钢结构工程深化设计管理

1、第404页 共639页钢结构工程深化设计管理深化设计的总体思路深化设计目的表 深深化设计计目的序号内 容1通过深化设设计，对对太平金金融大厦厦钢结构构工程施施工过程程中结构构的整体体安全性性和重要要节点的的受力进进行验算算，确保保所有的的杆件和和节点满满足设计计要求，确确保结构构施工过过程和使使用安全全2通过深化设设计，对对太平金金融大厦厦钢结构构工程的的构件和和节点进进行构造造优化，确确保加工工制作的的工艺可可行性，确确保现场场施工的的合理和和便捷，提提高生产产和安装装效率。3通过深化设设计，依依据设计计院的钢钢结构设设计施工工图进行行详图设设计，转转化为供供工厂加加工和现现场安装装使用的的

2、标准加加工详图图与构件件安装详详图。4通过深化设设计，对对本工程程所有构构件进行行统一规规则的流流水编号号，并录录入公司司项目信信息库，上上至项目目指挥部部，下至至工厂、施施工现场场，对加加工与安安装过程程进行全全程信息息化管理理与监控控，实现现项目与与制造的的对接，确确保本项项目实施施过程的的精细化化管理。深化设计总总体思路路钢结构深化化设计不不是简单单的细部部设计，而而是在设设计图纸纸基础上上的二次次设计。国内建筑设设计院的的钢结构构设计一一般仅对对结构受受力提出出了一些些基本的的要求，较较少考虑虑钢结构构体系变变形的特特殊性，相相对于混混凝土结结构而言言，绝大大多数钢钢结构均均为稳定定控

3、制，而而目前国国内外商商业程序序均没有有自动校校核压杆杆稳定的的模块，一一般设计计单位仅仅验算代代表性的的杆件，极极易留下下隐患；钢结构与混混凝土结结构相比比，最大大的不同同在于钢钢结构节节点形式式的合理理及可靠靠是保证证结构体体系安全全的关键键，一般般而言，混混凝土结结构节点点可以做做到完全全刚接，故故计算假假定与实实际结构构基本吻吻合，而而钢结构构则不同同，绝大大多数节节点既非非绝对刚刚接，亦亦非绝对对铰接，根根据节点点形式及及构造的的不同，节节点刚度度是一个个变量，但但通常均均将节点点设定为为刚接或或铰接，造造成理论论计算与与实际结结构不符符。还有有，钢结结构节点点造型日日趋复杂杂，很难

4、难按常规规的梁、杆杆或板单单元进行行计算，必必须采用用有限元元方法才才能找出出内力分分布规律律，避免免应力集集中，保保证结构构安全。从上世纪九九十年代代初开始始，随着着计算机机技术的的日益发发展，建建筑设计计行业开开始兴起起一种新新兴的仿仿真设计计方法计算机机虚拟建建模技术术。即在在电脑上上按建筑筑物的真真实尺度度实体建建模，将将建筑物物按真实实比例显显示在屏屏幕上，这这种技术术的优点点是可以以让设计计者、建建造者及及业主看看到建筑筑整体、各各个分部部、各种种构件的的相互关关系、空空间体量量、节点点连接及及支座条条件，完完全摒弃弃了传统统的三视视图设计计原理。随随着我国国钢结构构的迅速速发展，

5、钢钢结构深深化设计计作为一一个新兴兴行业也也得到了了发展壮壮大，深深化设计计水平逐逐年提高高，基于于数字化化虚拟建建模技术术明显的的优势，拟拟在本项项目采用用这一数数字化虚虚拟建造造技术，对对所有钢钢结构工工程进行行1：1实体建建模，并并将每一一根构件件、每一一个节点点、每一一块零件件板从空空间模型型中调出出来，根根据加工工制作及及安装需需要进行行剖切、投投影，生生成深化化设计详详图，因因此图纸纸上的所所有尺寸寸，包括括杆件长长度、断断面尺寸寸、螺栓栓孔间距距等，在在理论上上是没有有误差的的。高精精度、高高质量的的设计，辅辅之以数数控加工工设备，使使钢构件件制作精精度达到到理想状状态，从从源头

6、上上保证钢钢结构安安装精度度及质量量。经过如上分分析，太太平金融融大厦钢钢结构工工程钢结结构工程程深化设设计的思思路为：以施工工图和国国家、行行业、地地方规范范规程为为依据，进进行结构构、节点点的复核核计算及及构造优优化，以以数字化化虚拟建建模技术术为手段段进行深深化详图图设计。深化设计总总体流程程项目立项搜集、熟熟悉设计计资料图纸会会审，构构造优化化人员部部署，进进度安排排设计交交底深化设设计展开开内审、外外审项目实实施过程程服务项目结结束、竣竣工图整整理、设设计存档档深化设计的的重点、难难点分析析及解决决对策表 深深化设计计的重点点、难点点分析及及解决对对策序号重难点分析析及解决决方案1重

7、、难点结构构件类类型及节节点种类类非常多多，深化化设计任任务量较较大重、难点分分析本工程包含含一幢高高层主塔塔楼。钢钢结构分分布于地地下室劲劲性柱、核核心筒、楼楼层钢梁梁等部位位，结构构总用钢钢量近6千吨。其其构件种种类包括括H形、箱箱型、十十字型等等，构件件规格较较多；节节点种类类较多，深深化设计计任务量量较大。解决方案成立太平金金融大厦厦钢结构构工程钢钢结构工工程深化化项目部部，任命命钢结构构技术负负责人兼兼任部门门负责人人，全权权把关设设计质量量及设计计工期。部部下分设设结构组组、工艺艺组、主主体结构构组、桁桁架组四四个深化化设计组组，抽调调效率高高、技术术扎实、设设计经验验丰富的的深化

8、设设计工程程师参与与本项目目深化设设计。应应用有限限元分析析软件ANSSYS和详图图软件XSTTEELL以及自自行开发发的设计计软件进进行节点点分析、设设计及详详图设计计。设计计过程中中与原设设计单位位密切配配合，尽尽量应用用其设计计成果，减减少沟通通时间和和成本。及及早确定定可实施施的设计计方案，加加强设计计管理，确确保设计计的准确确度，加加快工程程进度。深化设计部部署及进进度计划划深化设计组组织机构构图 钢钢结构深深化设计计组织机机构钢结构深化化设计人人员部署署表 钢钢结构深深化设计计人员部部署钢结构技术术负责人人1人结构组专业负责人人1人设计人员2人工艺组专业负责人人1人设计人员1人详图

9、设计部部专业负责人人1人建模人员2人制图人员4人校对人员1人合计14人深化设计进进度安排排表 深深化设计计进度安安排序号钢结构深化化设计项项目开始日期结束日期工期1地下室部分分2011年年8月15日2011年年9月30日45工作日日2F1F662011年年10月1日2011年年11月30日60工作日日3F7F4482011年年12月1日2012年年3月30日120工作作日钢柱现场拼拼接接头头深化设设计钢结构制作作和安装装过程中中，由于于运输条条件的限限制，或或者柱截截面发生生变化，需需要将柱柱和柱拼拼接起来来。柱的的拼接节节点一般般都是刚刚性节点点，为便便于现场场安装操操作，柱柱拼接接接头一般

10、般设置在在距楼板板顶面以以上1.11.33m的位置置，同时时避开水水平荷载载下的最最大弯距距区，抗抗震设计计时柱的的拼接接接头应位位于框架架节点塑塑性区以以外，并并按与柱柱截面等等强度原原则设计计。本工工程柱拼拼接接头头位置已已由设计计指定并并反映在在施工图图中，为为距楼层层梁顶面面1.33m处。考虑运输方方便及吊吊装条件件等因素素，柱的的安装单单元一般般采用二二三层层为一节节，长度度不超过过14.5m。根据据设计和和施工的的具体条条件，柱柱的拼接接可采用用焊接或或高强度度螺栓连连接。焊焊接接头头没有拼拼接节点点板，传传力简单单，外形形整齐，节节省材料料。但高高空焊接接作业，需需要采取取措施保

11、保证焊接接质量。有抗震设防防要求的的焊缝连连接，应应采用全全熔透坡坡口焊。箱箱型柱壁壁板全熔熔透坡口口焊时，下下柱与柱柱口齐平平处设置置盖板，厚厚度一般般不小于于16mmm，用单单边V形坡口口与柱壁壁板焊接接，其边边缘与柱柱口截面面一齐刨刨去4mm，以便便与上柱柱的焊接接垫板有有良好的的接触面面。下柱柱盖板与与柱壁板板焊接时时，应保保证一定定的焊接接深度，使使柱口铣铣平后不不致将焊焊根露出出。箱型型柱现场场焊接接接头的上上柱也应应设置上上柱隔板板，以防防止运输输、堆放放和焊接接时的截截面变形形，其厚厚度不小小于10mmm。钢柱的现场场拼接，4个壁板板均采用用焊接。上上下柱均均设置安安装耳板板，

12、以便便安装就就位。每每个耳板板上开三三个螺栓栓孔，耳耳板厚度度根据风风振及施施工荷载载确定，并并不小于于10mmm。拼接接时，首首先用连连接板和和螺栓将将上下柱柱的耳板板连接固固定在一一起，再再进行柱柱翼缘和和腹板的的焊接。柱柱焊接好好后，用用焰割将将耳板切切除。连连接板为为单板时时，其厚厚度宜取取耳板厚厚度的1.21.4倍；为为双板时时，宜取取耳板厚厚度的0.7倍。连连接耳板板的螺栓栓直径不不小于M20。图 钢钢柱现场场安装拼拼接接头头深化详图设设计方案案深化详图设设计内容容深化详图设设计的内内容包括括（但不不限于）以以下内容容：表 深深化详图图设计内内容序号内 容1深化设计图图纸目录录、钢

13、结结构深化化设计总总说明、焊焊接通用用图2构件布置图图3总装图、成成品构件件图、零零件图4成品构件清清单、螺螺栓清单单5其它需要表表达的内内容深化详图设设计深度度深化设计图图纸的表表达至少少（但不不限于）达达到如下下要求的的深度。4.2.11 图纸目目录、图图纸清单单至少应应包含以以下内容容表 深深化设计计尚应包包含内容容序号内 容1应注明详图图号2构件号、数数量、重重量、构构件类别别3图纸的版本本号以及及提交的的日期4其它资料4.2.22 钢结构构设计总总说明，主主要应包包含以下下内容表 设设计总说说明包含含内容序号内 容1工程概况及及设计依依据（主主要为遵遵照的设设计、施施工规范范、规程程

14、）2钢材、焊接接材料、螺螺栓、涂涂料等材材料选用用说明及及依据3加工、制作作、安装装及涂装装（包括括防火）的的技术要要求和说说明4焊接、除锈锈、涂装装等工艺艺的质量量要求5加工、制作作、安装装及涂装装（包括括防火）需需要特别别强调的的事宜6图例说明7其他需要说说明的内内容4.2.33 构件清清单准确而详细细地表达达所有构构件和图图纸的对对应关系系以及所所有应当当表达的的构件信信息4.2.44 地脚螺螺栓布置置图、平平、立面面布置图图（包括括剖面布布置图），至至少应包包含以下下内容：构件编号、安安装方向向、标高高、安装装说明等等一切安安装所必必须具有有的信息息。4.2.55 构件加加工图，至至少

15、应包包含以下下内容：表 构构件加工工图包含含内容序号内 容1构件细部、材材料表、材材质说明明、构件件编号、焊焊接标记记、连接接细部、锁锁口和索索引图等等2螺栓统计表表、螺栓栓标记、螺螺栓规格格3轴线号及相相对应的的轴线位位置4加工、安装装所必须须具有的的尺寸5方向6图纸标题、编编号、改改版号、出出图日期期7加工厂及安安装所需需要的必必要信息息4.2.66 零件详详图尺寸表达完完整。深化详图设设计流程程深化详图设设计流程程见下图图。设计结束，提交完整设计图纸开始下一批图纸设计图纸交底及工厂设计人员详图设计详图设计碰到图纸问题，向设计单位提交书面报告完成一批图纸校对、审核设计结束，提交完整设计图纸

16、开始下一批图纸设计图纸交底及工厂设计人员详图设计详图设计碰到图纸问题，向设计单位提交书面报告完成一批图纸校对、审核修 改提交图纸设计交底，提交施工图设计单位确认施工图设计方确认设计方审核确认施工图设计单位进行施工图交底熟悉图纸安装单位进行安装方案交底详图设计单位确定杆件分段位置、加工工艺、图纸分批情况及图纸提交时间详图设计人员再次熟悉图纸，并提交图纸中问题书面报告深化详图设设计软件件结合以往工工程深化化设计经经验，太太平金融融大厦钢钢结构工工程钢结结构工程程的钢结结构部分分详图设设计主要要采用芬芬兰TEKKLA公司的的软件XSTTEELL 133.0进行，部部分节点点及构件件进行CAD辅助设设

17、计、出出图。以XSTEEEL为代表表的钢结结构专用用设计软软件平台台是自主主开发的的真三维维体系，具具有较强强的技术术优势：表 XXSTEEEL软件功功能序号内 容1XSTEEEL设有适适合中国国标准的的钢结构构设计环环境，所所有的型型材规格格、节点点形式都都是按钢钢结构设设计规范范要求来来设置，所所以建模模时选用用的构件件及截面面规格严严格按照照原结构构设计文文件的要要求，对对于非标标准的节节点，也也可以按按要求进进行自定定义节点点的设计计。整个个节点的的“加装”是全参参数化的的。2根据各种钢钢结构工工程特点点，该程程序可以以设定多多用户环环境，将将其中的的一台电电脑用户户设定为为主服务务器

18、，整整个建模模工作可可以通过过局域网网由多人人分区分分楼层进进行。3可以将模型型直接转转换成组组装图及及零件图图；4模型与图纸纸间保持持三维相相关性，即即在平面面图中还还包含三三维信息息，可以以在立面面图上切切割出剖剖面图；可以显显示相邻邻部件信信息等5由于整个深深化设计计使用程程序来完完成，钢钢结构模模型经过过多次校校对审核核，若不不考虑工工厂加工工的误差差，按深深化图加加工制作作的所有有构件理理论上完完全能达达到准确确无误的的安装就就位。对对施工过过程中的的修改或或调整，依依然是根根据修改改或变更更的内容容先修改改好整体体模型，然然后再次次运行“重新编编号”，程序序会以原原来的编编号继续续

19、顺延下下去，并并将与之之相关联联的梁柱柱的修改改以“更新标标记”的形式式出现，使使修改内内容一目目了然，整整个深化化图始终终保持最最终最新新的版本本。XSTEEEL的出现现，是钢钢结构详详图设计计的一次次革命，不不但使设设计效率率大大提提高，而而且使设设计质量量有了保保证。图 钢结结构工程程钢结构构深化设设计模型型界面（XSTTEELL）图 钢钢结构工工程钢结结构深化化设计图图纸界面面（XSTTEELL）深化详图设设计方案案4.5.11 整体建建模实体建模前前，对设设计院提提供的钢钢结构施施工图进进行仔细细的阅读读，将图图中有不不明确或或有疑点点的问题题逐一列列出，形形成文件件资料，经经向设计

20、计院进行行核实确确认后再再进行建建模，整整个工程程建模在在Xstteell平台下下完成，建建模工作作可以通通过局域域网由多多人分区区分楼层层进行，将将其中的的一台电电脑用户户设定为为主服务务器，可可以随时时观察和和校对其其他用户户已经完完成的模模型。在在Xstteell平台下下建模，建建模时应应结合安安装方案案、制作作工艺，在在模型中中就进行行构件的的分段处处理。4.5.22 平面、立立面结构构布置图图分层进行梁梁构件图图布置，分分轴线进进行柱及及斜撑构构件布置置，对各各层、各各区的构构件进行行编号。4.5.33 构件图图在Xsteeel模型中中可直接接生成构构件图，构构件编号号与布置置图相对

21、对应（如如下图所所示）。图 XXsteeell构件图图纸4.5.44 零件图图根据构件图图、参照照节点、分分段等要要素在Xstteell的构件件模型中中直接生生成零件件图和材材料清单单。图 XXSTEEEL中零件件图4.5.55 照上述述步骤完完成后，将将最后完完成的图图纸进行行“自校互校校对审核签字”。工艺设计根据太平金金融大厦厦钢结构构工程钢钢结构工工程具体体的焊接接坡口及及切槽构构造，应应根据接接头的类类型、板板件的厚厚度、板板件焊缝缝的类型型、质量量等级及及相关规规范、规规程，并并结合工工厂制作作工艺要要求进行行设计。 以下为为本工程程板件焊焊接坡口口的通用用图库。表 本本工程焊焊接坡

22、口口通用图图库深化设计质质量保证证措施深化设计人人员本工程的深深化设计计须组织织强大深深化设计计队伍，深深化设计计技术负负责人为为高级工工程师职职称，从从事专业业工作年年限不少少于八年年，结构构设计分分部、详详图设计计分部、工工艺设计计分部负负责人均均为本科科以上学学历，从从事专业业工作年年限不少少于五年年，其他他成员选选择本科科以上学学历、深深化设计计工作年年限在3年以上上人员，保保证深化化设计图图纸质量量。深化设计三三级审核核制度除了强化人人员能力力配备外外，对深深化设计计严格合合理的工工作流程程、体制制和控制制程序是是保证深深化设计计质量的的关键因因素。总总包项目目经理部部将根据据中国钢

23、钢结构行行业的具具体情况况，制定定符合建建设部颁颁布的各各项制图图标准和和设计规规范的深深化设计计标准，建建立起完完善的三三级审核核制度。设设计制图图人员根根据设计计图纸、国国家和部部委规范范、规程程以及企企业深化化设计标标准完成成自己负负责的设设计制图图工作后后，经过过以下检检查和审审核过程程：设计制图人人自审设计制图人人将完成成的图纸纸打印白白图（一一次审图图单），把把对以下下内容的的检查结结果用马马克笔做做标记：表 深深化详图图自审内内容序号内 容1笔误、遗漏漏、尺寸寸、数量量；2施工的难易易性（对对连接和和焊接施施工可实实施性的的判断）；3对于发现的的不正确确的内容容，除在在电子文文件

24、中修修改图纸纸外，还还要在一一次审图图单上用用笔修改改，并做做出标记记（圈起起来）；4自审完成后后将修改改过的图图纸重新新打印白白图（二二次审图图单），并并将一次次审图单单和二次次审图单单一起提提交审图图人员。6.3.11 审图人人员的校校对检查查审图人员的的检查内内容和方方法同自自审时基基本相同同，检查查完成后后将二次次审图单单交设计计制图人人员进行行修改并并打印底底图，必必要时要要向制图图人将错错误处逐逐条指出出，但对对以下内内容要进进行进一一步审核核：表 审审核内容容序号内 容1深化设计制制图是否否遵照公公司的深深化设计计有关标标准；2对特殊的构构造处理理审图；3结构体系中中各构件件间的总总体尺寸寸是否冲冲突。6.3.22 审定时时的审图图以深化化设计图图的底图图和二次次审图单单为依据据，对图图