钢结构建筑标准化施工设计研究

申泉

【摘要】目前随着我国社会经济的发展，对建筑特别是高层建筑的需求量与日俱增，钢结构在高层建筑中得到了广泛的应用。在施工设计时，一般工作量较小，工作也较为简单，但是由于其细化程度偏低，使得现场施工难度增大，难以保证整个工程的质量水平。因此，对于钢结构建筑的标准化设计就显得尤为重要。本文结合笔者相关工作经验并参照钢结构建筑标准化设计的规范，对标准化施工设计的内容和优势进行叙述和探讨。

【关键词】钢结构建筑；标准化；施工设计

钢结构建筑的施工设计在整个钢结构建筑项目中占有至关重要的作用。钢结构建筑的建造速度快，耗时短，但是，在整个建筑过程中，设计的时间站到80%上，工作量非常大，由此可见设计工作的重要性。前期设计工作的好坏会直接决定工程的质量水平和使用寿命。由于钢结构建筑前期是在工厂中进行焊接、组装，然后将组建由各个工厂运至工地进行拼接，这就对各个组建的精确度提出了较高的要求，精确度的不足很有可能会影响钢结构建筑的后期施工，甚至使施工工作发生停滯。设计的缺陷需要在最终拼接时进行弥补，这就会使组件上产生较多切割、钻孔的痕迹，严重影响工程进度和工程质量。因此钢结构建筑物的标准化施工设计是工程顺利进行的重要保证。以下对钢结构建筑标准化施工设计的内容和优势进行叙述和探讨。

1 标准化施工设计的内容和流程

1.1 标准化施工设计的内容

以目前最为常用的钢结构系统为例，施工设计的内容主要包括三大部分，即零件图、安装图、材料清单。对于各个主要部分可以再进行细分，其中零件图包括定制件图和标准件图。安装图包括定制安装图和标准安装图。

标准件图和标准安装图是基于标准化程序确定的标准化零件与操作方式，在前人总结的标准化规范的前提下，运用相关技术指导和标准化指导原则，选用具有明确标号的钢材及螺栓，根据标准化要求和施工规范，安装在预先确定好的部位。这些标准件和标准安装位置的选择和确立是由前人通过严密的力学计算和在施工中的经验总结而来的，具有很强的参考价值，在施工设计中使用这种标准化的设计理念和设计参数，可以在很大程度上减少设计工作的劳动强度和工作量，大大提高设计速度和工程质量。定制件图和定制安装图是根据施工建筑的具体形式以及施工地点的具体情况而确定出来的，对于不同的建筑物，往往在定制件图和定制安装图上有着较大的差别，一般情况下对于不同的工程，在设计时对于定制件图和定制安装图只能作为参照，不能作为模板来使用，定制件图和定制安装图的确立有很强的地域性，对于不同的工程，应当因地制宜的设计最能符合工程要求的结构，且设计要以标准件图和标准安装图为主体，不能因为定制部分的设计而使标准化部分受到影响，更不能使用定制件图和定制安装图来取代标准件图和标准安装图，这是有其客观原因的，定制件图和定制安装图的确立过程往往是由某个施工设计团队独立完成的，其人力、财力、技术水平有限，难以对设计的结果进行大规模的验算测试，更不可能以实物进行试验，这就使得这种设计具有先天的局限性，往往会出现一些瑕疵和漏洞，但是标准件图和标准安装图的制定过程出现此类问题的可能性就小得多，由于通过前人大量的运算和实践进行总结和归纳，使得可靠程度有着很大的提高。对此，在定制件图和定制安装图的制定过程中，应当秉承严格设计的要求，对材料的受力情况和选材的力学性能进行严格计算和验算，针对不同的项目要求，制定符合施工要求和使用要求的图纸。

1.2标准化施工设计的流程

钢结构家住的标准化设计流程对于整个设计工作的进行具有重要的意义，一个科学的设计流程可以在很大程度上减少设计工作的负担，也降低了设计出现错误的发生率，同时一套流畅的施工设计流程也是工程能够达到较高质量水平的保证，以下对目前最为常用的标准化施工设计流畅进行介绍。

1.2.1 为主、次结构设计组件、零件图

在设计初期，应当首先将整体工程分为主要结构和次要结构，在设计时，优先考虑主要结构的设计，以主要结构为主体，发展和完善次要结构，保证次要结构不对主要结构进行干涉。

对于主结构，目前常采用Tekla Structures（Xsteel）软件进行模型搭建，这款软件是通过创建工程建筑物的三维模型以后自动生成钢结构详图和各种报表，在报表中有各个零件的具体规格参数，并能够估算材料的使用量，为工程预算和工程管理提供依据。在报表中，会对每个零件进行编号，将各个零件图发给加工工厂后，工厂会根据要求进行制造，最后根据报表中的零件编号将零件安装至对应位置，大大减少了出错的可能。在Xsteel软件中，也可以对建筑物进行预先模拟组装，以在设计时期就可以发现建筑的缺陷，并进行相应的弥补。

对于次要结构，目前常采用的是预冲孔系统，这在Xsteel软件中也有出现，预冲孔的作用是通过具有对应编号的连接孔，保证主结构和次结构连接的准确性。在以往的设计中，对于主、次结构的链接，常采用耳朵是焊接檩托板的方式，这种方式会增加制造时的工作量，同时可能会发生误差的积累，导致精度水平的下降。目前广泛采用的预冲孔系统，在大大降低工厂劳动强度的前提下，可以尽可能的提高安装精度和安装速度，同时，由于其可以使用螺栓进行连接，在日后建筑使用寿命到期时的拆除工作也提高了便利。

1.2.2 设计安装图

安装图的作用是为日后的安装工作提供参照，并将此提供给客户，为日后的维修管理工作服务。安装图的设计应当以施工地点的具体情况和客户的具体施工要求为基础，参照主、次结构的组件、零件图，对于建筑主体，应当有详细的节点图，并配备有详细的材料汇总清单，与此同时，配备施工地的组织图，对于吊车、雨棚等的布置，也应当尽可能详细。

2 钢结构建筑标准化施工设计的优势

钢结构建筑的标准化施工设计是目前钢结构建筑的主流施工设计方式，其在很多方面均具有明显的优势，以下对其详细探讨。

2.1 降低人为因素对工程的影响

在制定出详细的标准化施工设计方案和图纸后，可以尽可能的降低施工人员的因素对工程的影响。减少了施工人员的操作习惯和操作失误对建筑整体质量产生的隐患。通过详细的设计图纸，根据零件的编号，对零件进行安装、拼接，使之对号入座，大大降低了工程建造的难度，同时降低了施工人员的技术水平要求，对于大规模工程，需要较多的人力，此时标准化施工设计可以使新进的施工人员在进行简单的技术培训后就可以投入工作。对于同一种建筑的大批量建造，也可以受益于标准化施工设计，使得建筑质量、外形更为统一、美观。

2.2 缩短工期

工期是影响工程成本的重要因素，工期长意味着所需要付出的人力、管理成本就高。钢结构建筑标准化施工设计可以大大缩短工期，据权威统计，施工方可以有效缩短工期达35%以上。工期的缩短意味着工程可以尽快交付使用，可以创造更大的使用价值。

总结：

施工设计是目前建筑行业一直研究与发展的课题，如何能够使钢结构建筑标准化施工设计达到最高的水平，使工程能够最大程度的从中受益，依旧有很多的问题有待解决。新技术的引进为钢结构建筑标准化施工设计提供了帮助，同时也为相关的研究、设计人员提出了更高的要求，对此，如何能够完善标准化施工设计，我们需要继续探索和努力

参考文献：

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[3]刘晓；沙飞；浅谈钢结构建筑在设计中存在的问题[J]. 黑龙江科技信息； 2 011年26期.