今后各种先进的钢结构设计软件的普及

有先进的设计软件的原因造成的。今后随着各种先进的钢结构设计软件的普及，这一问题会得到圆满的解决。1 2、维护系统与主体结构设计一体化在这方面我国企业的基本做法是，主体结构的设计、维护系统的设计分开来进行，而国外企业普遍的做法是统一来进行设计，其节点都有标准节点，甚至有些企业仍然采用建筑模数制以保证建筑整体安装的精确度。比如，在两个立柱之间安装内墙板，按前者的做法，内墙板从左柱开始排板是高肋，到右柱可能是低肋。实际上表明这种做法不能保证安装的精确性，而整体化设计可以保证安装的精确性、以及标准化和低成本。

3、配件系统与整体建筑设计一体化国外企业设计的建筑在安装时，基本保证安装结束的时候，地面上没有多余的配件，建筑上也没有缺少的配件。而我们企业的情况却是或者少配件，或者多配件。这是因为配件系统的设计与整体建筑系统的设计不统一的结果。而建筑表现也因此受到影响。当然，这里也有一个配件标准化的问题。

（二）建筑表现形式的差距，轻钢结构建筑的建筑表现主要有以下四个方面的特征，即规模、线条、色彩和变化。在这四个方面，我们都不同程度的存在差距。

1、建筑规模：国外企业设计的轻钢结构建筑在建筑规模的表现上，做的相当出色，特别是一脊双坡或带女儿墙的大跨度轻钢结构建筑，具有恢弘的建筑气势。这种用建筑规模表现建筑风格的作品，出自国内企业之手的，目前还不多见。

2、金属压型钢板的线条：线条是表现轻钢结构建筑风格最独特的特征，这种均匀的线条，或横或纵，使得轻钢结构建筑富有流畅的金属质感，与传统的混凝土建筑相比较形成极大的反差，体现了强烈的现代工业的气息。但国内企业建筑不经意间破坏了这种线条，而使得建筑整体形象呆板、呆滞。

墙面采光窗的不合理设置，是破坏这种线条的主要原因。如前所述，国内设计多是采用先建筑设计后结构设计的方式。在建筑设计时，为了考虑建筑采光，在墙面设置了大量的采光窗。这种采光虽然满足了采光的需要，但在建筑上却破坏了墙面的线条造型。其实，轻钢结构建筑，由于可以大量使用屋面采光板采光，从而减少墙面开窗的数量，这样就可以非常有效的既保证建筑采光又不破坏墙板的线条。

另外，墙板的线条在板型方面，我们也有差距，这也是影响线条造型的又一个重要因素。

3、建筑色彩：多种色彩的金属压型钢板使得轻钢结构建筑表现得丰富多彩，特别是大胆使用跳跃性色彩和冷色调，可以给人一种明显区别与传统建筑的耳目一新的感觉。色彩的表现包括两部分，二部分是屋面、墙面板的色彩，另一部分是收边、泛水板等饰件的色彩表现。国内企业多选择白色、红色、兰色，很少选择褐色、黑色、各种中间色以及多种色彩的组合。这既有社会群体审美意识的趋同问题，也有我们的彩色钢板色彩单调的问题，还有设计工程师建筑审美意识的问题，更有业主主观武断的问题。

4、建筑变化：国外企业设计的规模较小的建筑在追求建筑风格方面，多借鉴小规模混凝土建筑的建筑风格，包括混凝土建筑的装饰表现方法。虽然规模小，但多富变化，使得小规模建筑表现出灵动的建筑风格。而国内企业，基本是方形建筑，确实缺少变化，（三）建筑装饰表现的差距轻钢结构建筑由于使用材料的原因，其装饰效果远比混凝土建筑丰富，这也是轻钢结构建筑更具有表现力的原因之一。轻钢结构建筑的装饰物一般具有双重功能的特点，既有使用功能，又有装饰功能。比如外天沟，它既是有组织排水的天沟，又是建筑屋檐重要的装饰件。其他如雨蓬、落水管、收边泛水板等等，都是如此。，1、外天沟：国外企业设计的外天沟由于装饰功能的要求，都设计有多种形式，而国内设计的基本是一种直角形2、山墙檐口收边：因檐口收边必须与天沟一致，所以情况与外天沟相同。

3、落水管（含落水斗）：国外企业设计的落水管多数是用较薄的彩板压型而成，表面有2-5mm高的肋条，断面呈方栖圆形，这种肋条既提篼落水管的强度，又起到装饰效果的作用。多种色彩选择的细小的肋条与墙板的线条对比相映成趣，尤其是雨蓬处的两个转弯的落水管优美的弧形变化，堪称轻钢结构建筑一道靓丽的风景线。而国内的落水管多数为PVC落水管，也有一部分采用方形彩板落水管，但装饰效果不佳。

4、收边：这是表现轻钢结构建筑装饰效果非常重要的因素，也是建筑表现差距较大的内容之一。许多国内企业己经看到这一问题的存在，正在不断地加以改进。这种差距表现在两个方面，一是加工工艺方面，一是收边造型方面。

加工工艺方面，国外企业在收边的外侧，都做约5mm的180度回转卷边，既提高了收边的强度，使得收边安装后平挺，又使收边外侧彩板断口得以掩饰。而国内企业基本没有这道工序，所以，收边安装后既不平挺（收边起波浪），也不美观，时间一长其断口氧化则更加难看。在收边造型方面，国外各大企业都已经形成了各具特色的标准化的收边造型。比如BUTER、ABC、ZAMIL等，都有与众不同的收边。而国内企业几乎是一种简单的槽形收边，显得很单调。当然，收边的选择还有色彩问题。

5、门窗：门窗既有重要的功能，也是重要的装饰物。国外企业门窗是统一设计、标准样式、专业配套。因此，门窗与整体建筑是统一的，不会出现因安装门窗而破坏建筑收边、结构的情况。而我们的情况却存在大量的问题。

门的问题：目前轻钢结构建筑门的方式主要有卷帘门、推拉门和平开门。

国内企业门都是由门的制造商提供，由于没有统一设计、标准样式和专业配套，所以，往往在安装门的过程中，较大地破坏原建筑门洞口收边或结构，破坏整体建筑效果。

窗的问题：国内设计的窗多为推拉窗。窗的方面有三个问题：一个是窗过大破坏了墙面的线条：二是过高的窗往往有中间横梁，这一横梁也破坏了墙面的整体纵向的完整性；三是由于推拉窗两部分不在同一平面内，其上下横梁和纵向立柱在视觉效果上宽窄不一，影响整体的美观性。而国外企业设计的窗，一是数量少（大量采用灯光和屋面采光），二是用固定窗（无上下横梁和纵向立柱的视觉影响，屋内使用空调）和平转窗，使得整个建筑整体完美统一。

系列二结构比较98的颁布和国内开发了四套钢结构设计软件（3D3S、STS、MES、PS-2000）以及国外设计软件（STADD、MBS等）的引进，拉近了国内轻钢结构建筑设计和制造水平与国外的差距，甚至在结构设计方面，理论上已没有太大的差别（除个别设计院仍采用钢结构设计规范GB17-88或仍采用传统经验设计的钢结构除外）。我们可以在一些重要的相同的方面进行比较：1、用钢量。这是决定钢结构建筑经济性能的第一大要素。目前，国内设计的轻钢结构，只要是采用门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：98设计或用3D3S、STS及国外软件哪怕采用钢结构设计规范GB17-88设计的，用钢量一般都比较经济，较之传统方法设计的用钢量至少减少50%以上。这主要是由于使用计算机设计采用了科学的优化方式，使结构在满足荷载的前提下，翼缘板变窄和板厚变薄，同时使用变截面梁柱的原因，使结构的用钢量最为经济。

2、结构形式。结构形式无论国内外都是两绞或三绞门式刚架，截面均是焊接H型钢，横梁和立柱都大多采用变截面，结构的使用功能和视觉效果相同。

3、刚架节点。门式刚架的各节点基本相同，都是采用经过（或不需）摩擦面处理的高强螺栓连接。篼强螺栓的分布比之手工计算结果要合理的多，同时也开始使用节点翼缘外螺栓的方式。

4、维护系统。我们引进的彩色压型钢板及EPS板（即复合板）生产技术，几年来得到迅速发展，彩板和EPS板的基本连接方式如搭接、咬和、暗扣、隐藏等已与国外基本相同。

通过以上的比较，我们可以认为，国产轻钢结构建筑正在与国外的钢结构建筑缩短差距。在我想来，就目前材料（Q235同A36）、16Mn同A441、设计规范（CECS102：98与MBMA接近）、设计手段（软件）基本相同的情况下，结构的差异表现最大的可以概括为标准化的差距和制作工艺的差距。

国外的钢结构企业一般都非常注重结构的标准化，因为标准化可以使设计十分便捷，降低制造成本，大幅度提高安装的进度和精确度。我们的差距主要表现在以下方面：1、设计标准化的机制。国外企业一般是本企业设计制造一体化，企业自身即具备设计能力，同时又具备加工制造能力。标准化设计一方面取决于设计工程师队伍的经验和稳定，。另一方面取决于企业的加工制造设备的情况。他是一个企业经过长期积累的结果。所以在标准化设计方面国外企业要容易的多。而我们的情况却相反，更多的情况是某个设计院进行设计。设计院是独立的设计院，他一方面不是专业的轻钢结构企业，另7-方面他面对的是众多的生产厂家，不可能专门为某个企业做设计的标准化工作，即便是己经有不少钢结构企业己经具备了一定的设计能力，但由于时间短，从业人员的经验等各方面不具备条件，因此标准化工作还相对薄弱。我们在这一方面的工作，与国外企业差距最大。

2、刚架节点的标准化。门式刚架的节点主要是地脚板、端头板。由于没有设计的标准化，使得同一企业生产结构基本相同的建筑都可能出现不同的地脚板和端头板，包括地脚螺栓、高强螺栓等。从全面的观点看，这无疑会影响制造精度和安装的周期。

3、檩条和墙檩的节点标准化。条和墙的设置，不同的建筑千差万别，不同的企业和不同设计院其设计的结果也不同，但其基本的连接可以作到企业标准化。国外的钢结构企业在这方面的标准化作的相当完善，不管结构多么复杂的建筑，檩条和墙檩都作的井井有条。对于复杂的结构，我们多数情况靠技术工人在现场凭经验解决。

墙板、屋面板和泛水收边的连接是轻钢结构建筑十分重要的部分，这方面国外已经形成了相当完善的体系，而我们这方面设计水平较低，特别是收边、泛水板的设计同墙檩和檩条一样，很多情况要依靠技术工人的个人经验在现场进行处理。

5、配件的标准化。轻钢结构建筑的一大特点是其拥有相当多的建筑配件。

配件的标准化是国外钢结构企业最完善的体系，也是我们钢结构企业普遍最薄弱的环节。比如，咬口式采光板、单坡放置的屋面通风器等设备的屋面开洞等比较复杂的配件，我们都还在用很原始的方法处理。其他如不同的板型配制的不同自攻钉、拉杆支撑用的斜垫片、钢制落水管及弯头、专业配套的门窗等，都是一样的情况。所以，整个建筑过程和建筑效果完全不同。

制作工艺的差距主要来源于制造设备的不同。这方面的差距一般较小，但比较突出的有：1、单面焊工艺。门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：98规定了5<6mm的翼缘板和腹板可以采用单面焊。单面焯不但可以降低成本，而且可以提高生产效率，这是一项非常先进的工艺，但至今很少有国内企业采用这一工艺，而国外的企业绝大多数都采用了这一工艺。这主要是设备的原因（当然也有认为单面焊不可靠的落后的观念的原因）。我们的焊接H钢主要焊接设备是埋弧焊，而埋弧焊焊接4mm以下的钢板性能不好，而国外企业普遍采用（：02或混合气体保护焊。设备的不同阻碍了单面焊这一先进工艺的推广。

长期以来，由于低合金高强钢的冷弯冲击压性能不如普碳钢，因此，在条材料选择时很少用到，但在国外却普遍应用低合金高强钢做檩条。这一方面是因为国产低合金高强钢确实冷弯冲击压性能不如普碳钢，但更重要的还是设备的原因，因为现在就有某美国合资企业用国0345做檩条，其设备为国外提供。

斜卷边Z型檩条可以实现条的搭接，进而提高屋面的蒙皮效应和降低用钢量。这在国外已普遍采用，但国内企业的Z型檩条普遍是直卷边Z型檩条，不能实现搭接，因此很大程度上限制fZ型檩条的应用。开发斜卷边Z型檩条的制造设备，可以圆满地解决这一问题。

3、泛水收边的制作。泛水收边既是建筑结构的功能需要，同时又是表现建筑效果的重要配件。国外钢结构企业的泛水收边是用专用设备制作，包括有许多工装和模具，其制作精良。而我们钢结构企业的泛水收边普遍用普通的折弯机人工划线制作。制作水平明显不如前者。

系列三管理理念比较管理理念的差距是我们与国外企业最大的最根本的差距。这种差距可以从许多方面考察出来。就轻钢结构建筑系统来说，从企业对某些要素的选择上考察，也许能得出一些重要的结论国外企业普遍把安装放在他所关注的所有问题的最前面，其次是设计，在次才是加工制造。只所以建筑安装是国外企业普遍重视的第一要素，首先是因为建筑产品的形象确立，依赖干安装这样种主要取决于人的技能和素质的过程。人的技能和素质的高低决定了这个建筑产品的质量，因此安装显得十分重要；当然，设计和制造也重要，只是在有了先进的设计软件和先进的加工机械的情况下，设计和制造显得相对容易和可控，而只有安装的可控性要困难的多。