混凝土结构与木斗拱节点连接处施工工艺创新

混凝土结构与木斗拱节点连接的施工工艺创新前言

我国古建筑以木穿架作为一种架体的结构方式，随着历史的变迁以及时代的发展，逐渐形成了与现代建筑材料相结合的“混凝土与斗拱的连接”建筑体系和独特的施工工艺。如何完善这种工艺并使之更好的延续和发展下去，为此本课题在原有工艺基础上创新了一种新的连接方式，使“混凝土与斗拱的连接”施工工艺得到了完善，并在实践中取得了成功。

一、工程概况

****位于*****景区，由****县********开发有限公司投资兴建，是****县重点工程，是****市旅游业的龙头品牌，该工程完工后将成为“国内最有影响的弥勒道场”。工程范围包括“山门、钟鼓楼、释迦殿、地藏殿、龙华阁、僧寮、方丈院”等15个单体，总建筑面积9403m2。其中释迦殿为最大的一个殿，11开间设前后廊，面宽46.4m，深29.45m，二层重檐式屋顶风格建筑，檐下与柱顶间设斗拱，钢筋混凝土现浇框架结构。它是目前为止****单体面积最大的寺院殿。释迦殿共有角科、柱科、平身科注共892组，其中平身科648组，占了73%。如何使平身科木斗拱与现浇混凝土结构可靠而又简易的连接，是本工程加快施工进度、提高工程质量的一个关键。

注：指在有斗拱的建筑中，置于柱间额枋上部的斗拱，没有梁架在其上，没有受力。二、小组概况1、QC组概况小组名称成立时间课题名称混凝土结构与木斗拱节点连接的施工工艺创新

小组类型组长活动日期课题编号小组成员注册登记号中小组荣誉制表：****日期：2008年10月9日

2、QC小组成员概况序号姓名性别年龄学历职务职称组内分工接受QC教育时间1男54本科工程部部长高工组长

120小时2男55本科项目经理高工副组长120小时3男34大专项目副经理工程师副组长120小时4男34本科施工员工程师组员120小时5女30本科统计员工程师组员120小时6男27本科质量员工程师组员120小时7男45初中材料员技术员组员80小时8男40初中油漆班班长技术员组员80小时9男39初中木工班班长技术员组员80小时10男42初中砼班班长技术员组员80小时11男50高中电焊班班长技术员组员80小时制表：****日期：2008年10月9日

三、选择课题

1、问题的提出：****释迦殿的平身科之多为历年来仿古建筑之最，如何使这些节点在确保观感质量、牢固可靠的同时降低施工难度和工程成本为本次课题的难点。分析项目分析结论工期方面安装工期78天占总工期的22%（总工期360天）工期长安装费用方面安装费用172280元占了所有装饰斗拱安装费用的57%（总安装费用30万）费用高观感质量方面能见到安装附件观感质量差牢固性方面牢固性13kN达到设计要求的10kN以上牢固性好工序方面工序4道工序复杂如果采用传统的混凝土与木斗拱连接方法：制表：****日期：2008年10月10日

所以采用传统的连接方法会出现：工期长、成本高、观感质量差、工序复杂、存在安全隐患的问题。

2、课题确定由此可见，传统方法无法满足本工程质量及工期要求，所以项目部需创建新型的混凝土与木斗拱连接方法来代替传统的连接方式。

本次QC小组活动课题为：混凝土结构与木斗拱节点连接的施工工艺创新四、设定目标及可行性分析1、目标确定：定量目标：平身科安装合格率确保97%以上，使节点牢固可靠。定性目标：平身科棱角规整、内外斗拱整体制作安装，抗震能力强。

2、目标可行性分析：1）公司领导高度重视，在资金、技术、人员方面给予充分的支持。2）小组成员均为古建园林公司的技术骨干，曾参与了环城河八标、稽山园、王家塔等多项古建筑的建设施工，对古建筑施工有丰富的经验，解决难题能力强。3）采用传统的混凝土与木斗拱连接方法因为工序复杂而导致工期长达78天，如果能创新一种安装方法在保证牢固性同时简化工序减少安装费用提高观感质量就能攻克传统方法的缺点。综上所述，经过客观分析，小组成员一致认为通过努力，我们设定的目标是一定能够实现的。五、提出各种方案确定最佳方案（一）提出方案2008年10月10日，QC小组组长****组织小组成员围绕课题，通过“头脑风暴法”集思广益对传统连接方法进行讨论。归纳提出三个方案：方案一：焊接连接法方案二：螺栓连接法方案三：预留空洞法小组成员立即对这三种混凝土与木斗拱连接方式进行分析、评价和比较。

方案一：焊接连接法：首先在浇筑封空墙的混凝土时预埋铁板；其次用螺丝将底层大斗与混凝土接触一侧的铁板固定，最后用满焊的方式将混凝土里的预埋铁板和大斗上的铁板焊接牢固。方案二：螺栓连接法在底层大斗上将L形预埋铁板伸进大斗底部150mm，用3根木螺丝将预埋件与大斗连接固定；安装时将大斗上的L形预埋铁板与混凝土封空墙用2ф12的穿墙螺栓连接固定。方案三：预留空洞方式首先混凝土构件中预留木斗拱所需大小的空洞；其次把预先制作好的木斗拱构件分别依次排列安装在预留空洞内嵌固。（二）选定方案QC小组成员从多角度、多方位考虑，并于2008年10月12日由小组组长****带领小组成员******在现场进行一组斗拱模拟试验。并对以上三种方案进行对比、分析具体见下表项目工序工期经济合理性观感质量牢固性耐久性整体性结论方案一（焊接连接法）该工艺采用焊接的方式将预先埋制在封空墙内的铁板与木斗上的预埋铁板焊接牢固，工序较为复杂工期：（2日/组/人×648组）/15人=87日人工安装费：240元/组、材料费：45元/组、机械费：9.83元/组，合计：294.8元/组斗拱安装合计费用：294.8元/组×648组=191030.4元预埋铁板被油漆涂盖,观感质量较好经过试验用该方法实际能承载9kN时间长后预埋铁板锈蚀影响耐久性不是整件安装整体性较差能实现目标，但由于施工时工序复杂、成本高、工期长、耐久性差、整体性差所以不可取。方案二（螺栓连接法）该工艺采用螺栓连接的方式用2根穿墙螺栓将大斗上的预埋铁板与封空墙连接固定，工序较为复杂工期：（2.5日/组/人×648组）/15人=108日人工费：280元/组、材料费：65元/组、机械费：5.83元/组，合计：350.83元/组斗拱安装合计费用：350.82元/组×648组=227331.36元能见到螺帽观感质量较差经过试验用该方法实际能承载15kN时间长后螺栓会锈蚀影响耐久性不是整件安装整体性较差能实现目标，但由于施工时工序复杂、成本高、工期长、观感质量差、耐久性差、整体性差，所以不可取。

方案三（预留空洞法）该工艺采用预留空洞的方式,将木斗拱依次排列安装嵌固，工序比较简单工期：（1日/组/人×648组）/15人=44日人工费：160元/组、材料费：10.5元/组、机械费：2.5元/组，合计：173元/组斗拱安装合计费用：173元/组×648组=112104元不见任何连接附件,观感质量较好经过试验用该方法实际能承载30kN因为没有任何连接构件，耐久性好整件安装整体性好能实现目标，工序简单、工期短、成本低、牢固性好、耐久性好、整体性好。制表人：****时间：2008年10月12日对比分析表三种方案对比简化表一类型工序

工期占总工期

安装费用占了所有装饰斗拱安装费用的

观感

牢固性

耐久性整体性方案一（焊接法）3道24%64%好9kN差差方案二（螺栓法）3道30%76%差15kN差差方案三（预埋空洞法)2道12%37%好30kN好好简化表二类型工序

工期安装费观感

牢固性

耐久性整体性方案一（焊接法）复杂长高好差差差方案二（螺栓法）复杂长高差好差差方案三（预埋空洞法)简单短低好好好好制表人：****时间：2008年10月12日（三）预留空洞法工序流程图浇筑混凝土封空墙预埋空洞放线、抄平第一只大斗作防腐处理检查、修凿安装第一只大斗水泥砂浆灌筑密实按序叠加安装木斗拱通过对以上三种方案的分析，我们认为方案三在工序、工期、成本、观感、牢固性、耐久性、整体性方面都具有优势，对此我们把方案三预埋空洞法作为可行方案。（四）异方案实鲜施中必盛须研究食解决的陈问题：采用评价略比较的方淹法，预测誉分析出以排下几方面疯的问题：序号预测方案造成后果1预留空洞留置留置空洞大小会影响到斗拱安装的上口平直、出挑齐直等问题。如果选用留置尺寸大于斗拱20mm，会出现斗拱与洞口直接间距过大而影响观感质量和牢固性。如果选用留置尺寸大于斗拱5mm，每层斗拱无法叠加。所以最后选用留置尺寸大于斗拱10mm。2嵌入空洞内斗拱防腐底层大斗未做防腐，与混凝土接触面受潮腐烂而影响牢固性及耐久性。3斗拱安装1、斗拱与混凝土接触的空隙填充处理不当会影响安装合格率。2、每层斗拱的叠加影响成品观感质量。制表人也：**戴**挂时间：经200笋8年1习0月1蕉3日所以我妄们认为牙这三个屡方案为碎需要重间点控制阳的内容六、制订持对策在最佳斜方案的苦实施过私程中，炊存在以堤下三项肉重点控被制的内耕容:1、预留蛾空洞留置断2、嵌入肌空洞内斗吴拱防腐3愚、斗拱安瞒装为此依怜据5W衔1H原骆则制定塌对策序号方案对策目标措施地点时间责任人1预留空洞留置

留置大于斗拱的尺寸

预留空洞中心位置偏差小于2mm1、平面放线、十字线控制2、在混凝土浇筑时两侧留置大于斗拱10mm的预留空洞，洞顶大于50mm；3、对预留空洞进行检查有胀模的进行修凿4、混凝土强度达到要求时方可拆模安装现场

2008.10.15~2008.10.20

2嵌入空洞内斗拱防腐涂刷防腐材料使埋入砼内木斗拱不腐蚀用水沥青对斗拱进行防腐现场

2008.10.153斗拱安装按规范要求安装安装合格率达到97%以上，斗拱制作安装检查项目允许偏差符合

《古建筑修建工程质量检验评定标准》1、安装前平面放线、抄平、各预留空洞设十字线控制2、临时安装后再进行检查偏差并调整；3、斗拱与封空墙孔内两侧缝隙用掺入膨胀剂的水泥砂浆灌实现场2008.10.15~2008.11.30对糟策锹表制表人：狂****啦时间：2果008年屯10月1牵4日七、对嚼策实施实施一：愁预留空洞呢留置1、搭设势支模架，秒安装底模丑，在墙侧怎模放出预带留空洞的滔位置，预僵留空洞宽铜两侧各放西大10m虑m，洞顶雀端放大5捧0mm（羊见图一）冬。（图一吨：混凝密土预留维空洞）2、预下留空洞鹅模板车泡间制作坟现场安掌装固定殊，待混貌凝土强食度达到等1.2柱Mpa作时可拆任侧模及侵预留空婆洞内模讽。3、测量锐出安装位毛置尺寸线性，检查预省留空洞尺觉寸，局部指胀模进行桶修凿，保旺证预留空嘉洞尺寸的裹正确。实施效果角：我们将局昌部的预留殊空洞截面浑尺寸偏差萍绘制成折砖线图制图人：效****袄时间：2辞008年扮10月2箱0日从折线图状可以看出嘱预留空洞汤的截面都连在允许偏胜差范围内队（预留空缸洞见图二泰）。（图二：货拆模并修怠整以后的碎预留空洞认）实施二梦：嵌入旦空洞内封斗拱防击腐1、由在现场操鬼作人员倍对木斗胖拱嵌入急预留空竭洞的第壶一支大饮斗制作朗出凹槽劈燕，槽深驳30m挑m。2、在嵌伞入预留空围洞内对木浸斗拱涂刷肆两遍水沥饭青作防腐问处理。待光第一遍干幕了以后再确涂刷第二屠遍（见图责三）。实施效毒果：经过涂吩刷两遍阵水沥青踏，有效透的解决归了嵌入化预留洞害内的防拔腐问题屈。（图三：业工人在做委防腐处理泻）实施三江：斗拱眠安装1、对网预留空乎洞砼检材查，复萌核无误渐后，做淘好安装三前后的教准备工渐作；2、底犬层大斗扯凹槽嵌入安装咐封空墙庸内，拉赴直线尺量检查泽无误后再渠用楔固定并用1令:2.5赔（掺入5飞‰的膨胀剂）东水泥砂浆戚灌筑密实（见图佛四），每敞层大斗(图四：戒混凝土浇召筑封实)按序叠谦加同样捆安装。焰（见图跃五）一妖组斗拱丑安装完善毕后在裁预留空损洞顶端叙用C2酷0细石扛混凝土争浇筑封药实。（图五：泼安装底层喉大斗）实施效政果：经过对阴648蓬组斗拱悬的安装，节泼点牢固、跑整体性高，提苏高了整椒体刚度何和抗震设防策能力。数在较大起的程度上增长旨了古建筑堂的使用年限。斗魂拱的上口星平直、出挑齐直询检测都在赠允许范围内（成暖品见图六宅）。（图六：些实际平身男科斗拱详情图）八、效温果检查1、有形男效果（1）现疯场实测2008撒年12月术5日我们玻对已经安很装完毕后榆的648苍组斗拱进咸行上口平蒙直、出挑见齐直、榫胸卯间隙、桌垂直度、息轴线位移躲进行检查舱。见下表序号检查项目允许偏差（mm）

共检查点

合格不合格合格率1上口平直7各648组

644499%2出挑齐直5644499%3榫卯间隙0.56480100%4垂直度3644499%5轴线位移2640

898.8%斗拱安装平均合格率达到99%，不合格率平均为1%

制表人：窄****立时间：2两008年面12月5盈日斗拱安煎装合格灵率达到肃目标要贩求的9悟7%以朵上，各郊检查项展目允许匙偏差符娃合了《带古建筑惩修建工导程质量幸检验评啦定标准佩》（C寸JJ7袜0-9浆6）4忍.14那.9条控的规定煤，达到纽奉了本次债活动的扛目标之寄一。（2）经鼠济效果1）焊亮接连接唯法：人工安撒装费：彻240朴元/组替、材料区费：4盒5元/右组、机茎械费：这9.8鲜3元/匀组，合简计：2堡94.末8元/仓组。工咐期：2白日/组2）螺栓葡连接法：人工费霞：28蛋0元/浮组、材扇料费：姥65元姨/组、咐机械费爆：5.抵83元支/组，欺合计：跳350拉.83妙元/组愉。工期晨：2.俗5日/表组3）预奥留空洞邀法：人工费：滤160元旅/组、材数料费：1纽奉0.5元茅/组、机咐械费：2端.5元/浑组，合计屡：173氧元/组。葬工期：1佩日/组预留空洞匠法与焊接浩连接法之碌比:节约饭费用12殃1元/组嘴，工日1物日/组，凑共节约7头8926械.4元，时工期43密天；预留空填洞法与羊螺栓连暂接法之圈比：节牵约费用岸177薯.8元泰/组，怕工日1面.5日估/组，各共节约钟115捕227夏.36择元，工谋期64栗天。240壁元/组人工费材料费机械费合计费娃用160元/组45元/组65元/组10.边5元/组9.83元/组2.5元/组191朝030暖.4元227皆331帽.36驻元112亿104长元87天108眠天44天工期280元/组5.8寇3元/组焊接连沙接法忽螺传栓连接幸法烘预留空引洞法经济刷效益秩对比曲图制图人踢：**对**婆时间：梦200寇8年1泼2月5岗日2、无蚁形效果平身科弹木斗拱窗预留空杠洞连接佳方法替约代了传柔统混凝肌土与木驾斗拱连崭接工艺到。此法袋提高了缘瑞整体刚闹度和抗勿震设防尚能力，额内外木盯斗拱由掏分散安尘装改进钢为整体田制作安撒装，节抽点牢固肝、整体身性高、仗操作简径单，降籍低了施鹊工难度如和工程绸成本。跪在工程竿施工中紧成效显粱著，质肠量优异尸。监理闲单位、吵质监部纸门对此菜施工方软法大加即赞扬（挥见证明婚材料二莫），虽然是威施工中的