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高層鋼結構建筑的工程監理特點(diǎn)分析

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:26:15 [收藏]

    高層鋼結構建筑的發(fā)展已有一個(gè)世紀的歷史，它是鋼鐵工業(yè)發(fā)展的產(chǎn)物。隨著(zhù)我國經(jīng)濟突飛猛進(jìn)的快速發(fā)展，我國的鋼產(chǎn)量和鋼材產(chǎn)量都突破了1億噸，成為世界第一產(chǎn)鋼國，在這種情況下，我國政府及時(shí)調整政策，建設部在修訂我國《建筑業(yè)推廣應用10項新技術(shù)》中，首次列入了鋼結構新技術(shù)，完成了在建筑業(yè)從“限制使用鋼結構”到“大力發(fā)展鋼結構”的政策轉變。由于相對美、日等發(fā)達國家，我國高層鋼結構工程起步較晚，工程實(shí)例與鋼筋砼結構相比也較少，因此如何開(kāi)展對此類(lèi)工程的監理工作， 成為我國監理行業(yè)面臨的新問(wèn)題。根據近20年來(lái)高層鋼結構建筑在我國的發(fā)展情況，在對高層鋼結構的工程監理中，主要應對三個(gè)方面的問(wèn)題引起重視：設計方面、駐廠(chǎng)監造方面和施工現場(chǎng)安裝方面，現分述如下：

    　　1、對設計方面問(wèn)題的管理措施

    　　從全國范圍來(lái)看，制約我國鋼結構發(fā)展和推廣應用的最大問(wèn)題是設計力量薄弱。一方面由于絕大多數結構設計工程師習慣和擅長(cháng)進(jìn)行鋼筋砼或磚混結構的設計，對鋼結構設計不熟悉；另一方面，我國“入世”時(shí)間不長(cháng)，在建筑領(lǐng)域與國際接軌還有一個(gè)適應過(guò)程，在工程項目的設計管理機制方面，還有不完善的地方，因此在設計方面主要存在以下的問(wèn)題：
    　　1）隨著(zhù)我國改革開(kāi)放的逐步深入，“入世”后建筑業(yè)也逐漸向國際慣例接軌，我國的一些大型公建項目面向世界招標，一些建筑方案是由國外的設計事務(wù)所中標，其中部分中標的建筑方案雖有標新立異之處，但也爭議頗多，特別是有些中標的方案結構不盡合理，甚至是十分不合理。由于有些項目在招標方式上，沒(méi)有實(shí)行建筑方案買(mǎi)斷的模式，因此，反映在鋼結構設計中，在選材方面，就往往是被國外的建筑師牽著(zhù)鼻子走，有些材料指標十分苛刻，只能選用進(jìn)口產(chǎn)品，加大了進(jìn)口材料的數量，增加了工程建設成本。
    　　2）在設計說(shuō)明中，對焊接鋼結構的材質(zhì)一項，只注明鋼材型號，如Ｑ345、Ｑ235等，沒(méi)有提出質(zhì)量等級要求，對于焊縫質(zhì)量，有的不明確質(zhì)量等級，有的提出的質(zhì)量等級不恰當等。
    　　3）在摩擦型高強螺栓連接的設計中，一個(gè)連接節點(diǎn)上高強螺栓的規格與數量是通過(guò)節點(diǎn)內力計算得出的，但有的設計所選高強螺栓的直徑、數量與節點(diǎn)板的截面尺寸不相匹配，在設計極限荷載作用下，將會(huì )出現螺栓還未達到設計強度而連接扳已變形，喪失承載能力的現象。
    　　4）在設計構件長(cháng)度時(shí)，未考察施工現場(chǎng)情況，有的構件過(guò)長(cháng)，交通運輸條件無(wú)法解決，有的構件過(guò)重，現場(chǎng)吊裝能力不能滿(mǎn)足等等。
    　　5）對鋼結構的防水、隔熱與防腐蝕設計重視不夠，沒(méi)有在設計文件中明確鋼材除銹等級和涂料及涂層厚度，沒(méi)有根據不同部位構件的不同耐火極限采取相應的隔熱防護措施等。
    　　6）在設置抗側力支撐構件與梁柱連接時(shí)，當節點(diǎn)板采用螺栓連接時(shí)，未考慮螺栓扳手工具的操作空間，給施工帶來(lái)困難。
    　　針對上述存在的問(wèn)題，在工程項目建設管理過(guò)程中，建議采取以下措施：
    　?。?）在對監理工程師（特別是總監理工程師）進(jìn)行繼續教育培訓中，應適當增加鋼結構設計方面的基本知識與概念，以滿(mǎn)足鋼結構不斷發(fā)展對監理人員的要求。

    　?。?）在條件許可的情況下，監理單位應盡早介入項目管理工作，在設計方案的討論中，在滿(mǎn)足性能要求的前提下，應首先考慮選用國產(chǎn)材料，例如在厚板方面，我國目前已經(jīng)能夠生產(chǎn)厚度方向性能鋼，監理人員在設計階段就應對工程造價(jià)進(jìn)行有效控制。

    　?。?）認真學(xué)習領(lǐng)會(huì )國家《工程建設標準強制性條文》鋼結構設計部分的有關(guān)內容，在進(jìn)行熟悉施工圖紙的工作中，重點(diǎn)檢查這一部分的內容。如：對焊接結構不能選用Ｑ235Ａ，因為這種鋼的含碳量不作為交貨條件，對處于低溫工作條件下需驗算疲勞的結構不能選用Ｑ235Ｂ，因為這種牌號的鋼材不做低溫沖擊韌性試驗等。
    　?。?）在檢查鋼構件的施工圖紙時(shí)，應考慮施工現場(chǎng)吊裝機械的吊裝能力與交通條件，對不適合的構件尺寸適當調整，以滿(mǎn)足安裝要求，并為工廠(chǎng)加工構件確定準確下料拼裝尺寸。

    　?。?）根據國際慣例，鋼結構構件的加工詳圖一般多由加工單位負責進(jìn)行。因為工程設計單位提供的施工圖紙，設計深度一般只給出構件的軸線(xiàn)尺寸，要達到加工制造的程度，還有大量的深化設計工作要做，有的復雜構件的加工圖紙達上百張之多，因此加工廠(chǎng)家的深化設計能力是至關(guān)重要的。監理單位應注意在對鋼結構加工制造廠(chǎng)家進(jìn)行招標考察時(shí)，要將深化設計能力作為一條重要標準，加工單位在深化設計詳圖完成后，要經(jīng)本工程的設計單位確認后，方可加工制作進(jìn)行生產(chǎn)。為了加快工程進(jìn)度，監理單位應建議加工廠(chǎng)家，在詳圖設計的同時(shí)就定購鋼材，以便詳圖審批完成時(shí)，鋼材即可到廠(chǎng)，立即開(kāi)工生產(chǎn)。有些構件的尺寸是非“定尺”規格，還需提早向鋼材生產(chǎn)廠(chǎng)家訂購，以免影響生產(chǎn)進(jìn)度。監理單位還應加大對設計單位與生產(chǎn)廠(chǎng)家設計部門(mén)之間的協(xié)調力度，使加工廠(chǎng)家深刻領(lǐng)會(huì )設計單位的意圖，使設計單位盡快確認加工廠(chǎng)家的圖紙。

    　　2、對構件生產(chǎn)加工的駐廠(chǎng)監造

    　　鋼結構工程的工期比鋼筋砼結構工程的工期普遍要短，鋼結構工程有一半以上時(shí)間是在工廠(chǎng)車(chē)間內部進(jìn)行。近年來(lái)，我國從事鋼結構加工制作的廠(chǎng)家如雨后春筍，大量涌現，但真正具有技術(shù)實(shí)力，能夠承接大型、復雜鋼結構工程的廠(chǎng)家很少，這些廠(chǎng)家目前主要集中在我國南方部分省市。由于鋼結構構件在工廠(chǎng)內加工制造的質(zhì)量好壞，對鋼結構工程的現場(chǎng)安裝及整體結構的安全穩定至關(guān)重要，因此派駐合格的監理工程師駐廠(chǎng)監造鋼結構構件的生產(chǎn)加工全過(guò)程，是監理工作必不可少的一個(gè)重要內容，開(kāi)展監造工作，主要有以下三項內容：

    　　2.1、選擇優(yōu)秀的生產(chǎn)廠(chǎng)家
    　　在對鋼構件生產(chǎn)廠(chǎng)家的選擇考察中，主要應考核以下幾項內容：
    　?、倨髽I(yè)資質(zhì)等級；

    　?、谄髽I(yè)管理模式；

    　?、燮髽I(yè)加工生產(chǎn)能力，包括以下內容：
    　?。?、制作加工設備的先進(jìn)程度；
    　?。?、企業(yè)技術(shù)管理人員及技術(shù)工人的情況；
    　?。?、企業(yè)完成同類(lèi)型工程加工任務(wù)的業(yè)績(jì)情況；
    　?。?、企業(yè)的深化設計能力；
    　?。?、企業(yè)年加工制作能力（噸），擬承擔項目加工量與年加工制作能力的比例；

    　?、苋缟a(chǎn)廠(chǎng)家與工程施工現場(chǎng)距離較遠，不在同一地區，還應考慮運輸問(wèn)題，臨時(shí)堆放材料問(wèn)題等。

    　　2.2、制定有效可行的監造規劃

    　　對加工監造工作而言，監造規劃就相當于工程項目的監理規劃，是具有指導意義的綱領(lǐng)性文件，在監造規劃中，主要應有以下幾方面內容：
    　?、俦O造依據：招投標文件、加工合同、設計文件、有關(guān)技術(shù)標準、規范等。
    　?、诒O造范圍和內容：應包括構件的加工制作、工廠(chǎng)預拼裝、包裝和運輸等全過(guò)程。
    　?、郾O造目標：對質(zhì)量、進(jìn)度及造價(jià)控制目標進(jìn)行分解、落實(shí)。
    　?、鼙O造程序方法及措施：應包括監造程序框圖，監造過(guò)程中的事前、事中和事后控制。

    　　2.3、確定監造工作的重點(diǎn)
    　　監造工作重點(diǎn)主要應有以下幾項：

    　?、賹υ牧线M(jìn)廠(chǎng)的檢驗。
    　?、趯τ嘘P(guān)人員的資格審核。

    　?、蹖χ饕庸ぴO備的檢查。

    　?、軐庸すに嚤ＷC措施的檢查。

    　?、輰附庸に囋u定進(jìn)行旁站監督。
    　?、迣θ弁敢?、二級焊接的超聲波無(wú)損探傷檢測。

    　?、邔λㄡ敽附拥臋z測。

    　?、鄬Ω邚娐菟ǖ臋z測。
    　?、釋Σ糠謽嫾诠S(chǎng)預拼裝的監控。
    　　3、對施工現場(chǎng)安裝的監控
    　　鋼結構安裝施工與鋼筋砼結構施工在某些方面差異較大，它的濕作業(yè)較少，吊裝、焊接量較大，對安全穩定性的要求高，對安裝誤差要求極高，監理人員應了解這類(lèi)特點(diǎn)，并特別注意以下幾項監控重點(diǎn)：

    　　3.1、認真審核鋼結構施工方案
    　　1）監理單位在審核鋼結構施工方案時(shí)，首先應檢查方案是否包括了以下主要內容：
    　?。?、計算鋼結構構件和連接件的數量；
    　?。?、制定有針對性的測量方案
    　?。?、選擇合適的吊裝機械；
    　?。?、確定平面與立面流水程序；
    　?。?、制定進(jìn)度計劃；
    　?。?、確定勞動(dòng)組織；
    　?。?、確定質(zhì)量目標；
    　?。?、制定安全生產(chǎn)措施
    　　2）審查吊裝方案是否合理
    　　監理人員必須清楚，合理的安裝順序原則應是保證鋼結構在安裝過(guò)程中的整體與局部的穩定性，要有足夠的強度和剛度，必要時(shí)進(jìn)行驗算，不足的部位采取加固措施，最大限度的減少結構安裝中的變形值，保證鋼結構的安裝精度。平面安裝順序應從結構約束較大的中間區向四周擴展，把累積誤差分散；立面安裝程序應分單元進(jìn)行，一般每個(gè)單元一節鋼柱（各節所含層數可不同），由鋼柱主梁安裝成框架形成幾何不變體為原則。

    　　3）分清測量標高選用的種類(lèi)

    　　由于高層鋼結構安裝測量工作是鋼結構安裝的中心環(huán)節，因此，在審查施工方案中，還應重點(diǎn)審查測量方案是否合理。與鋼筋砼結構不同，鋼結構安裝前，首先要確定是采用相對標高，還是采用設計標高。采用相對標高安裝時(shí)，不考慮焊縫收縮變形和荷載對柱的壓縮變形；采用設計標高控制安裝時(shí)，每節柱的調整都要以地面第一節柱的柱底標高基準點(diǎn)進(jìn)行柱標高的調整，要預留焊縫收縮量、荷載對柱的壓縮量，這一點(diǎn)應引起監理人員的重視。

    　　3.2、對鋼結構連接節點(diǎn)施工的監控
    　　高層鋼結構節點(diǎn)按連接方式分為焊接連接、高強螺栓連接和混合連接（焊接連接+高強螺栓連接）三種。一般柱與柱連接采用焊接方式，柱與梁連接采用混合連接方式，主梁與次梁連接采用高強螺栓連接。因此，焊接施工的好壞是影響鋼結構節點(diǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵問(wèn)題。以下幾點(diǎn)是監控的重點(diǎn)：
    　　1）焊接工藝評定
    　　由于鋼結構工程中的焊接節點(diǎn)和焊接接頭不可能進(jìn)行現場(chǎng)取樣檢驗，為了保證工程焊接質(zhì)量，必須在結構安裝施工焊接前進(jìn)行焊接工藝評定。因此，開(kāi)展焊接工藝評定工作，就是針對具體工程的焊接工藝設計，對焊接中的可焊性、工藝性和力學(xué)性能等方面進(jìn)行試驗和鑒定，確認實(shí)施的可行性，監理單位在進(jìn)行焊接工藝評定中，應注意鋼結構安裝的以下特點(diǎn)：

    　?。?、高層鋼結構構件多采用高強合金鋼材，母材焊接工藝性能差，工藝要求高，焊接材料選擇嚴格。

    　?。?、結點(diǎn)型式復雜，坡口形式多樣，焊縫強度等級，質(zhì)量等級高，一般均采用半熔透及全熔透焊縫。
    　?。?、高空野外作業(yè)，施工條件差，受天氣（溫度、風(fēng)力）影響大。
    　?。?、焊接量大，收縮量大，焊接收縮變形對安裝精度影響較大。
    　　2）對焊工的考核與培訓

    　　在鋼結構工程施工中，結點(diǎn)的焊接質(zhì)量是至關(guān)重要的，在影響質(zhì)量的“人、機、料、法、環(huán)”五項因素中，人（焊工）是最重要的。作為派駐施工現場(chǎng)的監理人員，應重視對焊工生產(chǎn)操作技能的考試，首先應要求考試人員取得焊工資格證書(shū)，由于有些焊工取得資格證書(shū)后，相當長(cháng)的一段時(shí)間沒(méi)有在工程項目中進(jìn)行上崗實(shí)踐操作，技術(shù)操作水平不穩定，因此崗前考試是十分必要的，在現場(chǎng)考試中，應對工程施工環(huán)境進(jìn)行同條件模擬，以保證考試的可信度。在對焊工實(shí)行上崗前考試的同時(shí)，還應重視平時(shí)對其培訓，如：施焊接頭焊接的順序：柱與柱連接的施焊順序應是由兩名焊工在相對兩面對角位置等溫、等速對稱(chēng)施焊；梁和柱接頭的焊縫，一般應是先焊工字鋼的下翼緣板，再焊工字鋼的上翼緣板，一個(gè)梁的兩個(gè)端頭先焊一個(gè)端頭，等其冷確至常溫后，再焊另一端頭等。

    　　4、結束語(yǔ)

    　　隨著(zhù)我國經(jīng)濟突飛猛進(jìn)地發(fā)展，我國的經(jīng)濟實(shí)力和技術(shù)水平都得到了迅速地提高。鋼結構以其獨特的優(yōu)越憂(yōu)，在建筑業(yè)被越來(lái)越廣泛的重視和應用，在“大力發(fā)展鋼結構”政策的指導下，我國鋼結構發(fā)展的歷史機遇已經(jīng)到來(lái)。作為監理行業(yè)的從業(yè)人員，面對鋼結構建筑的大量涌現，應與時(shí)俱進(jìn)，加強學(xué)習有關(guān)鋼結構工程的專(zhuān)業(yè)知識與管理內容，特別是對鋼結構工程設計方面、駐廠(chǎng)監造方面以及施工安裝監控方面的問(wèn)題引起足夠重視，圓滿(mǎn)地完成國家賦予監理工程師的社會(huì )責任。
    　　參考文獻：
    　　[1]　中國建筑監理協(xié)會(huì )。建設工程監理規范[Ｍ].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.
    　　[2]　中國建筑技術(shù)研究院。高層民用建筑鋼結構技術(shù)規程[Ｍ].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998.
    　　[3]　冶金工業(yè)部建筑研究總院。鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規范[Ｍ].北京：中國計劃出版社，2001.
    碧森尤信?李凱

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