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【钢结构·桥梁】桥梁钢结构建模的软件选择

打印 0条评论来源:骑士向东行

提到钢结构建模软件,大家可能首先想到的就是Tekla,这是目前钢结构厂家采用最多的建模工具。根据百度词条的说法:Tekla是芬兰Tekla公司开发的钢结构详图设计软件,它是通过先创建三维模型以后自动生成钢结构详图和各种报表来达到方便视图的功能。使用 Tekla 软件可以:


为最复杂的项目建模

将建模和结构分析及文件记录整合起来。

与项目各方自由分享易于施工的设计信息。

将材料加入模型中。


虽然也有许多在桥梁项目中应用的实例,但tekla软件主要还是适用于以型钢构件等直线为主的建筑钢结构(我对Tekla的了解仅限于用户文档的深度,不当之处欢迎批评指正),对于曲线、曲面的支持力度和参数化能力的不足,限制了tekla在桥梁钢结构中的广泛应用。


对于桥梁钢结构来说,个人认为最好的选择当属达索软件的钢结构模块(STR模块,以下简称STR)。这是一款基于船舶工程开发的建模工具,可以建立任意形状无厚度的SFD(Structural Functional Design,相当于初设深度,可用于计算模型)模型和有厚度的SDD(Structural Detail Design,相当于施工图深度)模型,还可以定义焊缝类型、过焊孔构造、各类开孔及加劲、加劲肋端部处理等细节构造,以及节段划分和各类报表输出,是一款专业化程度较高的钢结构建模软件。



STR模块之所以更适合于桥梁钢结构,主要原因如下:


首先,STR擅长处理各类钢板构件(板单元),这与目前多数钢箱梁桥中广泛采用正交异性板的情况完全一致。尽管目前还缺乏对栓接结构的支持,STR对焊接结构的支持较好,它对钢板和加劲肋的处理都非常的专业,用户可以自定义材料类型、加劲肋截面(Section)、过焊孔(Slot)构造、焊缝形式、人孔构造以及节段划分;同时,还能根据需要导出报表和二维出图。


桥梁建模流程(适用于翻模)


其次,桥梁专业中,由于平、纵曲线和横坡的影响,理想的平面板件非常罕见。即使是直线桥梁,由于纵坡的影响,顶板、底板和腹板等板件也都是曲面形式。更何况钢结构桥梁多在大跨径、曲线段等场合下采用,实际构造十分复杂,因此对曲线、曲面的支持成为桥梁钢结构软件的必备条件。STR借助达索强大的曲线、曲面的建模能力,可以处理复杂的船壳构造,自然也可以适应桥梁工程中任意情况。相比之下,Tekla在这方面的处理能力就相形见绌了。


STR对曲线曲面的支持


桥梁钢结构


另外,达索软件具有强大的参数化能力,对于结构尺寸变化的适应能力非常强大。当方案变化时,只需要调整相应的参数值即可快速实现结构尺寸的变化。而Tekla软件则由于缺乏参数建模的能力,因此对于构造尺寸的变化则显得束手无策。


最后,达索软件具有强大的模板实例化功能,这是达索软件实现快速建模的有效技术手段,可用于横隔板的快速建模。但个人认为,虽然概念明确,思路清晰,但模板实例化技术仅适用于翻模阶段。在正向设计阶段,由于设计数据无法一次性得到,因此模板实例化的效率将大打折扣。


横隔板建模


其他方面,达索软件对于知识工程的支持,允许用户将行业规则和专业经验与建模有机结合起来,必将大大提高建模的效率和专业程度,但目前尚无深层次的应用。


另外还想说明的是,虽然STR是一款适合的桥梁钢结构建模软件,但由于该模块毕竟是基于船舶工程开发的工具,其建模思路深受船舶专业的影响,在应用到桥梁结构时,仍有诸多不便之处,需要根据桥梁专业的特点进行定制和二次开发,才能真正提高建模效率。同时,STR还只能是一款建模软件,还不是一款适合于桥梁结构的三维设计软件,这也需要通过二次开发进行改造。


从船舶建模软件到桥梁建模软件,再到桥梁三维设计软件,二次开发将不可或缺,这个话题留待他日讨论。


(编辑:奚雅青)




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