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摘要：深化设计是依据设计图纸进行二次设计，是现场钢结构施工的源头，深化设计质量好坏直接影响工厂下料加工进度，加工质量、现场钢结构施工及安装，深化设计时要充分理解设计图纸的意图，明确各个构件及节点连接方式，而且深化必须考虑工厂下料，工厂加工工艺及与现场安装配合等等，因此深化设计是决定钢结构质量及安装顺利与否的关键因素。
关键词：深化设计 节点深化 安全防护 质量
Deepen the design and field construction techniques
1 工程概况
背景工程位于北京市朝阳区金盏乡，建筑面积：148532m2，地下2层建筑面积：56200m2，地上总建筑面积为：92332m2；1#楼共13层分为两个独立的单体，建筑高度60m，2#楼共8层，建筑高度40.7m，3#楼共10层，建筑高度49.1m，4#楼共12层，建筑高度57.5m。其中1#A、B塔楼由两道跨度54.8m，高度为 48.18m的钢连廊连接组成，单跨整体重量为450t，结构为框架-核心筒结构，核心筒由劲性钢骨柱组成。
图1 工程效果图
2 深化设计原则
深化设计是在工程实施过程中，对招标图纸或施工图的补充与完善，使之能成为现场实施的施工图。本工程深化设计涉及的专业广，单位多；与土建、装饰、机电、幕墙、暖通等均有联系，在钢结构深化过程中，应全面考虑与上述专业的节点连接方式，为各专业的施工创造良好的条件；合理有序的深化设计对后续工序相关质量影响很大，因此各专业的协调管理是关键。深化设计前，深化设计人员和工艺人员熟悉结构图纸，对图纸中信息进行整理，开展工艺评审，对重点部位的制作工艺进行分析，如特殊的板材、板幅要求、检测要求等予以明确，并提出相关建议。
深化设计图纸是模型的直观表现，是制作工艺的基本资料，所以深化设计出图工作尤为重要，这要求深化设计人员应在图纸中明确表示构件组装所需的尺寸、零部件编号、数量、材质、各种孔洞的尺寸规格，特别是焊缝的形式。本工程构件分段主要包括核心筒钢骨柱、钢连桥、钢连廊等的分段，分段原则上是深化设计中对构件进行分段需要综合考虑工厂制作分段的合理性和经济性、单体散件的重量和运输条件要求、满足现场吊机性能、且便于安装、各种技术规范要求、设计要求、焊接收缩及变形等要求。
3 深化设计主要内容
（1）劲性钢柱合理分段
深化设计首先考虑钢柱分段问题，结合施工现场总楼层高度，加工厂节材及节能考虑，构件运输情况，现场施工条件，现场塔吊吊重，现场安装质量等因素考虑，核心筒钢柱尽量保证2～3层一节，对接分段点设置在楼层1.3m～1.5m处，塔吊若吊重影响，分段点可适当降至1m或者升高至2m左右。
钢柱深化设计时，合理分段，能保证加工厂加工下料不浪费，构件加工时，能保障钢构件加工质量，构件道路运输时不受限制；钢柱合理的分段，能保证现场塔吊的利用率；结合现场流水段的划分，钢柱合理分段，能最大化的利用现场人、材、机，加快现场钢结构施工进度，更快的让土建插入施工，有效的保障了施工工期。
（2）核心筒劲性钢柱与钢筋连接深化设计
核心筒钢筋分部比较密，容易与核心筒钢柱碰撞，考虑现场施工方便，核心筒钢柱不允许现场开洞等问题，需要在加工前对核心筒钢柱与核心筒钢筋搭接时的深化设计，当核心筒主筋与钢柱碰撞时，在钢柱上深化定位，钢柱上焊接套筒，或者在不影响钢构件受力部位进行钢筋开洞，方便现场钢筋安装；对于核心筒箍筋穿钢柱时，需要深化定位穿钢筋孔位置，保障穿筋孔位置的预留符合现场施工，进而保证了现场钢筋安装速度，也能满足现场钢筋和钢构件的受力，同时能加快保障现场的施工工期。
（3）安全措施
深化设计时充分考虑现场安全防护，将相关安全措施深化至构件上，工厂将安全技措加工至构件上，对现场安全管控具有有效的保障，具体如下：
①钢梁卡板
为保证现场钢梁安装方便，节省钢梁就位时间，深化设计提前考虑在钢梁上防滑铁的设置，在加工厂加工完成，便于现场钢梁高空安装，同时也能保证现场安全施工。
钢梁长度大于10m时：
钢梁上吊耳在深化设计时，必须准确定位吊耳位置，现场吊装时才能安全平稳的吊装，同时也保证钢梁在吊装过程中不会因受力不均而导致钢梁变形，能提高钢梁标高、高强螺栓穿孔率等，能保障现场施工质量，加快现场施工进度。
核心筒劲性钢骨柱在进行吊耳深化设计时，需要考虑钢柱上的吊耳的定位，耳板定位作为测量定位点，需要进行准确定位；耳板也是上下两节柱连接位置，耳板深化设计不准确，造成现场安装误差大，同时也不能保证现场安全。劲性钢柱上定位耳板需要进行受力计算，必须保证定位耳板满足吊装要求；耳板在构件组装时，也必须严格按照图纸的定位进行组装，出厂前严格检查耳板焊接质量；劲性柱在进行吊装时，需要慢起，离开地面20mm左右，静止一段时间，构件满足吊装要求时，方可进行吊装，以防安全事故发生。
（4）钢连桥分段
本项目包含地面3道钢连桥,钢连桥最大跨度30m，截面为H1500*400*22*40，为保证钢连桥加工质量，道路运输，现场安装就位，塔吊吊重等各种因素，需要对钢连桥合理分段，合理划分吊装单元，确定连桥构件分段形式，其主要分段原则如下：
a、分段点错开节点区域至少200mm；
b、考虑工厂加工及运输限制；
c、分段重量需满足现场塔吊卸货及安装要求；
d、能保证现场施工安全
e、对接口数量最少，减少现场错边量。
钢连桥跨度最大跨度达30m,单根构件运输困难,两段分段塔吊荷载受限,且现场对接困难,为此将30m钢连桥弦杆分成三段安装,现场塔吊吊重能满足吊装要求，也防止钢连桥过长，在吊装过程中弦杆变形，影响钢连桥安装精度。
（5）钢连廊分段
本工程钢连廊跨度为54.8m，高度为48.18m，弦杆上牛腿多，为了提高现场钢连廊安装精度及安全施工，在钢连廊深化设计时，要严格把控多牛腿弦杆节点；本工程钢连廊采用液压提升，提升节点处的深化设计是本项目的重点，只有严格把控好节点的受力，才能保证钢连廊在整体提升时安全，稳定，也能满足现场结构受力。钢连廊主要弦杆为箱型梁，需要对钢连廊进行合理分段，对分叉节点多的部位要做加强深化，满足现场受力，合理深化，能保证构件加工质量，满足现场施工质量要求。
（6）焊接操作口的设置
针对现场箱型梁焊接，为避免箱型构件仰焊缝焊接等，深化时提前设置人工焊接口及箱型盖板等（主要大截面箱型钢梁）。保证了现场焊接质量，尤其是高空焊接时，箱型梁接火措施不能保证，深化时预留盖板，方便现场焊接，能保证现场火花不下落，也能保证焊接人员施工安全，在焊接时防止烫伤，也能加快现场施工进度。
图4 箱形梁盖板设置
4 结语
本工程钢结构深化设计是重点，只有做好图纸深化，才能保证加工质量，满足现场施工需求，保障现场施工质量。深化设计中，需要方便现场安全施工，满足现场施工条件为主线；深化设计时，需要考虑构件在加工下料时节材，方便工厂组装，焊接，防止焊接变形；满足构件道路运输条件；保证现场塔吊在吊重要求内，防止吊装过程中变形；满足现场安装要求，尤其是测量定位要求；重要节点部位的受力要求；现场施工进度要求；节约成本，创造效益。
参考文献:
1、王超.浅谈高层钢结构设计与深化设计.现代物流报，2013-09-15
2、陈军.超高层建筑钢结构加工与安装技术研究.浙江工业大学，2013.
3、李焱、杨建江、秘志伟：《型钢混凝土梁柱节点的研究和应用》第十一届全国工程学术会议论文集第I卷2002年
论文作者:肖毕江,李众,黄成成,邵敏博,王佳来,李宸观,王
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/12
标签：现场论文; 构件论文; 钢梁论文; 塔吊论文; 节点论文; 核心论文; 加工论文; 《防护工程》2018年第20期论文;