浙江大东吴集团钢构有限公司 浙江省湖州市 313000
摘要：近年来，钢结构以其质量轻、抗震性能好、强度高、塑性韧性好、施工周期短等优点在当前建筑领域中得到了迅速的发展。尤其是在当前工业厂房的设计和生产中，钢结构厂房逐渐替代了传统形式的钢筋混凝土厂房，得到了广泛的应用。本文以长兴综合物流园区-工业及原材料仓储区项目实际案例作为背景，对传统钢结构深化设计中出现的典型问题进行分析，并提出解决措施。
关键词：钢结构；深化设计；问题；完善；优化建议；TEKLA；STRUCTURES
1引言
钢结构工程是一个系统的工程，由于钢结构设计蓝图设计深度不足，致使钢结构工程详细情况无法真实反应到每一个构件，而钢结构深化设计能很好的解决这一问题。随着科学技术的发展，许多新建钢结构建筑朝着新、奇、怪的方向发展，如鸟巢、水立方，如此复杂的结构给钢结构设计带来举得挑战。如何安全合理地实现构造复杂的结构和节点成为了深化设计的难点和重点，这也对钢结构深化设计人员和加工制作单位提出了更高的要求。
2、钢结构深化设计概要
目前我国的钢结构工程设计采用分两个阶段设计，第一阶段是由建筑工程设计单位进行结构设计，第二阶段是由钢结构制作和施工单位进行深化设计。钢结构深化设计严格按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）和《钢结构工程施工质量验收规范》（GB502052-2001）及相关图纸和规范的规定，在不改变结构形式、结构布置、构件型号、材料种类、节点类型的前提下，对节点的细部尺寸、焊缝坡口、杆件分段等进行深化设计。
通过深化设计，我们可以得到各零部件的详细规格、尺寸、分段长度、拼装位置；通过深化设计，我们可以对各杆件进行编号、分类，列出材料清单，绘出拼装详图；通过深化设计，我们可以选择合理、科学的节点拼装顺序、各连接部位的焊缝坡口形式，在满足结构安全的前提下，采用经济、合理、科学的施工工艺，确保建设工程优质、高效地进行。
3工程概况
现以长兴综合物流园区-工业及原材料仓储区项目为例，浅谈设计与施工时遇到的问题及优化措施。该工程位于浙江省湖州市长兴县，总占地面积为7万多㎡，总建筑面积为62253㎡，建筑高度为15m，总用钢量1900T。结构体系为门式刚架+钢框架，本工程包含一栋办公楼，A、B、C三区仓储用房。其中A区的仓储用房为含10T吊车的门式刚架的钢结构，净跨16+24+16m，宽度166m，高度11.6m。设计功能为仓库及装车区。钢结构主刚架为门式刚架，钢柱钢梁均为H型钢，用M22高强螺栓连接，3个分区连接处为大跨度雨棚，其中柱为Φ400*16的钢管混凝土柱，钢柱钢梁间为角钢支撑。
4工程深化设计存在的问题
该工程深化设计过程采用的是基础绘图软件AutoCAD绘制施工图，在平面设计的基础上对节点部位作进一步细化，最终的深化设计成果仍是平面施工图。所有钢结构部件按照平面施工图加工制作完成后运输至现场。由于传统的AutoCAD平面绘制施工图的局限性，一些设计上缺陷可能到了施工现场安装时才被凸显出来，就本工程在深化设计过程未发现的问题如下：
4.1主体结构施工预埋的钢柱牛腿水平存在水平偏位，导致钢结构吊车梁的主梁上下翼缘板和腹板与预埋的钢柱牛腿连接板错位。具体原因：主体结构施工时钢柱固定不牢固，浇筑混凝土时产生移位；深化设计前没有到现场对原预埋牛腿空间位置进行精准的实测实量。
4.2 主体结构上原预埋斜牛腿与轴线竖向倾斜，具体原因同4.1。
4.3 钢梁翼缘板及斜支撑翼缘板接口错位。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体原因：传统二维平面设计无法将施工时的状貌提前呈现，正式拼装前未进行预拼装或拼装模拟。
4.4 部分主次梁腹板肋板位置不当，导致螺栓拧紧操作困难。具体原因：传统二维平面设计无法将施工时状貌提前呈现，深化设计时未对肋板空间位置进行优化。
5工程设计完善
对于以上到施工过程中才凸显的问题，设计、施工单位展开专题会审，并联系原有设计单位建模验算，制定整套整改方案：针对4.1问题，采取新增腹板、翼缘板及侧板等来补强偏位部分；针对4.2问题采取切割、纠正预埋牛腿翼缘板，然后与钢构件焊接；针对4.3问题采取千斤顶直接校正或火焰烘烤校正，部分构件回厂重新加工；针对4.4问题采取切除原加筋肋板，待高强螺栓拧紧后再重新焊接肋板。
虽然以上问题最终得以解决，但深化设计单位需承担所有费用，且后续工程顺延，使得整个工程施工进度滞后。
6 优化建议
对于相对复杂的钢结构工程，传统AutoCAD平面深化设计存在明显的不足之处：①提供的节点数量不够，表达不完整，节点部位遗漏：②节点表达方位单一，无法全方位表达，而一个复杂的节点，其周围的情况往往是多样的；③理论与实际不能很好的结合，节点存在后续安装问题。
近年来，钢结构深化设计三维建模软件，在缩短设计周期、降低设计成本、提高设计水平等方面的促进作用，已成为行业的共识。例如芬兰TEKLA公司研制和开发的TEKLA STRUCTURES，该软件有强大的三维建模功能，可以将工程完工后的状貌在施工前就呈现出来，并确保钢结构与预埋件之间定位精准。建立三维模型是对工程的一次“预演”，钢结构深化设计建模过程就是对工程进行三维校对过程，在该过程中可以很直观的找到碰撞位置。另外钢结构深化设计模型和详图可以及时向原设计反映制作加工与现实安装中存在的不可行的地方，在深化设计阶段减少变更联系单，提高施工现场的生产效率，确保项目的进度与质量。
7 总结
深化设计不仅仅是根据结构设计“依样画葫芦”，而是在了解结构设计人员意图的情况下，使深化设计既满足结构受力要求，又能方便加工安装。随着科学技术的发展，建筑钢结构越来越复杂，如何安全合理地实现构造复杂的结构和节点成为深化设计的难点和重点，这也对钢结构深化设计人员和加工制作单位提出了更高的要求，不仅要求深化设计人员学习掌握新的技术，并学以致用，还应对加工工艺、安装过程有全面的了解；不仅要求深化设计人员能熟悉深化设计程序，如何根据设计图进行详图绘制，还应综合工厂加工制作、现场安装等综合因素，发现问题、解决问题，在钢结构深化设计过程中，需同结构设计师保持良好的互动关系，不断完善和调整结构方案，也为加工、安装创造较好的条件。在满足结构合理的条件下，构件的深化设计需为加工和安装提供方便。
参考文献：
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论文作者:郑健
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/20
标签：钢结构论文; 结构论文; 节点论文; 工程论文; 腹板论文; 长兴论文; 传统论文; 《基层建设》2017年第9期论文;