浅谈建筑钢结构详图深化设计与管理方法江传波

发表时间:2020/6/16   来源:《工程管理前沿》2020年第8期   作者:江传波
[导读] 在我国社会经济稳定增长的同时,也促进了产业的繁荣发展。
        摘要:在我国社会经济稳定增长的同时,也促进了产业的繁荣发展。以钢结构为主体的建筑工程越来越多地出现在人们的日常生产生活中,且建造工艺也趋于成熟。然而,虽然我国制定并实施了严格的钢结构建筑设计标准,并取得了一定的成效,但目前我国钢结构设计中仍存在一些不可避免的问题。基于此,本文论述了建筑钢结构详图深化设计与管理方法。
        关键词:钢结构;详图深化设计;管理方法
        钢结构具有稳定性好、使用寿命长、内部结构牢固等特性,是应用最广泛的建筑材料之一。因此,钢结构在建筑业中备受欢迎。随着建筑造型及功能的多样化,对钢结构设计提出了更高的要求。钢结构深化详图是连接建筑钢结构设计图纸与产品间的桥梁,在建筑工程中占有重要地位。
        一、钢结构工程特性
        钢结构工程之所以被重视和越来越多的人所采用,其原因必然是钢结构本身具有的优良特性,以及钢结构相对其他结构工程的优越性能所决定。
        钢结构材料具有高强度、高柔韧性、高塑性和材质均匀的特性,制造较简便,因此,许多工厂可实现工厂化的生产和现场的安装。因操作起来简便,所以施工的工期相对较短,极大地缩短了工程的施工时间,降低了运营成本,提高了资金运营效率,加快了施工的速度。曾有人统计,钢结构材料的施工相比较其他的支模材料,其施工工期能缩短近一半的时间,而且钢结构本身重量较轻,但强度和效能高,虽然施工时间短,造价相对较高,但并不影响建筑物的总体质量。而且钢材能循环利用,施工过程中的钢材无需用水和其他大量的支模材料,既保护了环境,又促进了材质循环。
        二、钢结构详图的重要作用
        钢结构详图设计对设计者要求高,首先,应遵循钢结构设计蓝图,理解设计意图。这就要求详图设计者必需熟读设计图纸,把蓝图上平面表现的各种线条在头脑里转化为空间的立体结构。这中间一旦某个环节出了差错,就可能造成构件无法安装或安装错误,从而给结构安全造成不良后果。其次,钢结构详图设计者还要了解设计规范,掌握其中连接计算和构造要求方面的内容,对常用结构的受力特点,连接节点形式有充分的了解,这样设计出来的连接形式、节点作法才能符合设计模型的计算假定,符合有关规范的要求。不合理的节点构造设计,除了会改变结构的受力特征外,还可能引起应力集中、产生过大的残余应力和残余变形,给结构造成很大的安全隐范。具相关统计,由于节点连接不合理造成的事故占钢结构工程事故的比例高达约20%。因此,钢结构详图设计的重要性并不亚于钢结构设计,所以业主、施工单位及设计单位应高度重视。
        三、钢结构详图深化设计
        1、熟悉设计图纸及设计交底工作。建模的设计人员在接收建模任务时,需保证以下设计资料齐全:原设计图纸或其他与原设计图纸性质等同的文件,以及建筑设计图纸,项目负责人的项目交底文件,编号系统文件,工期进度表,文件控制规定。建模的设计人员要熟悉结构和建筑图纸,掌握设计图纸的内容,对设计图纸上有疑问、矛盾之处,在设计交底会议上及时与设计人员沟通,或通过邮件等方式及时与设计单位联系进行修正。
        2、科学使用钢结构详图深化设计软件。目前,深化详图设计软件通常使用的主要是AUTOCAD、XSTEEL、PKPM-STXT、Tekla Structures等,但这些软件系统特点各异。比如,XSTEEL软件能清晰地反映出钢结构基础元件横截面积的性能,且运行速度快,描述十分详尽直观,对一些高层建筑非常适宜,而且建立曲线图形模拟结构一般采用短折现的形式,取的是近似值,节点分类往往利于多层或高层建筑施工设计使用。

AUTOCAD对平面设计和三维立体图形都能实现良好的绘图效果,而且对单线或实体建筑上,即使不同的构件甚至弧形结构也能精确地完成建模,进行深化设计应用效果也非常明显。Tekla Structures比较常见的是对三维立体图形实现建模设计。应用PKPM-STXT这种软件进行三维图形实体结构深化设计也非常简单适用。所以,在深化设计软件的选用上,要充分结台钢结构工程的详图设计需求和个人的使用习惯科学地选择应用。
        3、模型审核。模型审核是控制钢结构详图质量的有效措施,包括自审和专审。首先由建模的设计人员进行自审,然后由负责工程的审核工程师进行专审。最后当模型建完时,需要保证原设计图的所有信息没有遗漏。自审模型,可通过材料清单检查材质等级及构件编号、通过螺栓清单复核螺栓等级及长度等进行审核。专审模型,需对模型的构件定位与编号、截面型材、节点等进行全面系统的审核。最后由负责工程的审核工程师根据审核情况书面提出审核意见,建模的设计人员针对审核工程师提出的问题逐一做出修改,以完善模型。
        4、模型出图。在确保模型完整、正确的基础上,设置好图框及材料表样式,准备出图。首先,绘制安装布置图,一般包括基础螺栓布置图、平面布置图、立面图、剖面图。平面布置图体现了各个构件间的平面位置,立面图、剖面图反映了各构件间相互位置关系,安装布置图上的节点详图体现了施工现场的构件连接方式。绘制安装布置图就是再一次对原设计图中的构件定位等进行核对,是确保图纸准确的有效措施之一。其次,绘制构件图,体现各零件间的位置关系及连接方式。再次,绘制零件图,体现零件的具体形状、尺寸大小等信息。最后,当所有图纸完成后,提供构件表和目录等清单。
        四、钢结构详图设计管理
        1、工程编号管理。对工程中使用的构件编号,要根据整体工程综合考虑,项目编号管理包括零件、构件编号系统、图纸编号系统、报告编号系统。例如构件编号中要设定零件前缀、构件前缀、构件名称等内容。无论在国内还是国外工程中,详图中的编号设置都应全面、明确、具体。由于工程项目具有唯一性、多样性等特点,编号系统必须根据各个项目的不同结构形式及特点进行编制,不能统一。在工程管理中设置编号系统至关重要。若一个工程由多个子项组成,科学的控制和指派构件编号,能使加工厂便于按工期进度制定切实可行的加工计划,能合理安排打包方案及构件运输计划,以及查找和清点构件变得更加容易。在安装过程中,同一区域的构件可堆放在指定范围内,这样有助于提高作业效率,降低成本。
        2、工期控制管理。钢结构详图深化设计要根据现场安装方案及建设单位工期要求,对深化设计的工期做出合理安排。单位内部要制作好相应的工程进度表格,每周都要记录工程完成的进度,以适时调整工作任务安排。一般最好要预留一些弹性的缓冲时间,以防有突发状况而耽误工程工期。
        3、文档控制管理。在国外工程中,外方的文档控制工作很严谨,专人负责,流程清晰,文档分类详尽。我们应向国外工程学习,并结合国内工程特点进行文档控制工作。在接收原设计单位提供的图纸时,蓝图需加盖设计院出图章及设计人员资质章。所有文件由文档控制员通过正式公共邮箱发出或接收邮件。各工程项目要使用不同的邮件编号,并使用统一格式。收发邮件要有记录单。文控资料中明确出抄送的相关部门,文件有记录可寻。在工程过程中及结束时,这些过程中控制的技术资料及来往信函在工程结算、决算及索赔方面起着重要作用。同时也是工程风险控制及合同管理的有效措施。在单位内部传递文件时使用网络FTP平台,方便了与各个部门间的资料传递,提高了工作效率。
        综上所述,钢结构具有材质均匀、韧性好、塑性好及强度高等特点,钢结构工程施工具有构造简单、施工周期短等众多优点,致使其被广泛的推广和应用在现代工程建筑中。然而,由于钢结构建筑工程的特殊性,对钢结构的设计要求相对较高,为了满足工厂生产、施工安装的实际要求,钢结构详图深化设计应运而生。
参考文献:
[1]熊乐喜.浅谈建筑钢结构深化详图设计[J].中国建筑金属结构.2015(22).
[2]姜琳.做详图深化设计的几点经验[J].科学之友,2015(03).
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