钢结构厂房的设计流程

　　钢结构厂房（包含其他钢结构建筑）的设计需要经过建筑图设计、结构图设计、加工详图设计、维护系统图设计共四个阶段，每个阶段表达的内容不同，需要使用不同的设计软件；本文根据某个钢结构厂房项目的设计过程，让大家了解一般钢结构建筑的设计历程；
1、建筑图设计
 　　这个阶段需要使用“天正建筑”软件。这是一个专门做建筑设计的软件，它以平面图素（墙体、柱子、门窗、楼板等）的形式，建立起建筑的三维模型，可以准确的反映建筑的平面布置、功能划分、门窗位置、立面效果等建筑需要表达的全部信息；
天正界面如下图： 


　　天正建筑 是基于CAD软件平台的应用程序。CAD的操作在天正建筑中基本都可以使用，同时天正建筑具有很多扩展功能。比如：CAD的基本图素是点、线、面、体、标注等；天正建筑的基本图素是柱、墙、门窗、楼梯等包含了三维信息、样式、材质等的数据组，这些数据组组合在一起形成了整个建筑数据库，以这个数据库为基础可以将整个建筑以平面图、立面图、剖面图、实体效果图、门窗信息表等平面形式图纸表达出来。
一层平面布置图如下图：

一层透视图如下图：


二层透视图如下图： 

立面图如下图：

 2、结构图设计
　　 这个阶段需要使用”PKPM”、”3D3S”、”MIDAS”、”SAP2000”、”ETABS”、” ANSYS”等某一个或多个结构计算软件进行结构分析计算，确定构件截面尺寸、节点连接参数等，然后用CAD出图。这个阶段也需要进行混凝土基础、混凝土楼面等相关结构的设计。
　　 以国内使用最广泛的结构分析软件PKPM为例说明钢结构计算的过程；

PKPM界面如下：
 

　　一般先在STS或PMCAD模块中建立轴网、柱、梁、支撑、荷载、荷载传递方式等结构分析所需要的基本信息，然后在SATWE-8、SATWE、TAT等某个模块中进行计算分析，最后查看计算结果参数（包括应力比、位移值、挠度、自振周期等），使其满足规范要求。如果某项不满足规范要求，则需要反复调整构件截面尺寸、连接方式等，使计算相关结果参数全部满足规范要求。PKPM还可以直接导出满足国内规范要求的计算书。 
SATWE-8界面如下：

SATWE-8构件挠度显示

　　
　　结构设计是安全、经济、美观、易施工等要素的统一，是关系到整个建筑安全的最重要的环节之一。

 3、加工详图设计
　　这个阶段主要使用”XSTEEL”软件，也有部分设计人员仍采用CAD做详图设计。
 XSTEEL 软件界面如下：

　　钢结构不同于混凝土、砌体等结构形式，加工详图设计也是很重要的一个环节。因为钢结构加工厂的原材料是钢板和特定截面的型钢，将原材料加工成施工现场可直接安装的梁、柱等构件，需要经过钢板（型钢）下料、切割、打孔、焊接等步骤，同时还需要除锈、刷漆等后续工序。加工详图将梁、柱等构件拆分成单块钢板（型钢）零件，表示了所有零件的下料、切割、打孔尺寸，并表示了零件如何组装成一个个梁、柱构件。详图的布置图也表示了各种梁、柱构件如何组装成完整的建筑结构。
XSTEEL构件图纸如下：

 　　XSTEEL是一个三维智能钢结构详图软件。在这个虚拟的空间中搭建一个完整的钢结构模型，模型中不仅包括结零部件的几何尺寸也包括了材料规格、横截面、节点类型、材质、用户批注语等在内的所有信息。基于这个虚拟的空间模型，可以轻易的创建构件图、零件图、构件布置图、材料清单等工厂加工和现场安装需要的各种图纸。

 零件图、材料表示例如下：
 

4、维护系统图设计
   这一部分主要使用”CAD”软件。
   维护系统主要指屋面、墙面、檐口、吊顶等除结构和装修之外的设计。这一部分的重点在细节处理上，保证建筑防水、保温、隔热、美观。这一部分的设计主要包括：屋面板、墙面板、保温棉选型，屋脊、檐口、山墙、门窗洞口、外墙角、外墙底等位置的收边做法。部分维护设计的内容需要与业主、建筑师反复沟通确认。
 维护节点图如下图：
 

5、总结
　　建筑图、结构图、加工详图、维护系统图是设计的各个方面的图纸，表达信息的侧重点不同。建筑图的主要目标是满足业主对建筑的功能、外观、布局、空间等要求。

　　结构图的主要目标是满足整个建筑的安全性、经济性、易施工性等要求。
　　加工详图的主要目标是满足结构构件可加工性的要求。
　　维护系统图的主要目标是满足建筑舒适性、美观、经济的要求。
　　各阶段图纸的出图顺序也不同，一般是先按照业主的功能要求设计建筑图；然后按照建筑图的轴网、标高、墙、柱、板的位置确定结构布置，进行结构计算，绘制钢结构图；接下来按结构图纸绘制加工详图，工厂按详图进行加工；最后按建筑图、参考结构图，绘制维护系统图纸。
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