论钢结构深化设计

摘要：针对钢结构深化设计的概念、背景及工作内容进行了简要介绍，着重阐述了深化设计的内容及步骤，以期指导实践，保证钢结构工程施工顺延进行。

关键字：钢结构，钢结构深化，节点，详图

中图分类号：TU391文献标识码： A

引言

随着社会的进步，钢结构建筑的应用越来越广泛，钢结构的建筑也越来越多，钢结构深化设计越显得重要。钢结构深化是把前期设计的比较抽象的设计图纸进行转化，转化成为可供工厂直接加工的加工图和便于工地安装的安装图。

钢结构深化的含义及地位

我国的钢结构工程设计采用两个阶段设计法，第一阶段是由建筑工程设计单位进行结构设计，给出构件截面大小、一般典型构件节点、各种工况下结构内力。第二阶段就是由施工和钢结构制作单位根据设计单位提供的设计图进行深化设计，并编写深化设计图纸。这第二个阶段就称之为钢结构深化。

钢结构深化是结构设计与构件加工制作的联系桥梁，为钢结构加工制作厂和现场施工安装单位提供构件加工和安装必要的依据，并及时向建筑工程师和结构工程师反映工厂加工与工地安装中不可行的问题点，以及可行的解决方案，避免影响工程进度和质量，造成经济损失。

钢结构深化的内容

钢结构深化设计图是构件下料、加工和安装的依据。深化设计的内容至少应包含以下内容：图纸目录、钢结构深化设计说明、构件布置图、构件加工详图、安装节点详图。

钢结构深化设计说明一般作为工厂加工和现场安装指导用，说明中一般都应包含：设计依据、工程概况、材料说明(钢材、焊接材料、螺栓等)、下料加工要求、构件拼装要求、焊缝连接方式、板件坡口形式、制孔要求、焊接质量要求、抛丸除锈要求、涂装要求、构件编号说明、尺寸标注说明、安装顺序及安装要求、构件加工安装过程中应注意的事项等。通过钢结构深化设计说明归纳汇总，将项目的基本要求展现给加工、安装人员。

构件布置图主要作为现场安装用，设计人员根据结构图中构件截面大小、构件长度、不同用途的构件进行归并、分类，将构件编号反映到建筑结构的实际位置中去，采用平面布置图、剖面图、索引图等不同方式进行表达。构件的定位应根据其轴线定位、标高、细部尺寸、文字说明加以表达，以满足现场安装要求。

构件详图主要作为生产车间加工组装用，根据钢结构设计图和构件布置图采用较大比例来绘制，对组成构件的各类大、小零件均应有详细的编号、尺寸、孔定位、坡口做法、板件拼装详图、焊缝详图，并应在构件详图中提供零件材料表和本图的构件加工说明要求，材料表中应至少包含零件编号、厚度、规格、数量、重量、材质等，在表达方式上可采用正视图、侧视图、轴侧图、断面图、索引详图、零件详图等。每一构件编号均应与构件布置图中相对应，零件应尽可能按主次部件顺序编号。构件详图中应有定位尺寸、标高控制和零件定位、构件重心位置等。构件详图设计图纸表达深度应该以满足构件加工制作为最低要求，在图纸表达上应尽量做到详细。

当结构施工图中已经有节点详图时，在深化设计时，可以不考虑这些节点的设计、绘制。但当结构设计图中节点不详或属于深化设计阶段增加的节点图，则在安装节点详图中还应该表达出来，以满足现场安装需要。节点详图应能明确表达构件的连接方式、螺栓数量、焊缝做法、连接板编号、索引图号等。节点中的孔位、螺栓规格、孔径应与构件详图中统一。

钢结构深化的步骤

钢结构深化设计是一项耗费大量人力物力的工作，国内目前有采用以下几种方式来做钢结构深化设计：AUTOCAD、StruCAD、Xsteel等专业软件，大大提高了钢结构深化设计的出图效率。钢结构深化的具体步骤可以归纳为以下几个步骤：

前期准备工作

项目确定之后要根据项目的实际情况建立相应的截面库，并根据项目的实际情况确定项目的编号，杆件的截面材质等等。

三维模型的建立

首先要建立整体的柱网格线，设计人员应严格按照规则制订的模型项目名称、层名称要求来进行设计。轴线可采用的由项目组统一建立的轴线框模型，必须采用所提供的标准形式，个人不得改动、重建。其次，按照建模的先后顺序，搭建钢构架。一般的顺序为柱子，垂撑，梁，水撑。其中，为了出图的需要，构件的方向一定要统一，避免因为个人因素而导致的图纸多样化。三维模型建立后，可以给加工厂提供初步的材料报表，方便其采购使用，因为柱底板过厚，比较特殊，有的加工厂也需要定制，因此在材料报表中也要体现。因为是初估，数量和重量往往是不准确的，采购时往往需要一个比例系数，这根据加工厂的不同而不同。

节点设计

节点设计也相应地分为立面节点设计和平面节点设计。立面设计中虽然立面的东西比较少，只有几十根柱子和垂撑，但是却非常重要，因为整个钢构件的受力都会通过这些柱子和垂撑传至地面，如果某个节点设计大小不够，往往会造成整个项目的问题。平面节点设计相对于立面设计就比较简单，而且重复的杆件也比较多，但是内容比较庞大，重复的工作就会比较多，这就要求平面节点设计人员要有更多的细心和耐心。一般每个项目都会提供一套比较详细的标准节点，设计人员应严格按照制订的节点设计规则进行节点设计。如遇到特殊情况应进行特殊处理。比如说零件和构件碰撞，钢构件过短，钢构件与其它部分碰撞等等，需要与设计单位进行沟通。

模型校核

在进行完建模和节点设计完成之后，需要根据项目的最新图纸对模型进行一遍校核，以确保出图时模型正确无误。模型校核中需要特别注意核对立面柱子的起始标高，柱底，柱顶，柱拼节点。平面梁因为一般调用的是标准节点，只用校核一些特殊的，人为修改的节点，这些节点往往会出错。

2D详图出图

在出图前，一般会对项目进行部件划分，每个部件都规定有不同的部件编号，零件编号，根据要求对不同的钢构件进行前后缀的编辑，这样就可以将钢构件自动归类。钢结构深化设计单位往往会对软件所出的2D详图进行修改，使加工详图更加清楚明白，以满足加工厂和设计院对2D详图要求。

安装图

深化设计公司会提供一些带有详图编号的平面定位图纸，这就是安装图，安装人员通过安装图上每个钢构件的标号位置进行安装。所以说安装图和2D详图是相辅相成的。一些在平面上比较不容易表达的并归属于平面的斜撑和吊杆，可通过打剖视来说明。安装图上也往往会提供材料清单。有的为了安装公司的安装，减小安装误差，安装图或者加工详图中也往往会提供安装爬梯图、插板图、柱吊耳板图及垂直支撑吊耳板图。

需要钢结构深化提供的其它资料

钢结构深化公司除了提供给加工厂加工详图以外，往往会提供材料清单、零件清单、螺栓清单、送图单等，便于加工厂或者设计院的采购出料加工，加强图纸的控制。

结束语

随着科技的进步，钢结构设计软件的优化，结构形式会不断革新，如悬索结构、网架结构和超高层结构等近年来得到了很大的发展和应用。钢—混凝土组合结构的应用也日益推广。但结构的革新仍有待进一步发展。钢结构深化越来越专业，对钢结构深化从业人员的技术能力要求也越来越高，可能会导致其从加工厂独立出来作为一门单独的学科进行研究和不断深化。

参考文献

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