钢结构深化设计管理研究

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月第5期   作者:金丹1 俞剑2
[导读] 本文以钢结构为研究视角,探索其深化设计管理方法

        金丹1  俞剑2
        1浙江东南网架股份有限公司 浙江 杭州萧山 邮编:311209
        2浙江中通文博服务有限公司(嵊州) 浙江 绍兴 邮编:312400
        摘要:本文以钢结构为研究视角,探索其深化设计管理方法,以及提升深化设计方案的可操作性,减少人为失误问题。首先介绍了深化设计处理钢结构的目标、内容与前提条件,继而提出了深化设计管理方法:添加图纸说明、编号处理构件、分段划分构件、设计吊点、设计起拱值等,以此保障钢结构建筑品质。
关键词:深化设计;工程安全;成本控制

引言:在工程设计、工程建筑期间,深化设计为关键介质,能够提升设计图的应用能效,使其成为工程建筑的关键指导图纸。与此同时,在深化设计时,依据工程建筑规章内容、施工安全、成本控制等需求,分别从节点分布、结构划分、材料性能等方面,合理完成优化设计,以此保障深化设计运作的有序性。
一、深化设计目标
        (1)在对钢结构进行深化设计处理时,以及顺应钢结构的材料制作需求,符合工程建筑对钢结构性能的各项要求。
        (2)在深化设计期间,分别以施工方案、各项工程节点为切入点,开展设计优化,以此提升深化设计有效性。
        (3)在钢结构工程设计获得深化处理时,应达成100%的深化设计效果,保障深化设计全面性。
二、深化设计概述
        深化设计工作,以钢结构为视角时,结合钢结构生产、施工各单位,结合工程设计方案、现有施工技术、安装工艺等因素,细化确定钢结构施工内容,以及提升设计图纸的深化效果。在深化设计完成时,获取的参数详细图纸,能够为构件用料、工程加工、工程安装提供便利。深化设计的落实,应以钢结构设计、质量控制为依据,有序完善构件施工细节,比如装配、加工等。与此同时,施工单位应凭借自身工程建筑经验,提升钢结构设计方案的细化深入效果,保障工程品质,提升施工效率。
        以钢结构为主体,开展深化设计时,使用的软件为Xsteel。此软件运行优势包括:优异的建模能力,在短时间内获得工程方案模型;具备全面的图面编辑操作功能;对于节点设计编辑,能够进行多方案保存;在深化设计时,能够运行相对完善的检查功能,保障深化设计效果;此软件运行,能够对设计内容进行有效校对,合理控制人为失误问题,提升检查时间优化效果,提升深化设计有效性;在深化设计完成时,能够以DXF文档形式输出,便于智能排版使用[1]。
三、深化设计的前提条件
(一)全面掌握钢结构工程设计方案
        在设计人员阅读工程方案时,阅读顺序为:“总图、工程图、结构细节图、节点规划”。借助此种阅读顺序,全面获取工程结构设计方案。与此同时,结合现有设计图纸的方案,与制作厂建立合作关系,深入探索图纸会审发现的问题,提升钢结构设计方案可操作性。
(二)建模获取方案详图
        钢结构在工程建筑时,具有多样化结构特点、繁杂化空间布局等优势。因此,采取建模形式,能够有效提升深化设计效率,缩短图纸方案设计的核对时间,准确获取繁杂构件安装规划方案。一般情况下,在Xsteel平台完成的图纸方案建模,有助于以分段处理形式,完成深化设计工作。
四、深化设计管理方法
(一)图纸说明
        在进行图纸深化设计时,对原有设计方案进行确定的基础上,针对细节工程,比如钢结构制作、钢结构安装等,开展工艺使用、全面工程的规划,以及全面规划钢结构制作流程,以节点视角提升工程管理精细化。同时,深化设计人员,应与结构设计师建立有效沟通,获取钢构件的防锈标准内容。针对钢构件编号设计方法、节点安装规范,进行详细说明[2]。
(二)编号处理构件
        编号处理构件时,是以工程为视角,对钢构件进行统筹管理,便于构件加工、运输等程序处于有序管理状态,对于工程建筑极具指导价值。


        (1)编号处理钢柱。编号处理人员,结合工程施工分区情况,逐一开展编号。编号方式为“工程区-节数-工程区位置编号”。例如,3#-15GCL4-5,表示在工程3区内第15层GCL,钢柱编号顺序为4-5。
        (2)编号处理钢梁。编号处理方法为“工程区-钢梁所在层数-构件顺序编号”。例如,2#-13GCL3-4,表示工程2区,在钢梁13层,编号为3-4。
(三)分段划分构件
        分段处理构件时,分段    项目包括钢柱、桁架,以及顺应图纸设计规范,减少工程现场焊接拼装工程任务,提升钢结构焊接工程品质。
        (1)分段划分钢柱。结合构件自身质量,确定吊机起重能力,柱长节层取值为2或者3,长度控制在14米范围内,宽度控制在2.5米以内,高度不大于3米。如若钢柱长宽高的取值,超过标准范围,应对钢柱进行特殊处理。接头位置确定在框架梁上方13米区域。
        (2)分段处理桁架。结合构件自身质量,以吊机起重能力为参考,工程方案的具体要求为:构件长度控制在14米内,宽度小于2.5米,高度小于3米。以工程标准为分段依据,分段处理完成时,桁架连接方法,以工程方案内容为参考。
(四)设计吊点
        构件质量大于5吨时,应进行重点标注。在标注时,使用鲜红色油漆,同时标注方向。在标注吊点时,借助吊耳完成。一般情况下,在构件制作厂能够完成吊点的加工与安装,保障连接焊缝完整无损,提升构件吊运平稳性,减少安全事故发生。
        (1)设计钢柱吊点的方法。考量吊装作业的便利、平稳等优势,吊点确定为钢柱耳板。依据起重柱自身质量,确定吊耳大小。
        (2)设计钢梁吊点的方法。以工程安装便利为起点,保障钢梁吊装有序性。因此,在加工制作钢梁期间,在钢梁翼缘位置,逐一完成吊装孔分离、吊耳焊接等操作。吊点与钢梁顶端相距距离=1/4构件长度。结合起重钢梁的整体质量,获取吊耳大小。
(五)设计起拱值
        设计钢结构起拱值,此深化设计管理方法,适用于大跨度钢结构,能够提升钢结构外观美观感,使其使用条件获得优化。在起拱值设计期间,确定为横向受力构件,在制作时完成预起拱设计。依据钢结构设计的具体规章内容,设计起拱值时,以恒载标准值P、荷载标准值时形成的挠度参数Q为参考,关系式为起拱值=P+1/2Q。
        (1)设计一般钢梁起拱方法。一般建筑项目中,钢梁起拱设计参数为1/500,针对具有起拱需求、长度不小于8米的钢梁,应采取圆弧起拱形式。当起拱高度不大于20毫米时,能够灵活调整钢梁焊缝的作业次序,使其在弧焊完成时,形成相应的拱度。继而使用火焰对拱度进行纠正,保障起拱标准性。当起拱高度大于20毫米时,能够在钢梁腹板有倾斜表现,以圆弧拱线为依据,分割处理腹板。
        (2)设计桁架的起拱方法。针对跨度不下于15米的桁架、跨度不小于24米的弦屋架,在设计起拱值时,应取值1/500。
(六)设计斜撑拼接控制点
        针对结构繁杂的箱型钢梁,在对其开展深化设计管理时,应在构件表面预留焊接位置,以此完成平焊操作,减少工程现场发生仰焊作业问题,保障焊接品质,提升焊缝检测达标率。焊缝的深化设计管理工作,能够提升焊接作业效率,有序推进工程进度。
结论:综上所述,现阶段,国内确定钢结构发展的总体方针,以此凸显出钢结构施工建筑的重要性,相应提升了深化设计管理工作的地位。因此,在钢结构工程建筑实践活动中,施工、建筑各单位,应以深化设计管理为视角,提升钢结构施工建筑效率,保障钢结构工程品质。
参考文献:
[1]崔志勇,张浩楠,隋小东, 等.深圳国际会展中心超大体量钢结构深化 设计管理研究与应用[J].施工技术,2019,48(10):52-54.
[2]王占红.超高层建筑复杂钢结构的深化设计与管理[J].企业文化(下旬刊),2018,(5):170.

作者简介:姓名:金丹(1993.10--);性别:女 民族:汉,籍贯:浙江省绍兴市 学历:本科;现有职称:初级工程师;研究方向:结构工程
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