隨著鋼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域越來越多的使用,鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)的重要性也逐步體現(xiàn),它是鋼結(jié)構(gòu)工程的主要環(huán)節(jié)之一,這一環(huán)節(jié)完成的好壞直接影響鋼結(jié)構(gòu)的制作成本、質(zhì)量和進(jìn)度。
一、鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)內(nèi)容和工具
1.1詳圖設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求
通常,一套完整的鋼結(jié)構(gòu)詳圖應(yīng)包含圖紙目錄、設(shè)計(jì)總說明、構(gòu)件布置圖、構(gòu)件詳圖。
1.1.1 總說明應(yīng)包含工程概況、材料要求、焊縫等級及質(zhì)量要求、構(gòu)件制作要求、涂裝要求、安裝要求(如高強(qiáng)螺栓應(yīng)提供初扭、終扭扭矩要求)等需要說明的內(nèi)容,表達(dá)應(yīng)明確、清晰、簡潔。
1.1.2 構(gòu)件布置圖應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況靈活分布,布置圖應(yīng)表述清晰準(zhǔn)確,詳圖與布置圖表達(dá)內(nèi)容相符。
1.1.3 構(gòu)件詳圖應(yīng)選擇最有代表性的立面做主視圖,在構(gòu)件視圖中應(yīng)包含構(gòu)件安裝位置、方向,所示視圖應(yīng)能完整表達(dá)構(gòu)件特征。構(gòu)件中各種材料編號正確,圖中注明螺栓規(guī)格、孔徑、焊縫形式、大小、坡口形式。對于超長、超重構(gòu)件需要確定分段位置,分段位置確定時應(yīng)首先考慮運(yùn)輸車輛、起重設(shè)備的能力,再考慮材料的合理利用、接頭處焊縫位置的錯開等問題。
1.2常用工具軟件
詳圖設(shè)計(jì)離不開工具軟件,常用軟件有Xsteel、Tekla Stuctures和Autocad,其它輔助軟件有天正結(jié)構(gòu)、探索者、Turetable等。
Xsteel、Tekla Stuctures軟件是目前使用較多軟件,采用3D建模,可以實(shí)現(xiàn)全過程多人合作,在建模過程中可以檢查節(jié)點(diǎn)、構(gòu)件的位置,材料表、構(gòu)件統(tǒng)計(jì)表、圖紙等均可自動創(chuàng)建生產(chǎn)。優(yōu)點(diǎn)是大大降低畫圖勞動強(qiáng)度,較大程度避免人工繪圖造成的尺寸錯誤;其自動生成詳細(xì)的零件清單。其缺點(diǎn)是構(gòu)件編號多,出圖量大,3D詳圖軟件價格較高、操作較復(fù)雜,需要較長時間的學(xué)習(xí)實(shí)踐,在西北地區(qū)普及不是很廣。
Autocad是最常用的詳圖設(shè)計(jì)軟件,但該軟件的操作基于2D模型,自帶基本元素不足,很多功能缺乏,需要與其它軟件結(jié)合以及人工的輔助才能完成,因此繪圖時間長,圖紙的出錯率較高,勞動強(qiáng)度大。優(yōu)點(diǎn)是出圖量可靈活掌握,圖面及表達(dá)可自由布置。
天正、探索者等軟件與Autocad軟件互相配合使用,其方便的柱網(wǎng)布置、軸線標(biāo)注、焊縫、標(biāo)高標(biāo)注、尺寸標(biāo)注等可大大減少Autocad的繪圖時間。Turetable是將EXCEL與Autocad相互轉(zhuǎn)化的軟件,它的應(yīng)用可節(jié)省材料表的編制時間,提高材料表的準(zhǔn)確性,使圖紙工程量計(jì)算和統(tǒng)計(jì)變的輕松。
二、鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)常見問題及處理方法
2.1詳圖設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備工作
無論是采用3D建模的軟件還是Autocad軟件,最終圖紙的審核還是由技術(shù)人員控制,筆者根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn),通過以下方面的預(yù)先控制可較好保證詳圖的準(zhǔn)確性。
2.1.1 拿到設(shè)計(jì)圖紙首先應(yīng)仔細(xì)理解設(shè)計(jì)者的意圖,對設(shè)計(jì)圖的理解包含兩個方面,一是對設(shè)計(jì)概念性的理解,二是考慮把設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化為實(shí)際構(gòu)件制作過程中的復(fù)雜程度和可行性考量,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖多由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件(PKPM,3D3S等)設(shè)計(jì)而成,并自動生成設(shè)計(jì)圖紙,有些設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)不足,設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)一些問題:如一個工程材料規(guī)格、種類很多,還有一些不常用、不易采購的材料,遇到這些問題應(yīng)及時提出材料代用申請,防止對工程的一些不必要的浪費(fèi);還有一些節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)不合理或難以實(shí)現(xiàn),或設(shè)計(jì)圖技術(shù)要求中過低、過高或多余條款,遇到這些問題應(yīng)及時與設(shè)計(jì)人員溝通,探討進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏纳乒に囆,以便下步制作順利進(jìn)行。
2.1.2 其次編制合理繪圖計(jì)劃,詳圖設(shè)計(jì)工作應(yīng)與施工組織緊密配合,特別是大型鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目,應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度安排進(jìn)行詳圖設(shè)計(jì)、組織材料采購、生產(chǎn)、成品發(fā)運(yùn),不應(yīng)出現(xiàn)土建施工與鋼結(jié)構(gòu)安裝干涉、或構(gòu)件到場不配套,無法安裝或到場構(gòu)件不能安裝成一個穩(wěn)定體系,造成安全隱患,如有的施工單位在安裝中因鋼梁、系桿、支撐、檁條未運(yùn)至現(xiàn)場,為趕進(jìn)度僅安裝獨(dú)立鋼柱,且沒有采取攬風(fēng)繩等完善的安全保障措施,極易發(fā)生在突發(fā)強(qiáng)風(fēng)荷載作用下的鋼柱扭斷破壞事故。
2.2 詳圖設(shè)計(jì)常見的錯誤
2.2.1比較嚴(yán)重錯誤有:
①.構(gòu)件截面尺寸或材質(zhì)與設(shè)計(jì)圖不符;②構(gòu)件長度錯誤;③柱,梁等節(jié)點(diǎn)處接合錯誤,即接合處節(jié)點(diǎn)板錯誤,無法安裝;④構(gòu)件編號及版次錯誤;⑤構(gòu)件位置錯誤;⑥構(gòu)件接長處,接頭位置過于集中,未錯開焊縫位置等。
2.2.2其它常見錯誤有:
①.尺寸不符:第二道尺寸相加后與第一道尺寸不符;②圖面與材料包及圖框中構(gòu)件編號不一致;④材料表中漏零件;⑤在一些大型項(xiàng)目中,構(gòu)件數(shù)量多,構(gòu)件圖易出現(xiàn)重復(fù)繪制或漏繪;⑥不同構(gòu)件重復(fù)編號;⑦螺栓孔位與連接件孔位位置錯誤;⑧作對構(gòu)件連接板反向,如單側(cè)隅撐、支撐等連接板錯放至另一側(cè);⑨墻面檁條在門窗洞孔上下緣放置有正反之分,則墻面隅撐和拉條長度計(jì)算易發(fā)生錯誤。
2.3 詳圖設(shè)計(jì)的技巧
針對圖紙中常見問題,主要通過認(rèn)真理解設(shè)計(jì)圖,圖紙完成后仔細(xì)檢查并通過圖紙審核即可基本解決。一般鋼結(jié)構(gòu)廠房多采用彩鋼板維護(hù)結(jié)構(gòu),在結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮彩鋼板的安裝,對于以下問題的提前考慮會大大減少圖紙出錯概率,或是與下道工序干涉。
2.3.1對于有孔位要求或是有控制要求的構(gòu)件在尺寸標(biāo)注時不宜標(biāo)注封閉尺寸。如下圖一:檁條打孔圖;圖二框架柱連接板拼配圖。
圖一:檁條打孔圖
圖二:框架柱連接板拼配圖
2.3.2屋面采用內(nèi)天溝需考慮幾個問題。一是系桿不能設(shè)計(jì)到緊貼著柱頂?shù)奈恢,否則將可能導(dǎo)致落水管安裝不到位;二是天溝落水管和系桿以及柱間支撐位置也應(yīng)提前考慮,否則安裝時不是碰到系桿,就是碰到柱間支撐;三是內(nèi)天溝處墻面檁條位置應(yīng)根據(jù)天溝尺寸加以調(diào)整,墻面檁條安裝完成天溝無法固定。如圖三:內(nèi)天溝節(jié)點(diǎn)圖。
圖三:內(nèi)天溝節(jié)點(diǎn)圖
2.3.3 不要片面理解檁條上打拉條孔位時需考慮“受拉邊、受壓邊”等因素,打出上下邊不等距的孔,雖然圖紙沒錯,但安裝時極易裝反,結(jié)果反而不利,因此宜將檁條上孔均打成對稱孔。
2.3.4 水平支撐上花籃螺栓位置要合理,不要偏離鋼梁過遠(yuǎn),應(yīng)考慮安裝方便,否則工人在安裝時必須探出身體來擰緊或者爬梯上去,要么等檁條安裝結(jié)束后爬上檁條擰緊,這樣做非常不安全。水平支撐還易與隅撐位置干涉,設(shè)計(jì)時應(yīng)提前考慮。
2.3.5高強(qiáng)螺栓布置要合理,需考慮扭矩器和扭矩扳手的施工空間,否則安裝時因空間太小,扭矩器和扭矩扳手等工具無法就位,導(dǎo)致高強(qiáng)螺栓梅花頭無法擰斷或高強(qiáng)螺栓無法擰緊。
2.3.6高強(qiáng)螺栓連接板如果有可能,盡量采用上、下對稱的螺栓布置方式。曾經(jīng)有工程中連接節(jié)點(diǎn)中采用上部4個下部6個,制作中車間工人在拼配連接板中不小心將一部分拼反,結(jié)果在現(xiàn)場無法拼裝。
2.3.7抗風(fēng)柱與鋼梁的連接宜盡量采用彈簧板連接,因中間跨的梁安裝后下?lián)陷^大,山墻的梁若采用螺栓與抗風(fēng)柱頂緊連接,會造成屋面不平,中間低兩端高。
2.3.8節(jié)點(diǎn)無加勁肋,這種情況有時是設(shè)計(jì)圖中沒有設(shè)計(jì),應(yīng)及時向設(shè)計(jì)人員提出,否者會導(dǎo)致后續(xù)制作中焊接時節(jié)點(diǎn)板變形,安裝時節(jié)點(diǎn)板不能貼合,對于有摩擦面連接節(jié)點(diǎn),造成摩擦面安裝不能達(dá)到要求。
2.3.9梁、柱做系桿連接時,應(yīng)將梁柱上連接板適當(dāng)外伸,有的因系桿連接板太長,導(dǎo)致空間太小,系桿過長無法安裝,有些框架結(jié)構(gòu)的次梁也存在同樣問題,如圖四:系桿安裝節(jié)點(diǎn)。
圖四:系桿安裝節(jié)點(diǎn)
2.3.10關(guān)聯(lián)部位,有連接關(guān)系位置應(yīng)注意檢查相關(guān)構(gòu)件的數(shù)量、位置。如屋面檁條布置圖和鋼梁詳圖要認(rèn)真核對,常有布置圖與詳圖檁條數(shù)量不符問題。
2.3.11當(dāng)墻面采用帶窗時,墻面檁托板加勁板應(yīng)反向洞口方向。否者窗戶安裝時發(fā)生與加勁板干涉,無法通過,且?guī)Т暗臋_條安裝時應(yīng)盡量采用沉頭螺釘,也是防止同樣問題。