仿古钢结构与斗拱木构件组合施工质量控制

▪
2、钢结构与斗拱木构件组合施工在国内同类工程中是一
项创新技术，它采用螺杆连接件的方式将木构件与钢结构进行
组装连接，并将钢结构隐蔽在木构件内，整体构造表现出古代
建筑形式与风格。
▪
3、构件所处安装位置高，施工难度大，质量要求严，施
工速度快。
h
11
▪
针对以上难点，小组查阅了大量的国内古建筑
资料，又请古建专家进行讲解，结合施工图纸，分
图8：因果关联图
h
21
3.1.5要因确定（2008.1.1～1.15）
我们小组采取调查分析、现场测量等方法，对 以上9个末端因素进行要因确认，确认过程如下：
h
22
序号 1
2
末端因素 古建工人操作
技术不熟练
工艺流程不完善
3
监测仪器不到位
4
未制作样板模具
5
无钢木组合措施
6
过程监测不到位
7
钢结构节点“包装” 细化不能协调统一
h
3
小组成员简介
表2
序号 姓 名 性别 年龄 学历
职务
组内分工 职 称
分工
1
X
男 37 本科 项目工程师 组长
工程师 项目总工程师
2
男 36 本科
经理
副组长
工程师
施工总指挥
3
男 34 本科 项目经理
组员
工程师 施工协调管理
4
男 36 本科
工长
组员
工程师 现场施工工长
5
男 37 本科
技术员
组员
工程师 技术资料管理
▪
舍利塔工程主体结构
构架的施工采用了钢、木
钢椽
两种材料的特性和优点， 主体钢结构由φ245㎜直径 的钢管斜撑、300㎜×300㎜
木檐檩装饰
钢檐檩
木遮檐板
钢柱
的方钢管檐檩、150㎜×300 ㎜的矩形钢管椽与φ600㎜
连接螺杆
直径的钢管柱组成三角支 撑承托上部屋顶。斗拱、 枋等构件采用木材制成或 “包装”形式，与主体结
仿古钢结构与斗拱木构件组合 施工质量控制
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1
一、工程概况：
XX寺博物馆舍利塔工程为XX 省XX县XX寺景区内的一座四角仿 唐攒尖式佛塔，由基座和塔身两 部分组成。整体建筑呈正方形, 基座长29m,宽29 m,塔身外观七 层七檐，内为地下三层,地上十 四层(七明七暗）, 总建筑面积 5489.34m2 ,建筑总高度95m。其 中塔刹高18.86m。本工程主体结 构为钢结构框架，结合传统的木 斗拱施工工艺，关键的柱头斗 拱、枋部位为钢～木组合结构。
制作样板模具
钢木构件连接 措施合理 检测到位
满足施工要求
构件尺寸 准确一致
钢木构件连接 牢固可靠
符合安装 允许偏差
钢节点“包装” 完整地体现古 细化协调统一 建筑形制特征
2008.1.7 2008.1.7 2008.1.8 2008.1.9 2008.1.9
试验确定 现场验证
螺杆焊接质量
古建的质量标 准满足要求 h
6 制定对策
7 对策实施
D
8 效果检查
C
9 成果巩固
A 10 总结展望
h
5
▪ 三、PDCA循环
h
6
3.1 P阶段：计划阶段（2007.11.1～2008.1.31）
3.1.1课题选择（2007.11.1～2007.11.15）
（1）课题： 仿古钢结构与斗拱木构件 组合施工质量控制
h
7
（2）选题理由有三：
拉拔力试验 适合本工程
2008.1.10
2008.1.12 23
末端因素1：古建工人技术操作不熟练
确认方法
确认内容
确认标准
确认人
调查分析 工人操作熟练程度 考试合格100%
现场验证情况：小组成员于 0 8 年 1 月 1日对现场古建木工班组 1 5 人 进行问卷测试结果显示，10人有木 构件施工经验，5人木构件施工经验 不足。
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2
二、小组概况
2.1小组组成
小组XX舍利塔QC小组
小组类型
攻关型
活动课题
仿古钢结构与斗拱 木构件组合施工质量控制
小组注册号 Q/YJ-2007-6
成立时间
2007.11.1
活动次数
10
QC小组出勤率
100%
小组业绩
1、荣获2008年度XX优秀QC小组一等奖。 2、荣获XX建筑工程（集团）总公司2009年度QC成果一等奖 。 3、荣获2009年度XX省建设施工企业优秀QC小组一等奖。
操作层组成。
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4
2.2小组活动日程安排：
时间：2007.11.1～2008.5.31
循
日程
2007年
2008年
环
序 号
内容
11月
12月
1月
2月
3月
4月
5月 阶
段
15 30 15 31 15 31 15 29 15 31 15 30 15 31
1 选择课题
2 现状调查
3 设定目标
P 4 原因分析
5 要因确认
23序号末端因素确认方法确认内容确认标准负责人确认时间古建工人操作技术不熟练调查分析工人操作熟练程度考试合栺100200814工艺流程不完善现场调查完整合理的施工工艺流程执行木极件质量验收标准200815监测仪器不到位现场调查检测仪器满足施工要求200817未制作样板模具现场调查制作样板模具极件尺寸准确一致200817无钢木组合措施现场调查分析钢木极件连接措施合理钢木极件连接牢固可靠200818过程监测不到位现场测量检测到位符合安装允许偏差200819钢结极节点包装细化不能协调统一现场分析钢节点包装细化协调统一完整地体现古建筑形制特征200819螺杆焊接质量不合栺试验确定螺杆焊接质量拉拔力试验2008110古建的质量验收标准不能满足要求现场验证古建的质量标准满足要求适合本工程2008112要因确认计划表24确认方法确认内容确认标准确认人确认时间调查分析工人操作熟练程度考试合栺100200814结论
决的主要对象。
▪
但是根据拟设现状调查就是为目标设定提供依据的前提,经过
对拟定两个主要问题进行数据分析：现状调查共检查了119个点,不
合格24个点,合格率为（119-24）÷119×100%=79.8%。假设以上两个问
题全部解决，合格率达到（119-24+20）÷119×100%=96.6%。考虑到上
结论：工艺流程不完善是要因
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25
末端因素3：监测仪器不到位
确认方法
确认内容
确认标准
确认人
现场调查
检测仪器 满足施工要求
现场验证情况：小组成员于08 年1月6日对现场的检测仪器进行摸 底检查，检查结果表明，现场只有 普通的水平仪和经纬仪，满足不了 本工程的安装需要。
小组成员于08年1月7日召开会 议，经讨论分析，在安装过程中， 配备精度高的水平仪和激光经纬仪 等工程测量仪器即可满足监测要求。
1
钢木构件连接不严密
12
2 外露的钢节点细部处理不完善 8
3
构件平直度偏差
2
4
构件进出错位偏差
1
5
构件垂直度偏差
1
合
计
24
50 33.3 8.3 4.2 4.2
50 83.3 91.6 95.8 100
h
16
根据统计表画出排列图如下: 频数（N=24个）
24
C区 B区
83.3%
18
91.6%
12 50%
8 螺杆焊接质量不合格
9
古建的质量验收标准 不能满足要求
要因确认计划表
表6
确认方法 调查分析
现场调查
确认内容 工人操作 熟练程度
完整合理的施 工工艺流程
确认标准
负责人 确认时间
考试合格100%
2008.1.4
执行木构件质 量验收标准
2008.1.5
现场调查 现场调查 现场调查
分析 现场测量
现场分析
检测仪器
小组成员于08年1月4日在现场 召集古建木工班组 1 5 人 分 三 组 在 一 层柱头斗拱中选择三攒斗拱进行了 现场技术交底和讲解，随后进行了 制作测试，三组人员均能在规定的 时间内完成斗拱的制作，经质量检 查全部合格。
结论：古建工人操作技术不熟练是非要h 因
确认时间 2008.1.4
24
末端因素2： 工艺流程不完善
斗栱制作尺寸不准确 螺杆连接件焊接位置不当
组装不合理
钢木构件的接缝 不严密
钢木构件连接不严密
外露钢节点的细部处 理不完善
螺杆焊接质量不合格 检查仪器不到位
检查不到位
每踩斗栱的后尾与 钢柱连接不牢固
外露钢节点的处理达 不到古建艺术要求
过程检测不到位
无钢木组合措施
钢结构节点“包装”细 化不能协调统一
古建的质量验收标准不能满足要求
h
19
3.1.4原因分析（2007.12.7～12.31）
▪
针对两个主要问题小组采取头脑风暴法，进
行了多次的讨论，广泛收集现场工人、班组长、
质量检查员、各级工程技术专家的意见，集思广
益，相互启发、相互补充得出以下因果关联图。
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20
工艺流程不完善
未制作样板模具
操作方法不当
组合顺序不正确
古建工人操作 技术不熟练
结论：未制作样板模具是非要因
h
27
末端因素5：无钢木组合措施
确认方法
确认内容
确认标准
现场调查 分析
钢木组合措施
现场验证情况：小组成
员于08年1月8日对制作的斗
拱实体模型进行检查，检查
结果表明，钢木构件连接不
牢固。小组成员现场讨论后
认为钢结构与木构件的连接
措施必须合理、可靠，才能
保证整体结构构件受力的安
A区
12
8
8
4 0
1
2
1
2
3
4
图7：质量缺陷排列图
h
累计频率（%）
95.8%
100
90
80
70
60
50
40 30
20
1 10 0
5
17
▪
总结分析:由排列图可以看出,“钢木构件连接不严密”和“外
露的钢节点细部处理不完善”两个问题累计频率达83.3%，是影响
仿古钢结构与斗拱木构件组合施工质量控制的主要问题，是需要解
图所示)。
椽飞 檐檩 檩
耍 昂昂拱
头
额 枋
檐 柱
梁 斗 栌 斗
柱 础
图3：古建木构架构造图
h
10
该工程技术难点：
▪
1、一般古建斗拱用材厚度均在80∽120mm厚之间，斗拱、
枋木构件通过“榫卯”连接组合成木构架；而本工程木斗拱采
用唐代形制，用材275mm厚，一攒柱头斗拱的重量达2吨多重，
用材体量在国内仿古建筑中罕见。
本工程质量目标合同为合格，我公司自定为创XX省 “飞天奖”和 国家“鲁班奖”。
舍利塔工程体量大，构造复杂，设计新颖，从查新 检索报告结论可知此技术在国内无可供借鉴的施工经验。
通过新技术、新材料的应用，使传统建筑的艺术 价值和美学得到继承和发扬。
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8
3.1.2现状调查：（2007.11.1～2007.11.30）
析节点构造和构件组成。经过仔细研究和分析后，
针对“仿古钢结构与斗拱木构件组合施工质量控制”
为课题，分析可能出现的问题进行调查。选取舍利
塔工程中一层柱头斗拱为研究对象，首先画出斗拱
节 点 1:1实样，并在现场模拟制作1:1斗拱实体模型。
请看下图：
h
12
图4： 1:1h实样操作图
13
图5：1:1斗拱钢骨架实体模型
图6：1:1斗拱实体模型
h
14
通过对实体模型进行现状调查，在“保证项目”全部合格的情况 下，对“基本项目”和“允许偏差项目”进行统计分析如下：
质量缺陷调查表
表4
序 号
项目
检验指标
1 钢木构件连接不固定 节点松紧适度，严实无缝隙。
检查 不合 点数 格点
40 12
2
外露的钢节点细部处 表面平整光洁，线条清晰顺直，艺
两个问题如果只解决90%，那么合格率为（119-24+20×90%）
÷119×100%=95%。再结合本工程创优标准的要求，合格率不宜小于
95%来看，可证实“钢木构件连接不严密”和“外露的钢节点细部
处理不完善”是需要解决的主要问题。
h
18
3.1.3设定目标（2007.12.1～12.15）
依据现状调查，设定目标为： 目标一：斗拱安装分项工程施工验收合格 率达到95%。 目标二：艺术效果：斗拱等仿古构造符合 唐代形制，整体建筑效果和谐统一，完整地体 现古建筑的风貌。
确认方法 现场调查
确认内容
完善的工艺 流程
确认标准
执行木构件质 量验收标准
确认人
确认时间 2008.1.5
现场验证情况：小组成员于08年1月5日对斗拱制作、安 装的技术交底进行了检查，检查结果表明，斗拱制作、安装 工艺采用传统的施工方法。由于本工程采用的是钢木结合连 接方法，与传统的榫卯连接不同，所以完整合理的施工工艺 流程对工期保证和质量控制至关重要，必须理解和制定完善 才能得到有效保证。
6
女 34 本科
质量员
组员
工程师 施工质量管理
7
男 35 专科 项目副经理 组员
工程师 现场协调管理
8
男 28 专科 项目资料员 组员
工程师
资料管理
9
男 27 高中
班组长
组员
工程师
施工班长
10
男 35 高中 技术工人
组员
高级技工
措施实施
11
男 37 高中 技术工人
组员
高级技工
措施实施
小组共11人组成，组长韩书清 ，平均接受TQM培训8课时，由管理层及
结论：监测仪器不到位是非要因
h
确认时间 2008.1.7
26
末端因素4：未制作样板模具
确认方法 现场调查
确认内容 制作样板模具
确认标准
确认人 确认时间
构件尺寸准确一致
2008.1.7
现场验证情况：小组成员于08年1月7日对现场的技术交底 进行了检查，检查结果表明，没有按要求制作样板模具。各斗 拱构件为组合连接式安装，其几何尺寸是否准确是造成安装时 累计偏差的重要因素，经小组讨论分析，只要按照图纸尺寸放 1:1实样，制作1:1的样板模具，操作者按模具下料，就能保证 其尺寸准确一致。
理不完善
术效果符合唐代形制风格。
28
8
3
构件平直度
符合规范要求，允许偏差均为≤3mm 18 2
4
构件进出错位 符合规范要求，允许偏差均为≤3mm 18 1
5
构件垂直度
符合规范要求，允许偏差均为≤3mm 15 1
合
计
h
119 24
15
质量缺陷统计表
表5
序 号
项
目
频 数 频 率 累计频率 （条） （%） （%）
全耐久。
钢木构件连接 牢固可靠
结论：无钢木组合措施是要因