浙江高速公路驻地建筑-提高项目驻地彩钢房的抗御台风能力qc成果

提高项目驻地彩钢房的抗御台风能力浙江交工路桥建设有限公司徐建国QC小组二一五年三月提高项目驻地彩钢房的抗御台风能力编制人徐建国发布人徐建国指导人金良安一、工程概况温州绕城高速公路西南线工程（仰义至阁巷）第5标段位于温州市瓯海区和瑞安市交界段，由我浙江交工路桥建设有限公司承建，合同价45亿元。工程区位于浙江东南沿海，属亚热带季风气候，主导风向夏季为东南偏东风，冬季以西北风为主，79月台风较为频繁，其风力一般为812级。受影响的台风平均每年4个左右，最多为6个，是浙江省台风影响最频繁的地区。由于温州地区土地使用条件所限，遵照当地国土部门建议，项目部驻地建筑采用彩钢活动板房搭建，单间宽度364M，长度728M，立柱采用双8C型钢，彩钢板厚度5CM。项目部南北向依次设置二层办公楼1幢、宿舍楼2幢，每幢10间，幢净距5米。二、小组简介浙江交工路桥建设有限公司徐建国QC小组实施了本次QC活动，小组活动经验丰富，曾5次获得省部级及以上荣誉，组长徐建国具有行业级QC小组诊断师资格，曾获得“交通行业2012年度质量管理小组活动优秀推进者”称号。成员由项目管理层、质检员和一线施工人员组成。附表21QC小组概况表小组名称浙江交工路桥建设有限公司徐建国QC小组课题名称提高项目驻地彩钢房的抗御台风能力注册日期201445注册号QC201412课题类型现场型目标类型指令性课题注册号ZJJTQC201312活动时间2013年4月2015年2月活动次数13小组培训情况小组成员人均接受QC知识培训32课时说明活动延期序号成员姓名性别文化程度职称组内分工1组长徐建国男本科高级工程师组织策划2副组长陈一新男本科高级工程师策划协调3组员陈叶刚女本科高级工程师质量监控4组员蒋备战男高中技师组织实施5组员管一华男大专工程师实施检查6组员李华军男初中高级工现场实施7组员张付林男高中中级工现场实施制表人陈叶刚审核徐建国制表日期2013年4月5日三、选择课题彩钢活动房是一种以轻钢C型钢、槽钢等异形钢为骨架，以夹芯板为墙板材料，以标准模数系列进行空间组合，构件采用螺栓连接或焊接，是一种全新概念的环保、经济型房屋，可方便快捷地进行组装和拆卸，室内外墙面无需装饰，实现了临时建筑的通用标准化，体现了环保节能、快捷高效的社会理念，可多次周转使用，目前工程建设项目的临时驻地中应用广泛。根据产品说明书，本项目部定制的彩钢活动板房按要求拉缆风绳、压顶等加固后，能抗御最高风力8级，满足不了本地区较大台风频繁的安全要求。本项目部驻地于2013年6月份开始建设，在搭设首幢彩钢房（办公楼）后，遭受“苏力”（等级8级，最大风速18米/秒）台风影响，办公楼严重损坏。公司总部要求本小组认真研究，制订相应对策，采取切实有效的措施，力争驻地彩钢房安全渡过台风期。因此，我小组将“提高项目驻地彩钢活动房的抗御台风能力”作为QC课题，并按指令性目标程序开展活动。四、设定目标众所周知，台风带来的直接灾害主要是狂风骤雨，即强风和强降雨。根据温州市气象局提供的数据，2012年全市共经历5个有较大影响的台风，其中最大风力10级25米/秒，最大降雨量131MM。对于活动彩钢房而言，台风带来的危害主要是强风引起的彩钢房吹损、强降雨带来的水淹，而水淹可通过加高建筑区地坪标高、合理地开沟排水等措施来解决，因此彩钢活动房抗御台风的能力主要体现在防止风吹的能力。根据温州市气象局提供的工程区域2012年统计数据和2013年首个台风的实际情况，公司总部指定本QC课题目标是项目驻地彩钢房抗御台风的能力由8级风提高10级风。目标值设定图见附图41附图41课题目标值设定图制图徐建国制图日期2013年7月18日五、可行性分析1、课题分析小组通过实地调查本工程其他十一个兄弟标段和本标段首幢彩钢房的受损情况，对本地区彩钢房遭受台风吹损的现象进行了统计，见附表51附表51彩钢房吹损情况调查表序号吹损现象频数（处）频率（）累计频率（）1彩钢板飞脱或移位294394392墙体倾斜243648033屋顶漏水6918944屋面掀翻4619555窗户吹落345100合计66100制表人陈叶刚审核徐建国制表日期2013年7月19日根据附表51绘制排列图，见附图51附图51彩钢房吹损情况排列图制图徐建国制图日期2013年7月20日从排列图可以看出“彩钢板飞脱、移位”和“墙体倾斜”这2类问题占总量的803，是彩钢房遭受台风吹损影响的关键问题，是活动的主攻目标。只要突破此2类问题，本次活动就能取得成功。2、课题目标可行性分析根据风力学的相关知识，风速（V）和风压（WP）有以下的关系式（式1）WPV2/1600（式1）则8级风的风压为182/160002（KN/M2）10级风的风压为252/1600039（KN/M2）因此，课题目标可量化为彩钢房承受风压的能力由020KN/M2提高到039KN/M2。根据上海市产品质量监督检验所出具的检验报告，该彩钢板质量符合国家建材行业标准金属面聚苯乙烯夹芯板（JC6891998）的规定，彩钢板的抗弯承载力为05KN/M2，挠度A不大于L/2507MM，（本项目产品跨度L按1740MM计算）。由于05KN/M2039KN/M2，05/0391282（倍）因此，彩钢板的抗弯承载力大于10级风的风压，彩钢板自身能满足课题目标的要求，而与之配套的C形钢允许弯曲应力为210MPA，更是大于039KN/M2，因此，彩钢房的材料均能满足抗御10级风的要求，经过合适的组合和固定，必定能承受10级风的风压，课题目标能实现六、原因分析本小组成员于7月22日在会议室，严格按“头脑风暴会议”流程图的程序实施，对彩钢房遭受台风吹损影响的主要现象“彩钢板飞脱、移位”和“墙体倾斜”进行分析附图61“彩钢板飞脱、移位”、“墙体倾斜”现象关联图制图人徐建国制图日期2013年7月22日七、确定主要原因根据关联图，共找出5个末端因素，并制订了要因确认计划表，对所有末端因素逐一进行调查和论证分析附表71要因确认计划表序号末端因素确认方法确认内容确认标准负责人计划完成时间1人员未进行培训现场验证考核工人操作技能技能考核合格率90陈叶刚7252加固方案不合理调查分析分析计算加固方案是否满足实际受力需要加固平均有效率85陈一新7253节点固定设计不完善测试测量调查分析分析、测算台风作用下彩钢板端在立柱卡口内的固定长度最小固定长度25CM徐建国7247274材料未按规范标准验收测试测量1桁架规格和尺寸；2彩钢板尺寸；3立柱规格和尺寸现场抽查6处，合格率90蒋备战7255垂直度控制检测标准有误调查分析查看验收报告中垂直度检查情况垂直度H/500，且15MM管一华725制表人徐建国制表日期2013年7月22日（一）要因确认一末端因素人员未进行培训确认标准技能考核合格率90确认人陈叶刚确认时间2013725本项目部彩钢房由公司总部通过招标方式确定专业厂家定制、安装和维护，经核查，现场由该厂家专业人员安装。陈叶刚带领其他成员在通过理论考试和现场实际操作能力考核的方法，对施工参与人员操作技能进行考核。经考核统计，安装人员技能考核合格率95690，说明已经过正规培训，熟练掌握了施工技能。确认结论“人员未培训”是非要因。（二）要因确认二末端因素加固方案不合理确认标准加固平均有效率85确认人陈一新确认时间2013725此次遭受台风损坏的彩钢房是厂家搭设的第一幢房屋，事前项目部委托厂家安装人员进行加固。鉴于本项目部对此次台风的重视，厂家人员严格按方案进行加固。经调查，根据厂家提供的设计方案，加固的8MM钢丝绳上端在立柱离地高度507M处固定，下端地锚离墙边35M，计算仰角为55389，每间距2间（728M）加固一道钢丝绳。分别对钢丝绳和立柱受力情况进行分析1、钢丝绳方面根据力学知识，斜向的钢丝绳拉力F分解为水平和垂直方向二个分力，分别为F1、F2F1COS55389F0568FF2SIN55389F0823F即此钢丝绳拉力的0568倍用于立柱抵抗台风的横向推力，拉力的0823倍用于抵抗屋盖向上的托力。每幢彩钢房前后侧均采用斜向钢丝绳加固，每道钢丝绳既对水平推力起加固作用，又抵抗垂直方向的托力，因此，单幢彩钢房的加固平均有效率为（05680823）/2696852、立柱方面受现场场地通行条件限制，钢丝绳加固间距为728M，728/1824（间），钢丝绳加固立柱A和立柱E，中间的立柱B、C、D未加固。由于各立柱上钢丝绳加固处无横向直接的刚性联结，而立柱间柔性的彩钢板不能传力，因此，钢丝绳加固范围内的5根立柱，只有A、E才有效，其余3根基本无效，成为台风水平推力的薄弱环节，容易受台风影响而倾斜，甚至倒塌。计算加固有效率，2/54085因此，钢丝绳和立柱方面的加固有效率分别为696和40，均小于90。确认结论“加固方案不合理”是要因（三）要因确认三末端因素节点固定设计不完善确认标准最小固定长度25CM确认人徐建国确认时间20137242013727该彩钢房立柱采用双8C型钢，高度8CM，厚度5CM的彩钢板直接插在其槽口内，设计C型钢依靠二短边卡口纵向限位、固定彩钢板，因此，设计卡口的主要作用是限制彩钢板纵向移动，而彩钢板在卡口内则容易横向滑动。彩钢板长度180CM，立柱C型钢间距182CM，卡口固定彩钢板的长度每端均为3CM，则彩钢板平均每端离型钢内侧面各有1CM的安装空隙。金属面聚苯乙烯夹芯板（JC6891998）规定彩钢板长度允许偏差5MM，经实际测量，厂家生产的彩钢板长度往往采用负公差，即缩短05CM，导致板端的某侧安装空隙实际最大可达到10515CM，卡口内板端最小固定长度为25CM。由于台风吹击彩钢房的方向和着力点均未固定，其中有部分斜向吹向彩钢板，除大多数正面推向彩钢板外，其余的横向推力挟带其横向移动，直到彩钢板一端顶着型钢内侧面，此状态下，另一端的空隙为15125CM，卡口内固定彩钢板的长度分别为4CM和15CM，见图10。其中较小值端固定效率大大降低，导致此彩钢板极易飞脱。附图71斜力作用下彩钢板单端靠边的示意图制图人徐建国制图日期2013年7月26日根据以上分析、计算，卡口固定板端的最小长度只有15CM25CM。确认结论“节点固定设计不完善”是要因（四）要因确认四末端因素材料未按规范标准验收确认标准现场抽查6处，合格率90确认人蒋备战确认时间2013725小组对现场的材料按要求进行抽查，结果如下1桁架角铁50MM、加工高度45010MM；2彩钢板长度18005MM；3立柱C型钢厚度2MM，断面长度802MM、卡口长度152MM、宽度405MM，共6处，计算合格率均为10090。确认结论“材料未按规范标准验收”非要因。（五）要因确认五末端因素垂直度检测控制标准有误确认标准垂直度H/500，且15MM确认人管一华确认时间2013725查看验收报告中垂直度检查、验收记录。根据检测结论，验收时，共检查立柱8处，实测值均小于合格标准H/5005070/50010MM。确认结论“垂直度检测控制标准有误”非要因。通过以上测试、验证和调查分析，造成“彩钢板飞脱、移位”、“墙体倾斜”的要因是“加固方案不合理”和“节点固定设计不完善”。八、制定对策1、对策方案（1）对于“加固方案不合理”的要因调整后加固方案是将原方案中的斜向钢丝绳加固，分解为水平的刚性支撑和竖向的钢丝绳固定；选择建筑钢管作为刚性支撑，支点在每幢彩钢房的横向型钢上，型钢与各个立柱联结，进而将每幢房屋连成整体，提高其整体承载力、刚度和稳度；第一幢办公楼南侧和第三幢北侧等无支撑点的侧面，采用钢丝绳上端固定在型钢上，下端固定于地锚。新加固方案流程如附图81附图81调整后加固方案流程图制图人徐建国制图日期2013年7月28日（2）对于“节点固定设计不完善”的要因对策方案是完善节点固定方法，通过螺栓将彩钢板固定于限位槽内。首先，调整彩钢板在卡口内的位置，使每侧板端距离型钢内壁1CM，（板长小于设计长度05CM时，距离15CM）；其次在立柱内侧面每端横向离边15CM处各打设2枚430MM的自攻螺栓，中心距离卡口端15CM，将彩钢板固定在立柱上。2、根据以上指导思路，制定相应对策措施表附表81对策措施表序号要因对策目标措施地点执行时间执行人检查人1加固方案不合理调整加固方案加固平均效率851安装竖向钢丝绳；2安装横向型钢；3安装水平钢管支撑；4安装外侧斜向钢丝绳彩钢房搭设现场20137302013830蒋备战徐建国2节点固定完善节最小固1调整板端间隙；2彩钢房201373管一华陈叶刚安装横向型钢安装水平钢管支撑安装外侧斜向钢丝绳安装竖向钢丝绳设计不完善点固定方法定长度25CM打设自攻螺栓搭设现场0830制表人徐建国制表日期2013年7月28日九、对策实施实施一调整加固方案1、安装竖向钢丝绳在屋盖上设置钢管网格压顶，钢丝绳固定于钢管后，再与墙边的地锚连接、拉紧。2、安装横向型钢张付林带领工人在离地5M处，安装一条横向的14型钢，与每根立柱电焊或螺栓固定，见图16。通过型钢的联结，每根立柱和墙面形成整体，形状如箍。3、安装水平钢管支撑在与立柱交界的型钢上，焊接长度50CM的钢管，作为水平支撑的支点。在每两幢楼的横向型钢之间安装水平支撑钢管，间距728M。4、安装外侧斜向钢丝绳在型钢与立柱连接处安装斜向钢丝绳，间距按现场条件而定，最大不超过728M；下端与地锚固定，形成一个水平钢管支撑与钢丝绳组合的稳固体系。效果确认1、立柱加固效率通过增设刚度较大的横向型钢，使整幢彩钢房的每根立柱组合形成一个刚度强大的刚性结构，其整体承载力、刚度和稳度大幅度提高，斜向钢丝绳对每根立柱均起加固作用。按上文思路，计算加固平均效率为5/510085满足对策目标要求。2、钢丝绳加固效率中间的B楼通过底部的钢筋砼基础和上部的水平钢管支撑，与A、C楼形成一个整体刚性结构，省略了A楼和C楼的单侧、B楼的双侧钢丝绳（共4侧），加固效率得以提高。与原方案相比，3幢彩钢房6侧斜向钢丝绳精简成2侧，加固平均效率为（6961001002100696）/689985实施结论根据上述计算，立柱和钢丝绳加固效率分别为100和899，均大于85的对策目标要求，因此此对策目标实现。实施二完善节点固定方法1、调整板端间隙彩钢板插入立柱槽内，从立柱上断面观测彩钢板位置，调整板端离型钢内壁1CM15CM；2、打设自攻螺栓在立柱内侧（内墙面）每端打设2枚430MM自攻螺栓，固定彩钢板。效果确认经现场测验，增设螺栓的彩钢板严密地固定于立柱内，未产生因受力而发生横移现象，卡口固定板端长度始终保持不变，最小为25CM。实施结论采取上述措施后，彩钢板在立柱卡口内最小固定长度为25CM，符合对策目标25CM的要求，因此此对策目标实现。十、效果检查1、目标检查项目部驻地建设完毕，先后经历了4次810级台风，除10级台风“天兔”肆虐期间，首先受风面的C楼有晃动外，彩钢房毫无损毁现象。附表1012013年部分影响温州的台风数据统计表台风编号1312131513191323中文名称潭美康妮天兔菲特影响最大风力9级23米/秒8级18米/秒10级25米/秒9级23米/秒影响日期8月21日8月30日9月21日10月7日制表人陈叶刚审核徐建国制表日期2013年12月2日（数据来自温州气象局）附图101、102驻地彩钢房经历台风后的对比照片相比于QC小组活动前，彩钢房不能承受8级台风影响；活动后，经受了10级台风的考验，说明项目驻地彩钢活动房抗御台风的能力已提高到10级风，小组课题目标完成附图103QC活动效果对比图制图人徐建国制图时间2013年12月26日2、效益检查目标达到了活动前（8级台风后）活动后（10级台风后）活动前（级台风后）（1）经济效益通过QC小组的活动，项目驻地彩钢房抗风能力提高，将台风影响产生的损失降低到最小限度。按彩钢房（投影面积）厂家保修费用75元/M2、型钢和钢管（包括人工费，扣除残值）每吨均为3500元，计算变化的相关费用附表102彩钢房QC活动后费用变化统计表减少费用增加费用彩钢房保修费用型钢加固费用钢管支撑费用364728210375119246（元）（3641027282）31453/1000350013328（元）（5122）6240/100035001243（元）费用变化量119246（133281243）104675（元）制表人陈叶刚审核徐建国制表日期2013年12月28日根据财务部门计算、确认，本次活动后，共节约费用104675元。（2）无形效益项目部驻地安然渡过台风期，工程施工未受影响，小组圆满完成了公司总部下达的目标，受到多方一致好评，建设和监理单位为本次活动出具了效果证明。十一、制定巩固措施1、在活动以后的巩固期