論鋼結構專業(yè)設計質量通病

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摘要：結構設計簡而言之就是用結構語言來表達建筑師及其它專業(yè)工程師所要表達的東西。結構語言就是結構師從建筑及其它專業(yè)圖紙中所提煉簡化出來的結構元素。包括基礎，墻，柱，梁，板，樓梯，大樣細部等等。然后用這些結構元素來構成建筑物或構筑物的結構體系，包括豎向和水平的承重及抗力體系。把各種情況產(chǎn)生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎。本文針對鋼結構設計文件中的質量通病進行總結，提出設計注意事項。 

關鍵詞：鋼結構設計質量通病  中圖分類號：tu391文獻標識碼： a 文章編號：  0 引言  結構設計優(yōu)化技術的應用可以產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益。建筑設計部門和設計人員應嚴格遵守“經(jīng)濟、適用、合理”的設計原則，精心設計，應用現(xiàn)代化科技手段，選擇合理的建筑結構設計方案，實現(xiàn)降低建筑工程造價并取得最大經(jīng)濟效益的目的。本人長期從事鋼結構的施工圖設計及審核工作，針對發(fā)現(xiàn)的鋼結構專業(yè)設計質量通病現(xiàn)做一總結，希望能給廣大設計人員及設計管理人員以啟示。  1關于設計說明  1.1《鋼結構設計規(guī)范（gb50017-2003）》第1.0.5條作為強制性條文，明確規(guī)定“在鋼結構設計文件中，應注明建筑結構的設計使用年限、鋼材牌號、連接材料的型號或鋼號和對鋼材縮編要求的力學性能、化學成分及其他的附加保證項目。此外還應注明所要求的焊縫形式、焊縫質量等級、端面刨平頂緊部位及對施工的要求。”在設計說明及相關設計圖紙上應對以上項目加以說明。對主結構材料要求的力學性能、化學成分、冷彎性能、延伸率等技術指標應交代清楚或說明應具有符合材料標準的合格證明書。網(wǎng)架結構設計時對高強度螺栓往往只作材質要求而忽略了強度要求。普通螺栓連接時應注明普通螺栓的等級。  1.2鋼結構構件的除銹、防腐要求應加以說明。包括除銹方式、除銹質量等級、防腐涂料及涂裝要求等。  1.3應說明建筑物的防火等級及結構構件的耐火極限。如果防火涂料明確的還應說明防火涂料的品種及涂裝方法和質量要求。  1.4設計所依據(jù)的設計標準規(guī)范應選用現(xiàn)行有效版本，標準代號與版本號應準確無誤。設計所采用的標準應說明齊全，不應遺漏和多余。  1.5抗震設計應說明抗震設防列度、基本地震加速度等技術指標。場地土對上部結構計算分析有影響的，還應說明場地土類型。  1.6網(wǎng)架結構的撓度設計值應說明，網(wǎng)架制作的質量是關鍵，只有制作的精度高，才能順利安裝和保證質量。  1.7建筑專業(yè)設計圖紙不齊全時應說明建筑物的封閉形式及建筑概況作為風荷載體型系數(shù)選擇的依據(jù)。  2 關于荷載和材料強度  2.1.恒荷載取值要有依據(jù)。恒荷載要進行計算，根據(jù)計算結果實際選取。不應取小，也不得隨意增大。恒荷載的計算以及需要手算的風荷載、地震荷載設計值計算過程要反映在計算書上。其他各項荷載及特殊的分項系數(shù)取值也要在計算書上說明清楚。  2.2.風荷載體形系數(shù)及風荷載計算應根據(jù)不同的結構形式和結構構件分別按《建筑結構荷載規(guī)范（gb50009-2001）》、《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程（cecs102：2002）》進行。  2.3.結構構件和連接的強度設計值除按《鋼結構設計規(guī)范（gb50017-2003）》第3.4.1條取值外，對規(guī)范gb50017-2003第3.4.2條所列情況應進行強度折減。  3 關于節(jié)點與次結構設計  節(jié)點的設計是鋼結構設計中重要的內(nèi)容之一。在結構分析前，就應該對節(jié)點的形式有充分思考與確定。常常出現(xiàn)的一種情況是，最終設計的節(jié)點與結構分析模型中使用的形式不完全一致，這必須避免。按傳力特性不同，節(jié)點分剛接，鉸接和半剛接。連接的不同對結構影響甚大。比如，有的剛接節(jié)點雖然承受彎矩沒有問題，但會產(chǎn)生較大轉動，不符合結構分析中的假定。會導致實際工程變形大于計算數(shù)據(jù)等的不利結果。  3.1鋼結構節(jié)點與連接應進行計算，并保存計算書，特別是支座節(jié)點、端板連接節(jié)點。柱腳及支座應進行抗剪計算，必要時應設置抗剪鍵。門式剛架結構的柱腳螺栓必要時應進行抗拔驗算，如風吸力較大時以及柱間支撐兩側的柱腳等。  3.2節(jié)點設計圖紙應與計算模型一致。按搖擺柱設計的中柱和抗風柱與屋面梁連接應按鉸接節(jié)點處理。  3.3摩擦型高強度螺栓連接摩擦面的抗滑移系數(shù)取值要符合規(guī)范要求，并應在設計文件上注明。栓接節(jié)點選用的螺栓應標識清楚所選用的螺栓規(guī)格、種類及強度等級。特別是當普通螺栓和高強度螺栓混用時一定要在設計圖紙上標識清楚，以免安裝錯誤給工程帶來隱患。  3.4檁條、墻梁應進行計算，并保存計算書。檁條、墻梁計算時應考慮端部區(qū)域與中間區(qū)域的區(qū)別，必要時應分別計算。風吸力較大或結構自重較大時應計算檁條與檁托的的節(jié)點螺栓或焊縫。  4 圖紙編制  鋼結構設計出圖分設計圖和施工詳圖兩階段，設計圖為設計單位提供，施工詳圖通常由鋼結構制造公司根據(jù)設計圖編制，有時也會由設計單位代為編制。由于近年鋼結構項目增多和設計院鋼結構工程師缺乏的矛盾，有設計能力的鋼結構公司參與設計圖編制的情況也很普遍。  4.1.設計圖  設計圖是提供制造廠編制施工詳圖的依據(jù)。深度及內(nèi)容應完整但不冗余。在設計圖中，對于設計依據(jù)、荷載資料、技術數(shù)據(jù)、材料選用及材質要求、設計要求、結構布置、構件截面選用以及結構的主要節(jié)點構造等均應表示清楚，以利于施工詳圖的順利編制，并能正確體現(xiàn)設計的意圖。主要材料應列表表示。  4.2.施工詳圖  施工詳圖又稱加工圖或放樣圖等。深度須能滿足車間直接制造加工。不完全相同的另構件單元須單獨繪制表達，并應附有詳盡的材料表。  5 關于設計深度與質量記錄  設計深度應滿足建設部《建設工程勘察設計文件編制深度的規(guī)定》。但年輕設計人員的設計文件普遍存在設計深度不能完全滿足設計深度要求的現(xiàn)象，不僅設計圖紙存在，計算書文件也普遍存在。主要反映在建筑結構軸線、標高標注不全，節(jié)點大樣遺漏，大樣尺寸不全，焊縫形式、焊腳尺寸不詳細，結構構件型號規(guī)格沒標注，缺少相關次結構施工圖等幾個方面。  設計過程的質量記錄，作為質量控制的見證，應以保存。這里強調(diào)的質量記錄主要指施工圖設計階段的記錄，包括設計輸入輸出等各階段評審、驗證和確認記錄資料。  6 結束語  總而言之，結構師在保證安全性的前提下，當然應該敢于挑戰(zhàn)新的結構形式，使建筑師的意圖得以實現(xiàn)。在建筑結構設計的過程中，在基本滿足建筑師設計意圖的基礎上，平面布置應盡量規(guī)則，對稱，盡量縮小質量中心和剛度中心的差異；使建筑物在水平荷載作用下不致產(chǎn)生太大的扭轉效應。豎向布置上，在滿足功能要求的前提下，盡量使豎向承重構件上下貫通；能不使用轉換層的就應避免使用，以減小結構分析和設計上的困難。  參考文獻  [1]張炳華.土建結構優(yōu)化設計[m].上海：同濟大學出版社，2008：34-36.  [2]汪樹玉.結構優(yōu)化設計的現(xiàn)狀與進展[j].基建優(yōu)化，2007:12-13.  [3]王光遠.工程結構與系統(tǒng)抗震優(yōu)化設計的實用方法[m].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007：35-37.