高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的工程監(jiān)理特點分析

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高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展已有一個世紀的歷史，它是鋼鐵工業(yè)發(fā)展的產(chǎn)物。隨著我國經(jīng)濟突飛猛進的快速發(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，我國政府及時調(diào)整政策，建設(shè)部在修訂我國《建筑業(yè)推廣應(yīng)用10項新技術(shù)》中，首次列入了鋼結(jié)構(gòu)新技術(shù)，完成了在建筑業(yè)從“限制使用鋼結(jié)構(gòu)”到“大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)”的政策轉(zhuǎn)變。由于相對美、日等發(fā)達國家，我國高層鋼結(jié)構(gòu)工程起步較晚，工程實例與鋼筋砼結(jié)構(gòu)相比也較少，因此如何開展對此類工程的監(jiān)理工作，成為我國監(jiān)理行業(yè)面臨的新問題。根據(jù)近20年來高層鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國的發(fā)展情況，在對高層鋼結(jié)構(gòu)的工程監(jiān)理中，主要應(yīng)對三個方面的問題引起重視：設(shè)計方面、駐廠監(jiān)造方面和施工現(xiàn)場安裝方面，現(xiàn)分述如下：1、對設(shè)計方面問題的管理措施從全國范圍來看，制約我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展和推廣應(yīng)用的最大問題是設(shè)計力量薄弱。一方面由于絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師習慣和擅長進行鋼筋砼或磚混結(jié)構(gòu)的設(shè)計，對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計不熟悉；另一方面，我國“入世”時間不長，在建筑領(lǐng)域與國際接軌還有一個適應(yīng)過程，在工程項目的設(shè)計管理機制方面，還有不完善的地方，因此在設(shè)計方面主要存在以下的問題：1）隨著我國改革開放的逐步深入，“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(shè)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(jié)構(gòu)不盡合理，甚至是十分不合理。由于有些項目在招標方式上，沒有實行建筑方案買斷的模式，因此，反映在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，在選材方面，就往往是被國外的建筑師牽著鼻子走，有些材料指標十分苛刻，只能選用進口產(chǎn)品，加大了進口材料的數(shù)量，增加了工程建設(shè)成本。2）在設(shè)計說明中，對焊接鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)一項，只注明鋼材型號，如Ｑ345、Ｑ235等，沒有提出質(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?shù)取?）在摩擦型高強螺栓連接的設(shè)計中，一個連接節(jié)點上高強螺栓的規(guī)格與數(shù)量是通過節(jié)點內(nèi)力計算得出的，但有的設(shè)計所選高強螺栓的直徑、數(shù)量與節(jié)點板的截面尺寸不相匹配，在設(shè)計極限荷載作用下，將會出現(xiàn)螺栓還未達到設(shè)計強度而連接扳已變形，喪失承載能力的現(xiàn)象。4）在設(shè)計構(gòu)件長度時，未考察施工現(xiàn)場情況，有的構(gòu)件過長，交通運輸條件無法解決，有的構(gòu)件過重，現(xiàn)場吊裝能力不能滿足等等。5）對鋼結(jié)構(gòu)的防水、隔熱與防腐蝕設(shè)計重視不夠，沒有在設(shè)計文件中明確鋼材除銹等級和涂料及涂層厚度，沒有根據(jù)不同部位構(gòu)件的不同耐火極限采取相應(yīng)的隔熱防護措施等。6）在設(shè)置抗側(cè)力支撐構(gòu)件與梁柱連接時，當節(jié)點板采用螺栓連接時，未考慮螺栓扳手工具的操作空間，給施工帶來困難。針對上述存在的問題，在工程項目建設(shè)管理過程中，建議采取以下措施：（1）在對監(jiān)理工程師（特別是總監(jiān)理工程師）進行繼續(xù)教育培訓中，應(yīng)適當增加鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的基本知識與概念，以滿足鋼結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展對監(jiān)理人員的要求。（2）在條件許可的情況下，監(jiān)理單位應(yīng)盡早介入項目管理工作，在設(shè)計方案的討論中，在滿足性能要求的前提下，應(yīng)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(jiān)理人員在設(shè)計階段就應(yīng)對工程造價進行有效控制。（3）認真學習領(lǐng)會國家《工程建設(shè)標準強制性條文》鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計部分的有關(guān)內(nèi)容，在進行熟悉施工圖紙的工作中，重點檢查這一部分的內(nèi)容。如：對焊接結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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。（4）在檢查鋼構(gòu)件的施工圖紙時，應(yīng)考慮施工現(xiàn)場吊裝機械的吊裝能力與交通條件，對不適合的構(gòu)件尺寸適當調(diào)整，以滿足安裝要求，并為工廠加工構(gòu)件確定準確下料拼裝尺寸。（5）根據(jù)國際慣例，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工詳圖一般多由加工單位負責進行。因為工程設(shè)計單位提供的施工圖紙，設(shè)計深度一般只給出構(gòu)件的軸線尺寸，要達到加工制造的程度，還有大量的深化設(shè)計工作要做，有的復(fù)雜構(gòu)件的加工圖紙達上百張之多，因此加工廠家的深化設(shè)計能力是至關(guān)重要的。監(jiān)理單位應(yīng)注意在對鋼結(jié)構(gòu)加工制造廠家進行招標考察時，要將深化設(shè)計能力作為一條重要標準，加工單位在深化設(shè)計詳圖完成后，要經(jīng)本工程的設(shè)計單位確認后，方可加工制作進行生產(chǎn)。為了加快工程進度，監(jiān)理單位應(yīng)建議加工廠家，在詳圖設(shè)計的同時就定購鋼材，以便詳圖審批完成時，鋼材即可到廠，立即開工生產(chǎn)。有些構(gòu)件的尺寸是非“定尺”規(guī)格，還需提早向鋼材生產(chǎn)廠家訂購，以免影響生產(chǎn)進度。監(jiān)理單位還應(yīng)加大對設(shè)計單位與生產(chǎn)廠家設(shè)計部門之間的協(xié)調(diào)力度，使加工廠家深刻領(lǐng)會設(shè)計單位的意圖，使設(shè)計單位盡快確認加工廠家的圖紙。2、對構(gòu)件生產(chǎn)加工的駐廠監(jiān)造鋼結(jié)構(gòu)工程的工期比鋼筋砼結(jié)構(gòu)工程的工期普遍要短，鋼結(jié)構(gòu)工程有一半以上時間是在工廠車間內(nèi)部進行。近年來，我國從事鋼結(jié)構(gòu)加工制作的廠家如雨后春筍，大量涌現(xiàn)，但真正具有技術(shù)實力，能夠承接大型、復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)工程的廠家很少，這些廠家目前主要集中在我國南方部分省市。由于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在工廠內(nèi)加工制造的質(zhì)量好壞，對鋼結(jié)構(gòu)工程的現(xiàn)場安裝及整體結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定至關(guān)重要，因此派駐合格的監(jiān)理工程師駐廠監(jiān)造鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的生產(chǎn)加工全過程，是監(jiān)理工作必不可少的一個重要內(nèi)容，開展監(jiān)造工作，主要有以下三項內(nèi)容：2.1、選擇優(yōu)秀的生產(chǎn)廠家在對鋼構(gòu)件生產(chǎn)廠家的選擇考察中，主要應(yīng)考核以下幾項內(nèi)容：①企業(yè)資質(zhì)等級；②企業(yè)管理模式；③企業(yè)加工生產(chǎn)能力，包括以下內(nèi)容：ａ、制作加工設(shè)備的先進程度；ｂ、企業(yè)技術(shù)管理人員及技術(shù)工人的情況；ｃ、企業(yè)完成同類型工程加工任務(wù)的業(yè)績情況；ｄ、企業(yè)的深化設(shè)計能力；ｅ、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；④如生產(chǎn)廠家與工程施工現(xiàn)場距離較遠，不在同一地區(qū)，還應(yīng)考慮運輸問題，臨時堆放材料問題等。2.2、制定有效可行的監(jiān)造規(guī)劃對加工監(jiān)造工作而言，監(jiān)造規(guī)劃就相當于工程項目的監(jiān)理規(guī)劃，是具有指導(dǎo)意義的綱領(lǐng)性文件，在監(jiān)造規(guī)劃中，主要應(yīng)有以下幾方面內(nèi)容：①監(jiān)造依據(jù)：招投標文件、加工合同、設(shè)計文件、有關(guān)技術(shù)標準、規(guī)范等。②監(jiān)造范圍和內(nèi)容：應(yīng)包括構(gòu)件的加工制作、工廠預(yù)拼裝、包裝和運輸?shù)热^程。③監(jiān)造目標：對質(zhì)量、進度及造價控制目標進行分解、落實。④監(jiān)造程序方法及措施：應(yīng)包括監(jiān)造程序框圖，監(jiān)造過程中的事前、事中和事后控制。2.3、確定監(jiān)造工作的重點監(jiān)造工作重點主要應(yīng)有以下幾項：①對原材料進廠的檢驗。②對有關(guān)人員的資格審核。③對主要加工設(shè)備的檢查。④對加工工藝保證措施的檢查。⑤對焊接工藝評定進行旁站監(jiān)督。⑥對全熔透一、二級焊接的超聲波無損探傷檢測。⑦對栓釘焊接的檢測。⑧對高強螺栓的檢測。⑨對部分構(gòu)件在工廠預(yù)拼裝的監(jiān)控。3、對施工現(xiàn)場安裝的監(jiān)控鋼結(jié)構(gòu)安裝施工與鋼筋砼結(jié)構(gòu)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(wěn)定性的要求高，對安裝誤差要求極高，監(jiān)理人員應(yīng)了解這類特點，并特別注意以下幾項監(jiān)控重點：3.1、認真審核鋼結(jié)構(gòu)施工方案1）監(jiān)理單位在審核鋼結(jié)構(gòu)施工方案時，首先應(yīng)檢查方案是否包括了以下主要內(nèi)容：ａ、計算鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接件的數(shù)量；ｂ、制定有針對性的測量方案ｃ、選擇合適的吊裝機械；ｄ、確定平面與立面流水程序；ｅ、制定進度計劃；ｆ、確定勞動組織；ｇ、確定質(zhì)量目標；ｈ、制定安全生產(chǎn)措施2）審查吊裝方案是否合理監(jiān)理人員必須清楚，合理的安裝順序原則應(yīng)是保證鋼結(jié)構(gòu)在安裝過程中的整體與局部的穩(wěn)定性，要有足夠的強度和剛度，必要時進行驗算，不足的部位采取加固措施，最大限度的減少結(jié)構(gòu)安裝中的變形值，保證鋼結(jié)構(gòu)的安裝精度。平面安裝順序應(yīng)從結(jié)構(gòu)約束較大的中間區(qū)向四周擴展，把累積誤差分散；立面安裝程序應(yīng)分單元進行，一般每個單元一節(jié)鋼柱（各節(jié)所含層數(shù)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由于高層鋼結(jié)構(gòu)安裝測量工作是鋼結(jié)構(gòu)安裝的中心環(huán)節(jié)，因此，在審查施工方案中，還應(yīng)重點審查測量方案是否合理。與鋼筋砼結(jié)構(gòu)不同，鋼結(jié)構(gòu)安裝前，首先要確定是采用相對標高，還是采用設(shè)計標高。采用相對標高安裝時，不考慮焊縫收縮變形和荷載對柱的壓縮變形；采用設(shè)計標高控制安裝時，每節(jié)柱的調(diào)整都要以地面第一節(jié)柱的柱底標高基準點進行柱標高的調(diào)整，要預(yù)留焊縫收縮量、荷載對柱的壓縮量，這一點應(yīng)引起監(jiān)理人員的重視。3.2、對鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點施工的監(jiān)控高層鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點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(jié)構(gòu)節(jié)點質(zhì)量的關(guān)鍵問題。以下幾點是監(jiān)控的重點：1）焊接工藝評定由于鋼結(jié)構(gòu)工程中的焊接節(jié)點和焊接接頭不可能進行現(xiàn)場取樣檢驗，為了保證工程焊接質(zhì)量，必須在結(jié)構(gòu)安裝施工焊接前進行焊接工藝評定。因此，開展焊接工藝評定工作，就是針對具體工程的焊接工藝設(shè)計，對焊接中的可焊性、工藝性和力學性能等方面進行試驗和鑒定，確認實施的可行性，監(jiān)理單位在進行焊接工藝評定中，應(yīng)注意鋼結(jié)構(gòu)安裝的以下特點：ａ、高層鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)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。ｂ、結(jié)點型式復(fù)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。ｃ、高空野外作業(yè)，施工條件差，受天氣（溫度、風力）影響大。ｄ、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(jié)構(gòu)工程施工中，結(jié)點的焊接質(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(xiàn)場的監(jiān)理人員，應(yīng)重視對焊工生產(chǎn)操作技能的考試，首先應(yīng)要求考試人員取得焊工資格證書，由于有些焊工取得資格證書后，相當長的一段時間沒有在工程項目中進行上崗實踐操作，技術(shù)操作水平不穩(wěn)定，因此崗前考試是十分必要的，在現(xiàn)場考試中，應(yīng)對工程施工環(huán)境進行同條件模擬，以保證考試的可信度。在對焊工實行上崗前考試的同時，還應(yīng)重視平時對其培訓，如：施焊接頭焊接的順序：柱與柱連接的施焊順序應(yīng)是由兩名焊工在相對兩面對角位置等溫、等速對稱施焊；梁和柱接頭的焊縫，一般應(yīng)是先焊工字鋼的下翼緣板，再焊工字鋼的上翼緣板，一個梁的兩個端頭先焊一個端頭，等其冷確至常溫后，再焊另一端頭等。4、結(jié)束語隨著我國經(jīng)濟突飛猛進地發(fā)展，我國的經(jīng)濟實力和技術(shù)水平都得到了迅速地提高。鋼結(jié)構(gòu)以其獨特的優(yōu)越憂，在建筑業(yè)被越來越廣泛的重視和應(yīng)用，在“大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)”政策的指導(dǎo)下，我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的歷史機遇已經(jīng)到來。作為監(jiān)理行業(yè)的從業(yè)人員，面對鋼結(jié)構(gòu)建筑的大量涌現(xiàn)，應(yīng)與時俱進，加強學習有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)工程的專業(yè)知識與管理內(nèi)容，特別是對鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計方面、駐廠監(jiān)造方面以及施工安裝監(jiān)控方面的問題引起足夠重視，圓滿地完成國家賦予監(jiān)理工程師的社會責任。參考文獻：[1]　中國建筑監(jiān)理協(xié)會。建設(shè)工程監(jiān)理規(guī)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(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)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(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[Ｍ].北京：中國計劃出版社，2001.