趙東ZHAO Dong；田心慧TIAN Xin-hui

（中國(guó)核電工程有限公司工程經(jīng)濟(jì)所，北京 100840）

0 引言

在核電及核化工項(xiàng)目中，結(jié)構(gòu)專業(yè)對(duì)抗震要求較高的子項(xiàng)普遍使用PKPM 軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析計(jì)算，在施工圖出版前完成與施工圖完全對(duì)應(yīng)的PKPM 模型，由于該模型與施工圖完全對(duì)應(yīng)，因此通過該模型提取工程量，其準(zhǔn)確性能夠得到保證，同時(shí)PKPM 具有基于其模型的工程量統(tǒng)計(jì)模塊（STAT-S），如通過STAT-S 進(jìn)行PKPM 模型工程量的提取，這樣在滿足精度的前提下，可減少重復(fù)的建模工作，保證項(xiàng)目的進(jìn)度要求。

因此，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)專業(yè)進(jìn)行工程量計(jì)算前，如能在設(shè)計(jì)階段利用已有結(jié)構(gòu)模型提取混凝土和鋼筋工程量，則會(huì)極大節(jié)約人力，提高文件質(zhì)量，按進(jìn)度節(jié)點(diǎn)完成各設(shè)計(jì)階段的工程量計(jì)算任務(wù)。

基于以上背景，對(duì)PKPM 結(jié)構(gòu)工程量統(tǒng)計(jì)模塊（STAT-S）在核工程項(xiàng)目應(yīng)用進(jìn)行了進(jìn)一步工作，對(duì)典型構(gòu)件的工程量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析。

1 STAT-S 模塊概述

PKPM“結(jié)構(gòu)工程量統(tǒng)計(jì)”模塊STAT-S 是PKPM 軟件下的混凝土、鋼筋工程量統(tǒng)計(jì)模塊，在PKPM 結(jié)構(gòu)分析模型建立好后，通過STAT-S 進(jìn)行工程量計(jì)算規(guī)則的設(shè)置，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)工程量，另一方面，可從工程造價(jià)控制的角度為確定結(jié)構(gòu)方案提供參考數(shù)據(jù)。

STAT-S 提供的報(bào)表主要內(nèi)容包括：分層統(tǒng)計(jì)各層構(gòu)件的混凝土、砌體工程量及鋼筋量；所有樓層的匯總結(jié)果；單位面積的材料用量等。

在應(yīng)用STAT-S 之前，首先使用“結(jié)構(gòu)建?！陛斎虢ㄖＰ?。然后可經(jīng)SATWE 等整體計(jì)算分析程序進(jìn)行配筋計(jì)算，并由混凝土施工圖選筋，也可直接交由STAT-S 統(tǒng)計(jì)。STAT-S 與其他模塊的數(shù)據(jù)傳遞示意圖如圖1 所示。

圖1 STAT-S 與其他模塊的數(shù)據(jù)傳遞示意圖

目前STAT-S 提供的用鋼量結(jié)果中，僅包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋量，不包含勁性構(gòu)件中的鋼骨或鋼管。對(duì)于砌體結(jié)構(gòu)中的圈梁、構(gòu)造柱，程序也可按指定規(guī)則選配并統(tǒng)計(jì)鋼筋。在PKPM 系列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件中，可使用“鋼結(jié)構(gòu)施工圖”模塊對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2 STAT-S 模塊工程量計(jì)算結(jié)果分析

廣聯(lián)達(dá)BIM 算量軟件是我國(guó)造價(jià)行業(yè)廣泛采用的一款軟件，能夠全面、便捷的涵蓋建構(gòu)筑物構(gòu)件，進(jìn)行工程量的計(jì)算并統(tǒng)計(jì)，其工程量符合造價(jià)行業(yè)對(duì)于工程量計(jì)算規(guī)則的要求。

因此，分別對(duì)某核電項(xiàng)目子項(xiàng)和某核化工項(xiàng)目子項(xiàng)兩個(gè)案例進(jìn)行了STAT-S 模塊計(jì)算PKPM 模型的工程量和廣聯(lián)達(dá)建模計(jì)算施工圖工程量進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證了STAT-S模塊計(jì)算工程量是否能滿足造價(jià)行業(yè)對(duì)于工程量精度的要求。某核電項(xiàng)目子項(xiàng)的平面模型及柱截面模型見圖2。某核化工項(xiàng)目子項(xiàng)的平面模型及柱截面模型見圖3。

圖2 某核電項(xiàng)目子項(xiàng)的平面模型

圖3 某核化工項(xiàng)目子項(xiàng)的平面模型

2.1 混凝土計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析

某核電項(xiàng)目子項(xiàng)和某核化工項(xiàng)目子項(xiàng)混凝土計(jì)算結(jié)果分別見表1、表2。

表1 某核電項(xiàng)目子項(xiàng)混凝土工程量對(duì)比

表2 某核化工項(xiàng)目子項(xiàng)混凝土工程量對(duì)比

由表1、表2 對(duì)比表可以看出某核電項(xiàng)目矩形柱和框架梁的工程量差異較大，主要由于前期設(shè)計(jì)階段的PKPM模型與施工圖有變化導(dǎo)致，后期未在最終的PKPM 模型中修改導(dǎo)致，去除模型變化對(duì)工程量影響的因素，廣聯(lián)達(dá)建模計(jì)算工程量與STAT-S 模塊計(jì)算PKPM 模型工程量在結(jié)果上基本一致，細(xì)微的差距可能由于軟件內(nèi)置的計(jì)算規(guī)則的差異導(dǎo)致，某核化工項(xiàng)目的工程量基本一致。因此可以認(rèn)為，在PKPM 模型與施工圖完全一致的前提下，STAT-S 模塊計(jì)算混凝土工程量可以滿足核工程各設(shè)計(jì)階段工程量的需求。

2.2 鋼筋計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析

某核電項(xiàng)目子項(xiàng)和某核化工項(xiàng)目子項(xiàng)鋼筋計(jì)算結(jié)果分別見表3、表4。

表3 某核電項(xiàng)目子項(xiàng)鋼筋工程量對(duì)比

表4 某核化工項(xiàng)目子項(xiàng)鋼筋工程量對(duì)比

由表3、表4 對(duì)比表可以看出，某核電項(xiàng)目子項(xiàng)的廣聯(lián)達(dá)計(jì)算鋼筋施工圖工程量比PKPM 計(jì)算模型鋼筋工程量高33.15%，某核化工項(xiàng)目廣聯(lián)達(dá)計(jì)算鋼筋施工圖工程量比PKPM 計(jì)算模型鋼筋工程量高44.3%，下邊分別對(duì)兩個(gè)項(xiàng)目選取典型構(gòu)件進(jìn)行配筋對(duì)比，結(jié)果如表5、表6 所示。

表5 某核電項(xiàng)目子項(xiàng)單構(gòu)件鋼筋工程量對(duì)比

通過表3 至表6 的對(duì)比分析表格，分析主要差異原因如下：

表6 某核化工項(xiàng)目子項(xiàng)單構(gòu)件鋼筋工程量對(duì)比

①由于核工程安全和質(zhì)保的要求較高，鋼筋施工圖紙為設(shè)計(jì)人員依據(jù)PKPM 的計(jì)算結(jié)果，考慮一定的余量進(jìn)行鋼筋選型，因此鋼筋直徑和根數(shù)普遍比PKPM 自動(dòng)選配的鋼筋大。

②設(shè)計(jì)人員未將實(shí)際施工圖的鋼筋布置返回到PKPM 模型中，由于目前設(shè)計(jì)人員的施工圖為自己選配鋼筋后在CAD 中繪制，不通過PKPM 軟件直接出版施工圖，因此不將選配后的鋼筋信息返回PKPM 模型，導(dǎo)致PKPM自動(dòng)選配的鋼筋與實(shí)際施工圖不一致。

3 STAT-S 模塊使用范圍

由于STAT-S 模塊需使用PKPM 結(jié)構(gòu)建模的模型作為輸入建筑模型，因此其應(yīng)用的前提是首先得到PKPM 結(jié)構(gòu)模型。

3.1 核工程初步設(shè)計(jì)概算階段工程量計(jì)算

在概算階段有以下兩個(gè)方面的應(yīng)用，首先，使用初步設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的子項(xiàng)，在建立了結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，可以通過PKPM 得到其混凝土工程量，根據(jù)設(shè)計(jì)人員預(yù)估的鋼筋含量，基本可完成子項(xiàng)的初步設(shè)計(jì)概算，極大節(jié)約了重復(fù)計(jì)算工程量的工作，提高工作效率。經(jīng)過以上的分析，混凝土工程的計(jì)算精度完全滿足概算階段的精度要求。第二，在一些核工程項(xiàng)目中，尤其是核化工項(xiàng)目中，一些子項(xiàng)在施工圖出版后，初步設(shè)計(jì)概算依然在進(jìn)行，這些子項(xiàng)可以利用施工圖PKPM 模型進(jìn)行工程量計(jì)算，利用其工程量編制初步設(shè)計(jì)概算準(zhǔn)確度會(huì)有更好的保障。

3.2 核工程施工圖預(yù)算階段工程量計(jì)算

施工圖階段進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力計(jì)算時(shí)，其PKPM 模型需與施工圖一致，因此利用STAT-S 模塊計(jì)算的混凝土工程量可以滿足預(yù)算階段精度要求。由于目前鋼筋為設(shè)計(jì)人員根據(jù)PKPM 計(jì)算結(jié)果，結(jié)合規(guī)范及項(xiàng)目特點(diǎn)自行選配，不利用PKPM 出版施工圖，因此自行選配的鋼筋不進(jìn)一步返回PKPM 中，導(dǎo)致最終PKPM 選配的鋼筋與施工圖實(shí)際鋼筋無法完全匹配，限制了其鋼筋工程量計(jì)算在施工圖預(yù)算階段的使用。

4 STAT-S 模塊在核工程領(lǐng)域的限制及改進(jìn)措施

4.1 STAT-S 模塊在核工程領(lǐng)域的限制

4.1.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)缺乏

設(shè)計(jì)人員基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不采用PKPM 進(jìn)行，所以PKPM 模型中缺乏基礎(chǔ)的模型，因此STAT-S 基礎(chǔ)的工程量無法通過PKPM 讀取。

4.1.2 統(tǒng)計(jì)規(guī)則限制

STAT-S 模塊的報(bào)表只統(tǒng)計(jì)整層的墻、梁、板、柱的工程量，對(duì)單個(gè)構(gòu)件的工程量無法輸出，對(duì)單個(gè)構(gòu)件的工程量有需求時(shí)會(huì)有限制，如需要精確核對(duì)工程量時(shí)。

4.1.3 設(shè)計(jì)使用的二次反饋

由于設(shè)計(jì)人員不利用PKPM 出版施工圖，因此自行選配的鋼筋不進(jìn)一步返回PKPM 中，限制了其鋼筋工程量計(jì)算在施工圖預(yù)算階段的使用。

4.2 STAT-S 模塊在核工程領(lǐng)域改進(jìn)措施

針對(duì)以上限制，可以從設(shè)計(jì)角度和軟件角度兩個(gè)方面予以改進(jìn)。

從設(shè)計(jì)角度來看，首先，在后續(xù)的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員需在PKPM 中進(jìn)行基礎(chǔ)模型的設(shè)計(jì)和錄入，在PKPM 模型中包含基礎(chǔ)的基本信息；其次，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行完配筋計(jì)算后，將配筋信息反映到模型中去；第三，利用PKPM 出圖，可以在PKPM 模型中得到完整的鋼筋信息。

從軟件角度來看，首先，STAT-S 模塊需進(jìn)一步完善輸出構(gòu)件工程量的功能，以便能夠拓展在技術(shù)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域使用的范圍，其次，STAT-S 模塊需進(jìn)一步開發(fā)使用技術(shù)經(jīng)濟(jì)專業(yè)計(jì)算規(guī)則的構(gòu)件輸出規(guī)則，能夠適應(yīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的使用。

5 結(jié)論

經(jīng)以上分析，利用已有的PKPM 模型，采用STAT-S模塊計(jì)算的混凝土和鋼筋工程量的精度滿足核工程初步設(shè)計(jì)概算的基本要求，可用于初步設(shè)計(jì)概算編制，混凝土工程量的精度滿足核工程施工圖預(yù)算編制的基本要求，可用于施工圖預(yù)算，在以上核工程設(shè)計(jì)階段利用已有PKPM模型提取混凝土和鋼筋工程量，會(huì)極大節(jié)約人力，提高文件質(zhì)量。

綜上所述，STAT-S 模塊在核工程項(xiàng)目工程量計(jì)算方法具有較好的應(yīng)用前景，在落實(shí)本文提出的改進(jìn)措施后，具有進(jìn)一步廣泛推廣和應(yīng)用的空間。