材料采辦

本項目鋼材的材質(zhì)為Q235和少量的Q345，包含各規(guī)格H型鋼、工字鋼、鋼管、鋼板和高強螺栓。利用Tekla軟件解決了兩個難題：1、按照以往的經(jīng)驗，一般鋼結(jié)構(gòu)采辦的損耗余量是按照加工圖紙用量的5%統(tǒng)計的。但是，對于多達15000噸的鋼材，5%的余量就是750噸，按照平均4500元1噸的單價，光是損耗量就要300多萬。對此，我們利用Tekla的真實建模、材料自動統(tǒng)計功能，對每個單元的用量進行了精確統(tǒng)計，通過對鋼板進行計算機自動排版，大規(guī)格的型鋼按照排版后的數(shù)量采辦不留余量等方法，使得損耗量控制在3%以內(nèi)。2、由于工期十分緊張，材料采辦周期必須盡可能的縮短，有了Tekla軟件的材料自動匯總功能，我們可以及時的提交采辦清單，實施材料的滾動采辦，并且減少了出錯率，避免了同個單元材料的二次采辦，滿足了施工進度的要求。

c、工廠制作

本項目的制作環(huán)節(jié)作為最后一個瓶頸，主要要克服以下幾個難點：一是制作效率，在6個月的有效工期，保證平均2500噸的月產(chǎn)量；二是差錯率必須控制在低水平；三是現(xiàn)場反應的情況要幾時得到解決。通過前期大量的準備工作，我們采取了以下的實施策略：1、選擇了4家鋼結(jié)構(gòu)制作廠，分別負責不同的單元，同時要求這些廠必須能對加設(shè)圖深化，具備能與Tekla對接的數(shù)控加工設(shè)備；2、采取工作量競爭分配的機制，哪個廠加工速度快、出廠質(zhì)量好，哪個廠就多分配工作量；3、工廠內(nèi)技術(shù)部門對加設(shè)圖紙進行二次審核，確保準確無誤。4、將設(shè)計的實體模型下發(fā)到加工廠，對照模型技術(shù)處理現(xiàn)場的問題反饋。

經(jīng)過6個月的廠內(nèi)制作，我們發(fā)現(xiàn)除了初期的兩個月外，月產(chǎn)量都達到了2000噸以上，其中最高達到3500噸?，F(xiàn)場安裝未發(fā)生主構(gòu)件安裝問題，微小差錯也由安裝方利用模型自行解決了。在完工后余料的統(tǒng)計中，在預計的3%損耗里面有2%不可回收，有1%還被我公司回收利用。制作工作完全達到預定的要求，也受到業(yè)主方的充分肯定。

總之，通過上面項目的介紹我們可以看到，Tekla軟件的應用，在鋼結(jié)構(gòu)工程的施工中帶來了多方面的好處：1、縮短加工設(shè)計時間，與原來使用CAD軟件相比效率提高數(shù)倍以上；2、節(jié)約材料投資，與按平面圖他、立面圖統(tǒng)計材料相比，材料采購準確性大大提高；3、保證施工質(zhì)量，使用該軟件后，制作精度可以達到毫米級，安裝更加順利；4、方便現(xiàn)場施工，由于是三維真實模型，施工方案可以更加貼近實際，現(xiàn)場修改更加方便。但是，我們也應該看到實際項目的運作用也存在一些問題，首先工程管理人員對Tekla軟件的掌握水平參差不齊，限制了它發(fā)揮更大的作用；其次，由于普通鋼結(jié)構(gòu)的制作單價水平普遍較低，制作工廠很難購買使用現(xiàn)進的數(shù)控加工設(shè)備進行生產(chǎn)；所以，我們希望未來一方面可以深入挖掘Tekla軟件在施工應用的優(yōu)點；另一方面工程造價可以更加合理，國產(chǎn)數(shù)控加工設(shè)備能更加物美價廉，施工企業(yè)的效益能進一步提高，行業(yè)發(fā)展更加健康。

參考文獻：

[1] 徐占發(fā) 鋼結(jié)構(gòu)施工 華中科技大學出版社 2010.

[2] 徐偉 現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)工程施工 中國建筑工業(yè)出版社 2006.

[3] 李慧民 工程經(jīng)濟與項目管理 中國建筑工業(yè)出版社 2009.