第八章深化設(shè)計(jì)方案

第一節(jié)鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)

-概述

體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)工程為單層折面空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，由20個(gè)形狀相近的結(jié)構(gòu)單元雙軸對(duì)稱(chēng)

構(gòu)成，平面形狀為橢圓形，平面尺寸285mx270m,屋蓋懸挑長(zhǎng)度51.9?68.4m。

鋼屋蓋呈馬鞍形，由外圈和內(nèi)圈組成，最高點(diǎn)高度為44.1m,外圈高差為12m,內(nèi)圈

高差為8.6m。主桿件為鑄鋼圓管和焊接鋼管，直徑范圍為中700?中1400mm,壁厚為12?

140mm(未包括鑄鋼節(jié)點(diǎn))；次桿件為焊接箱形截面桿件；節(jié)點(diǎn)采用焊接節(jié)點(diǎn)和鑄鋼節(jié)點(diǎn)

兩種形式。

-深化組織機(jī)構(gòu)

1鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)組織框架圖

組織31位參加過(guò)類(lèi)似工程的技術(shù)人員進(jìn)行體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)，組織框架如下圖:

2深化設(shè)計(jì)人員崗位責(zé)任

(1)深化設(shè)計(jì)組長(zhǎng)：負(fù)責(zé)整個(gè)項(xiàng)目深化設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)與管理；

(2)專(zhuān)家顧問(wèn)組：負(fù)責(zé)重大技術(shù)問(wèn)題的解決和把關(guān)；

(3)計(jì)算分析組：負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)優(yōu)化及節(jié)點(diǎn)分析與計(jì)算，預(yù)拼裝及吊裝方案設(shè)計(jì)與計(jì)算

等；

(4)施工詳圖設(shè)計(jì)、審核組：負(fù)責(zé)施工詳圖的設(shè)計(jì)，由審核工程師負(fù)責(zé)對(duì)圖紙審核;

(5)工廠、現(xiàn)場(chǎng)配合組：負(fù)責(zé)工廠加工及現(xiàn)場(chǎng)安裝等有關(guān)圖紙協(xié)調(diào)、服務(wù)；

(6)軟件開(kāi)發(fā)組：針對(duì)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)開(kāi)發(fā)一些輔助鋼結(jié)構(gòu)工程詳圖設(shè)計(jì)的程序。

三深化設(shè)計(jì)管理程序及質(zhì)量、工期的保證措施

1深化設(shè)計(jì)管理程序

2深化設(shè)計(jì)質(zhì)量的保證措施

加強(qiáng)設(shè)計(jì)過(guò)程質(zhì)量控制，始終貫徹“預(yù)防為主，防檢結(jié)合”的深化設(shè)計(jì)原則，落實(shí)各

級(jí)崗位責(zé)任制和三級(jí)審核制。

（1）整個(gè)工程全部采用計(jì)算機(jī)三維實(shí)體模擬建模，應(yīng)用專(zhuān)業(yè)軟件自動(dòng)生成深化設(shè)計(jì)

細(xì)部圖紙和相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)；

（2）重點(diǎn)與設(shè)計(jì)院、加工廠、安裝單位協(xié)調(diào)溝通，充分了解掌握加工廠和安裝單位

的需求，使設(shè)計(jì)成果與具體需求吻合，將設(shè)計(jì)、加工、安裝問(wèn)題發(fā)現(xiàn)和解決在初期階段，

少走深化設(shè)計(jì)彎路；

（3）做好深化設(shè)計(jì)應(yīng)急預(yù)案，妥善解決各種突發(fā)情況；

（4）制定嚴(yán)格、科學(xué)的設(shè)計(jì)思路和實(shí)施方案；

（5）將各崗位人員全部納入全面質(zhì)量管理體制活動(dòng)中并處于受控狀態(tài)，按崗位責(zé)任

制的規(guī)定，圍繞質(zhì)量開(kāi)展深化設(shè)計(jì)。

（6）深化設(shè)計(jì)圖紙采用自審、互審、專(zhuān)業(yè)審核的三級(jí)審核制，項(xiàng)目設(shè)計(jì)人負(fù)責(zé)自審，

項(xiàng)目設(shè)計(jì)人之間互審，由專(zhuān)家顧問(wèn)組對(duì)鋼結(jié)構(gòu)深化過(guò)程出現(xiàn)的重大問(wèn)題進(jìn)行討論把關(guān)；審

核內(nèi)容：原設(shè)計(jì)圖及變更資料、計(jì)算模型及計(jì)算書(shū)、深化設(shè)計(jì)三維模型、深化施工圖紙等,

包括如下細(xì)部：

a、結(jié)構(gòu)及節(jié)點(diǎn)計(jì)算模型、計(jì)算書(shū)；

b、軸線(xiàn)及標(biāo)高尺寸；

c、型材及板材規(guī)格尺寸；

d、材質(zhì);

e、連接節(jié)點(diǎn)的正確性及合理性；

f、螺栓規(guī)格尺寸及孔位；

g、焊縫的正確、合理性；

h、視圖對(duì)應(yīng)關(guān)系及表達(dá)的完整性；

i、與原設(shè)計(jì)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；

j、設(shè)計(jì)變更資料的處理；

k、圖面排布和整套圖紙的完整性。

3深化設(shè)計(jì)工期的保證措施

（1）為保證工期，安排主要設(shè)計(jì)人員對(duì)圖紙進(jìn)行研究，并做好人員籌備安排，為正

式深化設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備。一旦接到中標(biāo)通知書(shū)，馬上進(jìn)入深化設(shè)計(jì)狀態(tài)。利用訂立承包合同前

的時(shí)間段，完成線(xiàn)模型、節(jié)點(diǎn)初步選型及驗(yàn)算、重難點(diǎn)攻克及對(duì)原設(shè)計(jì)圖的深入透徹理解,

準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)技術(shù)交底資料等。

（2）根據(jù)加工安裝的順序，分階段進(jìn)行圖紙深化設(shè)計(jì)和提交設(shè)計(jì)圖紙，具體分為備

料圖及材料清單的提供、預(yù)埋件的深化設(shè)計(jì)、主體鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)、輔助鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)

四個(gè)階段。每一階段圖紙完成后及時(shí)提交施工詳圖到安裝、設(shè)計(jì)單位進(jìn)行確認(rèn)，審核后及

時(shí)反饋審核意見(jiàn)，根據(jù)審核意見(jiàn)修改調(diào)整后發(fā)圖施工。

（3）由長(zhǎng)期配合的人員組成深化設(shè)計(jì)項(xiàng)目部，縮短準(zhǔn)備和相互磨合的時(shí)間，安排數(shù)

量充足的深化設(shè)計(jì)人員，根據(jù)每個(gè)設(shè)計(jì)人員的專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng)，合理分工，人盡其才；

（4）同時(shí)建立多個(gè)模塊、各類(lèi)人員交叉作業(yè)；

（5）密切關(guān)注工程進(jìn)展動(dòng)態(tài)，及時(shí)調(diào)整深化設(shè)計(jì)人員的分工與數(shù)量，確保整個(gè)工程

的順利進(jìn)行；

（6）加強(qiáng)與設(shè)計(jì)院和加工廠的協(xié)調(diào)溝通，在深化設(shè)計(jì)初期階段及早發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題,

充分了解、掌握加工廠和安裝單位的需求，使設(shè)計(jì)成果與需求吻合，少走深化設(shè)計(jì)彎路；

（7）派駐加工廠和施工現(xiàn)場(chǎng)提供技術(shù)服務(wù)，做好各方面的溝通協(xié)調(diào)工作，及時(shí)準(zhǔn)確

地了解原設(shè)計(jì)、施工現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)計(jì)變化，及時(shí)反應(yīng)到深化設(shè)計(jì)成果中；

（8）做好深化設(shè)計(jì)應(yīng)急預(yù)案，妥善解決各種突發(fā)情況。

（9）制定嚴(yán)格、科學(xué)的設(shè)計(jì)思路和實(shí)施方案，作好深化設(shè)計(jì)總體部署。

4深化設(shè)計(jì)周期安排

本工程鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)圖紙量約為300張A2圖，每批圖紙的深化設(shè)計(jì)周期約為40天。

深化設(shè)計(jì)周期安排

序號(hào)深化設(shè)計(jì)階段日歷天備注

1深化設(shè)計(jì)項(xiàng)目部組建/合同訂立前進(jìn)行

2繼續(xù)熟悉圖紙、提出疑問(wèn)/合同訂立前進(jìn)行

3重難點(diǎn)攻克、確定深化方案/合同訂立前進(jìn)行

4節(jié)點(diǎn)初步選型及驗(yàn)算/合同訂立前進(jìn)行

5結(jié)構(gòu)單線(xiàn)建模/合同訂立前進(jìn)行

6由原設(shè)計(jì)及招標(biāo)人交底2合同簽訂后第二天

7交底后進(jìn)行調(diào)整2/

8計(jì)算機(jī)實(shí)體建模5/

9節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)及計(jì)算、建模11交叉進(jìn)行

10生成深化設(shè)計(jì)圖12交叉進(jìn)行

11三校、三審8交叉進(jìn)行

12分批送原設(shè)計(jì)審核/合同訂立后30天起

13深化設(shè)計(jì)周期40

四深化設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件

1AutoCAD繪圖軟件

AutoCAD是現(xiàn)在較為流行、使用很廣的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和圖形處理軟件。在CAD繪圖

軟件的平臺(tái)上，根據(jù)多年從事鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)自行開(kāi)發(fā)了一系列詳圖設(shè)計(jì)輔助

軟件，能夠自動(dòng)拉伸各種桿件截面，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的整體建模；構(gòu)件設(shè)計(jì)自動(dòng)標(biāo)注尺寸、列出

詳細(xì)的材料表格；節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)能夠自動(dòng)標(biāo)注焊接形式、螺栓連接形式、統(tǒng)計(jì)出各零件尺寸及

重量等。體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)球型支座及鑄鋼節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，采用靈活性能比較好的CAD

繪圖軟件進(jìn)行詳圖設(shè)計(jì)。

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2Xsteel繪圖軟件

TeklaStructures(Xsteel)軟件屬于建筑信息模型(BIM),它將原設(shè)計(jì)、深化設(shè)

計(jì)的過(guò)程按平行模式進(jìn)行了流程化處理，很大程度上提高了深化設(shè)計(jì)效率并降低了錯(cuò)誤

率。Xsteel軟件大致可歸為以下四類(lèi)功能：

（1）結(jié)構(gòu)三維實(shí)體模型的建立與編輯；

（2）各種節(jié)點(diǎn)三維實(shí)體模型的連接與裝配；

（3）構(gòu)件、零件的編號(hào)與加工詳圖的繪制；

（4）用鋼量統(tǒng)計(jì)；

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Xsteel工作環(huán)境

3Sap2000計(jì)算分析軟件

結(jié)構(gòu)整體計(jì)算選用了美國(guó)ComputersAndStructures公司研制開(kāi)發(fā)的大型有限元程

序SAP2000。計(jì)算模型采用空間三維實(shí)尺模型；網(wǎng)格的鋼構(gòu)件選用三個(gè)節(jié)點(diǎn)，六個(gè)自由度

的frame單元，該單元可以考慮拉（壓）、彎、剪、扭四種內(nèi)力的共同作用。拉索采用索

單元（僅受拉，不受壓和不受彎）模擬，胎架則采用僅受壓、不受拉的frame單元模擬。拉

索和網(wǎng)架之間的撐桿采用拉壓二力桿單元。為了更能準(zhǔn)確模擬拉索張拉，考慮了結(jié)構(gòu)的大

變形和應(yīng)力剛化的影響。計(jì)算表明，這樣模擬具有很高的精度。

￡3SAP2000

X文件9編用C)帙5)9定義?橋柒?豌吩?選分⑤指定⑥分析也)顯示0)設(shè)計(jì)收)選項(xiàng)◎)?K)<U)

Sap2000工作環(huán)境

4Ansys節(jié)點(diǎn)有限元分析軟件

體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)工程的典型節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)采用ANSYS有限元計(jì)算軟件進(jìn)行分析，建立計(jì)算模

型時(shí)，考慮到實(shí)體模型直接由AUTOCAD導(dǎo)入，計(jì)算采用適合于復(fù)雜模型自由劃分網(wǎng)格的單

元，每個(gè)結(jié)點(diǎn)三個(gè)自由度，即X、Y、Z方向的位移，如圖所示。單元具有塑性、大變形、

應(yīng)力強(qiáng)化等性質(zhì)。

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10結(jié)點(diǎn)S0LID92材料的應(yīng)力一應(yīng)變曲線(xiàn)

計(jì)算中考慮材料非線(xiàn)性。構(gòu)件材料大多Q345B、Q390-B,Q390GJ-C、LX420、GS-20Mn5V

鋼，屈服準(zhǔn)則為適合金屬材料的Mises及其相應(yīng)流動(dòng)準(zhǔn)則，定義材料為雙線(xiàn)性等效強(qiáng)化，

根據(jù)鋼材強(qiáng)屈比和延長(zhǎng)率的規(guī)范規(guī)定，確定鋼材強(qiáng)化階段的切線(xiàn)模量及為彈性模量的

1/100,比采用理性彈塑性模型更接近于實(shí)際。鋼材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系如上圖所示。

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3弼國(guó)

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Ansys工作環(huán)境次桿件節(jié)點(diǎn)分析示意圖

5solidworks軟件

SolidWorks是Window原創(chuàng)的三維設(shè)計(jì)軟件。其易用和友好的界面，能夠應(yīng)用在整個(gè)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工作中，SolidWorks完全自動(dòng)捕捉設(shè)計(jì)意圖和引導(dǎo)設(shè)計(jì)修改。在SolidWorks

裝配設(shè)計(jì)中可以直接參照已有的零件生成新的零件。無(wú)論設(shè)計(jì)用“自頂而下''方法還是〃自

底而上”的方法進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)，SolidWorks都將大幅度地提高設(shè)計(jì)的效率。SolidWorks有

全面的零件實(shí)體建模功能，其豐富程度有時(shí)會(huì)出乎設(shè)計(jì)者的期望。用SolidWorks的標(biāo)注

和細(xì)節(jié)繪制工具，能快捷地生成完整的、符合實(shí)際產(chǎn)品表示的工程圖紙。體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)工

程的典型節(jié)點(diǎn)如下：

solidworks工作環(huán)境示意圖

五深化設(shè)計(jì)依據(jù)與原則

1設(shè)計(jì)依據(jù)

業(yè)主提供的招標(biāo)文件及相關(guān)技術(shù)資料；

設(shè)計(jì)單位提供的原設(shè)計(jì)圖及相關(guān)技術(shù)文件、招標(biāo)及答疑文件；

體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)工程除滿(mǎn)足以上所列規(guī)范和規(guī)程外，尚應(yīng)按國(guó)家相應(yīng)的設(shè)計(jì)和施工現(xiàn)行

標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)程執(zhí)行。

2計(jì)算設(shè)計(jì)總則

2.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的原則

（1）設(shè)計(jì)文件無(wú)明確要求時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)按等強(qiáng)連接設(shè)計(jì)；

（2）節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)要盡可能響應(yīng)原設(shè)計(jì)，如發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)確需改進(jìn)，則提出合理化建議，

由原設(shè)計(jì)審核確認(rèn)后，方可按合理化建議的節(jié)點(diǎn)形式設(shè)計(jì)；

（3）設(shè)計(jì)過(guò)程中有義務(wù)對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行合理優(yōu)化；

（4）所有節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，除滿(mǎn)足強(qiáng)度要求外，尚應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、傳力清晰以及現(xiàn)場(chǎng)

安裝的可操作性；

（5）材料長(zhǎng)度不夠引起的對(duì)接焊縫，其拼接位置應(yīng)滿(mǎn)足《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收

規(guī)范》（GB50205-2001）的要求；

3主桿件分段原測(cè)

1）由于受運(yùn)輸條件的限制，分節(jié)長(zhǎng)度不大于18000mm；

2）每根主桿件附帶米字形節(jié)點(diǎn)或次桿件牛腿，牛腿長(zhǎng)度不小于300mm,,同時(shí)相鄰兩

牛腿間間距不小于300mm；

4）除結(jié)構(gòu)圖注明外，單節(jié)接長(zhǎng)長(zhǎng)度不小于2500mm,

5）現(xiàn)場(chǎng)拼接處設(shè)置臨時(shí)安裝耳板和連接板；

6）暫不考慮后裝區(qū)域構(gòu)件的分段；

7）分節(jié)位置不能選擇在主桿件的變截面處；（鑄鋼節(jié)點(diǎn)除外）

3.2馬道構(gòu)件的分段原則

分段方法：馬道所有桿件和小件在加工廠拼裝和焊接，分段長(zhǎng)度根據(jù)運(yùn)輸條件盡量分

長(zhǎng)，分段點(diǎn)在同一單元格內(nèi)，上下懸的分段點(diǎn)錯(cuò)開(kāi)，立面兩根斜腹桿和平面一根斜腹桿為

4臨時(shí)耳板和吊耳板及連接板的設(shè)置原則

4.1鑄鋼節(jié)點(diǎn)區(qū)域

采用耳板和耳板相組合為吊耳板，便于制作和安裝焊接，不再另做吊耳，相對(duì)應(yīng)的主

桿件起端耳板可參照附圖執(zhí)行，耳板到端口的距離根據(jù)壁厚和坡口做相應(yīng)調(diào)整，同時(shí)考慮

對(duì)接口處坡口間隙，連接板的長(zhǎng)度也做相應(yīng)調(diào)整，見(jiàn)附圖和說(shuō)明；

4.2主桿件接口

所有主桿件連接，原則上按照常規(guī)的連接方式，由深化單位自行設(shè)計(jì)，安裝單位不做

具體要求，可參照附圖執(zhí)行，耳板到端口的距離根據(jù)壁厚和坡口做相應(yīng)調(diào)整，連接板的長(zhǎng)

度也做相應(yīng)調(diào)整，見(jiàn)附圖和說(shuō)明；

4.3特殊主桿件接口

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝施工需要，肩峰與肩骨間主桿件同肩峰鑄鋼節(jié)點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)組合成“八”字

形后高空安裝，吊耳在安裝過(guò)程中受力增加，該部分主桿件吊耳根據(jù)深化重量調(diào)整加大；

4.4主次桿件和小次桿件

每端設(shè)置一個(gè)單吊耳，考慮到安裝單元內(nèi)局部構(gòu)件組合后高空安裝，耳板和連接板位

置和尺寸可參照附圖執(zhí)行，深化單位深化后可根據(jù)單元內(nèi)構(gòu)件重量進(jìn)行優(yōu)化。

4.5節(jié)點(diǎn)計(jì)算取值及方法

4.5.1節(jié)點(diǎn)計(jì)算材料強(qiáng)度的設(shè)計(jì)取值：

(1)板材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm?)

材料(厚度t)抗拉、抗壓和抗彎(ft)抗剪(fv)端面承壓(fee)

t<16310180400

17<tW35295170400

Q345

36WtW50265155400

51Wt《100250145400

GB

tW16350205415

17WtW35335190415

Q390

36WtW50315180415

51<t<100295170415

(2)焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)

母材對(duì)接焊縫角焊縫

焊縫等級(jí)為下列級(jí)別時(shí)的

材質(zhì)厚度

抗壓抗拉和抗彎抗剪抗拉、壓、剪

一級(jí)、二級(jí)三級(jí)

tW16310310265180200

17WtW35295295250170200

Q345

36<tW50265265225155200

51<tW100250250210145200

t《16350350300205220

174W35335335285190220

Q390

36QW50315315270180220

51WtW100295295250170220

4.5.2焊接連接

1)角焊縫有效焊厚(h)

(1)直角焊縫的有效焊厚(he)示意圖:

(2)斜角焊縫的有效焊厚(he)示意圖:

有效焊厚(he)

兩焊角邊

60?90°91-100°101-106°107-113°114-120°

的夾角

有效焊厚

0.7h0.65hf0.60h0.55hr0.50h

(he)fff

2)角焊縫的有效面積(A,)

A,=h.XL.(L*為有效焊縫長(zhǎng)度)

3）角焊縫的強(qiáng)度計(jì)算式

當(dāng)力垂直于焊縫長(zhǎng)度方向時(shí)：

當(dāng)力平行于焊縫長(zhǎng)度方向時(shí)：

注：氏為正面角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)，結(jié)構(gòu)承受靜力和間接動(dòng)載時(shí)工?=1.22；

結(jié)構(gòu)承受動(dòng)載時(shí)=1.0；

對(duì)接焊縫的強(qiáng)度計(jì)算：由于在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原則和焊接節(jié)點(diǎn)連接形式的設(shè)定中已指定對(duì)接

焊縫，為全熔透一級(jí)焊縫，因此不必進(jìn)行焊縫強(qiáng)度計(jì)算。

六深化設(shè)計(jì)格式

1深化施工詳圖的表達(dá)內(nèi)容：

1.1圖紙目錄內(nèi)容

（1）深化設(shè)計(jì)圖號(hào)

（2）構(gòu)件號(hào)、數(shù)量、重量、構(gòu)件類(lèi)別

（3）圖紙的版本號(hào)以及提交的日期

（4）其它資料

1.2鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)總說(shuō)明內(nèi)容

（1）工程概況及設(shè)計(jì)依據(jù)（主要為遵照的設(shè)計(jì)、施工規(guī)范、規(guī)程）；

（2）鋼材、焊接材料、螺栓、涂料等材料選用說(shuō)明、依據(jù)及建議；

（3）加工、制作、安裝及除銹涂裝（包括防火）的技術(shù)要求和說(shuō)明；

（4）焊接、除銹、涂裝等工藝的質(zhì)量要求；

（5）構(gòu)件的幾何尺寸以及允許偏差；

（6）焊接坡口形式、焊接工藝、焊縫質(zhì)量等級(jí)及無(wú)損檢測(cè)要求；

（7）加工、制作、安裝及涂裝（包括防火）需要特別強(qiáng)調(diào)的事宜；

（8）構(gòu)造、制造、運(yùn)輸?shù)燃夹g(shù)要求；

（9）圖例說(shuō)明；

（10）其他需要說(shuō)明的內(nèi)容。

1.3結(jié)構(gòu)及節(jié)點(diǎn)計(jì)算書(shū)

在結(jié)構(gòu)的整體分析及計(jì)算過(guò)程中，對(duì)結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)布置、材料種類(lèi)、節(jié)點(diǎn)類(lèi)型向設(shè)

計(jì)單位提出詳細(xì)的建議；對(duì)焊接連接、螺栓連接、節(jié)點(diǎn)板和加勁肋進(jìn)行計(jì)算和完善；給出

詳盡合理的預(yù)拼裝及吊裝方案；

1.4構(gòu)件加工圖內(nèi)容

（1）構(gòu)件細(xì)部、材料表、材質(zhì)說(shuō)明、構(gòu)件編號(hào)、焊接標(biāo)記、連接細(xì)部、鎖口和索引

圖等;

（2）螺栓統(tǒng)計(jì)表，螺栓標(biāo)記，螺栓規(guī)格；

（3）軸線(xiàn)號(hào)及相對(duì)應(yīng)的軸線(xiàn)位置；

（4）加工、安裝所必須具有的尺寸；

（5）安裝方向；

（6）圖紙標(biāo)題、編號(hào)、改版號(hào)、出圖日期;

（7）加工廠及安裝所需要的必要信息。

1.5零件詳圖

尺寸表達(dá)完整，須滿(mǎn)足加工要求。

2深化設(shè)計(jì)圖視圖方向

\3B.

針對(duì)于本工程深化設(shè)計(jì)的視圖方向

3圖紙、文書(shū)的尺寸設(shè)定

體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)工程的圖紙和資料均使用A系列紙張，即AO、AKA2、A3和A4,具體

尺寸規(guī)格如下：

AO：841mmX1189mm

Al：594mmX841mm

A2：420mmX594mm

A3：297mmX420mm

A4：210mmX297mm

4繪圖通常采用的比例

索引圖：1/200、1/400、1/60

構(gòu)件詳圖：1/20、1/30、1/50

局部詳圖：1/5.1/10

安裝布置圖：1/100,1/50

七深化設(shè)計(jì)步驟

針對(duì)體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)工程的特點(diǎn)以及以往工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，將根據(jù)具體的設(shè)備和工藝狀

況，采用國(guó)際上較流行的通用有限元程序SAP2000作為驗(yàn)算程序來(lái)進(jìn)行較核，對(duì)結(jié)構(gòu)形式、

結(jié)構(gòu)布置、材料種類(lèi)、節(jié)點(diǎn)類(lèi)型向設(shè)計(jì)單位提出詳細(xì)的建議；節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算采用通用有限元程

序Ansys10.0進(jìn)行分析，對(duì)焊接連接、螺栓連接、拱支座、節(jié)點(diǎn)板和加勁肋進(jìn)行計(jì)算和

完善，給出詳盡合理的預(yù)拼裝及吊裝方案；采用AutoCAD和Xsteel軟件相結(jié)合的方式完

成體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)工程的深化設(shè)計(jì)，自動(dòng)生成滿(mǎn)足加工和工藝所需的施工圖紙、數(shù)據(jù)。

1結(jié)構(gòu)分析

導(dǎo)入SAP2000的計(jì)算模型

恒載作用下結(jié)構(gòu)整體變形分布圖

1.2節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算采用通用有限元程序AnsysW.O進(jìn)行分析

（1）按荷載規(guī)范選取恒載、活載、風(fēng)載（左風(fēng)與右風(fēng)）、地震荷載（按地震反映譜

分析得到）、溫度荷載，在個(gè)荷載工況及組合下進(jìn)行結(jié)構(gòu)線(xiàn)形分析，校核應(yīng)力及位移是否

滿(mǎn)足規(guī)范。

（2）結(jié)構(gòu)自重（考慮一半的活載下）的自振分析，找出結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。

（3）進(jìn)行控制荷載組合下的極限承載力分析，反應(yīng)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。

（4）考慮材料彈塑性特性的變形分析，跟蹤結(jié)構(gòu)的加載路徑，確定實(shí)際承載力。

肩谷點(diǎn)鑄鋼節(jié)點(diǎn)有限元計(jì)算模型圖單元等效應(yīng)力圖

背谷點(diǎn)鑄鋼節(jié)點(diǎn)有限元計(jì)算模型圖單元等效應(yīng)力圖

50000500CO

背峰點(diǎn)鑄鋼節(jié)點(diǎn)有限元計(jì)算模型圖單元等效應(yīng)力圖

2深化設(shè)計(jì)

2.1鑄鋼節(jié)點(diǎn)采用AutoCAD設(shè)計(jì)詳圖

根據(jù)原設(shè)計(jì)圖進(jìn)行主結(jié)構(gòu)的三維實(shí)體建模；按鑄鋼件設(shè)計(jì)圖在桿件節(jié)點(diǎn)處對(duì)鑄鋼件支

管分段，并按桿件受力性能劃分主次，使次要桿件被主要桿件裁切（差集），從而自動(dòng)生

成桿件端口的空間相交曲線(xiàn)；第三步，對(duì)其節(jié)點(diǎn)桿件進(jìn)行合并，使之成為一個(gè)整體的構(gòu)件

（并集），并根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求對(duì)其構(gòu)件的相交線(xiàn)進(jìn)行倒角；第四步，形成深化設(shè)計(jì)圖。

利用三視圖原理，投影、剖面生成深化圖紙上的所有尺寸，包括桿件長(zhǎng)度、斷面尺寸、

桿件相交角度均是在桿件模型上直接投影產(chǎn)生。因此，鋼結(jié)構(gòu)深化圖在理論上是沒(méi)有誤差

的。

2.2相對(duì)簡(jiǎn)單的次結(jié)構(gòu)采用Xsteel軟件設(shè)計(jì)詳圖

AutoCAD與Xsteel中的實(shí)體模型可互相導(dǎo)入，兩套軟件設(shè)計(jì)出來(lái)的構(gòu)件，理論上數(shù)據(jù)

完全吻合。軟件對(duì)話(huà)框如下圖所示:

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2.2.1整體三維實(shí)體模型的建立與編輯

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