淺談鋼結構深化設計與工程成本節約控制

賀志彪

摘?要：隨著我國國民經濟的快速發展和人民生活水平的顯著提高，人民對建筑住房方面的要求日益提高。近年來，國內外的建筑學家發現了鋼結構具有強度高且自身荷載小等很多優點，因此將其廣泛用于住房、辦公、公共場所等各種建筑中。在鋼結構的一系列技術中，鋼結構圖紙深化設計對設計圖紙的解剖，對鋼結構工程的安裝、施工、運輸和成本造價都有著很重要的影響。

關鍵詞：鋼結構深化設計;工程成本;建筑施工

一般來說，建筑結構設計環節主要包括設計方案、施工圖繪制以及施工圖審核等內容。其中，結構設計方案的質量如何，直接影響著結構的性能，包括功能性和安全性，為質量和造價管控的重點。若后期建筑結構設計方案變更，則直接引發造價變動。

1?鋼結構房屋應用特征

鋼結構有很多優點，比如重量輕，自身荷載小，還有預制鋼結構，縮短工期，減輕施工現場工作量等優勢，除此之外，鋼結構還具有良好的抗震效果，強度較高適合更加靈活的空間布局。在我國工農業生產場景不斷復雜化的時代背景下，鋼結構房屋應用范圍不斷拓展，對社會生產生活所造成的影響不斷增加。結構在鋼結構建筑設計中，是其建筑形象的一個重要組成部分。只有將建筑結構的設計與功能統一起來，設計出來的鋼結構建筑才具有藝術和技術的高度統一，進而滿足建筑的功能需求，為未來的建筑設計打下良好的基礎。我國目前處于發展中國家，人均能源水平在世界來說仍屬于較低標準，使用鋼結構建筑就我國現狀來說具有現實意義。

2?深化設計鋼結構詳圖的意義

當前我國的建筑鋼結構設計普遍分為兩個階段：第一是鋼結構設計，第二是深化設計鋼結構詳圖。這種分段模式也是國際上建筑鋼結構設計經常采用的模式。鋼結構設計圖的設計原則是要保證它在深度上以及內容上都要滿足深化設計鋼結構詳圖的要求，因此這部分工作不能隨意交給他人，必須與在建筑領域具有設計資質的設計單位合作，即便如此，設計出來的鋼結構設計圖也不能直接用來當做鋼結構構件的模型圖。它的內容豐富而細致，詳細到記錄了每個構件的材質、尺寸、工藝流程以及精度要求等內容，它還需要設計人員考慮到鋼材構件硬件之間的連接性。因此深化設計鋼結構詳圖被業內人士看做一個重要紐帶，用以連接設計公司、加工廠和制作公司項目部等部門，同時也是將設計圖轉化成產品不可缺少的一個環節。

由于鋼結構詳圖深化設計圖設計很多方面的內容，它不僅要考慮到企業的運輸速度和安裝能力以確定構件的拼裝節點和分段標準，還必須達到現場安裝和車間制造的要求，又被業內人士稱作鋼結構加工圖和鋼結構放樣圖。近些年來，隨著企業的發展，鋼結構詳圖涉及到的范圍也越來越大，不再僅限制與為企業和加工廠提供詳細的設計圖，還包括其他業務如提供螺栓等材料報表以方便工廠的物資采購部門進行采購等工作;輔助工廠的編制工程相關的進度計劃以及工廠的備料等準備工作。業務的增多也對深化設計鋼結構詳圖的設計人員有了更高的要求。設計人員不僅要熟悉設計圖紙中的一切內容，將設計圖上各種顏色、不同粗細、虛實各異的線條靠自己的專業知識以及想象力轉化為空間的立體結構，還要熟悉桿件裝配、焊接控制等加工技術，最后按照所簽署文件中的標準和規范來監督施工。鋼結構詳圖深化設計圖的制作必須謹慎，確保正確，因為它是設計人員與施工人員的橋梁，一旦有某個地方出現差錯，就很有可能對工廠的加工帶來誤差，使生產出的鋼構件無法滿足生產需要。

3?鋼結構詳圖深化設計的過程

鋼結構詳圖深化設計的過程很繁瑣。第一步是建模，鋼結構詳圖在建模過程中使用的工具是鋼結構詳圖深化設計軟件。建模時要注意時間管理，設計人員在設計時要考慮到工期，根據工期合理劃分建模的各個階段以及各階段的進度。以STRUCAD三維詳圖深化設計軟件為例，在建模初期，需要將不同類型的構建置于不同的狀態，給與不同的顏色分配等級用以構件的過濾，同時也要將該工程的詳細信息輸入進去，接著要按標準和需要添加新材質，如新截面等，最后再對生產出的模型編號，分區，對每組構件進行有規律的編號，為了方便日后需要添加相同種類的新構件，每組構件還需要多預留些編號序列。整個建模過程分為很多階段，在每個階段后期，都要進行碰撞檢查校核，以檢查生成材料的材質、尺寸等規格是否正確。STRUCAD 詳圖深化設計軟件還可以另外生成STRUWALK 模型。生成的STRUWALK 模型有一個功能，就是根據每個構件最初的原始參數來進行過濾，這樣可以提高效率，使校核效果比STRUCAD詳圖更好。在STRUWALK 建模的過程中還可以直觀地觀察進度，，原理是對不同構件所擁有的不一樣的狀態碼來匹配對應的顏色。建模方式分為單機建模和多人聯機建模兩種。對于單機建模來說，為了預防分區之間的節點設計錯誤或者節點重復，需要及時了解相鄰階段的具體信息來及時對模型進行修正。對于多人聯機建模來說，要注意的地方是節點會被其他分區的節點所取代，為了預防此類情況的發生，對不同階段的模型要及時更新，不同分區的節點命名也要規范，有所區別。

第二步是模型審核。這一步驟包括專審和自審，順序是先由鋼結構建模的設計人員自審，設計人員主要以材料清單為參考資料，對構件的材質等級、構件編號、尺寸長度等進行審核;自審過關之后，再將鋼結構詳圖交由專業的審核工程師進行專審。專審則更加全面且精細，它是對模型的截面型材和每個節點都進行系統的審核。

4?鋼結構深化設計與成本節約控制

在實際企業運轉和工廠加工中，鋼結構深化設計也是要注意節約成本的。造成成本浪費的原因有很多，比如設計人員對施工過程不夠了解，對設計過程太過簡化而使設計與施工連接性差等。為了盡量避免這種情況，工廠加工人員與設計人員要進行積極有效的溝通，對設計不合理的地方及時修改。另一個造成成本浪費的原因是鋼柱的分段。很多高層的鋼結構建筑在設計時需要考慮鋼柱分段，為了節約成本，設計人員應該充分考慮好?，在滿足現場吊裝機具和吊裝方案的同時，盡量減少鋼柱分段。

5?建筑結構設計階段的工程造價管理策略

首先是增強設計人員的成本控制意識。若想實現結構設計環節的造價有效控制，需要發揮設計人員的主觀作用，通過增強其成本控制意識，實現對造價的控制。部分設計人員為了追求外部形態的個性，或者為了達到過高的設計標準，沒有結合建設實際，使得造價增加。對于此因素引發的造價增加問題，要注重培養設計人員的成本控制意識，同時做好市場調查，設計多種方案，進行對比分析，優選結構設計方案。其次是做好設計方案的優化。建筑結構設計要做好反復的論證和分析，優化設計方案，實現對造價的全面控制。對設計的建筑方案，借助現代化技術進行分析，比如?BIM技術等，針對設計存在的不足之處，要做好合理優化，以保證建筑結構性能和功能為前提，優選適合的結構形式，實現對造價的有效控制。除此之外，要做好材料的選擇控制，保證工程質量的同時，實現對成本的控制。

6 結語

總之，鋼結構深化設計對設計人員的要求非常高，作為一項極具專業性的工作，企業如果想做好，不僅需要加強企業內部相關技術人員的專業性和業務素質，還要高度重視有關鋼結構深化設計方面的工作，在設計的每一個階段加強管理，并重視與設計單位、工廠加工人員和設計人員的溝通。為了經濟利益，企業還要在滿足生產要求的基礎上，考慮各方面的因素，從源頭節約成本，既簡化施工，又不影響工程的順利實施。

參考文獻：

[1]孟萌.高層鋼結構建筑工程設計及其注意事項探析[J].綠色環保建材，2018（10）：63.

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