浅谈钢结构深化设计与工程成本节约控制

贺志彪

摘 要：随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的显著提高，人民对建筑住房方面的要求日益提高。近年来，国内外的建筑学家发现了钢结构具有强度高且自身荷载小等很多优点，因此将其广泛用于住房、办公、公共场所等各种建筑中。在钢结构的一系列技术中，钢结构图纸深化设计对设计图纸的解剖，对钢结构工程的安装、施工、运输和成本造价都有着很重要的影响。

关键词：钢结构深化设计;工程成本;建筑施工

一般来说，建筑结构设计环节主要包括设计方案、施工图绘制以及施工图审核等内容。其中，结构设计方案的质量如何，直接影响着结构的性能，包括功能性和安全性，为质量和造价管控的重点。若后期建筑结构设计方案变更，则直接引发造价变动。

1 钢结构房屋应用特征

钢结构有很多优点，比如重量轻，自身荷载小，还有预制钢结构，缩短工期，减轻施工现场工作量等优势，除此之外，钢结构还具有良好的抗震效果，强度较高适合更加灵活的空间布局。在我国工农业生产场景不断复杂化的时代背景下，钢结构房屋应用范围不断拓展，对社会生产生活所造成的影响不断增加。结构在钢结构建筑设计中，是其建筑形象的一个重要组成部分。只有将建筑结构的设计与功能统一起来，设计出来的钢结构建筑才具有艺术和技术的高度统一，进而满足建筑的功能需求，为未来的建筑设计打下良好的基础。我国目前处于发展中国家，人均能源水平在世界来说仍属于较低标准，使用钢结构建筑就我国现状来说具有现实意义。

2 深化设计钢结构详图的意义

当前我国的建筑钢结构设计普遍分为两个阶段：第一是钢结构设计，第二是深化设计钢结构详图。这种分段模式也是国际上建筑钢结构设计经常采用的模式。钢结构设计图的设计原则是要保证它在深度上以及内容上都要满足深化设计钢结构详图的要求，因此这部分工作不能随意交给他人，必须与在建筑领域具有设计资质的设计单位合作，即便如此，设计出来的钢结构设计圖也不能直接用来当做钢结构构件的模型图。它的内容丰富而细致，详细到记录了每个构件的材质、尺寸、工艺流程以及精度要求等内容，它还需要设计人员考虑到钢材构件硬件之间的连接性。因此深化设计钢结构详图被业内人士看做一个重要纽带，用以连接设计公司、加工厂和制作公司项目部等部门，同时也是将设计图转化成产品不可缺少的一个环节。

由于钢结构详图深化设计图设计很多方面的内容，它不仅要考虑到企业的运输速度和安装能力以确定构件的拼装节点和分段标准，还必须达到现场安装和车间制造的要求，又被业内人士称作钢结构加工图和钢结构放样图。近些年来，随着企业的发展，钢结构详图涉及到的范围也越来越大，不再仅限制与为企业和加工厂提供详细的设计图，还包括其他业务如提供螺栓等材料报表以方便工厂的物资采购部门进行采购等工作;辅助工厂的编制工程相关的进度计划以及工厂的备料等准备工作。业务的增多也对深化设计钢结构详图的设计人员有了更高的要求。设计人员不仅要熟悉设计图纸中的一切内容，将设计图上各种颜色、不同粗细、虚实各异的线条靠自己的专业知识以及想象力转化为空间的立体结构，还要熟悉杆件装配、焊接控制等加工技术，最后按照所签署文件中的标准和规范来监督施工。钢结构详图深化设计图的制作必须谨慎，确保正确，因为它是设计人员与施工人员的桥梁，一旦有某个地方出现差错，就很有可能对工厂的加工带来误差，使生产出的钢构件无法满足生产需要。

3 钢结构详图深化设计的过程

钢结构详图深化设计的过程很繁琐。第一步是建模，钢结构详图在建模过程中使用的工具是钢结构详图深化设计软件。建模时要注意时间管理，设计人员在设计时要考虑到工期，根据工期合理划分建模的各个阶段以及各阶段的进度。以STRUCAD三维详图深化设计软件为例，在建模初期，需要将不同类型的构建置于不同的状态，给与不同的颜色分配等级用以构件的过滤，同时也要将该工程的详细信息输入进去，接着要按标准和需要添加新材质，如新截面等，最后再对生产出的模型编号，分区，对每组构件进行有规律的编号，为了方便日后需要添加相同种类的新构件，每组构件还需要多预留些编号序列。整个建模过程分为很多阶段，在每个阶段后期，都要进行碰撞检查校核，以检查生成材料的材质、尺寸等规格是否正确。STRUCAD 详图深化设计软件还可以另外生成STRUWALK 模型。生成的STRUWALK 模型有一个功能，就是根据每个构件最初的原始参数来进行过滤，这样可以提高效率，使校核效果比STRUCAD详图更好。在STRUWALK 建模的过程中还可以直观地观察进度，，原理是对不同构件所拥有的不一样的状态码来匹配对应的颜色。建模方式分为单机建模和多人联机建模两种。对于单机建模来说，为了预防分区之间的节点设计错误或者节点重复，需要及时了解相邻阶段的具体信息来及时对模型进行修正。对于多人联机建模来说，要注意的地方是节点会被其他分区的节点所取代，为了预防此类情况的发生，对不同阶段的模型要及时更新，不同分区的节点命名也要规范，有所区别。

第二步是模型审核。这一步骤包括专审和自审，顺序是先由钢结构建模的设计人员自审，设计人员主要以材料清单为参考资料，对构件的材质等级、构件编号、尺寸长度等进行审核;自审过关之后，再将钢结构详图交由专业的审核工程师进行专审。专审则更加全面且精细，它是对模型的截面型材和每个节点都进行系统的审核。

4 钢结构深化设计与成本节约控制

在实际企业运转和工厂加工中，钢结构深化设计也是要注意节约成本的。造成成本浪费的原因有很多，比如设计人员对施工过程不够了解，对设计过程太过简化而使设计与施工连接性差等。为了尽量避免这种情况，工厂加工人员与设计人员要进行积极有效的沟通，对设计不合理的地方及时修改。另一个造成成本浪费的原因是钢柱的分段。很多高层的钢结构建筑在设计时需要考虑钢柱分段，为了节约成本，设计人员应该充分考虑好 ，在满足现场吊装机具和吊装方案的同时，尽量减少钢柱分段。

5 建筑结构设计阶段的工程造价管理策略

首先是增强设计人员的成本控制意识。若想实现结构设计环节的造价有效控制，需要发挥设计人员的主观作用，通过增强其成本控制意识，实现对造价的控制。部分设计人员为了追求外部形态的个性，或者为了达到过高的设计标准，没有结合建设实际，使得造价增加。对于此因素引发的造价增加问题，要注重培养设计人员的成本控制意识，同时做好市场调查，设计多种方案，进行对比分析，优选结构设计方案。其次是做好设计方案的优化。建筑结构设计要做好反复的论证和分析，优化设计方案，实现对造价的全面控制。对设计的建筑方案，借助现代化技术进行分析，比如 BIM技术等，针对设计存在的不足之处，要做好合理优化，以保证建筑结构性能和功能为前提，优选适合的结构形式，实现对造价的有效控制。除此之外，要做好材料的选择控制，保证工程质量的同时，实现对成本的控制。

6 结语

总之，钢结构深化设计对设计人员的要求非常高，作为一项极具专业性的工作，企业如果想做好，不仅需要加强企业内部相关技术人员的专业性和业务素质，还要高度重视有关钢结构深化设计方面的工作，在设计的每一个阶段加强管理，并重视与设计单位、工厂加工人员和设计人员的沟通。为了经济利益，企业还要在满足生产要求的基础上，考虑各方面的因素，从源头节约成本，既简化施工，又不影响工程的顺利实施。

参考文献：

[1]孟萌.高层钢结构建筑工程设计及其注意事项探析[J].绿色环保建材，2018（10）：63.

[2]郑维.建筑钢结构工程设计及其注意事项[J].化工管理，2018（24）.