钢结构施工详图设计的方法

浅析钢结构施工详图设计的方法
摘要：本文从钢结构施工详图设计状况入手，阐述了施工详图的基本内容，并针对设计中出现的问题及设计技巧进行分析，力求进一步提高施工详图的质量。

关键词：钢结构；施工详图；设计
一、钢结构施工详图设计状况分析
现阶段来看，设计详图设计状况还存在很多问题，不少业主单位未参透钢结构详图的内容及要求，觉得只要拿到设计院的蓝图就算是符合了施工要求，而对详图进行深加工则是钢结构加工单位的工作，业主单位无需参与，在施工合同中无需在意详图的设计成本及设计工作所耗费的时间，通常是刚签署施工合同就立马要求车间投入生产或施工。

这种现象的出现与我国自身实际息息相关，新中国成立初期，为适应生产需求及进度，设计周期通常都会合并起来，设计院提交的图纸与其他钢结构设计图相比，其内容更详细、深刻，不过还是无法对生产进行有效指导，余下的详图设计工作大都是让钢结构加工企业中的有关技术人员或工程师负责。

在国内外技术不断提高和交融的今天，钢结构工程设计过程中，通常都会参考或使用设计图或工厂详图这两种阶段图。

1983 年，国内出台的《钢结构施工验收规范》中，正式认可并通过了钢结构施工设计的这两种出图法。

现阶段国内钢结构设计单位所处的状态为，不少钢结构设计单位并没有专业的详图设计人员，尽管成立了拆图部，不过详图设计人员
整体素质偏低，以刚毕业、无经验的学生为主，甚至有些学生还是非结构专业毕业，只会cad 绘图或简单的放样。

二、钢结构施工详图设计的基本内容
钢结构施工详图设计主要包含以下两方面内容：1.根据设计图来设计钢结构构件；2.绘制钢结构施工详图。

钢结构施工详图阶段中，应按照钢结构的设计标准、施工要求等来合理设计钢结构构件，关键是设计钢结构的各个节点。

节点设计时应充分考虑螺栓安装、现场焊接等施工环节所占据的空间以及构件吊装的次序等，避免构件已运至现场却安装不了的问题出现，还应为工人能创造更便捷、安全的施工环境。

在每个钢结构的构造过程中，钢结构连接节点设计的技术发挥着重要的作用，要提高其竞争力，钢结构承包商就必须更新其技术，不断压缩成本，满足业主提出的各种要求。

设计连接节点时，需要注意下列几个问题：保证连接节点的强度、刚度适中；节点加工制作、安装简便；尽量节省设计材料。

连接构件的方法主要有焊接与螺栓连接这两种：
2.1焊接连接
我国针对焊接连接焊缝的尺寸与形式等内容，有着非常明确的规定，选取的焊条应同被连接金属材质相符合，焊接设计中万不可肆意改变焊缝尺寸，焊缝的中心应与被连接构件的中心相贴近。

普通的设计图中，对焊缝长度、焊脚尺寸都做出了标注，假如设计图只有截面与内力，就必须根据焊缝计算公式计算出其结果。

焊接连接节点要注意下列几个方面：了解正确的焊缝、焊脚尺寸；设置箱形
截面柱和与梁翼缘相应位置的隔板时，应通过全熔透将焊缝于壁板对接；工字形截面柱的横向加劲肋与其翼缘应通过全熔透进行焊接；梁与柱刚性连接的情况下，柱在梁翼缘的节点波动范围约为500mm，连接柱翼缘与柱腹板间或箱形柱壁板之间的连接时，应通过坡口全熔透进行焊缝；框架柱接头应设置在框架梁上方1.3m处；上下柱的对接接头通过全熔透进行焊缝，工字形截面柱翼缘与腹板间及箱形截面柱角部壁板间的焊缝，应使用全熔透焊缝。

2.2螺栓连接
普通螺栓的抗剪性能不好，在次要结构用的较多。

高强螺栓的强度等级为8.8s 与10.9s。

按照受力特点不同，我们可将其分为承压型与摩擦型两种，所采用的计算方式也会不一样。

高强螺栓一般为m16～m30，规格较大的螺栓性能一般不稳，设计中应尽量不使用。

设计人员通常还应明确节点螺栓的直径及具体数量，假如设计图只标注截面与内力，应根据相应的标注进行确认，并重视以下几个方面：单个杆件在节点上及拼接头一端的永久性螺栓应大于两个；螺栓最大、最小距离应与国家标准相符合；对直接承受动力荷载的普通螺栓受拉连接适宜加增双螺母或别的可稳定螺母的办法；通过大六角高强螺栓与扭剪型高强螺栓螺栓可计算出不同的长度；腹板厚度应等于连接板厚度在加增2mm，而后再验算净截面抗剪等。

三、详图设计中存在错误及设计技巧
3.1其中较为严重的错误为：
构件截面尺寸、材质同设计图不相符合；构件长度不符；柱、梁等
节点处接合不正确，使得安装难度加大或不能安装；构件编号或版次不符；构件位置不当；构件长度、接头位置不够松散，焊缝位置没有错开等。

3.2其它存在的错误：
尺寸不合理：第二道尺寸相加后同第一道尺寸不一致；图面与材料包、图框中构件的编号不同；材料表中缺乏很多零件；部分大项目中，构件数量多，构件图往往会被多次绘制或出现绘制不全的问题；不同构件编号重复了；螺栓孔位的位置与连接件孔位错乱；作对构件连接板，如单侧隅等放错了位置；墙面檩条在门窗洞孔上下缘放置有正有反，计算墙面隅撑与拉条长度时，往往会出现错误。

3.3 详图的设计技巧
图纸中所出现的上述问题，只要设计人员认真领会设计图，设计好图纸后对其进行严格审查，这些问题就可得到解决。

普通的钢结构厂房会使用彩钢板维护结构，在设计结构详图的过程中，应将安装彩钢板的细节考虑进去，并事先考虑下列几大问题，避免图纸设计经常出错甚至干扰下道工序的进行。

3.3.1 对孔位或构件的尺寸提出了具体要求的情况下，应将其尺寸标注出来。

3.3.2 屋面采用内天沟应重视的几个方面：
首先，设计系杆时，应避免其同柱顶紧贴，不然落水管可能出现安装不恰当的问题；其次，天沟落水管与系杆、柱间支撑位置应事先分析与考虑，避免安装时触碰系杆或柱支撑；再者，内天沟处墙面
檩条位置要按照天沟尺寸进行修整，安装墙面檩条后，应及时稳固天沟。

3.3.3 不能一味认为檩条上打拉条孔位时就应重视“受拉边、压边”等问题，打出的孔上下边距离不一致，尽管设计图纸没处问题，不过安装时容易出现反装的现象，从而带来不必要的问题，所以檩条上孔时，应确保孔对称。

3.3.4 合理定位水平支撑上花篮螺栓的位置，不应使其与钢梁间相隔太远，便于安装很重要，不然，工人安装时就不得不探出身体来或爬梯去拧紧，或等安装好檩条后才能上去将檩条拧紧，如此容易引发各种安全事故。

水平支撑通常会与隅撑位置相接近，设计时也应考虑这一问题。

3.3.5 合理设置高强螺栓，应为扭矩器、扭矩扳手留出足够的施工空间，不然，由于安装场地不足，扭矩器与扭矩扳手等工具可能发挥不了作用，使得高强螺栓梅花拧不断或高强螺栓松弛。

3.4严格审核钢结构施工详图图纸
详图图纸应在审核方批准的情况下予以制造，切勿让小小的错误来延误工期或损毁单位的利益。

绘制详图时，往往会出现一些错误，例如绘图者在更正尺寸标注数据时，可能会出现错误；放样不合理使得后续工作不能继续；如需进行设计变更时，应了解变化或没变的部分，避免设计图混乱；材料规格、材质达不到设计图的要求；图面与材料表及图框中的构件编号不相同；构件图多次绘制或出现没有绘制到的地方，构件不同，但编号却相同；节点中板件有问题
等。

审核图纸的工作较为繁琐，主要包含下列几个项目：设计文件如设计图、图纸、设计变更通知单、施工图等有没有备齐；构件的几何尺寸在设计图中是不是都已经标注清楚；重要构件的尺寸正确与否；节点清晰与否，能不能达到国家标准；检查施工图详图中是否存在缺漏；构件之间的连接形式正确与否；从设备与技术条件两方面分析，图纸上的技术要求是否一致；加工、焊接符号齐全与否；图纸的标准化与国家标准是否一致。

要促进钢结构施工详图设计的出图质量进一步提高，我们还需及时做好工作总结：要充分熟悉整个工程，认清结构中的重点、难点，尤其应关注关键部位或存在特殊要求的部位；设计内容中出现模棱两可的地方，应及时同设计方进行商讨，采取有效的措施予以弥补；构件结构不恰当或施工难点处，应及时同设计方协商进行变更签证；针对那些工程量大、工期较短且绘制主体较多的工程来说，应事先提出相应的绘制要求，并进行协商，确保图面格式相同；如果一个项目存在多个单体，为方便生产、运输及安装，应对各单体构件进行编号；要将加工工艺如构件焊接变形调整、加工余量等考虑进去。

结语
施工详图设计是一项系统工程，细致且环节多，设计中常见的问题，我们从施工详图中都能相应的看出，鉴于此，我们应深化了解钢结构施工详图设计，严格对设计图进行审核，以提高设计图的质量。

参考文献：
[1] 《钢结构设计规范》gb50017-2003[s].
[2] 王安麟.钢结构施工详图设计图集[m].北京：中国建筑工业出版社，2006
[3] 《钢结构设计规范》（gb50017-2003）.。