周月娥

摘 要：該文介紹了國外工程廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題，在設(shè)計(jì)中應(yīng)更加注重工程前期調(diào)研、基本設(shè)計(jì)，并重視與當(dāng)?shù)鼐唧w條件相結(jié)合。

關(guān)鍵詞：國外工程 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 基本設(shè)計(jì) 詳細(xì)設(shè)計(jì)。

中圖分類號：TU391.04 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（c）-0-01

在全球經(jīng)濟(jì)一體化的今天，國內(nèi)設(shè)計(jì)單位進(jìn)入國際市場參與競爭是必然的。作為結(jié)構(gòu)工程師，本人先后參與了西澳SINO鐵礦項(xiàng)目、土耳其300 m2燒結(jié)改造項(xiàng)目、秘魯選礦項(xiàng)目等國外工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)。與國內(nèi)工程相比，國外工程存在規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)軟件、語言等影響因素，設(shè)計(jì)難度大。同時(shí)，混凝土和鋼結(jié)構(gòu)材料價(jià)格往往比國內(nèi)高，人工成本則更高，土建費(fèi)用在整個(gè)工程項(xiàng)目中所占比重較國內(nèi)大，因此結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w情況優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯得尤為重要。下面就國外工程廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分不同的設(shè)計(jì)階段談一點(diǎn)自己的體會(huì)。

1 前期準(zhǔn)備工作

項(xiàng)目前期，要細(xì)致地做好規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)軟件等資料收集和調(diào)研工作，明確相關(guān)設(shè)計(jì)范圍及深度要求，以利于設(shè)計(jì)工作的開展。套用國內(nèi)的習(xí)慣做法去處理國外設(shè)計(jì)中的一些問題，往往由于不符合當(dāng)?shù)匾蠖荒艿玫揭粋€(gè)恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)成果，因此初期考察對于做國外工程是比較重要的，有條件的話應(yīng)與當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)管理人員、當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)施工技術(shù)人員交流探討，其主要目的是掌握當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況、氣候條件、類似工程情況等并了解當(dāng)?shù)氐挠嘘P(guān)政策法規(guī)、行業(yè)規(guī)定、建筑風(fēng)格特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)水平、材料使用習(xí)慣等，這些都是設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)。一般來說，一個(gè)國家的建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)安全系數(shù)都與該國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對應(yīng)，發(fā)達(dá)國家往往是標(biāo)準(zhǔn)高、對細(xì)節(jié)要求嚴(yán)，例如澳大利亞的建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要明顯高于國內(nèi)水平。

設(shè)計(jì)人員的配備要求既懂外語又有業(yè)務(wù)能力，并且要有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力。國外工程要接觸很多新的規(guī)范、法律法規(guī)，可以說除了基本的設(shè)計(jì)理論不變，其他很多東西都是新的，設(shè)計(jì)的方式方法、圖紙的表達(dá)方法也與國內(nèi)設(shè)計(jì)有很大差別。

2 基本設(shè)計(jì)階段

基本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、方案性圖紙、申報(bào)文件和投資概算，相當(dāng)于我國的初步設(shè)計(jì)階段，但設(shè)計(jì)深度普遍比我國的初設(shè)深入。國外工程基本設(shè)計(jì)對項(xiàng)目整體影響重大。

首先在基本設(shè)計(jì)初期，雖然工藝資料還沒有委托，但是在這個(gè)階段一定要配備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員。一方面可以配合工藝確定結(jié)構(gòu)方案，另一方面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在此階段熟悉規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)軟件。

其次，請合格的咨詢公司。由于甲方能夠提供的自然條件資料、設(shè)計(jì)技術(shù)資料非常有限，國內(nèi)設(shè)計(jì)人員對國外設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)不熟悉，容易走彎路，好的咨詢公司能使設(shè)計(jì)盡快走上正軌，減少返工量。同時(shí)，咨詢公司可以提供有參考價(jià)值的類似工程設(shè)計(jì)范本。

再次，慎重選用工程材料。國外人工成本高，混凝土的造價(jià)比鋼結(jié)構(gòu)要高，因此國外工程廠房大都采用鋼結(jié)構(gòu)。

由于國外鋼材價(jià)格比國內(nèi)要貴很多，所以在可能的條件下盡量采用中國鋼材，也盡量模塊化。在國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的連接多采用現(xiàn)場焊接，考慮到國外人工成本高，而國內(nèi)考取國外焊工資質(zhì)證書的工人去現(xiàn)場施工困難重重，所以國外工程中鋼結(jié)構(gòu)大都采用高強(qiáng)螺栓

連接。

在設(shè)計(jì)過程中必須充分考慮工程的自身特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w條件，采用各種手段來實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)、合理的設(shè)計(jì)意圖，這一點(diǎn)至關(guān)重要。

例如，澳大利亞SINO鐵礦位于澳大利亞西北部、印度洋東岸，當(dāng)?shù)仫L(fēng)荷載為區(qū)域D，最大運(yùn)行風(fēng)速Vm=20 m/s，極限應(yīng)力風(fēng)速Vu=88 m/s。由于風(fēng)荷載大，從工藝布置上應(yīng)盡量降低廠房高度以減小風(fēng)荷載對結(jié)構(gòu)的影響，廠房設(shè)計(jì)在滿足工藝要求的前提下盡量采用敞開的鋼結(jié)構(gòu)形式，盡量采用能夠減小風(fēng)荷載的結(jié)構(gòu)、截面形式。圓形截面的風(fēng)荷載體形系數(shù)是0.6，而工字型截面的體形系數(shù)是2.0～2.2，因此球磨、自磨、磁選等車間柱子均采用圓形截面，柱間支撐也盡量采用圓形截面，以減小結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載，從而減小結(jié)構(gòu)的截面，降低投資。由于風(fēng)荷載很大，廠房柱基礎(chǔ)在極限風(fēng)速作用下受拉力作用，這與我們普通設(shè)計(jì)中廠房以壓力為主有很大區(qū)別，這就要求基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須滿足抗拔要求。以球磨車間為例，其中一組廠房柱最大上拔力7000 kN、水平剪力1000 kN，若單以基礎(chǔ)自重來抵抗上拔力需要很大基礎(chǔ)面積且基礎(chǔ)埋深相當(dāng)大，因?yàn)閳龅叵拗萍霸靸r(jià)高以致于不可能實(shí)現(xiàn)，而當(dāng)?shù)氐鼗鶠閹r石，因此設(shè)計(jì)采用錨桿抵抗上拔力。

又如，秘魯選礦設(shè)計(jì)特點(diǎn)是當(dāng)?shù)氐卣鹆叶确浅８?，?dāng)?shù)鼗緵]有什么建筑材料，按美國標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，這就要求設(shè)計(jì)者熟悉美國設(shè)計(jì)規(guī)范和計(jì)算軟件，熟知當(dāng)?shù)乜拐鹨?guī)范、風(fēng)荷載規(guī)范等，掌握秘魯?shù)卣饏?shù)轉(zhuǎn)化到美國標(biāo)準(zhǔn)的方法。

而土耳其燒結(jié)改造項(xiàng)目按照中國標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，但制圖標(biāo)準(zhǔn)要符合當(dāng)?shù)匾?，材料都要采用?dāng)?shù)氐牟牧?，這就涉及材料的代換問題。

3 詳細(xì)設(shè)計(jì)階段

詳細(xì)設(shè)計(jì)相當(dāng)于我國的施工圖設(shè)計(jì)階段?；驹O(shè)計(jì)完成后大多數(shù)問題一般都已經(jīng)解決，所以詳細(xì)設(shè)計(jì)的難度要相對低一些，此階段更多的是優(yōu)化設(shè)計(jì)，以改善前期設(shè)計(jì)中的不足，還要兼顧減少投資、方便

施工。

由于當(dāng)?shù)毓と耸┕ぃ髨D紙質(zhì)量相當(dāng)高并且符合當(dāng)?shù)刂茍D標(biāo)準(zhǔn)和習(xí)慣，否則返工索賠代價(jià)高，而且耽誤工期，這與國內(nèi)施工有很大區(qū)別。第三方審核相當(dāng)重要，這時(shí)需要審核的車間要立即交送審核，同時(shí)報(bào)政府審批。計(jì)算書審核應(yīng)在設(shè)計(jì)完成時(shí)就進(jìn)行，否則待施工完成后無法補(bǔ)救。

4 結(jié)語

結(jié)構(gòu)工程師在進(jìn)行國外工程廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要認(rèn)真學(xué)習(xí)當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及相關(guān)法律法規(guī)，借鑒國外工程的優(yōu)秀設(shè)計(jì)產(chǎn)品，充分考慮工程的自身特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w條件，才能設(shè)計(jì)出符合當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)的優(yōu)秀產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

[1] 澳大利亞/新西蘭.Structural design actions Part 2：Wind actions（AS/NZS 1170.2：2002）.

[2] 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.GB 50017-2003.