鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計：圖紙設(shè)計階段的重要性表現(xiàn)在那幾方面

隨著鋼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域越來越多的使用，鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計的重要性也逐步體現(xiàn)，它是鋼結(jié)構(gòu)工程的主要環(huán)節(jié)之一，這一環(huán)節(jié)完成的好壞直接影響鋼結(jié)構(gòu)的制作成本、質(zhì)量和進度。

一鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計的現(xiàn)狀

業(yè)單位鋼結(jié)構(gòu)詳圖缺少必要的了解，認為已經(jīng)有設(shè)計院的藍圖就已經(jīng)滿足施工要求，所謂加工詳圖是鋼結(jié)構(gòu)加工單位的事情，認為可有可無，在施工合同中即不考慮詳圖設(shè)計費用，也不考慮詳圖設(shè)計所需時間，往往施工合同剛簽訂，就要求車間馬上投產(chǎn)。造成這種情況和我國國情有關(guān)，建國初期國家因生產(chǎn)需要，為了搶時間趕進度，合并設(shè)計周期，設(shè)計院出的圖紙比一般鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖深度深，但仍不能達到直接指導(dǎo)生產(chǎn)的程度，剩下詳圖設(shè)計工作由鋼結(jié)構(gòu)加工企業(yè)的工藝技術(shù)人員和有經(jīng)驗的工程師完成。隨著改革開放與國外技術(shù)交流的加強，國際上鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計也普遍采用設(shè)計圖與工廠詳圖（shop drawing）兩個階段出圖的作法。我國1983年頒布的《鋼結(jié)構(gòu)施工驗收規(guī)范》已明確對鋼結(jié)構(gòu)施工設(shè)計的兩段出圖法給予肯定。

目我國鋼結(jié)構(gòu)制作單位的現(xiàn)狀是，有的鋼結(jié)構(gòu)制作企業(yè)沒有專門的詳圖設(shè)計人員，有的雖然有專門的拆圖部門，但詳圖設(shè)計人員的素質(zhì)普遍較低，多是剛畢業(yè)的學生，實際工作經(jīng)驗很少，還有的人員不是結(jié)構(gòu)專業(yè)，僅僅會CAD繪圖，只會依照設(shè)計圖進行放樣。

二、鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計內(nèi)容和工具

2.1詳圖設(shè)計的內(nèi)容及要求

通常，一套完整的鋼結(jié)構(gòu)詳圖應(yīng)包含圖紙目錄、設(shè)計總說明、構(gòu)件布置圖、構(gòu)件詳圖。

2.1.1 總說明應(yīng)包含工程概況、材料要求、焊縫等級及質(zhì)量要求、構(gòu)件制作要求、涂裝要求、安裝要求（如高強螺栓應(yīng)提供初扭、終扭扭矩要求）等需要說明的內(nèi)容，表達應(yīng)明確、清晰、簡潔。

2.1.2 構(gòu)件布置圖應(yīng)根據(jù)工程實際情況靈活分布，布置圖應(yīng)表述清晰準確，詳圖與布置圖表達內(nèi)容相符。

2.1.3 構(gòu)件詳圖應(yīng)選擇Z有代表性的立面做主視圖，在構(gòu)件視圖中應(yīng)包含構(gòu)件安裝位置、方向，所示視圖應(yīng)能完整表達構(gòu)件特征。構(gòu)件中各種材料編號正確，圖中注明螺栓規(guī)格、孔徑、焊縫形式、大小、坡口形式。對于超長、超重構(gòu)件需要確定分段位置，分段位置確定時應(yīng)首先考慮運輸車輛、起重設(shè)備的能力，再考慮材料的合理利用、接頭處焊縫位置的錯開等問題。

2.2常用工具軟件

詳圖設(shè)計離不開工具軟件，常用軟件有Xsteel、Tekla Stuctures和Autocad,其它輔助軟件有天正結(jié)構(gòu)、探索者、Turetable等。

Xsteel、Tekla Stuctures軟件是目前使用較多軟件，采用3D建模，可以實現(xiàn)全過程多人合作，在建模過程中可以檢查節(jié)點、構(gòu)件的位置，材料表、構(gòu)件統(tǒng)計表、圖紙等均可自動創(chuàng)建生產(chǎn)。優(yōu)點是大大降低畫圖勞動強度，較大程度避免人工繪圖造成的尺寸錯誤；其自動生成詳細的零件清單。其缺點是構(gòu)件編號多，出圖量大，3D詳圖軟件價格較高、操作較復(fù)雜，需要較長時間的學習實踐，在西北地區(qū)普及不是很廣。

Autocad是Z常用的詳圖設(shè)計軟件，但該軟件的操作基于2D模型，自帶基本元素不足，很多功能缺乏，需要與其它軟件結(jié)合以及人工的輔助才能完成，因此繪圖時間長，圖紙的出錯率較高，勞動強度大。優(yōu)點是出圖量可靈活掌握，圖面及表達可自由布置。

天正、探索者等軟件與Autocad軟件互相配合使用，其方便的柱網(wǎng)布置、軸線標注、焊縫、標高標注、尺寸標注等可大大減少Autocad的繪圖時間。Turetable是將EXCEL與Autocad相互轉(zhuǎn)化的軟件，它的應(yīng)用可節(jié)省材料表的編制時間，提高材料表的準確性，使圖紙工程量計算和統(tǒng)計變的輕松。

三、鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計常見問題及處理方法

3.1詳圖設(shè)計前期準備工作

無論是采用3D建模的軟件還是Autocad軟件，Z終圖紙的審核還是由技術(shù)人員控制，筆者根據(jù)多年工作經(jīng)驗，通過以下方面的預(yù)先控制可較好保證詳圖的準確性。

3.1.1 拿到設(shè)計圖紙首先應(yīng)仔細理解設(shè)計者的意圖，對設(shè)計圖的理解包含兩個方面，一是對設(shè)計概念性的理解，二是考慮把設(shè)計圖紙轉(zhuǎn)化為實際構(gòu)件制作過程中的復(fù)雜程度和可行性考量，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖多由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件（PKPM，3D3S等）設(shè)計而成，并自動生成設(shè)計圖紙，有些設(shè)計人員經(jīng)驗不足，設(shè)計中常出現(xiàn)一些問題：如一個工程材料規(guī)格、種類很多，還有一些不常用、不易采購的材料，遇到這些問題應(yīng)及時提出材料代用申請，防止對工程的一些不必要的浪費；還有一些節(jié)點設(shè)計不合理或難以實現(xiàn)，或設(shè)計圖技術(shù)要求中過低、過高或多余條款，遇到這些問題應(yīng)及時與設(shè)計人員溝通，探討進行適當?shù)淖兏?，改善工藝性，以便下步制作順利進行。

3.1.2 其次編制合理繪圖計劃，詳圖設(shè)計工作應(yīng)與施工組織緊密配合，特別是大型鋼結(jié)構(gòu)項目，應(yīng)根據(jù)施工進度安排進行詳圖設(shè)計、組織材料采購、生產(chǎn)、成品發(fā)運，不應(yīng)出現(xiàn)土建施工與鋼結(jié)構(gòu)安裝干涉、或構(gòu)件到場不配套，無法安裝或到場構(gòu)件不能安裝成一個穩(wěn)定體系，造成安全隱患，如有的施工單位在安裝中因鋼梁、系桿、支撐、檁條未運至現(xiàn)場，為趕進度僅安裝獨立鋼柱，且沒有采取攬風繩等完善的安全保障措施，極易發(fā)生在突發(fā)強風荷載作用下的鋼柱扭斷破壞事故。

3.2 詳圖設(shè)計常見的錯誤

3.2.1比較嚴重錯誤有：

①.構(gòu)件截面尺寸或材質(zhì)與設(shè)計圖不符；②構(gòu)件長度錯誤；③柱，梁等節(jié)點處接合錯誤，即接合處節(jié)點板錯誤，無法安裝；④構(gòu)件編號及版次錯誤；⑤構(gòu)件位置錯誤；⑥構(gòu)件接長處，接頭位置過于集中，未錯開焊縫位置等。

3.2.2其它常見錯誤有：

①.尺寸不符：第二道尺寸相加后與第一道尺寸不符；②圖面與材料包及圖框中構(gòu)件編號不一致；④材料表中漏零件；⑤在一些大型項目中，構(gòu)件數(shù)量多，構(gòu)件圖易出現(xiàn)重復(fù)繪制或漏繪；⑥不同構(gòu)件重復(fù)編號；⑦螺栓孔位與連接件孔位位置錯誤；⑧作對構(gòu)件連接板反向，如單側(cè)隅撐、支撐等連接板錯放至另一側(cè)；⑨墻面檁條在門窗洞孔上下緣放置有正反之分，則墻面隅撐和拉條長度計算易發(fā)生錯誤。

3.3 詳圖設(shè)計的技巧

針對圖紙中常見問題，主要通過認真理解設(shè)計圖，圖紙完成后仔細檢查并通過圖紙審核即可基本解決。一般鋼結(jié)構(gòu)廠房多采用彩鋼板維護結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計中應(yīng)考慮彩鋼板的安裝，對于以下問題的提前考慮會大大減少圖紙出錯概率，或是與下道工序干涉。

3.3.1對于有孔位要求或是有控制要求的構(gòu)件在尺寸標注時不宜標注封閉尺寸。如下圖一：檁條打孔圖；圖二框架柱連接板拼配圖。

圖一：檁條

圖二：框架柱連接板拼配圖

3.3.2屋面采用內(nèi)天溝需考慮幾個問題。一是系桿不能設(shè)計到緊貼著柱頂?shù)奈恢?，否則將可能導(dǎo)致落水管安裝不到位；二是天溝落水管和系桿以及柱間支撐位置也應(yīng)提前考慮，否則安裝時不是碰到系桿，就是碰到柱間支撐；三是內(nèi)天溝處墻面檁條位置應(yīng)根據(jù)天溝尺寸加以調(diào)整，墻面檁條安裝完成天溝無法固定。如圖三:內(nèi)天溝節(jié)點圖。

圖三:內(nèi)天溝節(jié)點圖

3.3.3 不要片面理解檁條上打拉條孔位時需考慮“受拉邊、受壓邊”等因素，打出上下邊不等距的孔，雖然圖紙沒錯，但安裝時極易裝反，結(jié)果反而不利，因此宜將檁條上孔均打成對稱孔。

3.3.4 水平支撐上花籃螺栓位置要合理，不要偏離鋼梁過遠，應(yīng)考慮安裝方便，否則工人在安裝時必須探出身體來擰緊或者爬梯上去，要么等檁條安裝結(jié)束后爬上檁條擰緊，這樣做非常不安全。水平支撐還易與隅撐位置干涉，設(shè)計時應(yīng)提前考慮。

3.3.5高強螺栓布置要合理，需考慮扭矩器和扭矩扳手的施工空間，否則安裝時因空間太小，扭矩器和扭矩扳手等工具無法就位，導(dǎo)致高強螺栓梅花頭無法擰斷或高強螺栓無法擰緊。

3.3.6高強螺栓連接板如果有可能，盡量采用上、下對稱的螺栓布置方式。曾經(jīng)有工程中連接節(jié)點中采用上部4個下部6個，制作中車間工人在拼配連接板中不小心將一部分拼反，結(jié)果在現(xiàn)場無法拼裝。

3.3.7抗風柱與鋼梁的連接宜盡量采用彈簧板連接，因中間跨的梁安裝后下?lián)陷^大，山墻的梁若采用螺栓與抗風柱頂緊連接，會造成屋面不平，中間低兩端高。

3.3.8節(jié)點無加勁肋，這種情況有時是設(shè)計圖中沒有設(shè)計，應(yīng)及時向設(shè)計人員提出，否者會導(dǎo)致后續(xù)制作中焊接時節(jié)點板變形，安裝時節(jié)點板不能貼合，對于有摩擦面連接節(jié)點，造成摩擦面安裝不能達到要求。

3.3.9梁、柱做系桿連接時，應(yīng)將梁柱上連接板適當外伸，有的因系桿連接板太長，導(dǎo)致空間太小，系桿過長無法安裝，有些框架結(jié)構(gòu)的次梁也存在同樣問題，如圖四：系桿安裝節(jié)點。

圖四：系桿安裝節(jié)點

3.3.10關(guān)聯(lián)部位，有連接關(guān)系位置應(yīng)注意檢查相關(guān)構(gòu)件的數(shù)量、位置。如屋面檁條布置圖和鋼梁詳圖要認真核對，常有布置圖與詳圖檁條數(shù)量不符問題。

3.3.11當墻面采用帶窗時，墻面檁托板加勁板應(yīng)反向洞口方向。否者窗戶安裝時發(fā)生與加勁板干涉，無法通過，且?guī)Т暗臋_條安裝時應(yīng)盡量采用沉頭螺釘，也是防止同樣問題。

四、結(jié)束語

總之，鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計是一個承前啟后工作，是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計藍圖轉(zhuǎn)化為鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的橋梁，不僅是對施工圖的簡單放樣、分解，而是鋼結(jié)構(gòu)制作前的技術(shù)準備工作，是工程施工的第一道工序，是構(gòu)件制作與安裝的指導(dǎo)性文件。要求詳圖設(shè)計人員應(yīng)有較高的理論知識和制作、安裝的實踐經(jīng)驗，要有全局意識和強烈的責任心，工作中認真負責，經(jīng)常深入生產(chǎn)車間、安裝工地現(xiàn)場，不斷學習總結(jié)，才能很好的將理論與實踐結(jié)合、將設(shè)計和工藝完美的結(jié)合，進而不斷提高詳圖設(shè)計水平。

參考文獻：

1.建筑鋼結(jié)構(gòu)施工手冊.中國計劃出版社，2002年5月

2.建筑制圖標準（GB/T50104-2001）

3.門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(CECS102:98)

4.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2003）

聲明：以上內(nèi)容來源網(wǎng)絡(luò)，不代表本站觀點，如有侵權(quán)請聯(lián)系我們刪除！