使用三维模型方式进行钢结构施工图的细化.doc

使用三维模型方式
进行钢结构施工图的细化

**集团有限公司**建筑安装分公司
**中心工程钢结构项目部QC小组

目 录

一、工程概况 1
二、小组概况 2
三、选择课题 3
四、设定目标 4
五、提出各种方案并确定最佳方案 5
六、制订对策表 10
七、按对策表实施 10
八、确认效果 12
九、标准化 14
十、总结与今后打算 15

一、工程概况

****中心工程是2006年10月份召开的**合作论坛暨**发展会议的主会场，外观气势磅礴、大气，屋顶造型如波浪起伏，气势恢宏，建筑面积16万平米，总投资16亿元，2005年12月1日开工，2006年9月 30日竣工，10月19日投入使用。本工程楼面钢结构部分建筑面积2万平米，最大跨度27米，设计活荷载1.5吨/平米，主要构件是由H型钢组成的桁架，全部重量5000吨，主桁架全长99米，单重180吨。钢结构分部工程与土建安装交叉施工，计划总工期5个月，工程量大，工期紧，承前启后，是影响整个工程进度的关键工作。

H型钢组成的桁架图

二、小组概况
1、小组简介：
小组名称
**集团十分公司**中心工程项目部QC小组
成立时间
2006.1.1
课题名称
使用三维模型方式进行钢结构施工图的细化
小组类型
创新型
组长

活动开始
2006.1.1
活动结束

小组成员
12人
注册编号

活动频次
6次，出勤率100%
QC教育时间
30小时
序号
姓名
性别
年龄
文化程度
职称
小组分工
1

男
44
大本
高级工程师
全面负责
2

男
36
大本
高级工程师
负责策划实施
3

男
31
大本
工程师
负责确定方案
4

男
27
大本
工程师
负责制定对策
5

女
40
大本
工程师
负责对策实施
6

男
32
大本
工程师
技术指导
7

女
31
大本
工程师
技术检查
8

男
32
大本
工程师
质量检查
9

男
26
大本
工程师
负责检查、资料整理
10

男
50
大本
工程师
质量验收
11

男
35
大本
工程师
数据处理
12

男
36
大本
工程师
资料整理
制表人：** 制表时间：2006.01.01
2、近几年小组获奖情况

活动计划表

阶段
步骤
负责人
P
选择课题

设定课题目标

提出各种方案并确定最佳方案

制订对策表

D
按对策表实施

C
确认效果

A
标准化

总结与今后打算

三、选择课题
1、问题提出：

2、确定课题
本工程施工之前，项目部通过对已建工程的经验总结，针对本工程的实际需求，一致认为：

四、设定课题目标

总目标：准确、快速完成钢结构工程的图纸细化工作，为工程的全过程提供管理支持。
具体目标：
【目标一】 全部工程的细化工作不得超过一个月，细化图纸的准确率达到100%。
【目标二】 提高细化工作效率30%

五、提出各种方案并确定最佳方案

小组成员围绕实际小组活动目标，参考细化领域的技术动态，提出两种可行方案。
方案一：使用AUTOCAD软件
方案二：使用XSTEEL软件
由于使用AUTOCAD软件和使用XSTEEL软件的工作流程完全不同，一旦选错细化软件将极大的影响工作进度，因此小组决定用本工程最大的主桁架用两个软件分别细化，该桁架全长99米，单重180吨，考虑加工吊装能力分为7段，下图显示的是其中一段的三维模型。

三维模型图

针对项目目标的需求，对以下8个方面进行比较。
1、建模时间
AUTOCAD
XSTEEL
仅用于确定图纸尺寸，用时较短。
该榀桁架建模用时2小时。
建模是软件的主要工作内容，不仅要建立主要零件，还要创建节点连接零件和焊接形式，建模时间较长。该榀桁架建模用时16小时。

XSTEEL建模较难，对操作者要求较高。
2、出图时间
AUTOCAD
XSTEEL
图纸需手工绘制，时间较长，本榀桁架出图时间12小时。
模型建完之后，图纸由模型自动创建，但须手工审查和修改标注。

XSTEEL创建图纸灵活容易。
3、工作的效率—即已完工作的可重复利用性
AUTOCAD
XSTEEL
后期绘制图纸时，前期绘制的图纸的部分细节可通过复制的方法加以利用，但需消耗大量时间计算尺寸，效率低。
软件提供了十几类上百种节点形式，在节点对话框中填写数字参数后，软件自动创建附件，节点参数可以保存，并可利用于其他工程若提供的节点满足不了要求，也可创建自己的节点。

XSTEEL初期建模较慢，但干过的工程和经验积累到一定程度，建模很快，效率很高。

4、图纸修改的灵活性
当多个构件相似时，通过修改已细化构件的图纸的方式能提高工作效率
AUTOCAD
XSTEEL
很容易实现
由于XSTEEL基于模型的工作方式，图纸不可修改，但可以通过将图纸转化为AUTOCAD图纸的方法实现，但这样作已无法体现XSTEEL软件的优势，通常不采用，一般采用复制模型—修改—从新出图的方式实现。
XSTEEL创建的图纸不可修改，灵活性较差。

5、图纸的数量
AUTOCAD
XSTEEL
多个构件具有微小差别时，可通过标注的方式（如某零件此构件有，某构件没有）在一张图纸上将多个构件同时表示出来，整个工程的细化图纸数量少，但对施工人员的图纸理解程度较高。
不同的构件不能通过标注差别的方式在一张图纸内实现，造成细化图纸的数量增多，相同工程通常比用AUTOCAD细化的图纸数量多3到4倍。一张图纸对应一个构件，施工人员不易出错。
XSTEEL创建的图纸数量太多，不如AUTOCAD精炼。
6、图纸的准确性
AUTOCAD
XSTEEL
图纸由手工绘制，准确性依赖于绘图者的空间想象能力和经验。
图纸由模型生成，准确性通过对三位模型的观察和软件提供的检查机制提供保证，直观，所见即所得。

XSTEEL创建的图纸准确性比AUTOCAD创建的图纸准确性高。

7、应对变更的快捷性。
AUTOCAD
XSTEEL
针对变更内容，手工修改细化图纸，变更内容大时，相当于重新细化
修改模型截面和节点参数，提醒发生变化的图纸，更新后即可。

设计图纸变更时，XSTEEL比AUTOCAD反应快捷，只需作很少工作。

8、对工程管理的支持。
8.1 图纸工程数据—构件重量、表面积等
AUTOCAD
XSTEEL
手工计算
建模时，软件已对建模的构件建立了数据库，出图时由软件自动统计。软件提供了几十种图纸数据模板和工程数据模板，包含构件净重、毛重、净面积、毛面积、焊缝长度等数据，用户可根据需要选择合适的模板创建图纸数据表格和整个工程的数据报表。下图为该榀桁架的材料清单报表

XSTEEL提供了丰富的工程数据，为工程管理提供了巨大支持。

8.2 材料排版图
材料排版是提高材料利用率，节约成本的关键，是施工准备阶段除详图绘制外另一项非常繁杂的工作
AUTOCAD
XSTEEL
不能提供支持，需采用其他专用软件，存在需长时间输入数据的问题
软件可提供构件的CNC（数控机床加工）文件，可将该文件输入到数控机床中排版和加工，也可用软件的辅助功能排版。下图为用XSTEEL软件提供的该榀桁架底板排版图。

XSTEEL提供了丰富的工程数据，为工程管理提供了巨大支持。

通过对以上8个方面的对比，XSTEEL软件以基于模型的集成化三
维解决方案，用于对钢材数据库进行管理，更能适用本工程的项目需求，并且通过对比试验证明项目部的现有技术力量有能力使用该软件进行本工程的图纸细化，因此确定使用XSTEEL软件为最佳方案。

六、制订对策表

根据最佳方案分解步骤，制订对策表：
对 策 表
序号
方案分解
目标
对策
措施
执行人
地点
完成时间
1
软件培训
技术人员掌握操作系统、XSTEEL软件操作
组织全体操作人员进行培训教育
请专人进行技术指导

现场
2006年1月10日
2
创建构件
构件位置准确
创建轴线、辅助线，准确定位构件起始点
使用多视图模式，平面视图创造构件，三维视图观察效果。

现场
2006年1月15日
3
创建节点
准确创建辅助板件、螺栓、焊缝
学习常用节点的使用方法
利用软件提供的节点库创造节点，必要时进行修改

现场
2006年1月25日
4
出构件详图和装配图
图纸简洁易懂，标注清晰
选择适合施工人员习惯的模板
手工修改标注

现场
2006年1月30日

制表人：** 制表时间：2006.1.10

七、按对策表实施
实施一：软件培训

A.由**组织全体操作人员请公司微机操作员**进行操作系
统和XSTEEL软件操作知识培训教育，达到能够独立进行操作。
B.由**负责请集团公司计算机水平较高的****进行讲解和技术指导。
C.根据对软件的熟练程度进行分工，按分工情况选择性加强培训学习。

实施二：创建构件

由***负责创建构件

A参照设计图纸，创建定位桁架位置的全局轴线。
B.创建定位单榀桁架杆件位置的局部轴线和辅助线、点。
C.在软件截面库中选择合适的截面，利用轴线、辅助线、辅助点创建构件。
D.使用复制、镜像等功能创建相同构件。

实施三：创建节点

由****负责创建节点
A.选择合适的节点类型，先利用软件默认的参数创建节点，再调节参数，使节点形式与设计图纸相符。
B.软件提供的节点类型都满足不了要求时，可利用多个节点进行模拟，即创建一个节点后，炸开，删除不需要的辅助构件，再选择另外一种节点形式创建节点，直至满足要求。
C.在创建节点时，要加强冲突检查，避免构件相碰和螺栓间距过小等问题。建立正确的工作流程，培养成员良好的工作习惯。在节点进行复制前，要创建图纸进行检查，避免问题积累。
实施四：出构件详图和装配图

由****负责出构件详图和装配图
A.选择合适的模板，设定图纸的大小、报表。
B.设定图纸的属性，设定标注类型和标注精度，设定文字大小等。
C.选择所有构件，由软件自动出构件图和零件图。
D.手工修改图纸标注，创建刨面、标高，插入视图，写图纸说明。
E.出安装装配图。
F.提供材料排版图、螺栓、焊缝等报表，为材料采购和工厂加工提供数据。

八、确认效果

小组经过20天的创新活动，完成了**中心钢结构工程的图纸智能细化工作，提高工作效率33%，为该工程的如期完工提供了技术保障。本工程楼层钢结构进度目标是2006年4月30日安装完毕，实际完成时间是2006年4月15日，提前15天吊装完毕，钢结构工程实测合格点率达95.85%，其中XSTEEL软件在施工全过程中提供的技术支持起到了关键作用。
实测点统计表
检查部位
检查点数
合格点数
合格点率（%）
构件平面外弯曲
142
132
92.96
平面标高
78
74
94.87
对接间隙
684
664
97.07
垂直度
132
123
93.18
合计
1036
993
95.85

制表人：** 制表时间：2006.4.18

由于XSTEEL细化的图纸加工的构件准确度大为提高，减少了安装的难度，通过用XSTEEL软件对钢结构安装进行数字化模拟，做到了事先发现安装过程中可能存在的问题，提高了安装的效率，提高施工质量。

直接经济效益：
提前完工奖励：1万元/天 X 15天=15万元
机械费节省：4万元/天 X 15天=60万元
人工费节省：6000元/天 X 15天=9万元

合计：84万元

间接经济效益：
本工程是整个工程中起承前启后的卡脖子工程，本工程提前完工为整个工程的如期完工作做出了贡献。
本工程得到了建设单位、监理单位、质量监部门的一致好评，被评

为优质结构奖、优质工程奖，正在申报“鲁班奖”工程。

能力效果：
我们对小组成员的质量意识、团队精神、攻关新材料、新工艺、新技术的信心以及QC知识和个人能力方面做了活动前后的对比：

制图人：** 制图时间：2006年4月18日

社会效益：
本项成果为**中心工程钢结构顺利施工提供了可靠保障，确保了钢构件安装精度，为本工程创鲁班奖奠定了坚实的基础，社会各界给予了充分的肯定和赞赏，同时也为类似钢结构的施工提供了宝贵的经验和可靠的依据，提高了建筑业的施工技术水平，为企业赢得良好的信誉，创造了良好的社会效益。

九、标准化

QC小组成功解决了用XSTEEL软件进行钢结构图纸的智能细化一大难题，完善钢结构工程XSTEEL软件新技术，并编写成工法《钢结构

工程XSTEEL软件〉YJGF28—2006已纳入我公司标准并在农业大学工程上推广应用。

十、总结与今后打算

通过本次活动，提高了小组成员的施工技术水平、质量意识、公关能力、为企业创造了良好的社会、经济效益。我们有信心在以后的施工中将继续开展QC活动，攻克所有难点，创建精品工程。以更高的热情投入到活动中去，为**集团有限公司的发展做出应有贡献，为美化烟台添砖加瓦。我们下一个课题是：钢结构施工过程的数字化模拟。