快速掌握輕鋼結(jié)構(gòu)識圖及算量研究

董羅燕

摘 要：現(xiàn)階段輕鋼結(jié)構(gòu)的使用越來越廣泛，需在高職學(xué)校中培養(yǎng)一批輕鋼結(jié)構(gòu)方面的專業(yè)人才，以適應(yīng)市場的需求，我們通過借鑒《建筑識圖與構(gòu)造》的教學(xué)方法和教學(xué)思路，結(jié)合輕鋼結(jié)構(gòu)的基本知識，開設(shè)選修課探索如何讓高職學(xué)生快速掌握輕鋼結(jié)構(gòu)識圖及算量技巧。

關(guān)鍵詞：輕鋼結(jié)構(gòu) 識圖 算量

項目來源：浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院2015年度院級課題（教改類）"快速掌握輕鋼結(jié)構(gòu)識圖及算量研究"（項目標(biāo)號：15）。

1.研究背景

輕鋼結(jié)構(gòu)自重較輕、強度較高、施工周期較短，廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房、倉庫、輕鋼別墅、大跨度結(jié)構(gòu)等，而且工程造價比同類型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相對較低，經(jīng)濟效益較好，有較強的市場競爭力，應(yīng)用前景比較廣。在學(xué)院組織的實習(xí)生頂崗實習(xí)巡查中，我們發(fā)現(xiàn)很多建筑類專業(yè)學(xué)生頂崗實習(xí)時還不能全面識讀輕鋼結(jié)構(gòu)施工圖，識圖及算量能力在剛剛走上工作崗位時還不能適應(yīng)工作崗位的要求。在學(xué)院大力推行“駕證式”考核的教學(xué)改革下，《建筑識圖與構(gòu)造》與《建筑工程計量計價》課程經(jīng)過幾年來的探索實踐和全面實施， 明確了融“教、學(xué)、做”于一體的項目化課程，課程的教學(xué)打破了傳統(tǒng)知識傳授型的教學(xué)模式， 突出了學(xué)生識圖能力、算量能力的培養(yǎng)， 拓展了學(xué)生的職業(yè)能力。本課題借鑒《建筑識圖與構(gòu)造》與《建筑工程計量計價》課程的教學(xué)經(jīng)驗，結(jié)合教學(xué)實際情況，從學(xué)生實際出發(fā)，力求探索一種適應(yīng)學(xué)生興趣的教學(xué)模式，充分發(fā)揮“學(xué)中做、做中學(xué)”的優(yōu)越性，在教學(xué)方法上給予補充。

目前國內(nèi)大部分本科院校開設(shè)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程，課程著重講述鋼結(jié)構(gòu)的基本原理，包括鋼結(jié)構(gòu)材性，連接和各種基本構(gòu)件的設(shè)計，單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計與應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)塑性設(shè)計和抗震設(shè)計方法等內(nèi)容。但是我們高職類的學(xué)生畢業(yè)后主要從事輕鋼結(jié)構(gòu)施工，而不是輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，所以應(yīng)該把主要的精力放在如何識讀圖紙、如何算量、如何掌握施工技術(shù)上。市面上也有《鋼結(jié)構(gòu)識圖技術(shù)》之類的自學(xué)書籍，但是學(xué)習(xí)此類書籍需要一定的鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，高職學(xué)生自學(xué)此類書籍有一定難度，目前國內(nèi)還沒有高職院校針對高職學(xué)生現(xiàn)狀系統(tǒng)開設(shè)《輕鋼結(jié)構(gòu)識圖及算量》課程。

2.具體實施階段

主要研究內(nèi)容：以門式剛架為例，讓高職學(xué)生掌握鋼輕結(jié)構(gòu)施工圖的形成原理、圖示內(nèi)容、識圖方法，且在此基礎(chǔ)上掌握計算輕鋼結(jié)構(gòu)工程量的方法。

目標(biāo)：學(xué)生會識讀輕鋼結(jié)構(gòu)圖紙，通過學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)算量方法，以是否能較準(zhǔn)確計算出某套輕鋼圖紙的用鋼量，來檢驗學(xué)生是否真正掌握輕鋼結(jié)構(gòu)識圖。

實施：學(xué)生以興趣小組的形式，以某幾套輕鋼圖紙為載體，并借鑒結(jié)合《建筑識圖與構(gòu)造》與《建筑工程計量與計價》課程的授課技巧，利用1：1模型展示室的鋼結(jié)構(gòu)部分、第三實訓(xùn)館的輕鋼結(jié)構(gòu)屋頂，學(xué)生可以對照實物進行輕鋼結(jié)構(gòu)識圖，重點闡述鋼輕結(jié)構(gòu)施工圖的形成原理、圖示內(nèi)容、識圖方法，且在此基礎(chǔ)上講授計算輕鋼結(jié)構(gòu)工程量的方法。

2.1 輕鋼結(jié)構(gòu)識圖階段

開始授課前，課題小組分析研究與本課題相關(guān)的文獻和資料，掌握研究的基本原理和方法，小組成員既有教學(xué)經(jīng)驗豐富的建筑識圖與工程計價教師，又有了解市場需求，來自企業(yè)一線的設(shè)計人員提供技術(shù)支持。委托專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計人員根據(jù)我校1：1模型展示室的鋼結(jié)構(gòu)部分和第三實訓(xùn)館的輕鋼結(jié)構(gòu)屋頂，設(shè)計出符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的輕鋼結(jié)構(gòu)圖紙，鋼結(jié)構(gòu)施工圖分設(shè)計圖和施工詳圖兩階段，設(shè)計圖由設(shè)計單位提供，施工詳圖通常由制造公司根據(jù)設(shè)計圖編制。在整個識圖的過程中，經(jīng)常帶學(xué)生去參觀我校1：1模型展示室的鋼結(jié)構(gòu)部分和第三實訓(xùn)館的輕鋼結(jié)構(gòu)屋頂，圖紙結(jié)合實際工程進行識圖，加深學(xué)生的形象思維和空間想象力。

輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計說明識讀內(nèi)容：

識圖方法與建筑設(shè)計總說明的識圖方法類似，重點講解不同之處。

圍護說明里面包含的內(nèi)容：

（1）屋面坡度、屋面的做法（比如采用單層板+保溫棉+不銹鋼絲網(wǎng)的輕質(zhì)壓型鋼板屋面）；

（2）墻面的做法（比如單層板輕質(zhì)壓型鋼板墻面）。

材料說明里面包含的內(nèi)容：

（1）吊車梁、鋼架梁、鋼架柱等主材的材質(zhì)；

（2）檁條支撐、隅撐、拉條、抗風(fēng)柱的材質(zhì)；

（3）螺栓、錨栓的材質(zhì)；焊接材料的材質(zhì)（讓學(xué)生明確E50XX型焊條、E43XX型焊條所表示的意義）。

補充說明：（1）焊縫本圖中未注明的焊縫，施工時應(yīng)根據(jù)其連接形式分別采用如下幾種形式施工， 焊縫高度擬取兩構(gòu)件中較薄構(gòu)件厚度，焊縫長度為滿焊。

a）.相同厚度的鋼板與鋼板的平接

b）.不相同厚度的鋼板與鋼板的平接

c）.鋼板與鋼板的頂接

d）.鋼板與鋼板的剖口頂接（全熔透）

e）.鋼板與鋼板或角鋼的搭接

（2）螺栓；

（3）附加說明。

輕鋼結(jié)構(gòu)平面布置圖識圖（結(jié)合某標(biāo)準(zhǔn)輕鋼圖紙講解）：

（1）GJ—剛架：門式剛架為一種傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系，該類結(jié)構(gòu)的上部主構(gòu)架包括剛架斜梁、剛架柱、支撐、檁條、系桿、山墻骨架等。門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)具有受力簡單、傳力路徑明確、構(gòu)件制作快捷、便于工廠化加工、施工周期短等特點，因此廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)及文化娛樂公共設(shè)施等工業(yè)與民用建筑中。門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)起源于美國，經(jīng)歷了近百年的發(fā)展，目前已成為設(shè)計、制作與施工標(biāo)準(zhǔn)相對完善的一種結(jié)構(gòu)體系。門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)屬輕型鋼結(jié)構(gòu)的一個分枝，這種結(jié)構(gòu)型式的主要特點是：體現(xiàn)輕鋼結(jié)構(gòu)輕型、快速、高效的特點，應(yīng)用節(jié)能環(huán)保型新型建材，實現(xiàn)工廠化加工制作、現(xiàn)場施工組裝、方便快捷、節(jié)約建設(shè)周期；結(jié)構(gòu)堅固耐用、建筑外型新穎美觀、質(zhì)優(yōu)價宜、經(jīng)濟效益明顯；柱網(wǎng)尺寸布置自由靈活、能滿足不同氣候環(huán)境條件下的施工和使用要求。

（2）SC—屋面支撐：支撐一般布置在第一或第二個柱距位置，支撐的間距最大為60米。超過60米應(yīng)該考慮增設(shè)支撐。

（3）ZC—柱間支撐：為保證建筑結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定、提高側(cè)向剛度和傳遞縱向水平力而在相鄰兩柱之間設(shè)置的連系桿件。

（4）XG—系桿：系桿在柱頂及屋脊的位置必須設(shè)置，其他視情況而定。

識圖步驟（結(jié)合具體圖紙）：

平面圖、立面圖、剖面圖的識圖

（1）圖名、比例、朝向。

（2）平面布置。了解本層功能，縱橫向軸線根數(shù)，樓梯、衛(wèi)生間、臺階等。

（3）平面圖上的尺寸。外部尺寸三道，分別講解；內(nèi)部尺寸舉例講解。

（4）各組成部分的標(biāo)高情況。室外地面、室外臺階、地面標(biāo)高等，及相關(guān)差值。

（5）門窗的位置及編號。M、C；C-1、M-1。結(jié)合門窗表――總門窗數(shù)]。

（6）建筑剖面圖的剖切位置、索引標(biāo)志、剖切位置、編號等。

（7）各專業(yè)設(shè)備的布置情況。衛(wèi)生設(shè)備的位置形式尺寸等。

即：圖名、比例→朝向→結(jié)構(gòu)形式→平面布置→尺寸→標(biāo)高情況→位置及編號→剖切位置、索引標(biāo)志、布置情況等。

剛架及節(jié)點詳圖識圖：

結(jié)合我校1：1模型展示室的鋼結(jié)構(gòu)部分和第三實訓(xùn)館的輕鋼結(jié)構(gòu)屋頂，對照設(shè)計好的圖紙現(xiàn)場講解各部分的的連接方式。在識圖過程中，注意明確鋼梁、鋼柱等構(gòu)件的截面形式，注意連接方式，如螺栓的連接、焊縫的連接方式。通過節(jié)點詳圖明確鋼柱、鋼梁、節(jié)點中各鋼板的位置、尺寸大小、作用。

閱讀剛架及節(jié)點詳圖識圖的一般步驟：

（1）了解圖名、比例。

（2）了解被剖切到的墻體、樓板、樓梯和屋頂。

（3）了解可見的部分。

（4）了解剖面圖上的尺寸標(biāo)注。

（5）了解詳圖索引符號的位置和編號。

2.2輕鋼結(jié)構(gòu)算量階段

通過前面的識圖階段訓(xùn)練，學(xué)生已經(jīng)有較好的空間想象力，明確了鋼梁、鋼柱、檁條、系桿、柱間支撐、水平支撐、隅撐等構(gòu)件的截面形式，明確了構(gòu)造節(jié)點的連接方式，為后續(xù)的用鋼量計算打下了具體的基礎(chǔ)。

（1）讓學(xué)生學(xué)會利用Detail截面計算軟件。

打開軟件→選擇截面特性→選擇所需要的截面類型→輸入?yún)?shù)→算出每米的重量。

（2）掌握用鋼量的計算公式。

鋼板的體積×鋼材的密度=鋼材的質(zhì)量（mm×mm×m×g/cm3=Kg）

鋼材的長度×鋼材每米的重量=鋼材的質(zhì)量

（3）計算思路：鋼梁、鋼柱、抗風(fēng)柱的用鋼量計算（厚度不同的鋼板、材質(zhì)不同的鋼板 Q345、Q235應(yīng)分別計算）。

（4）連接板、加勁板、柱腳墊板用鋼量計算。

（5）垂直支撐、水平支撐用鋼量計算。

（6）吊車梁用鋼量計算。

（7）檁條用鋼量計算。

（8）隅撐用鋼量計算。

（9）拉條、套管用鋼量計算。

（10）鋼天溝用鋼量計算。

（11）計算柱腳錨栓、高強螺栓、普通螺栓的用量。

（12）計算泛水、彩鋼板、采光帶、雨水管等的用量。

3.成果及效益

通過課題的研究，結(jié)合《建筑識圖與構(gòu)造》的識圖技巧及授課思路，充分利用學(xué)校的1：1模型展示室的鋼結(jié)構(gòu)部分和第三實訓(xùn)館的輕鋼結(jié)構(gòu)屋頂?shù)荣Y源，學(xué)生邊看圖邊對照實物模型，提高了空間想象力和形象思維，引起了學(xué)生對輕鋼結(jié)構(gòu)的興趣，使學(xué)生對輕鋼結(jié)構(gòu)有一定程度的了解，掌握了輕鋼結(jié)構(gòu)的識圖技巧，借鑒《建筑工程計量與計價》的算量技巧，使學(xué)生能較準(zhǔn)確計算出某套輕鋼圖紙的用鋼量，為將來從事輕鋼結(jié)構(gòu)類的工作打下了基礎(chǔ)，檢驗出本次探索教學(xué)方法正確，教學(xué)思路清晰，教學(xué)效果明顯，各高職類學(xué)校可推廣實施。

附某輕鋼結(jié)構(gòu)預(yù)算書

參考文獻：

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