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摘要：本文以中国一重集团天津重工有限公司第三联合厂房工程为例，介绍Xsteel软件在钢结构施工中的应用。
关键词：Xsteel 钢结构详图设计 钢结构施工
1.Xsteel简介
Xsteel是芬兰Tekla公司开发的钢结构详图设计软件，别名Tekla Structures，Xsteel通过创建三维模型可以自动生成钢结构详图和各种报表。由于图纸与报表均以模型为准，而在三维模型中操纵者很容易发现构件之间连接有无错误，所以它保证了钢结构详图深化设计中构件之间的正确性。同时Xsteel自动生成的各种报表和接口文件(数控切割文件)，可以服务(或在数控设备直接使用)于整个工程，为全新方式的信息管理和实时协作创建了条件。
2.Xsteel在钢结构施工中的应用
由我公司施工的中国一重天津重工有限公司第三联合厂房为全钢结构单层工业厂房，建筑面积50000m2，单体跨度36.00m，车间檐口高34.00m，结构类型为四跨连续全钢排架结构,如图一所示，厂房纵向长度360.010m，宽度4×36m，基本柱距18.00m，钢结构制作安装总量约15000t。
中国一重集团作为国家重工行业龙头企业落户滨海新区，投资规模很大，受到天津市政府极大关注，是天津市2008年首批20项重点工程之一。做好一重工程不仅可以开拓我公司在非钢领域的市场，也可以极大地提升我们在制作安装新型重钢结构厂房方面的知名度，提升钢管混凝土组合结构施工经验，因此做好此工程对我公司意义深远。
基于该工程为重型厂房结构，构件同一性较大，且承重构件单体重量、体积及外形均很庞大，为提高我公司钢结构制作安装的科技含量，彰显特级企业的实力，在该工程中我们首次引入Xsteel13.0智能软件包用于工程施工中。
2.1 采用Xsteel 13.0完成钢结构详图设计
Xsteel 13.0是一个三维智能钢结构模拟、详图的软件包。可以根据设计图信息在一个虚拟的空间中搭建一个完整的1：1钢结构模型，建模顺序与实际施工时钢结构安装顺序一致，即按照先主体结构，后附属结构；先钢柱系统、屋面系统、吊车梁系统，后墙皮系统的顺序进行。使用Xsteel创建的模型不仅包括结构零部件的几何尺寸也包括了材料规格、横截面、节点类型、材质、用户批注语等在内的所有信息。Xsteel可以用不同的颜色表示各个零部件，利用鼠标连续旋转功能，可以从不同方向连续旋转观看模型中任意零部件连接节点。这样观看起来更加直观，可以很方便地发现模型中各杆件空间的逻辑关系有无错误。在创建模型时可以在3D视图中创建辅助点再输入杆件，也可以在平面视图中搭建。
Xsteel13.0功能强大，其中包含了600多个常用智能节点，在创建节点时非常方便。只需点取某节点填写好其中参数，然后选主部件次部件即可，并可以随时查询所有制造及安装的相关信息。一重工程是重钢结构厂房，钢柱系统采用的是钢管混凝土组合结构，节点库中没有相似节点，利用Xsteel开放系统的功能，可以创建自己的节点和目标类型添加到Xsteel中去。由于Xsteel是一个基于面向对象技术的智能软件包，模型中所有元素包括梁、柱、板、节点螺栓等都是智能目标，即当梁的属性改变时相邻的节点也自动改变。零件安装及总体布置图都相应改变。Xsteel自带的绘图编辑器能对图形进行编辑，能随时校核选中的几个部件是否发生了碰撞，这样就可以使人为所引起的错误降低到最低限度。在一重工程中，通过建模发现了多处设计错误，经过与设计院多次沟通，及时得到了修正，把问题消灭在了建模阶段，从而保证了后期钢结构制作安装的顺利进行。由于模型能自动生成所需要的图形、报告清单所需的输入数据，所有信息可以储存在模型的数据库内，所以当需要改变设计时，只需改变模型，其它数据均相应改变，因此可以轻而易举地创建新图形文件及报告。
模型完成确认正确后就可以创建施工详图了。Xsteel可以自动生成构件详图和零件详图，构件图中可以生成钢结构制作所需的所有信息，如任何部位剖面图、零件图、标高及尺寸标注、构件材料表等，不过构件详图还需要在AutoCAD环境中进行编辑、排版、输出，按照国家现行制图标准转化为操作工人容易接受的施工图形式，以供装配、箱形组立和加工工段使用。零件图可以直接或经转化后，得到数控切割机所需的文件，实现钢结构设计和加工的自动化。
2.2报表的使用
Xsteel除了用于详图设计外，所建模型还可以自动生成某些报表，如螺栓报表、构件表面积报表、构件报表、材料报表。其中螺栓报表可以统计出整個模型中不同长度、等级的螺栓总量；构件表面积报表可以提供模型中所有构件的表面积，作为计算油漆及防火涂料使用量的依据；材料报表则可以提供模型中各种规格、材质的钢材使用量，作为生产备料、工程成本核算的依据。上述所有报表自动生成，服务于整个工程，不仅大大减小了人工计算的工作量，提高了工作效率，而且非常准确，是工程预算、工程管理的重要依据，为钢结构施工及投标报价提供了极大的帮助。
2.3 Xsteel在钢结构制作安装过程中的应用
第三联合厂房工程CD跨设有两层吊车，上层吊车起重量达400t，下层吊车起重量为200t，厂房主结构特别是钢管混凝土柱牛腿部位结构形式较为复杂，该部位焊缝多为坡口焊，要想达到设计要求，制作组焊时必须由里到外倒装施工，这些接点形式及施工工艺无论在技术交底还是施工过程中表述起来都非常困难，但是在Xsteel环境中查看模型可以使管理人员和操作工人立刻形成直观认识，很容易把实物和设计图联系起来，既省时省力又准确直观。
2.4 Xsteel在投标时的应用
我公司之所以在强手如林的第三联合厂房工程竞标过程中脱颖而出，之所以取得技术标、商务标第一的好成绩，除了精心组织、仔细策划、方案新颖、报价合理、充分彰显了企业的综合实力外，在技术标中独家插入了Xsteel 所建模型、主体结构主要节点、代表性构件施工详图及材料采购计划，有力地说明了我公司已经做好了充分的技术准备，是详图转化手段最为先进、能以最快速度展开钢结构施工生产、最有能力保证施工工期、最有合作诚意、最好的合作伙伴，使业主义无反顾地选择了我们。这次有益尝试的成功也给我们以后的投标工作带来了启示，使标书从形式到内容都得到了进一步的拓展。
2.5 AutoCAD与Xsteel的比较
多年来，AutoCAD一直是钢结构行业转化详图、生产放样的主要工具，与Xsteel相比，Xsteel体现出了多方面的优越性。
(1)AutoCAD只能反映构件的平面图形。Xsteel不仅在三维模型中反映形象而逼真的立体图形，自动生成图纸及报表且具有智能性。即如果某杆件发生变化节点也相应变化。
(2)AutoCAD没有材料库，如果需要必须由操作人员自己创建编辑得到。xsteel则有强大的材料库，若库中没有，添加也很方便。
(3)AutoCAD没有杆件连接的节点只能通过手工逐个绘制，非常烦琐。Xsteel宏中有很多连接节点，并且一个节点可以演变多种节点形式，节点库中没有的节点还可以靠人工创建，使用时间越长、积累越多、功能越强大。
(4)AutoCAD中不能创造参数化节点，没有智能性。Xsteel中可以创建参数化节点，具有智能性。
(5)AutoCAD中图纸不能自动生成零件号、材料表、构件表、个人编号,全部依赖人工完成。Xsteel中建模完成后可以自动生成图纸同时材料表、构件表也自动生成。
(6)AutoCAD中没有碰撞检查功能，Xsteel有碰撞检查功能，模型完成后，可以自动检查构件之间有无碰撞，及时发现设计错误，避免在传统的构件安装时才发现错误，给施工和工期带来不利影响。
(7)AutoCAD中审核图纸时，构件之间相互连接必须同时检查相关构件详图，可能涉及到很多张图纸，实施起来较为繁琐。Xsteel中图纸审核只需检查模型即可。
3.结束语
Xsteel用于钢结构详图设计和施工生产过程，有无可比拟的优越性，随着设备数据化程度的不断改进及日益提高，随着Xsteel软件的不断完善以及我们对它的逐步了解，Xsteel的使用前景非常广泛，必将成为提高工作效率、产品质量及与国际接轨的重要手段。
关键词：Xsteel 钢结构详图设计 钢结构施工
1.Xsteel简介
Xsteel是芬兰Tekla公司开发的钢结构详图设计软件，别名Tekla Structures，Xsteel通过创建三维模型可以自动生成钢结构详图和各种报表。由于图纸与报表均以模型为准，而在三维模型中操纵者很容易发现构件之间连接有无错误，所以它保证了钢结构详图深化设计中构件之间的正确性。同时Xsteel自动生成的各种报表和接口文件(数控切割文件)，可以服务(或在数控设备直接使用)于整个工程，为全新方式的信息管理和实时协作创建了条件。
2.Xsteel在钢结构施工中的应用
由我公司施工的中国一重天津重工有限公司第三联合厂房为全钢结构单层工业厂房，建筑面积50000m2，单体跨度36.00m，车间檐口高34.00m，结构类型为四跨连续全钢排架结构,如图一所示，厂房纵向长度360.010m，宽度4×36m，基本柱距18.00m，钢结构制作安装总量约15000t。
中国一重集团作为国家重工行业龙头企业落户滨海新区，投资规模很大，受到天津市政府极大关注，是天津市2008年首批20项重点工程之一。做好一重工程不仅可以开拓我公司在非钢领域的市场，也可以极大地提升我们在制作安装新型重钢结构厂房方面的知名度，提升钢管混凝土组合结构施工经验，因此做好此工程对我公司意义深远。
基于该工程为重型厂房结构，构件同一性较大，且承重构件单体重量、体积及外形均很庞大，为提高我公司钢结构制作安装的科技含量，彰显特级企业的实力，在该工程中我们首次引入Xsteel13.0智能软件包用于工程施工中。
2.1 采用Xsteel 13.0完成钢结构详图设计
Xsteel 13.0是一个三维智能钢结构模拟、详图的软件包。可以根据设计图信息在一个虚拟的空间中搭建一个完整的1：1钢结构模型，建模顺序与实际施工时钢结构安装顺序一致，即按照先主体结构，后附属结构；先钢柱系统、屋面系统、吊车梁系统，后墙皮系统的顺序进行。使用Xsteel创建的模型不仅包括结构零部件的几何尺寸也包括了材料规格、横截面、节点类型、材质、用户批注语等在内的所有信息。Xsteel可以用不同的颜色表示各个零部件，利用鼠标连续旋转功能，可以从不同方向连续旋转观看模型中任意零部件连接节点。这样观看起来更加直观，可以很方便地发现模型中各杆件空间的逻辑关系有无错误。在创建模型时可以在3D视图中创建辅助点再输入杆件，也可以在平面视图中搭建。
Xsteel13.0功能强大，其中包含了600多个常用智能节点，在创建节点时非常方便。只需点取某节点填写好其中参数，然后选主部件次部件即可，并可以随时查询所有制造及安装的相关信息。一重工程是重钢结构厂房，钢柱系统采用的是钢管混凝土组合结构，节点库中没有相似节点，利用Xsteel开放系统的功能，可以创建自己的节点和目标类型添加到Xsteel中去。由于Xsteel是一个基于面向对象技术的智能软件包，模型中所有元素包括梁、柱、板、节点螺栓等都是智能目标，即当梁的属性改变时相邻的节点也自动改变。零件安装及总体布置图都相应改变。Xsteel自带的绘图编辑器能对图形进行编辑，能随时校核选中的几个部件是否发生了碰撞，这样就可以使人为所引起的错误降低到最低限度。在一重工程中，通过建模发现了多处设计错误，经过与设计院多次沟通，及时得到了修正，把问题消灭在了建模阶段，从而保证了后期钢结构制作安装的顺利进行。由于模型能自动生成所需要的图形、报告清单所需的输入数据，所有信息可以储存在模型的数据库内，所以当需要改变设计时，只需改变模型，其它数据均相应改变，因此可以轻而易举地创建新图形文件及报告。
模型完成确认正确后就可以创建施工详图了。Xsteel可以自动生成构件详图和零件详图，构件图中可以生成钢结构制作所需的所有信息，如任何部位剖面图、零件图、标高及尺寸标注、构件材料表等，不过构件详图还需要在AutoCAD环境中进行编辑、排版、输出，按照国家现行制图标准转化为操作工人容易接受的施工图形式，以供装配、箱形组立和加工工段使用。零件图可以直接或经转化后，得到数控切割机所需的文件，实现钢结构设计和加工的自动化。
2.2报表的使用
Xsteel除了用于详图设计外，所建模型还可以自动生成某些报表，如螺栓报表、构件表面积报表、构件报表、材料报表。其中螺栓报表可以统计出整個模型中不同长度、等级的螺栓总量；构件表面积报表可以提供模型中所有构件的表面积，作为计算油漆及防火涂料使用量的依据；材料报表则可以提供模型中各种规格、材质的钢材使用量，作为生产备料、工程成本核算的依据。上述所有报表自动生成，服务于整个工程，不仅大大减小了人工计算的工作量，提高了工作效率，而且非常准确，是工程预算、工程管理的重要依据，为钢结构施工及投标报价提供了极大的帮助。
2.3 Xsteel在钢结构制作安装过程中的应用
第三联合厂房工程CD跨设有两层吊车，上层吊车起重量达400t，下层吊车起重量为200t，厂房主结构特别是钢管混凝土柱牛腿部位结构形式较为复杂，该部位焊缝多为坡口焊，要想达到设计要求，制作组焊时必须由里到外倒装施工，这些接点形式及施工工艺无论在技术交底还是施工过程中表述起来都非常困难，但是在Xsteel环境中查看模型可以使管理人员和操作工人立刻形成直观认识，很容易把实物和设计图联系起来，既省时省力又准确直观。
2.4 Xsteel在投标时的应用
我公司之所以在强手如林的第三联合厂房工程竞标过程中脱颖而出，之所以取得技术标、商务标第一的好成绩，除了精心组织、仔细策划、方案新颖、报价合理、充分彰显了企业的综合实力外，在技术标中独家插入了Xsteel 所建模型、主体结构主要节点、代表性构件施工详图及材料采购计划，有力地说明了我公司已经做好了充分的技术准备，是详图转化手段最为先进、能以最快速度展开钢结构施工生产、最有能力保证施工工期、最有合作诚意、最好的合作伙伴，使业主义无反顾地选择了我们。这次有益尝试的成功也给我们以后的投标工作带来了启示，使标书从形式到内容都得到了进一步的拓展。
2.5 AutoCAD与Xsteel的比较
多年来，AutoCAD一直是钢结构行业转化详图、生产放样的主要工具，与Xsteel相比，Xsteel体现出了多方面的优越性。
(1)AutoCAD只能反映构件的平面图形。Xsteel不仅在三维模型中反映形象而逼真的立体图形，自动生成图纸及报表且具有智能性。即如果某杆件发生变化节点也相应变化。
(2)AutoCAD没有材料库，如果需要必须由操作人员自己创建编辑得到。xsteel则有强大的材料库，若库中没有，添加也很方便。
(3)AutoCAD没有杆件连接的节点只能通过手工逐个绘制，非常烦琐。Xsteel宏中有很多连接节点，并且一个节点可以演变多种节点形式，节点库中没有的节点还可以靠人工创建，使用时间越长、积累越多、功能越强大。
(4)AutoCAD中不能创造参数化节点，没有智能性。Xsteel中可以创建参数化节点，具有智能性。
(5)AutoCAD中图纸不能自动生成零件号、材料表、构件表、个人编号,全部依赖人工完成。Xsteel中建模完成后可以自动生成图纸同时材料表、构件表也自动生成。
(6)AutoCAD中没有碰撞检查功能，Xsteel有碰撞检查功能，模型完成后，可以自动检查构件之间有无碰撞，及时发现设计错误，避免在传统的构件安装时才发现错误，给施工和工期带来不利影响。
(7)AutoCAD中审核图纸时，构件之间相互连接必须同时检查相关构件详图，可能涉及到很多张图纸，实施起来较为繁琐。Xsteel中图纸审核只需检查模型即可。
3.结束语
Xsteel用于钢结构详图设计和施工生产过程，有无可比拟的优越性，随着设备数据化程度的不断改进及日益提高，随着Xsteel软件的不断完善以及我们对它的逐步了解，Xsteel的使用前景非常广泛，必将成为提高工作效率、产品质量及与国际接轨的重要手段。