Tekla Structures Beam API 完全解析

深入理解 Tekla 二次开发中最常用的梁构件对象

在 Tekla Structures 二次开发中，Beam 类是 Part 最重要的子类之一，代表了模型中具有起点和终点的线性构件——包括钢梁、混凝土梁、支撑、柱等。掌握 Beam 类的全部成员，可以让你高效地创建、修改和查询各种线性构件。

本文基于 Tekla Structures 2017 版本的 API 反编译代码，完整、系统地讲解 Beam 类的继承体系、所有构造函数、所有自身属性、所有继承属性、所有自身方法、所有常用继承方法以及枚举类型，并提供大量可直接运行的代码示例。文中包含多张 SVG 示意图，帮助理解。

一、Beam 类的继承体系

Beam 是一个密封类（sealed class），位于 Tekla.Structures.Model 命名空间。其完整的继承层次如下图所示：

[图1：Beam 类继承层次图]

从上图可以清晰地看出：

• Beam 直接继承自 Part，而 Part 继承自 ModelObject，ModelObject 继承自 Object（即 Tekla.Structures.Model.Object）。

• Beam 是 Part 的最终子类，不能再被继承（sealed）。

实际开发中，你通常直接实例化 Beam 类来创建梁或柱：

Beam beam = new Beam();
beam.StartPoint = new Point(0, 0, 0);
beam.EndPoint = new Point(5000, 0, 0);
beam.Profile = "IPE300";
beam.Insert();

二、Beam 类的构造函数

Beam 类提供了三个公开的构造函数，方便不同场景下的对象创建：

[图2：Beam 构造函数使用示意图]

示例：

// 方式1：无参构造，之后手动设置起点终点
Beam beam1 = new Beam();
beam1.StartPoint = new Point(0, 0, 0);
beam1.EndPoint = new Point(3000, 0, 0);

// 方式2：指定类型（例如创建一根柱）
Beam column = new Beam(Beam.BeamTypeEnum.COLUMN);
column.StartPoint = new Point(0, 0, 0);
column.EndPoint = new Point(0, 0, 4000);

// 方式3：直接传入起点终点
Beam beam2 = new Beam(new Point(0, 0, 0), new Point(6000, 0, 0));

三、Beam 类的属性

3.1 Beam 自身定义的属性

下表列出了 Beam 类直接定义的公开属性（不包括继承来的属性）：

偏移量详细说明：StartPointOffset 沿梁的局部 X 轴正向为正（即从起点向终点方向偏移），EndPointOffset 沿梁的局部 X 轴负向为正（即从终点向起点方向偏移）。这样梁的实际长度会缩短或伸长。

[图3：Beam 类的核心属性结构图]

注意：反编译代码中还有一个内部字段 Radius（internal double Radius），但该字段未作为公开属性公开，因此本文不将其列为 API 成员。

3.2 继承自 Part 和 ModelObject 的常用属性

Beam 从 Part 继承了以下常用属性（列表为部分，完整参见 Part 类文档）：

四、Beam 类的枚举类型

Beam 类内部定义了一个枚举 BeamTypeEnum，用于区分梁的类型：

public enum BeamTypeEnum
{
    BEAM,           // 普通梁
    PANEL,          // 墙板
    STRIP_FOOTING,  // 条形基础
    PAD_FOOTING,    // 独立基础
    COLUMN          // 柱
}

[图4：BeamTypeEnum 枚举类型及含义]

使用示例：创建一根柱

Beam column = new Beam(Beam.BeamTypeEnum.COLUMN);
column.StartPoint = new Point(0, 0, 0);
column.EndPoint = new Point(0, 0, 3000);
column.Profile = "HEB200";
column.Insert();

五、Beam 类的方法

5.1 Beam 自身定义的方法

Beam 类重写了 Part 中的四个核心方法，并提供了三个构造函数（已在第二章介绍）。自身定义的公开方法如下：

这四个方法均重写了 ModelObject 中的同名方法，并添加了参数有效性检查（如起点终点不能相同、必须设置截面和材质等）。

5.2 继承自 Part 和 ModelObject 的常用方法

Beam 从 Part 继承了以下常用方法（部分列表，完整参见 Part 类文档）：

此外，从 ModelObject 继承了以下核心操作：

[图5：Beam 类的常用操作流程（创建→修改→选中→删除）]

六、完整代码示例

示例1：创建一根普通钢梁

using Tekla.Structures.Model;
using Tekla.Structures.Geometry3d;

class Program
{
    static void Main()
    {
        Model model = new Model();
        if (!model.GetConnectionStatus())
        {
            Console.WriteLine("请先打开Tekla模型");
            return;
        }

        // 创建梁对象
        Beam beam = new Beam();
        beam.Name = "MainBeam";
        beam.Class = "Primary";
        beam.Profile = new Profile("IPE300");
        beam.Material = new Material("S355");
        beam.StartPoint = new Point(0, 0, 0);
        beam.EndPoint = new Point(6000, 0, 0);
        beam.Position.Plane = Position.PlaneEnum.MIDDLE;

        // 插入模型
        if (beam.Insert())
        {
            model.CommitChanges();
            Console.WriteLine("钢梁创建成功");
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("创建失败");
        }
    }
}

示例2：创建一根混凝土柱（使用类型枚举）

Beam column = new Beam(Beam.BeamTypeEnum.COLUMN);
column.Name = "ConcreteColumn";
column.Profile = new Profile("RECT300*300");
column.Material = new Material("C30");
column.StartPoint = new Point(0, 0, 0);
column.EndPoint = new Point(0, 0, 4000);
column.Insert();
model.CommitChanges();

示例3：遍历模型中的所有梁，输出起点和终点坐标

Model model = new Model();
ComponentEnumerator enumerator = model.GetComponents();
while (enumerator.MoveNext())
{
    Beam beam = enumerator.Current as Beam;
    if (beam != null)
    {
        Console.WriteLine($"梁名称: {beam.Name}");
        Console.WriteLine($"  起点: ({beam.StartPoint.X}, {beam.StartPoint.Y}, {beam.StartPoint.Z})");
        Console.WriteLine($"  终点: ({beam.EndPoint.X}, {beam.EndPoint.Y}, {beam.EndPoint.Z})");
        Console.WriteLine($"  类型: {beam.Type}");
    }
}

示例4：使用起点偏移和终点偏移来缩短梁

// 创建一个起点0，终点6000的梁，但起点偏移+100，终点偏移-100
// 实际梁实体将从100到5900，长度5800
Beam beam = new Beam(new Point(0,0,0), new Point(6000,0,0));
beam.StartPointOffset = new Offset(100, 0, 0);   // 正偏移：从起点向终点方向移动100
beam.EndPointOffset = new Offset(-100, 0, 0);   // 负偏移：从终点向起点方向移动100（完全等同终点偏移-100）
beam.Profile = "IPE200";
beam.Insert();

[图6：梁的起点偏移与终点偏移形象示意图]

七、常见问题与注意事项

问题1：创建梁时提示“起点和终点相同”怎么办？

• Beam 内部构造函数和 Insert 方法会检查起点终点是否相同，若相同会抛出异常。确保两个点不相同。

问题2：如何创建竖直的柱？

• 有两种方法：一是设置 StartPoint 和 EndPoint 的 Z 坐标不同（例如 (0,0,0) 和 (0,0,4000)）；二是使用 BeamTypeEnum.COLUMN 类型，但这仅影响报表分类，几何仍由点决定。

问题3：StartPointOffset 和 EndPointOffset 的正确理解是什么？

• StartPointOffset 的正方向是从起点指向终点（沿梁局部 X 轴）。正的偏移量会使梁的实际起点向终点方向移动，从而缩短梁的有效长度（如果终点偏移为 0 或负值）。

• EndPointOffset 的正方向是从终点指向起点（沿梁局部 X 轴的负向）。正的偏移量会使梁的实际终点向起点方向移动，同样缩短有效长度。

• 如果想使梁伸长，可以设置起点偏移为负或终点偏移为正？不，通常偏移用于切割或调节连接长度，不应用来伸长超越物理点。若需要伸长，应直接调整 StartPoint/EndPoint。

问题4：梁的类型（Type 属性）为什么是只读？

• 因为类型在创建时（通过构造函数）确定，之后不应更改，以保证模型数据一致性。如果需要改变类型，只能删除重建。

问题5：如何获取梁的长度？

• 可以直接计算 StartPoint 和 EndPoint 之间的距离，或使用继承自 Part 的 GetLength() 方法（该方法会考虑切割和偏移），注意偏移会影响实体长度，GetLength() 返回实体实际长度。

八、总结

Beam 类是 Tekla OpenAPI 中创建线性构件的核心类。本文完整覆盖了：

• 继承体系（Beam → Part → ModelObject → Object）

• 全部三个构造函数

• 全部自身属性（StartPoint, EndPoint, StartPointOffset, EndPointOffset, Type）

• 全部常用继承属性（来自 Part 和 ModelObject）

• 枚举 BeamTypeEnum（5 种类型）

• 全部自身方法（重写的 Insert, Select, Modify, Delete）

• 全部常用继承方法（几何、装配、编号、UDA 等）

• 多个可直接运行的代码示例

• 6 张 SVG 示意图，包括一张形象易懂的偏移逻辑示意图

无论你是要批量创建钢梁、修改柱的参数，还是提取模型中所有线性构件的坐标，Beam 类都是必不可少的工具。