关于钢结构深化设计的几点思考与探究

方会云

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1 钢结构设计现状分析

目前由设计单位出具的设计施工图纸中，钢结构往往作为结构图中单独的一部分进行单独出图，出图包含平面、立面、剖面以及节点详图及大样图，对于空间异形结构往往会附带三维样图等，以上图纸深度是不能够满足构件加工制作深度的，并且在设计图纸中，无法区分同一截面构件的长度、弧度等信息，无法对同一工程的各构件完美区分，这也不能满足后期安装的要求，在这样的情况下，就需要对设计图纸中的钢结构进行二次深化设计，方可进行加工制作、安装施工。

2 深化设计的几点思考与探究

那么在深化设计时我们究竟应该考虑那些问题、应该如何进行深化设计、深化设计的工具有哪些呢？结合工程实际，可以从以下几点进行着手：

（1）深化设计的工具软件：钢结构目前较为成型的深化设计软件为Tekla，也叫作Xsteel，这款工具软件是目前应用作为广泛、钢结构深化设计最为成熟的深化设计软件，其可以完成三维模型建立、节点预设、出图全套深化设计流程，当然，如果熟悉BIM，Revit也有钢结构建模深化的功能，但是目前在国内仍未得到很好的推广，其在节点深化等方面仍需完善[1]。

（2）构件的编号：一个工程的钢构件量不论大小，完善的构件编码规则是必不可缺的，无论构件原材下料、加工制作还是现场安装，采用合理的构件编码规则无疑是钢结构工程顺利实施的关键。

（3）构件的分段分节：对于大型钢结构构件来说，通常要预先进行分段分节，诸如超高层建筑钢柱的分段分节、桁架的分段分节、大型空间网状结构的分区等，分段分节通常需要考虑交通运输能力、构件的重量、节点连接等客观因素，同时，施工现场要根据分段分节情况选用适当的起重吊装设备。

（4）构件的深化设计：构件的深化设计基础是工程结构设计图纸，要充分根据平面、立面、剖面、节点图、大样图以及总说明，进行构件的深化设计，要保证构件的截面尺寸、板材的厚度等均应与设计文件一致，构件的深化设计其最关键的部位是在节点部位，以竖向钢管柱为例，应注意各段钢管柱封头板的设置以及加强环板的设置，当然，如果有钢梁与钢管柱连接，牛腿的设置、牛腿节点的深化也是必不可少的。

3 深化设计的成果及其应用

3.1 深化设计成果

深化设计的成果最终体现为钢结构深化设计图纸，深化设计图纸应该包含深化设计总说明、构件清单、平面图、立面图、构件详图、节点详图、构件板材/型材清单等。

（1）深化设计总说明：应说明深化设计依据、原则、原材主要材质、焊材材质、焊缝等级、尺寸等信息。

（2）构件清单：对本次深化设计构件根据编号形成清单，清单应包含构件名称、构件对应图纸名称、构件毛重等信息。

（3）平面图与立面图：平、立面图应是根据结构图纸建立的三维模型导出的平、立面图，平、立面图上不仅应表示构件在结构中的位置关系，还应明确构件的编号。

（4）构件详图、节点详图：构件详图、节点详图是对钢结构构件的具化，是钢结构深化设计成果的重要组成部分，其不仅标明了组成钢结构构件的各板材、型材的具体尺寸、位置，同时对焊接工艺、焊接尺寸等进行了明确的要求，对于各种构造要求诸如钢管柱的透气孔、板材连接的角部圆弧等均要进行明确的表述，同事应附上组成构件的板材、型材清单，清单中包含尺寸、重量等重要信息，通过构件详图、节点图，要详细标明构件的组成及细部节点[2]。

3.2 深化设计成果的应用

深化设计成果主要通过以下几个方面进行应用：

（1）确定深化设计是否为设计意图、深化设计是否符合设计和规范要求，深化设计图纸完成后，应经过设计、业主及施工单位的审核后方可进行实施，深化设计图纸是钢结构加工制作单位确定加工制作图纸的重要手段，只有当深化设计图纸通过各方审核后，方可进行采购、加工制作等工序。

（2）指导加工制作：加工制作时需要根据深化设计图纸进行原材采购、下料，好的下料单能够最大限度上节约原材，因为无论是钢板还是型材，其从工厂采购的均是定尺的，而根据深化设计图纸进行原材的合理排版，是减少边角料的重要手段，另外，最后的成型构件也要在加工场内根据深化设计图纸完成自检、收货方及监理单位验收后方可出厂。

（3）指导现场安装：结合深化设计平立面图纸以及构件本身的编号标记，可以有次序的将构件进行安装，加快施工速度，减少安装工序错误的可能，保证施工质量。

当然，深化设计成果也可以用于工程量提取、大型吊装设备选用等方面，深化设计成果是钢结构施工的重要依据。

4 结语

钢结构目前在国内建筑工程中的应用已经非常广泛了，钢结构深化设计是钢结构施工不可或缺的一环，目前钢结构深化设计已经非常成熟了，其在建筑结构施工中起到了巨大的作用，本文从钢结构深化设计的几个方面进行了思考、探究与浅析，也从几个方面对钢结构深化设计进行了简单的概括性总结，深化设计是关系到构件加工制作及安装的关键环节，亦是保障建筑结构安全的重要步骤，提前做好深化设计对保障结构安全及顺利实施具有重大意义[3]。