探究空間結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)范文

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摘要:文章以某島國際養(yǎng)生度假中心的屋頂部分為例，針對雙曲桁架深化設(shè)計(jì)和制作工藝，進(jìn)行了分析研究，提出了此類構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)和制作工藝，以期為同類工程提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞:雙曲桁架；深化設(shè)計(jì)；AUTOCAD；制作工藝

自20世紀(jì)90年代初，鋼結(jié)構(gòu)大范圍應(yīng)用在建筑工程中，由于其強(qiáng)度高，塑性和韌性好，施工周期短等特點(diǎn)，經(jīng)過十幾年的發(fā)展與變革，已經(jīng)由最初簡單的輕鋼廠房迅速應(yīng)用到各種超大型和標(biāo)志性建筑當(dāng)中。文章以某國際養(yǎng)生度假中心酒店式公寓1~5號(hào)樓鋼結(jié)構(gòu)工程為例，其作為某島重要的房地產(chǎn)項(xiàng)目的屋頂結(jié)構(gòu)，對結(jié)構(gòu)外觀有著極高的要求，如何做到深化設(shè)計(jì)圖紙出圖準(zhǔn)確是本工程深化設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，為車間制作加工及現(xiàn)場安裝提供最大的便利條件。

1工程整體概況

某島建筑群包括國際會(huì)議中心和國際養(yǎng)生度假中心共六棟高層。本鋼結(jié)構(gòu)工程屬于某島國際養(yǎng)生度假中心的屋頂部分，共五個(gè)單體，整個(gè)鋼屋面落于混凝土主體結(jié)構(gòu)上,平面尺寸約為46.3m×25.3m，該鋼結(jié)構(gòu)底標(biāo)高為98.4m，頂標(biāo)高為120m，總高約為21.6m，整個(gè)結(jié)構(gòu)為鏤空的鋼架。本工程主次梁為D406×16的圓彎管，入口處桁架為雙曲桁架，柱腳采用萬向支座較節(jié)點(diǎn)。

2深化設(shè)計(jì)

2.1深化設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)

本工程深化設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:針對本工程的空間性，如何選取深化設(shè)計(jì)軟件；本工程主次梁均為D406×16的圓管，由于造型的要求全部為弧形彎管，在深化過程中如何做到擬弧準(zhǔn)確，精確定位；如何完善圖紙，為車間制作和現(xiàn)場安裝提供最大的便利；如何對車間彎管、相貫線切割提供技術(shù)支持；如何進(jìn)行合理的構(gòu)件分段，確定牛腿長度。

2.2前期準(zhǔn)備

根據(jù)本工程實(shí)際特點(diǎn)，組織本公司綜計(jì)辦，工程部，制造部，質(zhì)管部，清單處，工藝處等相關(guān)部門對工程特點(diǎn)進(jìn)行探討，解決工程重難點(diǎn)問題。基于本工程圓管相貫節(jié)點(diǎn)較多，確定本次深化設(shè)計(jì)主要采用AUTOCAD進(jìn)行三維建模，對車間提供相對坐標(biāo)，對現(xiàn)場提供絕對坐標(biāo)的主體思路。

2.3主要構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)

本工程的深化設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于主次梁及入口處桁架，深化設(shè)計(jì)時(shí)既要滿足車間彎管，相貫線切割，預(yù)拼裝，又要滿足現(xiàn)場的安裝定位，所以在圖紙中既要標(biāo)注彎管的半徑，構(gòu)件方向，主次梁交點(diǎn)，又要提供數(shù)個(gè)控制點(diǎn)便于車間彎管以及校核。次梁的深化不僅要按照主梁的要求標(biāo)注，而且要考慮車間預(yù)拼裝的問題,所以根據(jù)車間預(yù)拼裝胎架的設(shè)置，兩榀主梁及之間的次梁需要一起出圖，次梁需預(yù)拼裝。入口處桁架是空間雙曲桁架，深化相對于主次梁來講，難度更大，深化過程中采用整體坐標(biāo)及相對坐標(biāo)相結(jié)合的標(biāo)注法。主次梁之間主要設(shè)置牛腿連接，工廠預(yù)拼裝的時(shí)候定位牛腿，由于圓管彎管后無法進(jìn)行相貫線切割,所以牛腿按照直管下料，在保證相貫線長度的前提下盡量減小牛腿的長度，否則直牛腿與主梁之間將會(huì)間隙過大,不利于建筑外觀。

2.4深化設(shè)計(jì)拓展

本工程深化軟件AUTOCAD作為繪圖的經(jīng)典軟件，有著強(qiáng)大的功能及方便快捷的操作性，但是本工程需要大量的控制點(diǎn)坐標(biāo)及桿件編號(hào)，傳統(tǒng)方法不僅效率地下，而且極其容易產(chǎn)生錯(cuò)誤，繪制出的圖紙校對工作量巨大。因此，為了能夠提高深化的效率及正確性，相關(guān)人員編寫了CADLISP插件，經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)證及調(diào)整，該程序的可操作性得到了認(rèn)同，并運(yùn)用到本工程中，大大提高了工作效率。本項(xiàng)目結(jié)束后，經(jīng)過局部調(diào)整的插件同樣可應(yīng)用到其它項(xiàng)目中。

2.5車間制作及現(xiàn)場安裝

公司嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)，原材料進(jìn)廠前質(zhì)檢部質(zhì)檢員進(jìn)行抽檢。焊接前按要求除銹出白、除油、除水分，焊條按要求焙烘。桁架角焊縫多，對接焊縫要開坡口、雙面焊，確保焊透和加強(qiáng)高。裝配、焊接過程中盡量減少內(nèi)應(yīng)力的形成，減少焊接變形。根據(jù)圖紙分析，按此原則制定工藝。各車間嚴(yán)格執(zhí)行公司程序文件,操作人員對自己生產(chǎn)的產(chǎn)品要做到自檢，檢查合格后，方能轉(zhuǎn)入下工序。下工序?qū)ι瞎ば虻漠a(chǎn)品進(jìn)行檢查，防止不合格產(chǎn)品。對出現(xiàn)的異常情況，查明原因，及時(shí)排除，使質(zhì)量始終處于穩(wěn)定的受控狀態(tài)。構(gòu)件加工完成后移至胎架位置進(jìn)行預(yù)拼裝，先主構(gòu)件后次構(gòu)件，用以復(fù)核加工的精確度，便于提高現(xiàn)場的工作效率及安裝質(zhì)量，避免現(xiàn)場出現(xiàn)構(gòu)件無法連接或者相貫口縫隙過大的問題。由于深化設(shè)計(jì)準(zhǔn)備充分，圖紙很好的滿足了車間的加工及現(xiàn)場安裝。出現(xiàn)問題及時(shí)作出修改方案。車間的胎架定位十分準(zhǔn)確，預(yù)拼裝為現(xiàn)場的順利安裝打下了良好的基礎(chǔ)。現(xiàn)場的安裝主要采用塔吊，先勘察現(xiàn)場，確定塔吊恰當(dāng)?shù)钠鸬跷恢谩０惭b工作人員分工明確,所有設(shè)備調(diào)試工作都由專業(yè)人員以標(biāo)準(zhǔn)為主，構(gòu)件吊裝定位依照深化圖紙?zhí)峁┑慕^對坐標(biāo)控制，產(chǎn)生了良好的效果。

3小結(jié)

某島國際養(yǎng)生度假中心酒店式公寓1~5號(hào)樓鋼結(jié)構(gòu)工程作為典型的空間結(jié)構(gòu)，由于同類工程經(jīng)驗(yàn)的欠缺以及現(xiàn)有技術(shù)條件的限制，其深化過程中遇到了很大的困難，最終在項(xiàng)目組的共同努力下攻克了許多技術(shù)難題，使工程得以順利進(jìn)展。當(dāng)然，本工程的深化設(shè)計(jì)過程也存在一些有待改善的地方，值得好好總結(jié)，以進(jìn)一步更好的為同類工程提供借鑒和指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn):

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[4]GB50017—2003,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

作者：周莎莎；羅成軍；李宏亮 單位：杭蕭鋼構(gòu)（河北）建設(shè)有限公司