QC成果提高劲性钢梁柱节点处开孔准确率

提高劲性钢梁柱节点处开孔准确率中建二局第三建筑工程有限公司小组名称：复兴门内危改区4-2#地项目部

劲性结构施工技术QC小组发布人：张蒙目录一、工程概况二、QC小组概况三、选题理由四、现状调查五、目标确定及可行性分析六、原因分析及要因确认七、制定对策八、实施对策九、效果检查十、经济效益十一、巩固措施十二、总结一、工程概况

本工程位于北京市西城区复兴门内危改区4-2#地块

，东侧为佟麟阁路，南面为文昌胡同、北京实验二小，西侧为凯晨世贸中心，北边紧邻西长安街。总建筑面积：149570㎡，其中地上建筑面积为88120㎡、地下建筑面积：61450㎡。建筑檐口高度43.15m；建筑坡顶屋脊高度56.7m；±0.00相当于绝对标高47.50m。

本工程为高层民用公共建筑。地下五层(含地下一层夹层)，地上十二层。其中地下四层为6级人防。结构形式为钢筋混凝土框架-剪力墙结构及钢结构。建筑中部设有高大中庭将建筑分为东西两部分。中庭北侧二层以上设钢结构连桥，屋顶为钢结构仿古建大屋顶。立面采用“八柱七开间”中国古典建筑造型。图1：主体楼效果图

本工程劲性钢结构从地下一层夹层至顶层十二层。劲性钢柱共94根，最长高度11.35米，结构形式为焊接十字和H型钢骨柱；劲性钢梁共412根；最大跨度15米，结构形式为焊接H型钢梁，主要集中在地上二层、八层、十层及十一层。钢柱对接采用全焊连接，钢梁连接采用栓焊结合，腹板连接为高强螺栓连接，翼缘连接采用焊接，所有对接焊缝质量等级均为Ⅰ级。型钢柱编号型钢断面备注bht1t2KZ2、KZ74006003020Q345BKZ8、KZ8B3504003020Q345Bb1b2h1h2t1t2t1t2KZ9、KZ9A、KZ1040025080040030203020Q345BKZ1、KZ8A30040060060040203020Q345BKZ16、KZ16A30040060060040203020Q345B劲性钢结构工程概况表1：型钢柱内型钢断面表H型钢十字型钢钢梁、柱节点图2：H型、十字型钢及钢梁柱节点示意图

二、QC小组概况小组名称复兴门内危改区4-2#地项目部劲性结构施工技术QC小组课题类型现场型注册时间2010年5月20日注册号QC-2010-11课题提高劲性钢梁柱节点处开孔准确率组建时间2009年10月15日活动时间2009.10.20～2010.11.20活动次数每周三次序号姓名性别年龄文化程度组内分工职务职称组内职责1陈小茹女38大专组长总工高工全面负责各项工作2冷西伟男36大专副组长生产经理工程师全面协调组内各项工作3李猛男32大本副组长副总工工程师全面协调组内各项工作4李士龙男37大本组员钢结构部长工程师全面协调组内各项工作5章涛女35大专组员技术部长工程师劲性钢柱钢梁穿孔图的绘制

表2：QC小组成员概况6张蒙男25大本组员技术方案助工劲性钢柱钢梁穿孔图的绘制7田宏伟女28大专组员技术方案助工8白洁男28大本组员工长工程师现场协调落实工作9齐玉峰男26大本组员工长工程师10武立杰男38大本组员质检员工程师现场施工的检查11姚锁荣男45高中组员外联总工助工数据的收集、整理12付向奎男39高中组员外联总工技术员本组平均年龄33.9岁，平均接受TQC教育120.5小时。制表人：张蒙制表时间：2010年11月5日三、选题理由

理由一：工程量大、数量多，分布分散。劲性钢结构范围由地下一层夹层至顶层。交叉作业多，梁柱节点处构造复杂，形式多样，如果处理不好，将对工程质量及进度造成重大影响。

理由二：技术难度大、精度要求高。受劲性钢柱影响，柱子主筋和梁上、下铁均无法贯通，故需在劲性钢柱、钢梁的腹板、翼缘板进行开孔，并且开孔的位置与大小要相当准确。

理由三：施工难度大、焊接量大。（1）在劲性钢柱与框架梁交叉的密集区域，框架柱箍筋需做调整，由1根方型箍代换为2根L型箍筋，或者由1根八字箍代换为2根开口箍；（2）2根小方型箍代换成1根大方型箍，且需要焊接到劲性钢柱翼缘板上（3）框架柱柱筋中间3根间距180mm时，中间一根主筋需焊接到焊板上。图3：箍筋代换方式四、现状调查1、现状调查

小组成立初期，大家首先对地下一层夹层的10根劲性钢柱开孔位置进行了全面检查，在检查的380个孔中有20个孔存在问题，准确率为94.8%，详见下表：制表人：张蒙制表时间：2010年11月6日表3：地下一夹层劲性钢柱开孔错误统计分析表序号项目检查孔数质量问题出现频数累计频数质量问题出现频率（%）累计频率（%）1位置存在偏差38091045452孔距过小72035803遗漏开孔23010904孔径偏小1405955其他1505100合计201002、根据上述调查表，做出了如下质量问题排列图：频数

N=20

累计频率%100

5095%

90%80%

45%4075%

3020100

50%

25%

位置存在偏差孔距过小遗漏开孔孔径偏小其他

从排列图上可以看出，影响开孔问题的主要因素是开孔位置存在偏差以及相邻孔孔距过小。因此，我们小组本次活动将其作为主攻方向。图4：地下一夹层劲性钢柱开孔错误排列图

绘制人：张蒙时间：2100%

表4：小组活动自我评价打分表（活动前）

五、目标确定及可行性分析1、确定目标值

1）根据本工程的开孔精度及位置准确要求，经我小组共同研究决定将开孔位置的准确率由94.8%升值至100%，也就是说要杜绝开孔位置错误及孔距过小等现象。

2）通过开孔问题的主要因素来制定相应的解决办法，利用科学有效的方法，制定具体的实施对策，争取节省5万元以上的人、机、料使用费用。序号自我评价（总分5分）质量意识3个人能力2QC知识3改进意识4团队精神3进取精神32、实现目标的可行性分析：

1）我们小组是由近几年分配来的大学毕业生和具有多年实践经验的老工程技术人员组成，能达到理论与实际的最佳组合。2）通过经常与工程部门、质保部门的交流和设计人员的沟通，深入研究，能够找到问题的根本原因。

3）虽然具有很大的困难，但是通过结合现场实际操作，全面的考虑各种开孔因素，还是可以把开孔的准确率达到100%的。

根据以上三点，实现既定的目标值是完全有可能的。六、原因分析及要因确认（一）小组针对出现开孔位置错误的问题进行了多次的讨论，广泛收集工长、质检员、配筋员、钢结构技术人员以及设计的意见，集思广益，相互启发，相互补充，做出开孔错误原因关联图。图5：开孔错误原因关联图制图人：张蒙制图时间：2010年11月09日

（二）根据影响开孔错误、遗漏的因素，小组人员逐条进行辩证认：表5：要因确认表序号末端因素确认情况确认方法负责人是否要因1钢结构补强厚度和焊角焊缝尺寸不够在钢柱、钢梁上开孔削弱了钢结构自身的强度，新增加的补强板尺寸及焊接厚度均没有满足要求。现场验证李士龙2存在降板情况在小核心筒存在降板时，钢柱翼缘板或腹板上开孔位置随梁的上下铁作调整。图纸分析张蒙否3柱子箍筋与钢柱冲突受十字型钢柱影响，柱子八字箍无法进行绑扎图纸分析张蒙否4柱子主筋与钢梁翼缘板冲突受劲性钢柱的影响，柱子部分主筋被钢梁翼缘板挡住。图纸分析、现场验证张蒙白洁5柱子箍筋与钢梁腹板冲突受劲性钢柱和钢梁的影响，柱子箍筋被钢梁腹板挡住。图纸分析、现场验证张蒙白洁要因要因要因序号末端因素确认情况确认方法负责人是否要因6开孔数量与钢筋数量不符由于对梁筋上下铁数量的审图错误，造成本来应该开孔的位置没有开孔。图纸分析张蒙否7钢梁进柱内有加腋情况个别劲性钢梁伸入柱内时存在加腋，加腋高度为100~250mm，梁下铁口随加腋高度作调整。图纸分析张蒙否8施工交底不到位完善施工交底，层次分明，交底深度要达到了公司要求。检查交底记录武立杰否9梁钢筋的绑扎顺序统一东西向梁与南北向梁的绑扎顺序。现场验证白洁、武立杰否10钢梁开孔位置与连接板冲突梁拉钩为水平剪刀撑斜拉勾，局部开孔的位置被钢柱钢梁连接板挡住。图纸分析、现场验证张蒙白洁11柱两侧梁高不同导致下铁孔偏差当柱两侧梁高不一样时，钢柱翼缘板或腹板上开孔要同时考虑两侧梁的下铁钢筋。图纸分析、现场验证张蒙白洁制表人：张蒙制表时间：2010年11月10日要因要因

从上述表中可以看出开孔位置出现错误的主要原因是：钢结构补强厚度和焊角焊缝尺寸不够、柱子主筋与钢梁翼缘板冲突、柱子箍筋与钢梁腹板冲突、钢梁开孔位置与连接板冲突、柱两侧梁高不同导致下铁孔偏差等因素。七、制定对策

表6：对策表

序号要因对策目标措施地点完成时间责任人1钢结构补强厚度和焊角尺寸不够补强板截面面积≥被穿筋孔削弱的面积；焊角尺寸满足0.7倍补强板厚保证两孔间的净距离满足补强厚度及焊角尺寸要求调整孔距加工厂、现场2009/11/1李士龙2柱子主筋与钢梁翼缘板冲突在劲性钢梁上下翼缘板处开孔使柱子主筋从钢梁翼缘板穿过分析图纸找出相应位置现场2009/10/30张蒙白洁武立杰3柱两侧梁高存在高差在钢柱钢柱翼缘板或腹板处开孔使两侧梁的梁筋均从钢柱翼缘板或腹板穿过分析图纸找出相应位置现场2009/12/2张蒙白洁武立杰4柱子箍筋与钢梁腹板冲突在劲性钢梁腹板处进行开孔使柱子箍筋从钢梁腹板穿过分析图纸找出相应位置现场2009/11/3张蒙白洁武立杰5钢梁开孔位置与连接板冲突将一个剪刀撑斜拉口改为2个直拉孔既不在连接板上开孔，又能使梁拉钩拉到箍筋在连接板两侧相应位置开孔现场2009/11/5张蒙白洁武立杰制表人：张蒙制表时间：2010年11月11日八、实施对策实施1：针对“钢结构补强厚度和的焊角焊缝尺寸不够”的要因。

经项目技术部门多次与设计沟通，在不影响整体钢板强度的基础上，对开孔补强板做了适当调整，即：补强厚度保持在0.5~0.7倍母材厚度之间，两孔焊缝间距大于孔的尺寸并且小于12倍的补强板厚度。实施后：经过调整，加大了两个相邻孔的距离，满足了钢结构补强的厚度以及焊角焊缝尺寸要求。图6：钢板补强详图

由于在梁柱节点接头范围内柱子主筋、箍筋、梁筋及钢柱、钢梁并存，给穿孔定位和现场施工均带来了很大的难度。经项目QC小组相关人员多次讨论、分析，并通过与设计沟通，针对“对策表”中分析出的解决对策,我们采取了如下措施：实施2：针对“柱子主筋与钢梁翼缘板冲突”的要因。

从平面图看出，蓝色代表劲性钢柱与钢梁，柱子每侧中间三根钢筋被钢梁挡住，无法通过，因此在钢梁上、下翼缘板相应位置进行开孔。由于最中间一根钢筋的位置与钢梁腹板重合，故此处做法为：在钢梁的上、下翼缘板增加一块长方形焊板，钢筋焊接到焊板上，焊接长度为双面焊5d。图7：8/（1/H）轴KZ2劲性钢柱穿孔定位平面图和立面图实施3：针对“柱两侧梁高不同导致下铁孔偏差”的要因。

图8：1-1西向梁剖面图图9：2-2东向梁剖面图

从平面图看出，东西向梁筋被钢柱腹板挡住，南向梁筋被钢柱翼缘板挡住，因此需在钢柱的相应位置进行开孔。从1-1、2-2剖面图看出，上排4个孔为梁上铁穿钢柱的上铁孔；由于东西两侧梁高不同，西向梁高为550mm，东向梁高为700mm，因此钢柱的下铁孔为两排，如图所示，中间一排的2个孔为西向550mm梁高的下铁孔，最下方一排4个孔为东向700mm梁高的下铁孔。实施4：针对“柱子箍筋与钢梁腹板冲突”的要因。图10：3-3南向梁剖面图

柱子的外箍筋、八字箍以及方型箍均被劲性钢梁挡住，因此在钢梁腹板相应位置劲进行开孔。如3-3剖面图所示，梁截面左右两侧的孔为外箍筋和八字箍的箍筋孔，一上一下，孔为椭圆形；内侧的孔为小方形箍的箍筋孔。

特殊情况：由于东侧梁高为700mm,南向梁下铁最右侧的梁筋孔与小方形箍筋孔相冲突，故在此处的也开成椭圆形孔，使梁下铁筋与柱子方形箍筋共用同一个孔。实施5：针对“钢梁开孔位置与连接板冲突”的要因。

梁拉钩采用水平剪刀撑梅花型对拉布置，两根拉钩共用同一个孔。对拉孔大小Ф8×2=Ф16，为方便现场施工，拉钩孔定位Ф26。水平孔距：当梁箍筋为@100或@150通常加密时孔距为400mm；@100/150加密时孔为600mm，@100/200加密时孔距为800mm。垂直孔距：梅花型布置计算公式：梁高-板厚（120mm）-[保护层+箍筋（44mm)]/拉钩排数。

当开孔位置与钢梁连接板重合时，连接板上禁止开孔，水平剪刀撑对拉拉钩改为两根直拉钩，分别钩在连接板两侧的箍筋上，即一个剪刀斜拉孔改为两个直拉孔。图11：钢梁穿孔断面图图12：三三维立三体图图13：现三场实三物图实施三后：通过三以上三几种三穿孔三定位三的方三法，三解决三了最三主要三的开三孔偏三差、三孔距三过小三问题三，在三不浪三费钢三筋、三便于三现场三施工三的前三提下三使开三孔的三位置三更加三准确三，并三且节三约了三项目三成本三，从三现场三实际三反映三的情三况来三看，三效果三是非三常显三著的三。九、三效果三检查效果三一：三通过三本次QC小组三的攻三关活三动，三有效三的解三决了三劲性三钢结三构梁三柱节三点处三开孔三的问三题。三再次三对首三层劲三性钢三柱钢三梁调三查时三，没三有发三现开三孔错三误问三题，三完成三了预三期的三目标三计划三。效果三二：三项目三设专三项质三检员三进行三开孔三位置三的检三查校三正工三作，三按照三设计三院最三终签三字确三认的三图纸三对每三根进三场的三钢柱三、钢三梁开三孔位三置逐三一检三查。图14：小三组活三动目三标图制图三人：三张蒙三制图三时间三：20三10年11月15日活动三前活动三后94三.8三%10三0%图15：“三长城三杯”三专家三组检三查效果三三：三通过三了北三京市三、区三质量三监督三站先三后3次检三查。20三10年7月18日接三受了三北京三市质三量协三会“三长城三杯”三专家三组的三第一三次检三查和三验收三，20三10年10月31日接三受北三京市三质量三协会三“长三城杯三”专三家组三的第三二次三检查三和验三收，三对劲三性钢三柱、三钢梁三节点三穿孔三位置三准确三得到三专家三的一三致肯三定和三好评三。十、三经济三效益通过三对梁三柱节三点处三梁钢三筋的三调整三，将三劲性三钢柱三翼缘三板、三腹板三进行三开孔三，原三在柱三内需三做爬三头的三梁筋三改为三通长三筋，三从孔三内穿三过，三从而三节省三钢筋三材料三，达三到了三项目三预期三制定三的计三划。从地三下一三层夹三层直三顶层三共13层，三共94根钢三柱（三每两三层1根）三、每三个梁三柱节三点初三弯折三钢筋三根数三平均三为16根、三每根三弯头三长度0.三8m、按三照II三I级钢三筋直三径25的钢三筋比三重3.三85三kg三/m计算三，则三共节三省钢三筋13*（94三*2）*16*0.三8*三3.三85三/1三00三0=三17三.9三t；若三按综三合单三价48三00元/t来计三算，三则项三目共三节省三钢筋17三.9三t*三48三00元/t三=8三.6三1万元三人民三币十一三、巩三固措三施（一三）经三过小三组成三员近1年的三不懈三努力三，所三有劲三性钢三梁柱三节点三处穿三孔定三位全三部完三成。三我从QC小组三中又三一次三得到三了锻三炼，三大家三在这三次活三动中三，不三仅增三强了三小组三攻克三难关三的自三信心三，提三高了三解决三问题三的能三力，三而且三还加三强了三集体三的团三队协三作精三神。十二三、总三结1、通三过QC小组三成员三的共三同努三力，三把图