运用QC方法控制

1、运用QC方法控制剪力墙的设计质量山东省济宁市盛世朝阳小区AB、C商住楼剪力墙优化设计 QC小组一、单位简介及工程概况二、QC小组概况三、选题理由及课题目标四、基本做法五、成果评价六、下一步的打算运用QC方法控制剪力墙的设计质量山东省济宁市盛世朝阳小区AB、C商住楼剪力墙优化设计 QC小组随着经济和社会的发展，住房制度的改革，经济计划时期的福利分房逐步有住房货币 分配所带替，住房成为商品。同时，由于我国人口多，人均土地越来越少，并需要足够的绿 地和人们活动环境，所以高程建筑成为首选。高层建筑是社会生产的发展和人类物质生活需 要的产物，是现代社会工业化、 商业化和城市化的必然结果。科学技术的进步、

2、经济的发展则为高层建筑的发展提供了坚实的物质基础。随着高层建筑进一步的发展，满足高层建筑的形式，材料，力学分析模型都将日趋复杂多元，为了革新高层建筑，体现其魅力，追求新的 结构形式和更加合理的力学模型将是土木工程师们的目标和方向。无论采用什么结构体系，具体设计中都应使结构具有明确的计算简图、合理的传力途径、多道抗震防线，力求形 成立体构件或尽量使结构能趋向于实现总体屈服机制。、单位简介和工程概况1、单位简介济宁市建筑设计院是山东省“十佳设计院”，现有职工110人，高级专业技术人员36人，中级技术人员55人，一级建筑师、结构师 20余人，主要承担大、中型工业与民用 建筑设计，是鲁西南地区城乡建设

3、系统唯一的甲级设计院。近年来，荣获省市优秀设计奖一百余项，科技论文、QC小组成果也在省市多次获奖。多次被评为省市先进单位。2、工程概况：济宁盛世朝阳小区 AB、C商住位于济宁火车站西边，是集车库、卖场、住宅为一体的建筑。地下二层，地上 A栋为23层，B、C为19层，整个工程地下室13480怦，地 上28313怦。建筑结构形式为框架-剪力墙结构，使用年限为 50年，抗震设防烈度为六 度；人防地下室地下二层为六级人防二等掩蔽所，平时用途为地下汽车库，地下室地下 一层及地上两层用途为卖场，地上三层以上部分为住宅。QC小组概况1、QC小组简介网络图（椭圆造型）制图人：杜春环日期：2007-9-202、

4、 QC小组成员简介QC小组成员表姓名性别年龄文化程度职称分工1杜春环女36本科工程师组长234567（制表：杜春环）2007年9月20日3、小组活动制度 、小组定期开展活动，三天一次。学习形式：集中学习，现场讨论。及时发现存在的问题并解决。 、小组制定严格的考勤制度，成员无特别重要的事情，必须参加活动。保证出勤率达到 100 %。三、选题理由及课题目标1、选题理由住宅建筑实行商品化后， 应成为广大住户的耐用消费品， 因此结构安全性和耐久性 是住宅结构设计的最基本要求， 同时应为住户提供舒适感。 应配合建筑尽可能的在居住 空间中露柱露梁的压抑感和采用隔声较好的分隔墙材料，使室内简接明快，幽静舒适

5、。作为商品开发商要求投入少，经济效益好，购房者要求房屋设计布局好，外观美，房价适中，质量上乘。因此结构设计应根据房屋的建造地点、平立面体型、层数多少在满足安全性、耐久性要求的前提下采用经济合理的结构体系，在设计中精打细算，严格执行规范构造要求，注意不必要的浪费。本工程集车库、储藏、卖场、住宅于一体，地下两 层为AB、C两栋高层的大底盘，地上有两层裙房与AB、C两栋高层连接，根据车库与卖场的平时使用要求需要大空间，我们决定采用框架结构来满足，但住宅部分需要舒适感，我们决定采用剪力墙结构。可以做到房间内不露梁柱，简洁，承重墙与分割墙结合有效使用空间大，隔音效果好，整体性强，侧向刚度大，用钢量小，湿

6、作业少，施工 周期短，造价低等。根据建筑抗震设计规范底 .1.14条规定，本工程地下室可作为 上部结构的嵌固部位 （1地下室结构的楼层侧向刚度大于相邻上部结构楼层侧向刚度的 2倍；2人防顶板厚度达到了 250MM，没有较大开洞），建模时可分成三个独立部分单 独建立。但怎样布置剪力墙才能使结构更合理，混凝土及钢筋的用量最少， 造价最低成为值得探讨的问题，对今后的建结构设计工作有着重要的指导作用，可以少走弯路，积累经验。综上所述QC小组成员一致认为目标是可行的。2、课题目标由于目前的高层住宅结构设计大多数是根据已经确定好的平面和竖向布置，先假定好构件尺寸，通过电算，电算一般是个别指标超限，则对这部

7、分进行调整，至于整个 方案是否完善，构件尺寸假定是否太大， 则心中无底。很多时候都会产生不必要的浪费。 另外，住宅布置有时候建筑考虑立面和内部空间，使结构产生很多不合理之处。例如： 某些剪力墙布置不均匀，产生刚度偏心和扭转；多处形成一字型短墙；顶部布置共享空 间，产生平面不规则等， 这些形式对结构受力及抗震均不利。因此我们在设计时必须强调概念设计，在平面布置和构造设计上使结构更趋合理，做到经济合理。根据以上所述小组成员拟定了如下目标：（1）在满足受力及规范要求的条件下墙肢最短，混凝土及钢筋用量最少；（2）剪力墙布局合理，受力明确，刚心与质心重合，扭转及变形满足技术指标要求。（3）施工图简洁明了

8、，便于施工。四、基本做法高层建筑结构设计最主要的就是概念设计，概念设计的宗旨就是在于在特定的空间形 式、功能和地理环境下， 以结构工程师自身确定的理想承载力、刚度和延性为主导目标，用 整体构思来设计各部分有机相连的结构总体系，并能有意识的利用和发挥结构总体系的分系以及分体系与构件之间的最佳受力特征与协调关系。这种近似计算方法虽然有一定的误差， 但概念清楚，定性准确， 手算简单快捷，能很快的比较和选择出相对最佳的结构方案，乃至估算出主要分体系及其构件的基本尺寸，为以后的计算机分析提供比较确切地结构计算模型和所需输入的原始数据。同时也是施工图设计阶段判断计算机内力分析输出数据可靠与否的 主要依据。

9、一个公司想在竞争激烈的市场中立足生存，则每一个项目都必须设计成有好有经济，这主要靠设计人员自身的概念、经验悟、性判断力和创造力， 而这又都是仅靠一体化计算机结构设计程序所代替不了。所以首先要从根本上理解高层结构设计的技术规范、规程， 融会贯通，基本知识扎实。然后就要上机建模，正确输入各项数据后进行试算，修改，再计 算，再修改直到各项技术指标符合要求，最后在施工图的设计中要取舍归并，归纳作简洁明了的施工图。第一轮PDCA循环（概念设计）1、现状调查剪力墙设计中的概念问题大部分设计人员都懂，但实际应用到工程设计中， 施工图纸表达出来的东西有时则存在很大差别，追究原因许多，是与个人观念、处理方式及采

10、用的具体构造处理有关等，因此造成墙的截面和配筋差别大，结构不合理，且不经济。根据以往的经验，我们QC小组对以前我院及其它设计院所做的类似的几个工程进行分 析比较，对存在的问题进行统计分析，结果见下表：常见问题分析统计表序号原因频率累计频率1墙肢过长35352墙体过厚30653配筋过大16814构造处理不合理8895混凝土强度太高6956何载取值过大5100（制 表： 杜春环）2007年9月20日制图：（杜春环）2007年9月24日通过统计分析：得出结论，影响剪力墙质量与造价的主要原因为剪力墙截面尺寸和含钢量。2、分析原因制图人：（杜春环）日期：2007-9-223、要因确认要因确认表序号末端因

11、素确认方式确认结果1概念不清调查专访非要因2规范没吃透调查专访要因3人为因素检查图纸要因4何载取值过大检查计算书要因5配筋率取值过大检查计算书非要因2007年9月22日4、制定对策对策表序号要因目标对策措施实施时间1规范没吃透加强业务学习针对工程多读有关规范2007.9.282人为因素提咼技术素质下达帮、教、带指标2007.9.283荷载取值大照建筑做法仔细计算不人为的加大荷载2007.9.282007年9月22日5、组织实施实施一：针对规范没吃透，我们 QC小组组织学习，贯输此工程目标的重要性，要求大 家多读规范和有关参考资料，遇到问题大家多探讨、多交流，并将意见归纳统一， 共同学习进步。实

12、施二：针对人为因素，有些年青的同志工作时间短，经验相对少，心里没底，所长要求我们小组成员有经验的同志帮助年轻的同志尽快的成长起来，大家共同做好这个工 程。实施三：针对荷载取值大情况， 我们大家在一起认真仔细的计算荷载，绝不人为的加大一点荷载，但也不会人为的减少荷载，做到实事求是。6、 效果检查通过QC小组的第一次攻关，我们达到了预期的目标，表现为：大家理清了该工程的概念思路，明确了所要解决的主要问题、解决方法。进行了 相应的方案比较和自我评估等，工作有了总结再提高。第二轮PDCA循环（建模调整）1、现状调查根据第一次循环结果，小组成员分成两组上机操作，AB栋和C栋住宅楼单独建模，建完后结果中出

13、现了很多不合理的地方，主要为：问题出现表序号项目AB栋C栋1刚心、质心不重合有无2连梁超筋有有3变形过小有无4扭转过大有有5轴压比不够有有6延性比不够有有2007 年 9 月 282、分析原因(1) 刚心、质心不重合，刚心北移，明显的偏于质心，在大家布置剪力墙的时候横向墙体 布置的过密，没能使两个方向的刚度接近。(2) 连梁超筋是一种常见现象，实质是剪力不满足公式 Vb2.5时)或Vb 1/ 丫 (0.20 3 cbbHb。)(当高跨比V 2.5时)。连梁超筋的部位在七八层墙肢较长 的地方。可减小连梁界面高度或按铰接处理进行整体计算。(3) 变形过小，标准层的位移角为1 / 3000,结构刚度

14、大，这说明剪力墙数量太多、太密，。 剪力墙太多不仅加大地震力，而且使结构重量加大，施工工程量相应增加等。经过调整后层 间位移角1 / 7000，减少了剪力墙数量。(4) 扭转过大，模型中第一振型出现了扭转，平动系数为0.25,扭转系数为0.75，这对抗 震中十分不利，究其原因是剪力墙布置没能使结构平面刚度对称。(5) 轴压比不够，因为刚建模时所选截面尺寸都是规范最低限制，个别墙肢轴压比不能满 足要求，需要加大截面尺寸。(6) 结构延性是重要设计指标。南向的分户墙墙肢长度大于8米，计算中楼层剪力主要有大墙肢来承受，其它小的墙肢承受的剪力很小，一旦地震尤其是超强烈地震时，大墙肢容易首先遭受破坏，而

15、小的墙肢又无足够配筋，使整个结构各个击破，极其不利。3、要因确认要因确认表序号因素确认方式确认结果1建筑体型不规则现场操作非要因2剪力墙布置不合理现场操作要因3墙长大于8米未开洞现场操作要因4截面尺寸不合理现场操作要因2007年10月01日4、对策表对策表序号要因目标对策措施完成时间1剪力墙布置不合理调整到合理状态调整2007.10.012墙长大于8米未开洞将长墙分段开洞2007.10.013截面尺寸不合理调整到合理状态加大2007.10.012007年10月10日5、组织实施实施一：针对剪力墙布置不合理，我们QC小组组织讨论，畅所欲言，发现问题积极解决，将本工程剪力墙结构布置两个方向刚度接近

16、进行不下数十次的调整，终于调到了合理状态，使结构有适宜的侧向刚度。模型第一、二振型为平动，平动系数为0.89、0.97，扭转系数为0.11、0.03，模型第三振型为扭转，平动系数为 0.92，扭转系数为0.08，周期比为0.83，各 项系数都在合理范围内。实施二：针对墙长大于8米未开洞，采用施工时墙上留洞分成短肢墙。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具 有较强的变形能力，避免倒塌，特别在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。实施三：针对截面尺寸不合理，将轴压比不够的墙肢在不影响建筑使用功能的情况下加长加宽，使其满足要求。

17、6效果检查通过活动，我们达到了预期的目标， 主要体现在：经过小组成员不懈努力， 加班加点的奋战, 终于将合理的模型调整出来，剪力墙结构双向布置，墙体布置适宜，接两个方向刚度接近， 扭转及变形、墙肢截面尺寸、轴压比、延性比都符合要求。QC小组成员都经过了锻炼，技术水平有了进一步提高，学到了课本中学不到的知识，为以后工作积累了经验。第三轮、PDCA循环（细节处理）1现状调查模型调好后，进入施工图的设计阶段，在施工图的设计中有发现了许多新问题。施工图设计中出现的问题表序号项目AB栋C栋1剪力墙钢筋归并系数取值有有2剪力墙的节点详图归并有有3连梁跨高比不大于2.5有有2007年10月28日2、 原因分

18、析计算机并不是万能的， 所自动出现的图不能直接拿来用，需要设计人员发现问题， 改进并补充，例如：（1） 剪力墙钢筋归并系数取值。在SATWE程序中有两项选择，一是系数归并，再是面积 差归并结构有一点差距，需手工复核一下。（2） 剪力墙的节点详图归并。在SATWE程序中有墙端都是从节点处断开，没有翼缘的墙体就会少了 1 / 2墙厚，需查找补全。再者有时两个约束构件之间的剪力墙只有20、30公分,QC小组成员认为可以将两构件连接起来，减少构件编号，减少施工中钢筋锚固截断等不必要的麻烦，使图纸更简洁。（3） 连梁高度过大。跨高比不大于2.5的连梁，在地震作用下连梁比较容易出现剪切斜裂缝。3、对策表对

19、策表序号要因目标对策措施完成时间1剪力墙钢筋归并系数取值比较之后取最优需手工复核2007.11.062剪力墙的节点详图归并使图面清晰查找补全2007.11.063连梁高度过大构造配筋符合实际受力设水平分布筋2007.11.062007年11月06日4、组织实施实施一、针对剪力墙钢筋归并系数取值：两组成员对两种归并出现的结果打印，相互检查, 并手工复核。实施二、针对剪力墙的节点详图归并：认真仔细核对，查找补全，使图纸交代清楚，利于施 工。实施三、针对连梁高度过大构造配筋：在自梁底边0.2h0.6h范围内配置配筋率为0.25%的水平分布筋。5、 效益检查经过一个多月的塵战，我们顺利地完成了盛世朝阳商住楼的施工