【摘要】Xsteel 是國際上比較認可的軟件，伴隨著國外項目的日益增多，鋼結(jié)構(gòu)項目無論從建筑，冶金，到機械，化工，甚至到海洋工程等各個領(lǐng)域 Xsteel 都得到了廣泛應(yīng)用。本文我們將將就鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計中Xsteel 軟件的應(yīng)用問題展開論述與分析。
【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；深化設(shè)計；Xsteel軟件
【分類號】：TU391
一、鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計必要性
（1）現(xiàn)代化的項目管理體系對專業(yè)化分工提出了更高的要求。近年來，我國鋼結(jié)構(gòu)建筑得到飛速發(fā)展，項目管理水平得到極大的提高。項目管理者制定網(wǎng)絡(luò)計劃時對材料控制、施工工序控制、工期控制等要求越來越高，工廠化的生產(chǎn)和大規(guī)模的現(xiàn)場安裝，也需要條理清晰地安裝加工圖紙。在大中型鋼結(jié)構(gòu)項目中，聘請專業(yè)的設(shè)計深化公司已逐漸成為主流。
�。�2）鋼結(jié)構(gòu)施工圖節(jié)點深化設(shè)計的必要性。隨著鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計深化公司出現(xiàn)，以及設(shè)計院校中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計人才的緊缺，多數(shù)項目鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計施工圖只能達到構(gòu)件設(shè)計和典型節(jié)點設(shè)計的深度。大量的節(jié)點需要深化設(shè)計單位進行簡單計算并制圖，交由設(shè)計單位確認。事實上，越來越短的設(shè)計周期，越來越復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)形式，也意味著必須有專業(yè)的深化公司配合才能順利實施。
�。�3）施工過程仿真分析的重要性。工程的施工過程往往需要一些計算工作，大型項目的施工順序、卸載方案等甚至成為施工中的關(guān)鍵因素，這些計算分析工作在民用建筑設(shè)計領(lǐng)域，習(xí)慣上不在施工圖設(shè)計范圍，而且往往需要貫穿施工過程的始終。選擇對工程加工安裝熟悉并可以全程服務(wù)的專業(yè)深化公司非常重要
（4）鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件詳圖設(shè)計的必要性。雖然施工圖紙給出了構(gòu)件截面和節(jié)點連接等信息，但施工過程中工廠內(nèi)的構(gòu)件加工制作和現(xiàn)場的安裝連接是完全分開的。構(gòu)件詳圖作為工廠的生產(chǎn)工藝圖，是產(chǎn)品出廠的依據(jù)。
二、鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計要點
1、工作內(nèi)容的要點
1） 深化設(shè)計人員應(yīng)以認真、負責(zé)、仔細的態(tài)度做好每一頁加工詳圖；
2） 深化設(shè)計人員須讀懂設(shè)計文件中每一項內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)問題，及時與設(shè)計單位協(xié)商解決；
3） 鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計總說明，應(yīng)包括設(shè)計依據(jù)、制作安裝說明、構(gòu)件材質(zhì)要求的一般原則、表面處理要求及油漆種類、焊接要求等內(nèi)容；
4） 構(gòu)件有分段，需提供總裝圖�？傃b圖應(yīng)包含工廠生產(chǎn)的分段構(gòu)件在現(xiàn)場拼裝的一切控制性數(shù)據(jù)；
5） 構(gòu)件圖應(yīng)包含工程現(xiàn)場拼裝信息和在工廠驗收檢驗中所需的全部數(shù)據(jù)信息、安裝位置的相對具體關(guān)系、構(gòu)件的安裝方向、材料表等，對特殊焊接點應(yīng)注明焊接要求；
6） 構(gòu)件安裝布置圖應(yīng)包括柱、梁等主要構(gòu)件位置分布，構(gòu)件編號應(yīng)與構(gòu)件圖的構(gòu)件編號保持一致；
7） 材料表上應(yīng)注明構(gòu)件和零件的編號、規(guī)格、材質(zhì)、數(shù)量、單重、總重等內(nèi)容。
2、圖紙表達的要點
1） 深化設(shè)計過程中，要領(lǐng)會設(shè)計意圖，準確把握各構(gòu)件外形及尺寸；
2） 標(biāo)注尺寸為圖示構(gòu)件的最后完工尺寸，否則應(yīng)另加說明；
3） 每一構(gòu)件至少應(yīng)有一個基準，基準的確定根據(jù)構(gòu)件在工程中的作用、位置和保證構(gòu)件性能的條件。圖樣或標(biāo)題欄內(nèi)的圖名應(yīng)能準確表達圖樣、圖紙構(gòu)成的內(nèi)容，做到簡練、明確。
三、 Xsteel 軟件在鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計的主要功能
Xsteel 是Tekla 公司開發(fā)的一套鋼結(jié)構(gòu) 3D實體模型專業(yè)軟件，具備整合 3D 及 2D 之間的Database物件導(dǎo)向功能。Xsteel 的型鋼庫可根據(jù)不同國家選擇型鋼生產(chǎn)國的各種類型、各種型號的型鋼（包括國產(chǎn)的各種型鋼）。同時用戶可以根據(jù)自己工作的需要，方便地將自定義的型鋼類型和型號添加到庫中。Xsteel 提供了許多專門的三維建模輔助工具，可以隨時三維渲染視圖從任意角度查看模型的整體和細部情況。并可以隨時生成 1：1 AutoCAD 格式圖紙，對設(shè)計進行檢查。節(jié)點庫包含了六百多種節(jié)點類型，常用的節(jié)點都可以在節(jié)點庫中直接選擇，系統(tǒng)提供的節(jié)點允許進行編輯�？梢宰远x自己需要的節(jié)點，自動成圖、自動生成材料表。Xsteel 可轉(zhuǎn)出 l：lSmall piece DXF 圖檔，配合自動排版及切割使用；Tekla Structures 是以模型為基礎(chǔ)的建造系統(tǒng)。用戶可設(shè)計和生成一個鋼結(jié)構(gòu)模型，包括了所有與工程相關(guān)的幾何和結(jié)構(gòu)信息。
四、 Xsteel 在鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計的應(yīng)用
�。�1）多高層鋼結(jié)構(gòu)：多高層鋼結(jié)構(gòu)的深化重點是結(jié)構(gòu)布置和連接節(jié)點。以層為單位表達水平構(gòu)件（梁、桁架、水平支撐等）和豎向構(gòu)件（柱、垂直支撐、鋼板墻等）是通常的思路。以柱的運輸或安裝分段內(nèi)包含的水平和豎向構(gòu)件，劃分為相對清晰的工作模塊，是比較有效率的組織方式。此外，型鋼混凝土等勁性構(gòu)件還需要額外考慮栓釘、穿筋孔的布置和大量的埋件連接。
（2）門式剛架：門式剛架結(jié)構(gòu)相對簡單，剛架梁、剛架柱的設(shè)計通常按平面結(jié)構(gòu)進行計算。深化詳圖也常常按榀來劃分工作范圍。除此之外，吊車梁系統(tǒng)，夾層梁系統(tǒng)和支撐、托架系統(tǒng)是深化工作需要重點關(guān)注的。
（3）空間桁架：空間桁架常常用于大面積的屋蓋，如果處理好桁架的運輸單元劃分、桁架之間的連接或拼接節(jié)點，深化工作就事半功倍了。因為美觀的需要，越來越多的空間桁架采用管桁架、索桁架或弦支雜交結(jié)構(gòu)形式。這些桁架加工圖本身并不復(fù)雜，如管桁架，甚至只需要給出三維 CAD 單線模型，給出相貫順序就可以自動加工切割。確定復(fù)雜節(jié)點的相貫次序或拉索的張拉過程是深化工作的難點所在。
�。�4）空間結(jié)構(gòu)：這里的空間結(jié)構(gòu)代表性的是空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)中的的螺栓球、焊接球、桿件和零配件等已有比較智能的設(shè)計深化一體軟件。深化工作一般著重與桿件、支座等與其它結(jié)構(gòu)的碰撞校核、螺栓球非主結(jié)構(gòu)的工藝孔的定位等方面。 五、 Xsteel 在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)展廳的應(yīng)用案例
某項目是由兩個面積為 29.6×86.2m 單體，通過連廊和端部局部外露鋼結(jié)構(gòu)骨架，組成一個全鋼結(jié)構(gòu)建筑體。建筑上要求整個屋面坡度在屋面 1/3 處由 5%整體變?yōu)?9.2%，端墻面通過抽柱做成大跨度結(jié)構(gòu)，屋面鋪設(shè)大量太陽能板提供發(fā)電，墻面采用豎鋪波紋板和局部幕墻組合。
基于上述結(jié)構(gòu)的獨特性，傳統(tǒng)的平面軟件深化設(shè)計便顯得困難重重，且許多地方無法考慮周詳。但通過 Xsteel 進行 1：1 三維建模深化設(shè)計，問題迎刃而解，且工作效率大大提高。各個三維節(jié)點通過模型進行預(yù)拼裝，并按建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求進行空間放樣。先將主框架、夾層梁系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)搭建起來，再按節(jié)點深化各個鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點，如梁柱、梁梁連接、吊柱連接，端部鋼結(jié)構(gòu)骨架等節(jié)點大樣。且每完成一個節(jié)點大樣后，立即可創(chuàng)建三維渲染圖查看結(jié)果是否符合設(shè)計要求。
在主結(jié)構(gòu)完成后，再將屋面檁條、墻筋、窗框等圍護結(jié)構(gòu)在模型里進行深化設(shè)計。Xsteel 軟件提供了大量次結(jié)構(gòu)庫文件及節(jié)點以供使用。對于非標(biāo)準的 Z 型、C 型檁條，還可以通過自定義截面庫來解決。在有必要的情況下，還可以通過對屋面排水量的計算，將天溝等圍護結(jié)構(gòu)在模型上進行深化。深化完成的 Xsteel 模型，能生成供工廠加工的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件圖、零件圖，并自動統(tǒng)計相應(yīng)的數(shù)量。能方便地導(dǎo)出相應(yīng)結(jié)構(gòu)的用鋼量，各類鋼材的材料用料表。亦可生成 AutoCAD 格式的平立面布置圖，剖面圖及節(jié)點構(gòu)造大樣。在已完成的模型基礎(chǔ)上，還可以進一步對樓梯、連廊、電梯梯井等進行深化設(shè)計工作。
六、結(jié)束語
總的來說，Xsteel 軟件不僅能和 SAP，STAAD，ETABS 等設(shè)計軟件交互使用，也支持 PDS 以及 PDMS 等軟件間的數(shù)據(jù)傳遞功能，實現(xiàn)了與機械，配管等其他 3D 設(shè)計軟件配合的目的。Xsteel 還可以對非常規(guī)構(gòu)件展開下料圖，幫助建造部分完成板材套料工作以及材料的統(tǒng)計。Xsteel 在承接設(shè)計，采購，制造，安裝的過程中均發(fā)揮重要的作用。展望未來，在設(shè)計資源共享的現(xiàn)代，Xsteel 設(shè)計軟件將發(fā)揮越來越重要的作用，進一步提高公司的核心競爭力。
參考文獻：
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