鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：圖紙?jiān)O(shè)計(jì)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(lái)越多的使用，鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)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(jìn)度。

一鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

業(yè)單位鋼結(jié)構(gòu)詳圖缺少必要的了解，認(rèn)為已經(jīng)有設(shè)計(jì)院的藍(lán)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(rèn)為可有可無(wú)，在施工合同中即不考慮詳圖設(shè)計(jì)費(fèi)用，也不考慮詳圖設(shè)計(jì)所需時(shí)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(guó)國(guó)情有關(guān)，建國(guó)初期國(guó)家因生產(chǎn)需要，為了搶時(shí)間趕進(jìn)度，合并設(shè)計(jì)周期，設(shè)計(jì)院出的圖紙比一般鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖深度深，但仍不能達(dá)到直接指導(dǎo)生產(chǎn)的程度，剩下詳圖設(shè)計(jì)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(yàn)的工程師完成。隨著改革開放與國(guó)外技術(shù)交流的加強(qiáng)，國(guó)際上鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)也普遍采用設(shè)計(jì)圖與工廠詳圖（shop drawing）兩個(gè)階段出圖的作法。我國(guó)1983年頒布的《鋼結(jié)構(gòu)施工驗(yàn)收規(guī)范》已明確對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)的兩段出圖法給予肯定。

目我國(guó)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(méi)有專門的詳圖設(shè)計(jì)人員，有的雖然有專門的拆圖部門，但詳圖設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)普遍較低，多是剛畢業(yè)的學(xué)生，實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)很少，還有的人員不是結(jié)構(gòu)專業(yè)，僅僅會(huì)CAD繪圖，只會(huì)依照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行放樣。

二、鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)內(nèi)容和工具

2.1詳圖設(shè)計(jì)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(jì)總說(shuō)明、構(gòu)件布置圖、構(gòu)件詳圖。

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

2.1.2 構(gòu)件布置圖應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況靈活分布，布置圖應(yīng)表述清晰準(zhǔn)確，詳圖與布置圖表達(dá)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(dá)構(gòu)件特征。構(gòu)件中各種材料編號(hào)正確，圖中注明螺栓規(guī)格、孔徑、焊縫形式、大小、坡口形式。對(duì)于超長(zhǎng)、超重構(gòu)件需要確定分段位置，分段位置確定時(shí)應(yīng)首先考慮運(yùn)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(cuò)開等問(wèn)題。

2.2常用工具軟件

詳圖設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)全過(guò)程多人合作，在建模過(guò)程中可以檢查節(jié)點(diǎn)、構(gòu)件的位置，材料表、構(gòu)件統(tǒng)計(jì)表、圖紙等均可自動(dòng)創(chuàng)建生產(chǎn)。優(yōu)點(diǎn)是大大降低畫圖勞動(dòng)強(qiáng)度，較大程度避免人工繪圖造成的尺寸錯(cuò)誤；其自動(dòng)生成詳細(xì)的零件清單。其缺點(diǎn)是構(gòu)件編號(hào)多，出圖量大，3D詳圖軟件價(jià)格較高、操作較復(fù)雜，需要較長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)實(shí)踐，在西北地區(qū)普及不是很廣。

Autocad是Z常用的詳圖設(shè)計(jì)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(shí)間長(zhǎng)，圖紙的出錯(cuò)率較高，勞動(dòng)強(qiáng)度大。優(yōu)點(diǎn)是出圖量可靈活掌握，圖面及表達(dá)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(biāo)注、焊縫、標(biāo)高標(biāo)注、尺寸標(biāo)注等可大大減少Autocad的繪圖時(shí)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(shí)間，提高材料表的準(zhǔn)確性，使圖紙工程量計(jì)算和統(tǒng)計(jì)變的輕松。

三、鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題及處理方法

3.1詳圖設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備工作

無(wú)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(yàn)，通過(guò)以下方面的預(yù)先控制可較好保證詳圖的準(zhǔn)確性。

3.1.1 拿到設(shè)計(jì)圖紙首先應(yīng)仔細(xì)理解設(shè)計(jì)者的意圖，對(duì)設(shè)計(jì)圖的理解包含兩個(gè)方面，一是對(duì)設(shè)計(jì)概念性的理解，二是考慮把設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化為實(shí)際構(gòu)件制作過(guò)程中的復(fù)雜程度和可行性考量，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖多由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件（PKPM，3D3S等）設(shè)計(jì)而成，并自動(dòng)生成設(shè)計(jì)圖紙，有些設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)一些問(wèn)題：如一個(gè)工程材料規(guī)格、種類很多，還有一些不常用、不易采購(gòu)的材料，遇到這些問(wèn)題應(yīng)及時(shí)提出材料代用申請(qǐng)，防止對(duì)工程的一些不必要的浪費(fèi)；還有一些節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)不合理或難以實(shí)現(xiàn)，或設(shè)計(jì)圖技術(shù)要求中過(guò)低、過(guò)高或多余條款，遇到這些問(wèn)題應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)人員溝通，探討進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏?，改善工藝性，以便下步制作順利進(jìn)行。

3.1.2 其次編制合理繪圖計(jì)劃，詳圖設(shè)計(jì)工作應(yīng)與施工組織緊密配合，特別是大型鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目，應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度安排進(jìn)行詳圖設(shè)計(jì)、組織材料采購(gòu)、生產(chǎn)、成品發(fā)運(yùn)，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(chǎng)不配套，無(wú)法安裝或到場(chǎng)構(gòu)件不能安裝成一個(gè)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(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，為趕進(jìn)度僅安裝獨(dú)立鋼柱，且沒(méi)有采取攬風(fēng)繩等完善的安全保障措施，極易發(fā)生在突發(fā)強(qiáng)風(fēng)荷載作用下的鋼柱扭斷破壞事故。

3.2 詳圖設(shè)計(jì)常見(jiàn)的錯(cuò)誤

3.2.1比較嚴(yán)重錯(cuò)誤有：

①.構(gòu)件截面尺寸或材質(zhì)與設(shè)計(jì)圖不符；②構(gòu)件長(zhǎng)度錯(cuò)誤；③柱，梁等節(jié)點(diǎn)處接合錯(cuò)誤，即接合處節(jié)點(diǎn)板錯(cuò)誤，無(wú)法安裝；④構(gòu)件編號(hào)及版次錯(cuò)誤；⑤構(gòu)件位置錯(cuò)誤；⑥構(gòu)件接長(zhǎng)處，接頭位置過(guò)于集中，未錯(cuò)開焊縫位置等。

3.2.2其它常見(jiàn)錯(cuò)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(hào)不一致；④材料表中漏零件；⑤在一些大型項(xiàng)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(hào)；⑦螺栓孔位與連接件孔位位置錯(cuò)誤；⑧作對(duì)構(gòu)件連接板反向，如單側(cè)隅撐、支撐等連接板錯(cuò)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(zhǎng)度計(jì)算易發(fā)生錯(cuò)誤。

3.3 詳圖設(shè)計(jì)的技巧

針對(duì)圖紙中常見(jiàn)問(wèn)題，主要通過(guò)認(rèn)真理解設(shè)計(jì)圖，圖紙完成后仔細(xì)檢查并通過(guò)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(hù)結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮彩鋼板的安裝，對(duì)于以下問(wèn)題的提前考慮會(huì)大大減少圖紙出錯(cuò)概率，或是與下道工序干涉。

3.3.1對(duì)于有孔位要求或是有控制要求的構(gòu)件在尺寸標(biāo)注時(shí)不宜標(biāo)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(gè)問(wèn)題。一是系桿不能設(shè)計(jì)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(shí)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(wú)法固定。如圖三:內(nèi)天溝節(jié)點(diǎn)圖。

圖三:內(nèi)天溝節(jié)點(diǎn)圖

3.3.3 不要片面理解檁條上打拉條孔位時(shí)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(méi)錯(cuò)，但安裝時(shí)極易裝反，結(jié)果反而不利，因此宜將檁條上孔均打成對(duì)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(guò)遠(yuǎn)，應(yīng)考慮安裝方便，否則工人在安裝時(shí)必須探出身體來(lái)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(jì)時(shí)應(yīng)提前考慮。

3.3.5高強(qiáng)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(shí)因空間太小，扭矩器和扭矩扳手等工具無(wú)法就位，導(dǎo)致高強(qiáng)螺栓梅花頭無(wú)法擰斷或高強(qiáng)螺栓無(wú)法擰緊。

3.3.6高強(qiáng)螺栓連接板如果有可能，盡量采用上、下對(duì)稱的螺栓布置方式。曾經(jīng)有工程中連接節(jié)點(diǎn)中采用上部4個(gè)下部6個(gè)，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(chǎng)無(wú)法拼裝。

3.3.7抗風(fēng)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(fēng)柱頂緊連接，會(huì)造成屋面不平，中間低兩端高。

3.3.8節(jié)點(diǎn)無(wú)加勁肋，這種情況有時(shí)是設(shè)計(jì)圖中沒(méi)有設(shè)計(jì)，應(yīng)及時(shí)向設(shè)計(jì)人員提出，否者會(huì)導(dǎo)致后續(xù)制作中焊接時(shí)節(jié)點(diǎn)板變形，安裝時(shí)節(jié)點(diǎn)板不能貼合，對(duì)于有摩擦面連接節(jié)點(diǎn)，造成摩擦面安裝不能達(dá)到要求。

3.3.9梁、柱做系桿連接時(shí)，應(yīng)將梁柱上連接板適當(dāng)外伸，有的因系桿連接板太長(zhǎng)，導(dǎo)致空間太小，系桿過(guò)長(zhǎng)無(wú)法安裝，有些框架結(jié)構(gòu)的次梁也存在同樣問(wèn)題，如圖四：系桿安裝節(jié)點(diǎn)。

圖四：系桿安裝節(jié)點(diǎn)

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(rèn)真核對(duì)，常有布置圖與詳圖檁條數(shù)量不符問(wèn)題。

3.3.11當(dāng)墻面采用帶窗時(shí)，墻面檁托板加勁板應(yīng)反向洞口方向。否者窗戶安裝時(shí)發(fā)生與加勁板干涉，無(wú)法通過(guò)，且?guī)Т暗臋_條安裝時(shí)應(yīng)盡量采用沉頭螺釘，也是防止同樣問(wèn)題。

四、結(jié)束語(yǔ)

總之，鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)是一個(gè)承前啟后工作，是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)藍(lán)圖轉(zhuǎn)化為鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的橋梁，不僅是對(duì)施工圖的簡(jiǎn)單放樣、分解，而是鋼結(jié)構(gòu)制作前的技術(shù)準(zhǔn)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(jì)人員應(yīng)有較高的理論知識(shí)和制作、安裝的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，要有全局意識(shí)和強(qiáng)烈的責(zé)任心，工作中認(rèn)真負(fù)責(zé)，經(jīng)常深入生產(chǎn)車間、安裝工地現(xiàn)場(chǎng)，不斷學(xué)習(xí)總結(jié)，才能很好的將理論與實(shí)踐結(jié)合、將設(shè)計(jì)和工藝完美的結(jié)合，進(jìn)而不斷提高詳圖設(shè)計(jì)水平。

參考文獻(xiàn)：

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

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