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Triforma在冷轧机组基础模板图三维设计中的应用

摘要: 工程技术公司在项目全面三维设计的推动下,三维工厂设计向深度方向发展,机组基础的简易三维建模已经难以满足工厂整体三维设计的需要。机组的基础模板图是主体专业根据业主待 ...

1. 前言
工程技术公司在项目全面三维设计的推动下,三维工厂设计向深度方向发展,机组基础的简易三维建模已经难以满足工厂整体三维设计的需要。机组的基础模板图是主体专业根据业主待建机组的厂房空间,综合考虑机组工艺线、管线和电线的走向以及机械设备的空间布置做的基础布置图,用以提交给相关协同专业核算的基础资料。在传统的二维设计中,基础模板图经过协同专业详细设计之后返还给主体专业,才开始进行设备安装、管线、电缆桥架布置。三维设计的优点在于协同设计,就是各专业的阶段性成果可以实时被相关专业参考作为设计的依据。因此,基础模板图采用三维设计之后,一方面可以提交给结构专业,结构专业以此为依据,经过结构设计计算之后,可以直接在三维基础模板图上进行修改;此外,同时可以被流体专业作为三维管线布置的依据,提前进入管线布置的详细设计阶段,提高协同设计作业的效率,加快项目的设计进度。
为此,在之前工艺段三维设计的基础上,我们在某酸轧机组项目中研究利用三维软件Triforma进行机组基础模板图的三维设计工作。本文就三维软件Triforma在某酸轧机组基础模板图的设计中的应用情况对其应用经验进行介绍,以供同行参考。
2. 三维软件Triforma介绍
MicroStation Triforma是一个三维实体模塑建筑软件,所有有关建筑物的相关信息(几何信息、属性信息、材料信息)都包含在三维实体模型中,可以直接从三维模型中产生所需要的结构施工图(平面图、立面图、剖面图、透视图)和材料报表(如建材用量、规格型号,成本预估),同时它也可以让三维模型与相关的文件报表做双向数据链接,减少因设计变更所造成的烦琐绘图工作。
Triforma中的Tri代表Triforma功能由三个核心概念所组成:
          建模(Modeling)-三维模型的创建,全信息模型(几何信息、属性信息、材料信息);
          表现(Presentation)-平立剖面图纸的表现及三维可视化表现;
          报告(Reporting)-材料统计报告。
Triforma软件的数据可相互操作性使得可以让更多的设计人员同时建造同一个工程模型(工程模型的各个不同的部分);而强大的协作功能则使得各专业之间可以相互引用对方以及自身的模型作为建造本专业模型的依据及抽取工程图纸的内容而不用重复建模;参考模式的使用不仅可以减少数据的冗余,而且因为单个文件的数据量小容易操作;此外,MicroStation软件中设计历史的使用,使得可以在三维模型文件中方便的记录、复查、恢复以及询问设计变更[1]
此外,MicroStation Triforma软件还支持国际上建筑业广泛关注且接受的产品数据交换与共享的标准-工业基础分类(Industry Foundation Clsasses),使得采用Triforma三维软件建立的建筑模型记录了各个建筑实体所包含的材料,截面、体量等各种特性,输出的IFC文件模型可为支持IFC标准的结构分析软件(如STAADPro)进行结构分析设计[2]
3. Triforma在基础模板图中的应用
初步设计阶段的基础模板图需要表达的内容包括机组模板外形,即土建基础,包括钢结构、栏杆、楼梯、墙、板、梁、柱、门窗等厂房构件的空间布置;在详细设计阶段,给土建提资的基本模板图需要表达的内容还包括:机械设备的底板形状、设备的载荷量、底板上与设备连接的螺栓孔尺寸和螺栓形式、管道埋件以及设备埋件位置、机械和电气埋管的布置。
Trifroma在机组模板图的应用分为三维建模,模型的表现以及材料报表的统计三部分。
3.1 Triforma三维模型的建模
Trfiroma软件通过三种主要的形式来构造具有全信息属性的三维模型,包括形体(Form)、组件(Part)和组合式单元(Compound Cell)。
3.1.1 形体的概念和分类及其应用
形体(Form)是Triforma软件中重要的一种三维对象,是建造元素(例如楼板、墙、粱、柱、屋面、构建等)的图形表示,按照类型可分为线状形体、曲线形体、自由形体、板状形体和智能实体。形体可以直接放置,也可以通过基于平面的线性元素或者面元素构造而成,对形体可进行常用的布尔运算,也可以通过修改其构造元素来修改形体,有利于对设计变更进行快速修改,此外,形体在抽取剖面图时可以按照预先设定好的尺寸类型自动标注。
在某酸轧机组机组模板图三维设计中,采用了线状形体来构造混凝土墙,利用板状形体来构造梁、柱,设备基础、二次灌浆层、设备埋件和管道埋件,利用自由形体来构造具有多边形底面的设备基础。对于埋件的绘制,采用形体尤其有效,埋件一般是埋置于混凝土中,所以绘制埋件的时候,需要先对在混凝土实体切割出埋件所需要的空间,然后将埋件绘制上去,因为形体的使用,使得切割实体的复制、移动和拉伸等功能可以通过对构造穿孔所基于的平面元素进行修改而实现,有利于埋件的绘制和修改。
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