建筑观点 工程界的新命题:以一款软件抗击自然风暴和经济震荡 ——对话Bentley分析建模全球销售负责人克拉克麦当劳
建筑与工程领域，总会遇到新命题：
在北部湾的东北岸修建北海航站楼，如何抵御不期而至的台风？
如何在波涛汹涌的大海上构建庞大而稳固的导管架平台？
在经济下行中，如何为石油平台延寿以获得理想的投资回报？
在绿色建筑中，如何做到在不少一厘也不多一分的同时提升效率和效益？
在这个充满不确定性的年代，面对这些新命题，我们不仅需要智慧和勤劳，也需要过硬的技术支撑。而Bentley公司在进行业务结构调整之后，成立了一个新的部门——分析建模，提供解决这些新问题的新钥匙，这也代表着工程界的一种新趋势。
笔者最近在北京对话Bentley分析建模全球销售负责人克拉克麦当劳，探索这一新兴技术的新应用、新成就和新思考。
北海航站楼：怎么把我放这了，这有台风啊
恶劣的自然环境向来都是设计师们需要考虑的首要因素，这关系到投资回报，更关系无数人的生命。偏偏又有许多建筑选址有可能会面临狂风暴雨、飞沙走石或巨浪滔天。这里不是幻城，也没有会魔法的王子守护，那么，我们靠什么？
问：北海航站楼在北部湾海边，不时会受到台风的侵扰，因此，设计建造团队在抗台风上下了很大功夫，Bentley在其中起到了哪些作用？
Clark：北海航站楼位于广西壮族自治区最南端，紧邻北部湾海域，因此这个项目在设计时面临的很大的挑战就是要抵抗台风。该项目主拱结构跨度为3米×69米，拱顶标高为24.8米，模型采用折线形成的多边形模拟实际圆拱。在项目的结构设计中，用户利用Bentley的分析建模软件STAAD/Pro强大的建模能力，很快模拟出实体结构的力学计算模型，并准确导入风动力实验的风荷载体形系数实验结果。利用STAAD/Pro优秀的分析引擎，特别是适合于分析工程模型的特点，用户每次对模型的分析都控制在10分钟以内（早期的计算机硬件），这样就实现了快速反复设计，可频繁调整结构构件形状和大小，这让用户在保证计算结果准确的前提下，使设计得以足够细化，不仅设计周期有所缩短，更重要的是节省了大约20%的用钢量，经济效益显著。
问：看来分析建模对于北海航站楼的设计效力不小。那么，还有比这航站楼更严酷、更艰难的环境吗？
Clark：当然有，这只是陆地上的项目，条件更严苛的项目在海上。去年，中海油研究总院有一项投资70亿元的项目，是目前为止国内最大的导管架平台，有3万吨，水深接近200米。海上平台面对的不只有台风，还有海啸等多变的海洋环境，导管架安装的过程非常复杂，而且要让平台在恶劣情况下也能保持平衡，这都需要我们的SACS和MOSES进行结构分析和水动力分析。
一般像这样的项目，都是将结构设备分成很多段运到安装地点现场拼接，但这个项目却是直接建造后运到安装地点，用一种叫浮托的方法安装。这种整体建造、整体安装的方法，正是我们SACS做的一种特殊的安装方法，让项目安装周期大大缩短，并大量减少安装驳船、设备使用及施工费用。
在安全性方面，工程设计师利用Bentley在海洋工程领域中提供的分析计算技术，大大提高了大型海洋工程的模拟能力，根据计算结果设计出可靠、高效的方案，在中国南海的复杂海况条件下，及时准确地预判作业条件，顺利按时完成安装作业。
石油企业：经济下行、油价不振，我如何盈利
工程设计的新趋势逐渐显露：经济下行，省钱是王道；设计理念正转变，要效率更高、设计更精。新趋势下，是偃旗息鼓还是乘风破浪？
问：修建海上石油平台进行油气开采，一定是要追求利润的，但目前国际市场的石油价格一直保持低位，利润空间被压缩，分析建模技术如何帮助解决经济效益问题？
Clark：石油是维持现今世界经济运行的基本动力之一，这是毋庸置疑的，因此，我们需要这些石油平台。但考虑到经济下行的整体趋势，除了开源更要节流。如今，各家石油公司的石油平台已经运行多年，大部分处于油井尚未枯竭但平台寿命即将到期的窘境，一旦平台废弃，投资价值也就没有了。如果能使这些老旧平台延长寿命，就可以节省大量投资，确保利润，而这也是Bentley分析建模为老旧海洋平台提供的新价值。我们可以通过对老平台重新分析、评估，按照评估结果进行再改造，让生产寿命延长10多年，这样，老平台的产出会极大地提高效益和利润。
印度去年的整个海洋工程市场非常火热，几乎没有受经济下行太大的影响。印度海有100多个导管架平台进行了重新加固，延长了使用寿命，使石油公司减轻了很大的经济压力。
问：中国正在以提高科技含量推动向效能、节能方向的转变。在这方面，分析建模技术能不能给中国石化企业一些很好的帮助？
Clark：首先从海洋平台延寿保障工程方面来说，中石化在渤海有很多老平台，从上世纪80年代至今的30年运营中，存在腐蚀、裂纹、碰撞损伤等各种老化现象。中石化对这些老平台进行评估后，采取了平台延寿保障措施，使平台焕发出新的生机。
在工程进行中，用户通过对Bentley软件系统的使用，有效地降低了项目的成本，加快了工程的进度，保证了工程质量，并在海洋平台全生命周期的安全运行和完整性管理中提供分析的数据，成功地保障了海上油气生产的安全、环保和经济性。
问：面对中国的绿色建筑工程，分析建模技术又将起到哪些不可替代的作用？
Clark：中国现在是世界最大的建筑市场，中国的人口持续增长，发展也非常快，对基础设施的需求也更多，包括住宅、建筑、机场、道路、铁路等，而随着人口的增长以及生活水平的提高，新的基础设施增长将会非常快。
面对这一形势，建筑设计也在发生着变化。现在的建筑结构包括很多方面，如采光、节能、抗震、抗台风、浮力、管道压力、给水排水等。以前，我们对建筑结构的分析并没有那么精细，因为大家不会算，或者说在这上面没有相应的工具能够完成这样的计算，所以通常情况下，工程师的做法是做加法，使用更多的建材以保证安全。
现在，我们有了相应的设计计算工具，提高了计算的效率：一是设计周期变短了，原来建一个普通的楼，要算几个月，现在一下午就算完了；二是设计精度更精细了，可以大量地节省钢材、混凝土等原材料，间接还能减少点雾霾。
Bentley在建筑工程设计方面提供了很多产品，如结构、管道、桥梁、浮式等方面的产品，专门设计用于陆地、海洋的产品，以及适用于工厂、核电、交通、海上平台等不同建筑类型的产品……我们总是在不断地更新产品、提供新的产品，满足人们在基础设施投资领域的需求。
Bentley：面对挑战，我们有自己的不同
有人的地方就有江湖，有市场就会存在竞争，增强竞争力，从来不是容易的事。对于建筑工程设计软件来说，方便用户是取得用户青睐的金钥匙，为此，Bentley也是拼了。
问：在建筑行业，工程设计软件的市场竞争相当激烈，您认为Bentley软件的竞争优势在哪里？
Clark：首先要比较一下我们的产品，以结构方面产品为例，Bentley很大的优势就是产品的宽度与深度。虽然市场上很多产品都很优秀，但都是单一的产品，只针对某一个特定结构形式执行特定的任务，而Bentley的STAAD、RAM等软件针对每种结构、形式都能很好地处理。同时，Bentley有着丰富的结构产品，每个产品都有不同的功能定位，涵括了从最初的结构建模分析到设计分析、出图的过程。目前，使用其他软件的工程设计，从建模到最后出图的过程中，不同步骤可能使用的是不同的软件产品，极易导致数据丢失，而Bentley建立了一个闭环流程，用Bentley产品建模，把模型直接导到结构分析，结构分析完成之后，这个结构模型可以直接导入到Bentley相应软件进行出图，例如，直接把STAAD分析或者RAM模型直接导入Prosteel出图，不需要对模型进行过多的修改以免导致数据的丢失或者精准的缺失。
其次，现在很多项目都是综合型项目，由很多不同的专业共同完成，有管道、电气等，而且这些专业的设计人员可能在不同的国家、地区和不同的办公室，很少有机会互相交流。所以，他们之间的数据传输非常复杂、不方便。现在Bentley做的很多接口工作，目的就是简化工作流程，提高项目的工作效率，降低项目成本。例如，我们的结构产品和管道产品就开放了接口。
再次，Bentley非常重视中国市场，做了很多本地化的工作，也投入了很多。在建筑行业或结构行业，每个国家都有自己的本土规范和设计标准，我们投入非常大的精力进行了本土化开发，包括STAAD就有针对中国的版本。
最后，为了方便用户，我们也是拼了，不断完善我们的产品线，如从Ultramarine收购MOSES。当时我们拜访了很多SACS的用户，对于“如果做结构分析用SACS，那么做浮式结构水动力分析用什么产品”的问题，超过50%的用户都说会使用MOSES。从中可以看出，很多用户既需要SACS结构分析，又需要MOSES水动力分析，需要同时把MOSES和SACS结合起来，进而促成了收购MOSES的想法并付诸实施。
结语：
风暴不止，经济动荡不住，我们可以选择自己的道路
从古至今，人类就与大自然做着艰苦卓绝的斗争，钻山洞、住土窑、造木屋、建砖房、起高楼、修渠引水、修路筑桥直到高铁四通八达、机场连接世界……借助科技的进步，建筑和工程项目正在发现与大自然的和谐相处之道。
千百年来，经济有如大海，潮涨潮落，有高歌猛进的年代，也有下行不振的阶段……有问题就有解决方案，技术创新者和应用者也在开辟着发展的新天地。
从三维协同设计到分析建模，技术在创新，行业也在呼唤着进步。风暴不止，经济动荡不住，我们可以选择自己的道路。
来源：中国BIM网
页:
[1]