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1詳圖設計中新材料新工藝的應用

既帶來行業(yè)影響力也增加收益(1)鋼結構作為新興產(chǎn)業(yè),值得研究和應用的新材料、新工藝非常多,鋼結構制造企業(yè)如在項目立項階段和初步設計階段,能積極與業(yè)主、設計院溝通,從工期、性能、節(jié)能、理論等多方面說服業(yè)主應用新材料、新工藝,能取得非常明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。近幾年來,典型工程有/鳥巢0采用復雜扭曲空間桁架結構;/水立方0采用了多面體空間剛架結構;奧運會羽毛球館采用世界跨度最大的弦支穹頂結構;廣州國際會展中心采用了張弦桁架結構。這些新材料新工藝的應用,使產(chǎn)品成為標志性的建筑,并且在業(yè)界起到了非常好的引領作用。(2)由于提前切入了市場,在一定期限內,此類產(chǎn)品的價格相對較高,無論是材料還是加工制造費用的利潤較高。假定一個年產(chǎn)15萬t/a的鋼結構生產(chǎn)企業(yè),有5%使用高附加值的新材料(即7500t),并采取相應的新工藝,合同價格在普通市場價的基礎上能增加利潤300元/t,那么,此項措施帶來的潛在收益為225萬元,企業(yè)營業(yè)收入也將增加225萬元。

2詳圖設計與材料管理的關系

2.1材料管理是鋼結構工程成本管理的重中之重在鋼結構加工制造中材料費占整個項目造價的主要部分,有的項目甚至達到70%~80%,因此材料管理的好壞對進度和成本影響重大。若材料統(tǒng)計過多,會造成材料庫存偏大,積壓資金,給工程帶來巨額的經(jīng)濟損失;若材料統(tǒng)計偏少,會影響配套材料的采購供應,從而影響工程進度,這些對工程都十分不利。

2.2詳圖設計的排版和材料計劃控制鋼材的消耗鋼結構工程中的鋼材規(guī)格眾多,材質不一,若采用傳統(tǒng)的班組放樣,不僅十分困難,準確性和效率都較差;通過鋼結構詳圖中的排版圖和材料表等方法,能對于鋼材的消耗起到很好的控制作用。在詳圖設計中,通過TeklaStructures軟件建模,能夠方便快捷的提供工程詳細的材料清單,然后詳圖工程師利用排版軟件,對鋼結構進行精確的排版和放樣,同時結合市場材料的規(guī)格品種,提供準確的材料計劃,這些措施都將大大降低鋼材耗用量。在油漆采購方面,利用TeklaStructures可生成構件的表面積,可準確計算出所需油漆數(shù)量,保證油漆的采購量的準確。對于年產(chǎn)15萬t/a的企業(yè),通過合理的排版和材料計劃,降低1%的鋼材耗用量,將節(jié)約鋼材1500t,按照當前市場行情,價值約660萬元;如降低115%的鋼材損耗,則節(jié)約鋼材2250t,價值約1000萬元;經(jīng)濟效益明顯。

3向上游環(huán)節(jié)延伸,向新興行業(yè)嘗試

為鋼結構企業(yè)的發(fā)展打下良好基礎,創(chuàng)造經(jīng)濟價值和社會價值:(1)通過鋼結構制造企業(yè)自身努力,逐步提高詳圖設計的能力,通過嘗試,縱向向熟悉行業(yè)的鋼結構產(chǎn)品的設計環(huán)節(jié)進軍,橫向向其他新興行業(yè)、高利潤行業(yè)的鋼結構產(chǎn)品的詳圖設計和制造進軍,具備完成鋼結構設計圖(KM)及鋼結構詳圖(KMD)的能力,以占領市場高點,從源頭掌握主動權。(2)通過以上的兩個延伸,鋼結構制造企業(yè)通過一個個的項目成長為設計、詳圖、制造、安裝全流程的專業(yè)公司,在市場中占據(jù)更加重要的地位,其社會效益和經(jīng)濟效益不言而喻。(3)就鋼結構制造企業(yè)的訂單,對由于占據(jù)設計主動權帶來的效益進行分析。假定年產(chǎn)15萬t的鋼結構公司,70%的訂單為EPC工程,其中承接的85%為單價項目,15%為總價項目。計算如下:¹對于單價合同的項目,通過設計和詳圖設計,合理選擇材料,假定增加工程量3%,同樣按利潤200元/t,則增加潛在效益為150000@70%@85%@3%@200=53155(萬元);º對于總價合同的項目,假定減少工程量3%,則增加潛在效益為150000@70%@15%@3%@6000=28315(萬元)。(4)假定詳圖設計部門能承接其他企業(yè)的設計任務3萬t,除了增強企業(yè)影響力,還可增加營業(yè)收入約240萬元。

4妥善處理與各專業(yè)的銜接,提高現(xiàn)場安裝效率

4.1在詳圖繪制過程中要注重解決安裝過程中常見的問題(1)高強螺栓要合理布置[1]。高強螺栓的布置要考慮扭矩器和扭矩扳手的作業(yè)空間,否則因安裝空間太小,扭矩器和扭矩扳手等工具無法就位,將導致無法擰斷高強螺栓梅花頭或無法擰緊高強螺栓。(2)系桿的連接。梁、柱的系桿連接時,應將梁柱上的連接板適當外伸,否則系桿連接板太長,導致空間太小、系桿過長,無法安裝。(3)鋼結構前后期構件碰撞。圖紙深化過程中詳圖設計軟件升級版較多,導致經(jīng)常會出現(xiàn)后期增加的構件與前期構件碰撞的情況,其結果必然會導致構件現(xiàn)場動火處理或者報廢重新制作的情況。在深化過程中使用詳圖軟件的碰撞校核功能,能很方便的將碰撞問題查找出來,在構件制作前就發(fā)現(xiàn)問題,并及時反饋給設計院修改,這樣大大減少了工地整改的工作量。

4.2加強與緊前工序和專業(yè)的交流便于順利安裝(1)核實土建基礎與鋼柱連接的標高、定位尺寸等數(shù)據(jù);(2)當墻面采用帶窗時,墻面檁托板加勁板應反向洞口方向。否則窗戶安裝時發(fā)生與加勁板干涉,無法通過;且?guī)Т暗臋_條安裝時應盡量采用沉頭螺釘;(3)對于超長、超重構件需要確定分段位置。分段位置確定時應首先考慮運輸車輛、現(xiàn)場起重設備的能力,再考慮材料的合理利用、接頭處焊縫位置的錯開等問題。513詳圖設計處理得當可以減少現(xiàn)場安裝的差錯詳圖設計處理得當,可以減少現(xiàn)場安裝的差錯,提高現(xiàn)場安裝效率。全年累計有10000t鋼結構安裝量提前30d,不考慮運輸周期減少,不考慮對于整個工程工期縮短的間接貢獻,僅機械臺班費至少節(jié)約60萬元。

5綜合分析

綜合以上各項措施,將詳圖設計作為一種管理工具和手段合理運用,潛在的總綜合效益約1100萬元,以企業(yè)年利潤總額3000萬元來對比,相當于企業(yè)全年利潤的36%,相當于450名技術工人工作1a、完成制造50000t構件所產(chǎn)生的效益。

6結語

鋼結構詳圖設計不僅是連接設計藍圖與鋼結構產(chǎn)品的橋梁,也是制作前的技術準備。詳圖工程師除了熟練掌握各類軟件,還應有較高的理論知識和制作、安裝的實踐經(jīng)驗,更要有責任心,經(jīng)常深入生產(chǎn)車間、安裝工地,不斷學結,做到將理論與實踐結合、詳圖設計和制造工藝相結合,不斷提高詳圖設計水平。在解決技術問題的同時,詳圖設計部門要強化管理的意識,通過向生產(chǎn)前線的前移,實踐詳圖設計理念,指導生產(chǎn),減本增效。在鋼結構詳圖設計環(huán)節(jié)下足功夫,提高鋼結構制造企業(yè)的行業(yè)影響力,增加收入,降低成本。

作者：趙海程治單位：中國一冶集團有限公司海外公司中國一冶鋼結構公司