淺談建筑鋼結(jié)構(gòu)深化詳圖設(shè)計

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)深化詳圖是連接建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙與產(chǎn)品的中間橋梁。本文首先對深化詳圖設(shè)計進行概述，然后詳盡介紹了深化詳圖設(shè)計的主要內(nèi)容，最后道出計算機軟件在推動深化詳圖設(shè)計高速發(fā)展的道路上不可比擬的作用。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；詳圖設(shè)計；設(shè)計深化；軟件

中圖分類號：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-3362（2013）11-00254-01

1 深化詳圖設(shè)計發(fā)展現(xiàn)狀

鋼結(jié)構(gòu)工程是建筑結(jié)構(gòu)工程中的重要組成部分，具有一定的特殊性，主要表現(xiàn)為工廠生產(chǎn)和構(gòu)件連接形式復(fù)雜多樣。這種特殊性對構(gòu)件的要求較高，在施工圖紙和實際施工之間，必須進行大量的深化設(shè)計和詳圖設(shè)計的工作，以滿足工廠生產(chǎn)和構(gòu)件連接的需要。我國早期的圖紙是將設(shè)計圖紙與深化詳圖圖紙合并為一個階段，隨著建筑鋼結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展，圖紙專業(yè)化的程度越來越高，設(shè)計圖紙與深化詳圖圖紙慢慢由一為二，到20世紀(jì)八九十年代，沿海許多發(fā)達(dá)地區(qū)涌現(xiàn)了許多建筑鋼結(jié)構(gòu)深化詳圖的專業(yè)公司。建筑鋼結(jié)構(gòu)工程圖紙逐步轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)化方向發(fā)展。1983年，我國頒布了《鋼結(jié)構(gòu)施工驗收規(guī)范》，對設(shè)計圖紙和深化詳圖圖紙分別出圖方法進行了肯定[1]。2001年，我國建設(shè)部門頒布了“建筑工程統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)頒發(fā)通知”，就建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計和深化詳圖的表達(dá)進行了明確的指導(dǎo)和規(guī)范。

2 深化詳圖設(shè)計的必要性

深化詳圖設(shè)計就是對設(shè)計圖紙進行深化設(shè)計，使設(shè)計圖紙轉(zhuǎn)化為深化詳圖設(shè)計的圖紙，使設(shè)計圖紙表達(dá)的更為全面。設(shè)計圖紙只給出了構(gòu)件截面和節(jié)點連接的信息，對節(jié)點具體的連接方式，構(gòu)件的加工制作工藝并未做出解釋。將設(shè)計圖紙轉(zhuǎn)化為深化詳圖設(shè)計圖紙包含許多方面的內(nèi)容，如材料的選用、連接方法、構(gòu)件連接節(jié)點以及涂裝表面處理等方面的問題。鋼結(jié)構(gòu)工程的特殊性使得構(gòu)件在制作和安裝方面更加需要簡潔明晰的構(gòu)件加工生產(chǎn)圖、組合構(gòu)件的大樣圖，以及明確的節(jié)點連接大樣詳圖，這些詳圖都是工廠產(chǎn)品和現(xiàn)場安裝連接的依據(jù)。不合理的構(gòu)造設(shè)計詳圖，往往會引起應(yīng)力集中，使構(gòu)件產(chǎn)生過大的參殘余變形，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在鋼結(jié)構(gòu)工程事故中，由于節(jié)點連接不合理而造成事故的比例是20%。因此鋼結(jié)構(gòu)深化詳圖設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)工程的必不可少的一部分，是構(gòu)件制作與安裝的指導(dǎo)性文件。

3 深化詳圖設(shè)計的主要內(nèi)容

深化詳圖設(shè)計主要包括施工全過程仿真分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化、節(jié)點深化、構(gòu)件安裝圖、構(gòu)件加工圖和工程量分析[2]。施工全過程仿真分析一般包括很多方面的內(nèi)容，有施工各狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析和特殊施工荷載用下的結(jié)構(gòu)安全性仿真分析，以及各種驗算包括整體吊裝模擬驗算和大跨結(jié)構(gòu)的預(yù)起拱的驗算等。施工過程的計算模型會因為在施工過程中溫度等方面原因而產(chǎn)生應(yīng)變，應(yīng)變一旦產(chǎn)生一般不會隨著結(jié)構(gòu)的設(shè)計狀態(tài)的恢復(fù)而消失，通常都會部分的保留下來，因此需要對原有的設(shè)計模型進行優(yōu)化，保證建筑鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的安全。節(jié)點深化詳圖設(shè)計的主要目的是對圖紙中節(jié)點進行強度驗算和節(jié)點連接計算以保證節(jié)點強度連接的合理性，減少事故的發(fā)生。構(gòu)件安裝圖是在構(gòu)件加工圖完成之后用于指導(dǎo)現(xiàn)場安裝和連接的一種安裝圖，它的主要任務(wù)是對每個構(gòu)件進行正確的安裝，并采用正確的方式進行連接。構(gòu)件加工圖可以分為構(gòu)件大樣圖和零件圖，構(gòu)件大樣圖表示的是構(gòu)件的出廠狀態(tài)，是工廠加工的而依據(jù)，其主要內(nèi)容包括拼接尺寸以及附屬構(gòu)件定位等。構(gòu)件大樣圖表示的是構(gòu)件狀態(tài)，它的作用是方便對構(gòu)件進行現(xiàn)場檢查；零件圖是構(gòu)件不能拆分的最小單元，隨著計算機軟件的飛速發(fā)展，零件圖基本被計算機所替代。工程量分析是深化詳圖的重要組成部分，材料表是工程量分析中最容易被忽視的地方，它包括許多方面的信息，這些信息可以指導(dǎo)我們進行精確的采購信息計劃，安裝計劃，節(jié)省資本，提高經(jīng)濟效益。

4 計算機軟件的開發(fā)推動深化詳圖設(shè)計的高速發(fā)展

建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件深化詳圖繪制相當(dāng)繁瑣，如果采用傳統(tǒng)的手工繪制，對拆圖人員的業(yè)務(wù)水平要求的相當(dāng)苛刻，也不可避免的出現(xiàn)錯誤。深化詳圖軟件的使用可以大大的提高圖紙的正確性和精確度，也大大的減少了鋼結(jié)構(gòu)詳圖的設(shè)計周期，使企業(yè)更有競爭力。深化設(shè)計的常用軟件有許多如SAP2000、MIDAS/GEN、PKPM、MST、ANSYS等，每個軟件具有不同的特點，適用不同的條件，在實際工程中可以根據(jù)不同的需要進行合理的選擇。構(gòu)件詳圖的常用設(shè)計軟件主要有AutoCAD、TEKLA和StruCAD。

現(xiàn)代建筑鋼構(gòu)件造型多種多樣，越來越富有藝術(shù)性，各種空間結(jié)構(gòu)的建筑隨之雨后春筍般的涌現(xiàn)出來，如采用MST和AUTO CAD作為分析和出圖軟件的異體空間結(jié)構(gòu)國家游泳中心；采用TEKLA Structures、AUTO CAD等作為出圖軟件的特殊結(jié)構(gòu)如國家體育場主火炬；采用TEKLA Structures、AUTO CAD等作為深化軟件的不規(guī)則空間圓管桁架結(jié)構(gòu)北大乒乓球比賽館；采用AUTO CAD等作為放樣出圖軟件的超高層框架結(jié)構(gòu)國貿(mào)三期。這些結(jié)構(gòu)的加工圖紙，如果還是按以前的手工繪制是無法實現(xiàn)的，現(xiàn)在得益于深化詳圖軟件，建筑的藝術(shù)造型也由以前“想得到，做不到”的局面進入“只有想不到，沒有做不到”的時代，讓我們的世界變更的多姿多彩。

5 結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)深化詳圖是將施工圖紙轉(zhuǎn)化為加工安裝詳圖，是建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的重要組成部分，是連接建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙與產(chǎn)品的中間橋梁。我國對建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計和深化詳圖的表達(dá)也進行了明確的指導(dǎo)和規(guī)范。

深化詳圖設(shè)計包括許多方面的內(nèi)容，如仿真分析、優(yōu)化設(shè)計、節(jié)點深化、構(gòu)件安裝和加工圖以及工程量分析。

鋼結(jié)構(gòu)分為不同體系，不同體系的結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有不同的特點，異體結(jié)構(gòu)、特殊結(jié)構(gòu)、空間桁架結(jié)構(gòu)以及超高層桁架結(jié)構(gòu)等這些特殊的結(jié)構(gòu)形式無法按照以后的手工繪圖進行設(shè)計，計算機軟件在鋼結(jié)構(gòu)深化詳圖中發(fā)揮著重要作用。深化詳圖軟件的使用可以提高圖紙的正確性和精確度，減少鋼結(jié)構(gòu)詳圖的設(shè)計周期。隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，許多民用建筑也朝著非常規(guī)方向化發(fā)展，建筑的造型更加豐富多彩，專業(yè)詳圖軟件帶領(lǐng)我們進入“只有想不到，沒有做不到”的時代。

參考文獻(xiàn)

[1] 蘭虹，楊甄，白民哲.鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計的幾點思考[J].陜西建筑，2010.

[2] 謝國昂，王松濤.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計深化及詳圖表達(dá)[J].2010，27（01）：3-5.

[3] 夏旭勇，馬恩成，陳玉林，等.鋼結(jié)構(gòu)詳圖軟件的開發(fā)與功能介紹[A].第十四屆工程設(shè)計計算機應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C].2008.