随着钢结构在建筑领域的应用越来越广泛，钢结构深化设计的重要性也逐渐体现出来，它是钢结构工程中的主要环节之一，该环节的完成直接影响着钢结构的生产成本、质量和进度。
1.钢结构深化设计现状
业主对钢结构详图缺乏必要的了解，认为设计院的图纸已经满足施工要求。所谓的加工详图是钢结构加工单位的业务，认为可有可无。在施工合同中，既不考虑详细设计的费用，也不考虑详细设计所需的时间，往往一签订施工合同，就要求车间立即开始生产。这种情况与我国的国情有关。建国初期，由于生产的需要，国家为了赶时间、赶进度，将设计周期合并。设计院制作的图纸比一般的钢结构设计图要深，但还达不到直接指导生产的程度。其余的详细设计工作，则由钢结构加工企业的工艺技术人员和经验丰富的工程师完成。随着改革开放和对外技术交流的加强，世界上钢结构工程的设计也普遍采用分两个阶段制作设计图和施工图的做法。 我国1983年颁布的《钢结构施工验收规范》已明确肯定了钢结构施工设计的两阶段绘制方法。
我国钢结构制造单位的现状是，有些钢结构制造公司没有专门的详图设计师，有的虽然有专门的拆图部门，但详图设计师的素质普遍较低，大部分是刚毕业的学生，实际工作经验不多，有的人员不是结构专业人员，只能根据设计图进行CAD制图、放样。
2.钢结构详图设计的内容和工具
2.1详细设计内容及要求
一般情况下，一套完整的钢结构详图应包括图纸目录、总体设计说明、构件布置图、构件详图等。
2.1.1 总说明应包括项目概况、材料要求、焊缝等级及质量要求、构件制造要求、涂层要求、安装要求（如高强度螺栓应提供初、终扭矩要求）及其他需要说明的内容，表述应清晰、简洁、简明。
2.1.2构件布置图应根据工程实际情况灵活分配，布置图应清晰、准确，详图应与布置图表达的内容一致。
2.1.3 应选取最具代表性的立面作为构件详图的主视图。构件视图应包括构件安装位置和方向，所示的视图应能充分表达构件特征。构件内各种材料正确编号，并在图中标明螺栓规格、孔径、焊缝形式、尺寸、坡口形式等。对于超长、超重构件，需要确定节段位置。确定节段位置时，应首先考虑运输车辆和起重设备的承载能力，再考虑材料的合理使用、接头处焊缝的错开位置等问题。
2.2 常用工具软件
深化图纸设计离不开工具软件，常用的软件有Xsteel、Tekla Stuctures、Autocad等，其他辅助软件有天正结构、Explorer、Turetable等。
Xsteel和Tekla Stuctures是目前最常用的软件，采用3D建模，可实现全程多人协作，建模过程中可检查节点、构件位置，材料清单、构件统计、图纸等均可自动生成，以供生产使用。优点是大大减轻了画图的劳动强度，很大程度上避免了手工画图带来的尺寸误差；自动生成详细的零件明细表。缺点是构件号多，图纸量大。3D详图软件价格昂贵，操作复杂，需要较长时间学习练习，在西北地区推广不大。
Autocad是最常用的详细图纸设计软件，但该软件的操作是基于二维模型的，缺少基本要素和很多功能，需要结合其他软件和人工辅助才能完成，因此绘图时间长，图纸错误率高，劳动强度大。优点是可以灵活控制输出量，可以自由安排图纸和表达方式。
天正、探索者等软件与Autocad软件配合使用，其便捷的柱网布置、轴线标注、焊缝、立面标注、尺寸标注等，可以大大减少Autocad的绘图时间。Turetable是一款EXCEL与Autocad相互转换的软件，它的应用可以节省编制材料清单的时间钢结构墙面檩条方向，提高材料清单的准确性，使图纸工程量的计算和统计更加容易。
3.钢结构细部设计常见问题及解决方法
3.1 详细设计的前期准备
不管是采用三维建模软件还是Autocad软件，图纸的最终审核还是由技术人员把控，根据多年的工作经验，通过以下预控可以更好的保证详图的准确性。
3.1.1拿到设计图后，首先要认真了解设计师的意图。对设计图的了解包括两个方面：一是设计理念的理解，二是考虑将设计图转化为实际构件制造工序的复杂性和可行性。钢结构设计图大多采用钢结构设计软件（PKPM、3D3S等）进行设计，设计图自动生成。有些设计师经验不足，在设计中经常会遇到一些问题：比如一个工程的材料规格、种类很多，有些材料不常用，不易采购。遇到这些问题时，应及时申请材料代用，防止工程出现一些不必要的浪费；还有些节点设计不合理或难以实施，或者设计图的技术要求过低、过高或冗余。遇到这些问题时，应及时与设计师沟通，商讨适当更改，改善工艺性，以便下一步生产顺利进行。
3.1.2其次应编制合理的图纸计划。深化设计工作应与施工组织密切配合，特别是大型钢结构工程，应根据施工进度安排深化设计、材料采购、生产、成品发运等工作。土建施工与钢结构安装不能相互干扰，或构件到场不配套不能安装，或构件到场不能安装成稳定的体系，造成安全隐患。例如有些施工单位为赶进度，在安装时钢梁、拉杆、支撑、檩条未运抵现场，又未采取风绳等综合安全措施，只安装独立的钢柱，钢柱在突发强风荷载作用下，极易发生扭曲破坏。
3.2 详细设计中常见的错误
3.2.1 较严重的错误有：
①.构件截面尺寸或材质与设计图不符；②构件长度不对；③柱、梁节点处接缝错误，即节点处节点板错误，无法安装；④构件编号及版本错误；⑤构件位置错误；⑥构件外伸处，接缝过于集中，焊缝位置未错开等。
3.2.2 其他常见错误包括：
①.尺寸不符：第二维之和与第一维不符；②图纸、材料包及图框内构件编号不一致；④材料表缺件；⑤有些大型工程，构件较多，构件图容易出现重画、漏画现象；⑥不同构件重复编号；⑦螺栓孔、连接件孔位置错误；⑧构件连接板装反，如单面角撑、支撑等，将连接板误装在另一面；⑨墙体檩条放在门窗洞口上下沿，容易导致墙体角撑、支撑长度计算错误。
3.3 详细设计技术
图纸常见问题，通过认真看懂设计图、图纸完成后认真核对、图纸评审通过，基本可以解决。钢结构厂房一般采用彩钢板维护结构，在结构细节设计时，应考虑彩钢板的安装。提前考虑好以下问题，将大大减少图纸出现错误或干扰下一道工序的概率。
3.3.1 对于有孔位要求或控制要求的构件，标注尺寸时不应标注封闭尺寸。见图1：檩条冲孔图；图2：框架柱连接板装配图。
图1：檩条冲孔示意图
图2：框架柱连接板装配示意图
3.3.2 屋面采用内天沟需要考虑几个问题。第一，拉杆不能设计得靠近柱顶，否则可能导致落水管安装不上；第二，天沟落水管、拉杆、柱间支撑的位置也应提前考虑好，否则安装时要么撞到拉杆，要么撞到柱间支撑；第三钢结构墙面檩条方向，内天沟处墙檩条的位置应根据天沟尺寸调整，墙檩条安装好后不能再固定天沟。如图3：内天沟节点图。
图3：内沟节点图
3.3.3 不要片面地认为在檩条上钻拉杆孔时，要考虑“受拉侧、受压侧”等因素。如果孔的上下间距不等，虽然图纸正确，但很容易安装颠倒，造成不良后果。因此，建议在檩条上钻对称孔。
3.3.4 水平支撑上的花兰螺栓位置应合理，不宜偏离钢梁太远，应便于安装，否则工人安装时必须探出身子拧紧或爬上梯子，或等到檩条安装好后再爬上檩条拧紧，这样很不安全。水平支撑还容易与角部支撑位置发生干扰，设计时应提前考虑。
3.3.5高强螺栓的布置应合理，必须考虑扭矩计、扭矩扳手的施工空间，否则安装时，因空间太小，扭矩计、扭矩扳手等工具无法放置到位，导致无法折断高强螺栓头或无法拧紧高强螺栓。
3.3.6 高强螺栓连接板尽量采用上下对称布置螺栓，某工程连接节点采用上部4个螺栓、下部6个螺栓，生产过程中车间工人不小心将部分连接板安装倒置，导致现场无法拼装。
3.3.7 抗风柱与钢梁连接应尽量采用弹簧板连接，因为安装后中跨的梁会有一个较大的向下挠度。如果山墙梁与抗风柱用螺栓紧连接，会造成屋面高低不平，中间低，两端高。
3.3.8 节点处未设置加劲肋。这种情况有时设计图上未标明，应及时向设计人员报告，否则在后续生产焊接时节点板可能变形，安装时节点板可能不贴合，对于有摩擦面连接的节点，摩擦面安装可能不符合要求。
3.3.9 梁、柱采用拉杆连接时，梁、柱上的连接板应适当向外延伸。有些情况下，拉杆连接板过长，造成空间太小，拉杆过长而无法安装。同样的问题也存在于一些框架结构的次梁上，如图4：拉杆安装节点。
图4：拉杆安装节点
3.3.10 对于相关部件及连接位置，应认真核对相关构件的数量及位置。例如，应认真核对屋面檩条布置图与钢梁详图，经常出现布置图与详图中檩条数量不符的问题。
3.3.11 墙体设有窗时，墙檩支撑板加强筋应与开启方向相反，否则，窗安装时会与加强筋发生干涉，无法通过。安装带窗檩条时，应尽可能采用沉头螺钉，以避免同样的问题。
四、结论
总之，钢结构深化设计是一项承上启下的工作，是将钢结构设计蓝图转化为钢结构产品的桥梁，它不仅仅是施工图的简单布置和分解，更是钢结构制作前的技术准备，是工程建设的第一道工序，是构件制造安装的指导性文件。要求深化设计人员具有较高的理论知识和制造安装的实践经验，有全局意识和强烈的责任感，工作认真负责，经常深入生产车间和安装现场，不断学习总结，做到理论与实践、设计与技术完美结合，从而不断提高深化设计的水平。
参考：
1.钢结构施工手册.中国计划出版社，2002年5月
2.建筑制图标准（GB/T50104-2001）
3、门式钢架轻型房屋钢结构技术规程（CECS102:98）
4.钢结构设计规范（GB50017-2003）
