浅析深化设计在钢结构工程施工中的运用

浅析深化设计在钢结构工程施工中的运用

【摘要】对于一个钢结构工程项目来说，需要重点关注设计这一块，设计的好坏将会影响钢结构工程施工质量的好坏，因此，重视设计这一元素，不断对设计进行深化，从而提高钢结构工程的整体质量。本文将从以下几个方面来分析深化设计在钢结构工程施工中的运用。

【关键词】深化设计；钢结构；施工；运用

一、前言

从目前国内的情况来说，在钢结构工程中，对设计这一块的重视程度还不够，在施工中，因为设计不科学而导致的问题时有发生，所以对钢结构工程的设计进行优化和深化刻不容缓。因此，我们研究深化设计在钢结构工程施工中的运用很有现实意义。

二、深化设计的目的

随着中国钢结构的不断发展，结构形体的日益复杂求新，工程质量要求的不断提高，加工安装手段的不断提高和完善，各环节对钢结构深化设计的要求和依赖也在不断提高，其在整个钢结构链中的作用也日益显现。深化设计已由传统的构件拆图延伸到节点及构造计算及设计、材料准备及优化、施工详图产生、各类报表统计、预拼装及吊装方案设计及计算、工程量统计及索赔资料的整理等钢结构的方方面面。

在钢结构工程施工前一般需进行两个阶段的设计: 一是设计图蓝图；二是深化设计详图。钢结构设计蓝图是由具有相应设计资质的设计单位完成，深化设计是根据设计蓝图对

结构的每个零件进行三维图绘制，即钢结构施工图放样。通过对设计蓝图的施工图放样，蓝图的各种线条在电脑里就转化为三维的立体结构。它是设计蓝图与钢构件产品的桥梁，对于钢结构加工厂进行钢结构的批量生产具有非常重要的意义。

钢结构深化设计不是简单的细部设计，而是在一次设计图基础上的再创作。

三、深化设计的内容和工作要求

1. 深化设计内涵

深化设计又被称为详图设计或是加工详图，深化设计一直是钢结构在加工前必须要准备的工作，它是有效连接加工与设计之间的桥梁。深化设计的工作一般可包括补充、细化和量化设计的文件以及绘制零件、构件、部件等多层次的图纸单元，以便于工厂进行制作和现场安装。

由于现在钢结构加工企业一直在不断地增加，所以深化设计的人才需求量已经不能够满足日益发展壮大的加工企业的需求量，而且对设计人员的要求也越来越高。现如今，大多数设计工作人员已经摆脱了先前的“深化设计只是简单地抄袭蓝图”的旧观念，更加侧重考虑怎样在复合结构设计要求的情况下，根据自身的施工习惯和加工条件制定出一整套既具有企业自身发展特点又满足企业发展需求的深化设计标准，以便于有效节约成本，提高经济效益。

2.深化设计的工作内容

深化设计的工作内容一般包括：设计图纸的目录，深化设计的总要求，设计构件的安

装布置图，设计通用节点的焊接工艺图，设计零件图、部件图以及构件图，最后是设计构件以及零件清单。

3.深化设计的工作要求

深化设计工作的要求就是将设计文件转化成安装和加工文件，因为在钢结构的各个加工企业中，每个企业的流程、规模、人员素质以及设施配备方面都有着一定的差异，所以在企业中深化文件的表达内容和内容的深浅也会有所不同，然而，他们会有一个共同点，即一定要依照工厂和建筑现场的实际情况对加工详图进行设计，而且要确保加工详图能够被一线的技术工人轻松看懂，以便于熟练进行操作。因此，作为一门基本功，深化设计要求技术人员一定要掌握足够的专业化知识和较强的动手操作能力。

四、深化设计在钢结构工程施工中的运用

1、设计是否合理

钢结构详图在钢结构施工中体现出越来越重要的作用，它既是几何学的情报，又是技术性的检验情报。详图绘制人员首先必须严格遵循结构设计蓝图，理解设计者的意图，其前提是要求绘制人员熟读设计图纸，在大脑里对设计图有一个立体的结构空间。如果缺少了其中的某一个环节，就有可能造成钢构件无法正常安装或安装错误，会造成材料的不必要浪费。其次，详图绘制人员必须了解相应的设计规范、连接计算及构造要求等方面的内容，对经常使用的一些结构的连接节点形式应该有充分的了解，这样设计出来的施工详图才符合蓝图的计算假定，符合国家规范的有关要求。不合理的节点构造会改变结构的受力特征，而且还有可能引起应力集中、构件内留有过大的残余应力和变形，这会给结构造成非常大的安全隐患。据统计，由于设计不合理造成的钢结构工程事故高达20%。

2、图纸会审

在施工详图的设计过程中，如果设计蓝图存在零件或构件间的冲突，深化设计的详图绘制人员就能及时发现，在建设单位、设计单位、勘察单位和施工单位的图纸会审时，提出设计中有问题的部位，便于设计单位及时进行修改完善。

3、钢结构构件加工、安装

钢结构加工厂在对钢材进行下料前，需要对每一个零件绘制相应的零件图，如果零件的设计尺寸与工程中的实际尺寸存在差异，将会导致整个构件的组装错误，造成不良后果。施工详图不仅能反映设计蓝图整体的三维设计效果，排除存在冲突的零件，避免由于下料出错而造成的后果，而且通过特定的软件，还可以输出三维图中所有的单个零件的二维图纸，从而为加工厂省去了中间的部分环节，提高了工作效率。

钢结构设计详图在现场安装过程中也有着重要的实际应用意义。在钢构件出厂时，加工厂通过三维详图对出厂构件进行编号，同时输出相应的构件安装平面图和三维立体图，现场安装人员参照安装图纸就能根据构件编号找到正确的安装位置，避免安装时发生错误，从而避免因不必要的拆卸、二次搬运等而延误工期

五、应用案例

1、工程概况

同方时代广场位于沈阳市和平区三好街西侧，南侧为城市规划路，北侧为百脑汇数码广场及住宅小区，地块西侧与东北大学相毗邻。本工程为超高层办公楼，建筑工程等级为

特级。本钢结构工程包括：① A、B两栋办公楼，位于同方时代广场的东侧。建筑地下二层，局部设置夹层，地上部分为48层，总高度185m，该部分采用矩形钢管砼柱、钢梁，6层以上采用小钢筋桁架楼板，核心筒采用钢结构拄加支撑，7~9层设转换桁架。②裙房5层，钢结构及砼混合结构，基础采用钢筋混凝土结构，该部分框支柱为劲性砼柱，框架柱为矩形钢结构，梁为钢梁。③1#、2#楼框架剪力墙结构，建筑地下二层，局部设置夹层，地上部分为31层，总高度约99.8m，该部分主体采用钢筋混凝土剪力墙结构，框支部分采用型钢混凝土，裙房采用框架结构。本钢结构工程总建筑面积约16.82万平方米（其中裙房以上部分约12.39万平方米, 裙房及地下室部分约3.47万平方米）。

2、施工过程

（一）钢结构施工详图绘制

钢结构施工节点详图见图 1。

图1节点三维图

根据设计院的设计蓝图，对每个零件在 Xsteel钢结构三维详图制作软件中进行定义，检查构件与基础轴线之间、构件与构件之间及零件与零件之间是否存在冲突，如有冲突，及时修改零件尺寸，使得结构既不冲突，又很完美无误地连接，便于构件在下料、组装、焊接中做到准确无误。

（二）钢结构安装

钢结构安装三维图和立面图分别见图2 和图3。对出厂的每个构件进行编号，安装时

参照安装图中对应的编号组装连接零件，能在很大程度上减少安装时出现错误，提高工作效率，节约施工成本。

图2同方时代广场A楼部分三维图

图334-38轴立面图

六、结束语

在今后钢结构工程施工中，我们要不断深化钢结构设计内容，从设计的技术上出发，结合钢结构工程的实际情况来进行更加科学的设计，不断优化设计的各个要素，最大限度的提高钢结构工程设计水平，从而确保钢结构工程的质量。

【参考文献】

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[2]李哲；张小锋；郭增玉；何文安；钢骨混凝土T形截面短柱抗剪性能试验研究[J]；西北农林科技大学学报（自然科学版）；2006年10期.

[3]张淑玉;谢永增;孙明凯;李会军;Xsteel在钢结构深化设计中的应用[J];冶金标准化与质量;2007年02期