古建筑重檐戗根节点施工创新 49页

课题介绍 大悲阁工程位于苏州市千灯镇延福寺内，属于宋代风格建造。其坐西向东，占地面积约 300m2 ，建筑面积约 520m2 ，台基采用青石莲花瓣须弥座高 1.05m ，上部为纯木结构，屋面采用重檐歇山顶。 大悲阁总高度达 20.39m ，面宽三间，进深三间，为正方形布置，通面宽和通进深均为 13.3m ，台基长宽均为 17.4m ，为二层三檐歇山顶。 工程概况 课题介绍 工程概况 课题介绍 中国古建筑是中国灿烂的古代文化遗产，与西方古建筑相比，中国古建筑在材料的选择上偏爱木材，并以木构架结构为主，通常由立柱、横梁及顺檩等主要构件组成，各构件之间的节点用榫卯相结合，构成了富有弹性的框架。 榫卯结构是木结构中通常在相连接的两构件上采用一种凹凸处理的接合方式，凸出部分叫榫，即榫头；凹进部分叫卯，即卯眼 。 背景技术 课题介绍 中国古建筑的屋顶样式多样，分别代表着一定的等级，如庑殿顶、歇山顶等，此类屋顶都具有一个重要的结构特征 —— 重檐。 中国古建筑由于年代久远，很多都已破损，为保护文化遗产，现代人会对其进行修缮或新建成现代古建筑。对于木结构体系古建筑重要特征的重檐屋顶，在经历日积月累的外力作用后，其主要破损部位发生于重檐根部，即戗根，即老戗与柱子连接处的榫卯结构。该处榫卯连接结构多采用榫头不外露的半榫形式，事实证明此种榫卯连接并不牢固，在受到例如地震或大风等高强度水平荷载或上部堆积的高强度垂直荷载时 ，榫头与卯眼之间易发生破损、松动脱落之类的脱榫现象，榫卯节点易破坏，抗震能力差。 背景技术 QC 小组简介 小组名称 千灯延福寺大悲阁工程 QC 小组 课题类型 创新型 成立时间 2009 年 2 月 2 日 注册时间 2009 年 2 月 2 日 注册编号 ssja-001-2009 活动时间 2009 年 2 月～ 2009 年 5 月 活动频率 平均每周一次 序号 姓名 性别 年龄 文化 程度 职务 职称 组内分工 QC 时间（ h ） 1 男 41 本科 总工程师 高级工程师 技术指导 45 2 男 56 大专 项目经理 工程师 总指挥 45 3 男 29 本科 项目副经理 工程师 组长（统筹组织） 60 4 男 30 本科 项目工程师 工程师 副组长（对策实施） 60 5 男 41 大专 项目施工员 工程师 组员（对策实施） 60 6 男 29 大专 项目测量员 测量工程师 组员（对策实施） 60 7 男 48 大专 项目质量员 质检工程师 组员（质量监督） 60 题目选择 1 、 业主要求 ：采取措施，解决重檐戗根开裂的问题，为后人留下一笔优秀的文化遗产。 2 、设计院认为中国传统的东西是经过历史考验的，不影响结构安全，坚持已有设计。 业主希望 ：施工方能提出既能解决问题，又能满足结构设计安全要求的新方案。 3 、 传统与现状 ：中国传统木作工艺是有施工规则的，现代的古建筑施工都基本以 《 营造法式 》 （宋）和 《 工程做法则例 》 （清）为依据。事实上传统做法多数都产生了重檐戗根根部的开裂问题。 4 、 外部借鉴 ：从相关资料中查阅，目前国内外没有这方面的相关施工经验，所以没有现成的理论或经验可以借鉴。 5 、 创新要求 ：以提高结构可靠性，保证建筑成本（建造成本和维护成本）不变或降低。 QC 小组课题： 古建筑重檐戗根节点施工创新 设定目标 提高结构可靠性，解决重檐戗根根部开裂问题。 质量 保证建筑成本（建造成本和维护成本）降低。 成本 结构安全满足结构设计规范要求及设计院设计的安全等级，进一步提高结构可靠性。 根据我公司对古建筑重檐戗根部位修缮的经验，每个戗根处需花费维修费用约 1500 元（包括对榫卯节点开裂、脱榫等安全隐患修缮及相关的结构、屋面等修缮，且施工困难，效果一般。），如果采取新的施工方法，增加的费用不能高于 1500 元。 目标可行性论证 1 、 业主方面： 希望有效保证工程质量，减少建筑整体成本，因此可以放宽对工程进度的要求，从而为本 QC 小组活动提供了充分的时间保证。 2 、 设计院方面： 虽然设计院坚持采用已设计方式，但也希望能由施工方提供好的方法，一方面可以大大降低创新给他们带来的高风险，另一方面他们也可以从中得到好的经验。因此，设计院的总设计师及本工程设计负责人对此项事宜给与了精心的技术理论指导。 。 3 、 本 QC 小组人员： 均为公司的技术骨干，特别是项目副经理、项目工程师，为毕业多年的年轻大学生，理论功底扎实，思维活跃，勇于创新。 目标一定能实现 ！ 提出方案 根据工程实际情况，我们采用头脑风暴法对重檐戗根节点施工可能的几种方式、方法进行了讨论，归纳提出以下三种方案： 方案 1 传统木作工艺，榫卯连接，榫头采用半榫 （即已设计方案） 方案 2 方案 3 拉索法施工 透榫法施工 提出方案 作为古建筑重要特征的重檐屋顶，在经历日积月累的外力作用后，其主要破损部位发生于戗根，即老戗与柱子连接处的榫卯结构，该处榫卯连接结构多采用榫头不外露的半榫形式，榫卯连接不牢固，在受到例如地震或大风等高强度水平荷载及上部堆积的高强度垂直荷载时，榫头与卯眼之间易发生破损、松动脱落之类的脱榫现象，表现出开裂的现象。榫卯节点易破坏，抗震能力低。 方案 1 传统木作工艺，榫卯连接，榫头采用半榫（已设计方案） 提出方案 此种方法是在老戗与嫩戗交界处和老戗连接的柱子设置拉索，提高老戗的承载力。然而此种方法虽然解决了垂直承载力不足的问题，但高强度水平荷载造成的榫头与卯眼之间的脱榫问题依然存在，不能全面解决问题。 方案 2 拉索法施工 提出方案 此种方法是将与老戗连接的竖直的柱子开有贯穿的卯眼，老戗的一端设有与卯眼相配合的榫头，老戗通过穿过卯眼的榫头与柱子固定连接，即半榫改透榫施工。此法增大了榫头与卯眼的作用力面积，老戗中的榫头部分不易破损断裂，增强了榫卯的节点强度。但古建筑的使用年限不同于现代建筑，往往要经历上百年的历史，且木材不同于砼，长时间的收缩或膨胀变形也易造成榫头与卯眼之间易发生破坏。 方案 3 透榫法施工 提出方案 我小组全体成员，经过对上述三个方案的综合分析，我们试想一方面是否能依旧运用传统古建施工技法，一方面是否能结合现代工艺，传统与现代相结合的新方法。我们于是我们提出了一个新方案： 提出方案 重檐中连接老戗与柱子的榫卯结构，包括老戗和竖直的柱子，柱子上开设贯穿的卯眼，老戗的一端设有与卯眼相配合的榫头，老戗通过穿过卯眼的榫头与柱子固定连接，榫头穿过卯眼部分的上、下表面与柱子之间分别设有上部 L 形钢板和下部 L 形钢板。 榫头穿过卯眼的部分与柱子之间通过上、下 L 形钢板连为一体，从而将穿出卯眼的榫头锁死在卯眼出口端，增强了榫卯结构的抗拉承载力，提高了抗震能力。 榫头与卯眼之间的配合面为大进小出的“凸”字型变截面，在保证柱子与老戗强度的同时，增大了榫头与卯眼的作用力面积，老戗中的榫头部分不易破损断裂，增强了榫卯的节点强度。 上部 L 形钢板中的竖直侧板与柱子之间通过对拉螺栓连为一体结构，下部 L 形钢板中的竖直侧板通过钢钉固定在柱子上，上、下部 L 形钢板中与榫头相贴合的两个侧板之间通过对拉螺栓与所述榫头连为一体结构。 上述技术方案中，榫头与上、下部 L 形钢板连为一体结构，上、下部 L 形钢板又均与柱子连为一体结构，整体结构连为一体，牢固可靠，且采用对拉螺栓固接的方式比螺钉等其他固定方式更不易滑脱，抗震能力更强 。 方案选择 确定比较要素 工艺的比较，一般包括其技术可靠性、施工可行性、经济适用性及生态环保性等方面，由于本工程中的戗根节点施工并不破坏周边生态环境，因此我们确定对提出的四种方案的技术可靠性、施工可行性、经济适用性进行综合比较。 从工程技术角度，技术可靠性包括了安全性、适用性及耐久性，施工可靠性包括了施工可操作性及施工安全，经济适用性包括了建造成本及使用成本 。 主要因素 基本要素 要求 技术可靠性 安全性 正常施工和正常使用的条件下，结构应能承受可能出现的各种荷载作用而不发生破坏；在偶然事件发生后，结构仍能保持必要的整体稳定性。 适用性 正常使用时，结构应具有良好的工作性能。 耐久性 正常维护的条件下，结构应能在预的使用年限内满足各项功能要求 施工可行性 施工可操作性 便于施工或者采取一定的措施可以施工 施工安全 不会对操作人员产生安全隐患或造成伤害 经济适用性 建造成本 尽可能降低建造成本 使用成本 尽可能减少维修费用 方案选择 选择方法 工艺的比较确定，是以价值最优者而确定，因此，价值工程是比较好的确定方法。它是通过有组织的创造性工作，寻求用最低的寿命周期成本，可靠的实现所需功能，以获得最佳的综合效益。因此我们确定对提出的四种方案进行价值工程分析比较，以确定最优方案，即 V （ V 代表价值）最大。 对于 V ， V=F/C ，本活动中， F 表示技术可靠性与施工可行性的综合， C 表示经济适用性，即寿命周期成本（建造阶段的成本与使用阶段的成本总和）。为方便的进行数据化比较，我们对 F 和 C 分别采用了矩阵法进行打分评价 。 方案选择 评价 基本要素 优秀 良好 一般 安全性 3 2 1 适用性 3 2 1 耐久性 2 2 1 评价 基本要素 可行 基本 可行 不可行 施工可操作性 3 2 0 施工安全 3 2 0 选择方法 技术可靠性 评价 基本要素 较高 一般 较低 建造成本 3 2 1 使用成本 3 2 1 施工可行性 经济适用性 方案选择 各方案比较 方案 对比内容 施工技艺 技术可靠性 施工可行性 经济适用性 一 传统 木作工艺 传统做法，日积月累的外力作用后易发生脱榫现象。 成熟的施工技法。 榫卯节点相对简单，固定投入相对较小。但后期建筑维护中对日积月累产生的脱榫现象的修缮，每个戗根处需花费维修费用约 1500 元，且施工困难，效果一般。 二 拉索法 施工 传统做法的改良，不能解决高强度水平荷载造成的脱榫问题 绳索施工简单，但拉力确定较难，操作不精确。 一方面增加了拉索成本，一方面类似传统木作工艺产生的问题带来了相近的维护费用。 三 透榫法 施工 传统做法的改良，未考虑木材本身性能，木材长时间的收缩或膨胀变形也易造成榫头与卯眼之间易发生破坏。 类似于传统木作工艺，施工技法成熟。 技法依旧与传统木作工艺类似，因此后期维护费用较高。 四 钢木结合法施工 不改变传统的榫卯连接方式，且运用了增加接触面以至加强节点强度，并运用钢构件固定，整体效果显著。 结合了传统的木作工艺， L 形钢板及对拉螺栓加工方便。 固定投入方面，每个戗根部位需增加钢板及对拉螺栓，老戗的长度相对加长。每个戗根增加费用较小，约 150 元，含增加材料费（钢板、木材及对拉螺栓）和人工费，但解决了戗根脱榫等现象，该部位基本不产生后期的维护费用。 方案选择 各方案价值计算 方案一 传统木作工艺 基本要素 得分 主要因素 得分 价值评分 安全性 1 技术可靠性 4 V=F/C= （ 4+6 ） /4=2.5 适用性 2 耐久性 1 施工可操作性 3 施工可行性 6 施工安全 3 建造成本 1 经济适用性 4 使用成本 3 方案选择 各方案价值计算 方案二 拉索法施工 基本要素 得分 主要因素 得分 价值评分 安全性 2 技术可靠性 6 V=F/C= （ 6+5 ） /5=2.2 适用性 3 耐久性 1 施工可操作性 2 施工可行性 5 施工安全 3 建造成本 2 经济适用性 5 使用成本 3 方案选择 各方案价值计算 方案三 透榫法施工 基本要素 得分 主要因素 得分 价值评分 安全性 2 技术可靠性 5 V=F/C= （ 5+6 ） /4=2.75 适用性 2 耐久性 1 施工可操作性 3 施工可行性 6 施工安全 3 建造成本 1 经济适用性 4 使用成本 3 方案选择 各方案价值计算 方案四 钢木结合法施工 基本要素 得分 主要因素 得分 价值评分 安全性 3 技术可靠性 9 V=F/C= （ 9+5 ） /4=3.5 适用性 3 耐久性 3 施工可操作性 2 施工可行性 5 施工安全 3 建造成本 3 经济适用性 4 使用成本 1 方案选择 确定最佳方案 方案一 传统木作工艺 方案二 拉索法施工 方案三 透榫法施工 方案四 钢木结合法施工 2.5 2.2 2.75 3.5 方案确定： 以钢木结合法施工思路为本工程 重檐戗根节点施工修改的方案 新方案施工流程 假象问题及原因预测 对木材未进行适当的处理，其特性影响了结果的可靠性。 榫头与卯眼加工尺寸偏差较多，造成拼组时过松或过紧，影响拼组质量。 钢板及对拉螺栓的设计与制作不符合设计要求。 汇榫和榫卯拼装校验及固定不规范。 小组成员收集了大量的技术资料，结合传统木作工艺与钢结构工艺的特点，经分析研究，将可能出现的问题归纳如下： 确定对策 序号 要求 对策 目标 措施 地点 时间 负责人 1 对木材进行适当的处理，保持其特性的稳定性。 控制木材含水量，对榫头及卯眼进行防腐处理。 确保木材的含水率符合苏州地区平衡含水率 16% 甚至更低的标准。防治木材腐朽和虫蛀。 1 、对木材进行含水量检测并妥善保存。 2 、采用防腐剂进行涂刷防腐处理。 施工 现场 2009 年 2 月 23 日～ 2009 年 3 月 31 日 2 榫头与卯眼加工尺寸及质量符合设计要求。 现场加工时全过程控制，全数检验。 使加工后的构件允许偏差复合 《CJJ70-96- 古建筑修建工程质量检验评定标准（南方地区） 》 ，便于安装。 1 、对操作人员进行技术交底。 2 、选择适宜的机械设备。 3 、全数检验构件质量。 施工 现场 2009 年 3 月 9 日～ 2009 年 3 月 23 日 3 确保钢板及对拉螺栓的制作符合要求。 根据戗根具体情况设计制作，成品构件全数检验。 钢板截面的误差控制在 5mm 以内，螺栓的长度误差控制在 5mm 以内，螺栓开孔位置误差控制在 2mm 以内。 1 、对操作人员进行技术交底。 2 、严格控制关键工艺。 3 、全数检验构件质量。 施工 现场 2008 年 3 月 9 日～ 2009 年 3 月 23 日 4 汇榫和榫卯拼装校验及固定规范施工。 木作技法与钢构规范的双重规范施工。 使老戗与柱连为一体，提高整体性，加强抗震能力。 1 、对操作人员进行技术交底。 2 、控制好汇榫、吊直拨正，钢板加固等施工过程。 施工 现场 2009 年 4 月 1 日～ 2009 年 4 月 28 日 对策实施 控制木材含水量，对榫头及卯眼进行防腐处理。 实施一 木材的质量问题主要是腐朽，虫蛀和含水率不当。如果是当年采伐原木，当年加工，可避免虫蛀和腐朽蔓延，但含水率过高。存放 2 ～ 3 年的原木含水率有所降低，但难免虫蛀和腐朽的发生。为解决矛盾，我们从工程开始就安排专人去浙江采购木材，木材的存放期限均为 2.5 年左右，并要求木材供应商提供的原木从采伐后就进行了防腐浆膏封堵端头处理。因为原木端头是木腐菌最容易侵入的部位，孢子着生后迅速向内部蔓延，经过一个夏天，严重时腐朽可深入木材内 1m ，用防腐浆膏封堵端头，不仅可以防止木腐菌的侵入和蔓延，而且能够减缓原木端头的开裂。 木材进场后，我们未马上进行含水率检验，而是采取了通风措施，因为浙江的天气环境和苏州的天气环境还是有所区别的。我们用钢管及石棉瓦搭设了带有屋面，四周通风的堆放棚，棚内用水泥墩做垛基将木材垫高，高度距地面 50cm ，垛与垛之间留有一定空间，使其保持合理通风，垛周挖好排水沟，防止积水。 实施一 实施一 对策实施 控制木材含水量，对榫头及卯眼进行防腐处理。 实施一 榫头及卯眼加工成型后，我们选择了几种古建筑常用的水溶性复合防腐剂进行了对比，具体如下： 实施一 实施一 名称 性能 CCA CCA 是一种固定型防腐剂，处理木材呈蓝绿色。 CCA 在木材的微酸性环境中生成不溶于水的沉淀，一般都用于机械化作业处理。现场手工处理影响透入度，很难达到要求的吸药量。 BBP BBP 处理可保持木材本色，而且可以反复处理至达到所需吸药量 等水溶性防腐剂 , 因成本低 , 具一定的防蚁效果 , 宜在室内使用。 ACQ ACQ 是当前正在积极推广使用的防腐剂，其特点是处理后木材呈蓝色，用于非暴露的木构件是可行的。 通过性能对比， BBP 是可行的，尽管宜在室内使用，但榫头及卯眼拼装后基本处于非暴露状态，榫头端部也处于室内状态。因此我们采用了涂刷法，用板刷，反复多次将 BBP 涂刷在榫头及卯眼内。 对策实施 效果检查 实施一 防腐使用前，我们对木材进行了含水率的检验，分别为 13.28% 和 13.09% ，达到了目标要求，合格的含水率也达到了 BBP 施工的条件。 传统的古建筑很少进行防腐处理，我们为确保木材本身物理性能的稳定性，用现代工艺进行了防腐施工，效果较好，得到了监理完全认可。 对策实施 榫头与卯眼尺寸及质量现场加工时全过程控制，全数检验 。 实施二 首先，我们召集操作人员开技术交底会，发放变截面榫卯设计图，详细说明了 质量要求。根据技术交底内容，由项目工程师结合方案设计时制作的榫卯小样进行讲解，做到理论与实际相结合。 对策实施 榫头与卯眼尺寸及质量现场加工时全过程控制，全数检验 。 实施二 由于传统的木作工具难以确保榫卯加工的精度要求，我们采用了现代的机械设备，主要有圆锯机、榫槽机、带锯机、平刨床、电锯、电刨等，这些工具精度高，而且省时省力。同时，由于设备较多，在使用前制订了设备操作规程，并由项目施工员进行现场示范性操作。 木作制作第一道工序就是大木画线，首先我们在已初步加工好的老戗及与老戗连接的柱的木料上画线，确定榫卯位置及大小，用墨线标出来。然后根据明确的各重檐的具体位置，确定它榫卯的方向和形状。画线完毕后我们对老戗及与其连接的柱进行了一一对应编号，既方便了安时对号入位，也防止了漏掉或重复制作。 在制作榫卯时，我们严格控制松紧适度，既不过于松懈而失去节点的结构功能，也不太紧而给安装带来困难。在画线时，我们对应的榫和卯眼宽窄一致，在制作时，凿眼齐线，作榫当线或留线，使榫卯插入时左右有 1 ～ 2mm 的缝隙。 施工时，我们严格将卯眼内壁铲凿平整，不留有鸡心，并控制榫子锯解表面平整度，发现走锯出现凹凸不平现象时，进行返工将凹凸部分用刨子刮去，从而保证了安装顺利为了便于老戗的安装，我们在卯眼竖直方向的上部留出了涨眼，高度为卯眼高的 1/10 。 “大木不离中”是古建木作制作的原则之一，我们在施工中也严格遵守，在榫卯制作过程中尺寸都以中线为准进行制作。制作完成后还特别将制作过程中去掉的中线按原恢复画在榫卯构件上，方便了安装。 为了确保制作质量，工人施工时，项目部还安排项目质量员吴春荣进行了旁站监督，并逐一检查榫卯尺寸，表面平整度，并要求全部符合规定，允许误差 2mm 。 对策实施 效果检查 实施二 我们和监理对全部加工的重檐戗根部位榫卯构件进行了检验，所有构件表面平整，无锯痕、凹凸等现象；尺寸误差，榫卯制作质量全部符合规范及设计要求。 编号 部位 允许误差 mm 实际误差 mm 验收结论 1 一檐东南角 2 1 符合规范要求 2 一檐东北角 2 2 符合规范要求 3 一檐西南角 2 1 符合规范要求 4 一檐西北角 2 1.5 符合规范要求 5 二檐东南角 2 1.5 符合规范要求 6 二檐东北角 2 1 符合规范要求 7 二檐西南角 2 1 符合规范要求 8 二檐西北角 2 1.5 符合规范要求 9 三檐东南角 2 1.5 符合规范要求 10 三檐东北角 2 2 符合规范要求 11 三檐西南角 2 1 符合规范要求 12 三檐西北角 2 2 符合规范要求 对策实施 根据戗根具体情况合理设计、加工钢构件，成品构件全数检验 。 实施三 虽然有设计图纸，但为防止榫卯制作偏差对拼装后形成的夹角造成影响，我们对大悲阁的所有重檐与柱的夹角进行了实际测量，由于榫卯制作质量的保证，实际测量结果与设计一致，均为 28° （由于大悲阁成对称的四方形结果，所有设计夹角一样，均为 28° ）。 对策实施 根据戗根具体情况合理设计、加工钢构件，成品构件全数检验 。 实施三 在设计时，我们根据钢结构规范及工程实际，通过计算，确定了钢板采用 12 厚 Q235 钢板制作加工，螺栓采用 Ф16 一级钢筋加工，孔径为 18mm ，并对加工尺寸允许误差进行了设计规定。 序号 项目 允许误差 1 钢板截面 5mm 2 螺栓长度 5mm 3 螺栓孔边距 不小于 3d （ d 为螺栓孔直径） 4 螺栓孔中距 不小于 3.5d （ d 为螺栓孔直径） 5 开孔位置 2mm 对策实施 根据戗根具体情况合理设计、加工钢构件，成品构件全数检验 。 实施三 施工前，我们分析了钢构件加工的关键工艺在于非 90°L 型钢构件的焊接和制孔，因此针对关键工艺我们制定了详细的施工措施。 焊接施工 - 确定施工流程 对策实施 根据戗根具体情况合理设计、加工钢构件，成品构件全数检验 。 实施三 焊接施工 - 严格焊接过程 焊工都持证上岗。施工前，对焊工由项目工程师进行技术交底，要求：坡口满足设计 28° 要求，焊接坡口采用贴胶带进行保护，焊接坡口内不得存在铁锈、水分、油漆等杂质，对接面的不平面度不大于 2mm ，坡口的不直线度不大于 2mm ，焊条必须合格。 项目部安排专职质量员到加工车间进行全程跟踪检验，所有焊接过程均符合技术交底要求，并通过了监理的过程验收。 每一焊道焊完后，将焊渣及飞溅、焊瘤清除干净。通过自检，对发现发现缺陷的成品构件用砂轮打磨清除干净，并返修好后再开始下一构件焊接。 所有 L 型构件焊缝焊后冷却至室温后，按 GB50205-2001 的要求进行验收，外观和焊缝质量均符合 GB50205-2001 的规定。 对策实施 根据戗根具体情况合理设计、加工钢构件，成品构件全数检验 。 实施三 制孔施工 首先，我们采用 10mmQ345 钢板做钻模板的钢板，模板上的孔采用较高精度的设备加工。由于模板反复使用，模板的孔会被扩大和精度下降，所以使用数次后对模板进行检查，如超出要求停止使用进行更换。 为确保精度，我们对钢板钻孔采用逐对钻孔。钻孔前将钢板固定（并标上编号，防止弄错），在构件上划出孔的中心和直径，在孔的圆周上（ 90° ）打四只冲眼，作钻孔后检查用。 对策实施 效果检查 实施三 我们和监理对全部加工的非 90°L 型钢构件进行了检验，所有的螺栓孔边距为 55mm ，大于 3d （ d 为螺栓孔直径）即 54mm ；所有的螺栓孔中距为 70mm ，大于大于 3.5d （ d 为螺栓孔直径）即 63mm 。尺寸误差全部符合规范及设计要求 编号 部位 项目 允许偏差（ mm ） 实际偏差（ mm ） 验收结论 1 一檐东南角钢构件 钢板截面 5 1 符合设计要求 螺栓长度 5 2 符合设计要求 开孔位置 2 2 符合设计要求 2 一檐东北角钢构件 钢板截面 5 3 符合设计要求 螺栓长度 5 2 符合设计要求 开孔位置 2 1 符合设计要求 3 一檐西南角钢构件 钢板截面 5 1 符合设计要求 螺栓长度 5 2 符合设计要求 开孔位置 2 3 符合设计要求 对策实施 效果检查 实施三 编号 部位 项目 允许偏差（ mm ） 实际偏差（ mm ） 验收结论 4 一檐西北角钢构件 钢板截面 5 3 符合设计要求 螺栓长度 5 2 符合设计要求 开孔位置 2 2 符合设计要求 5 二檐东南角钢构件 钢板截面 5 2 符合设计要求 螺栓长度 5 3 符合设计要求 开孔位置 2 1 符合设计要求 6 二檐东北角钢构件 钢板截面 5 2 符合设计要求 螺栓长度 5 2 符合设计要求 开孔位置 2 1 符合设计要求 7 二檐西南角钢构件 钢板截面 5 2 符合设计要求 螺栓长度 5 3 符合设计要求 开孔位置 2 0 符合设计要求 8 二檐西北角钢构件 钢板截面 5 3 符合设计要求 螺栓长度 5 2 符合设计要求 开孔位置 2 1 符合设计要求 对策实施 效果检查 实施三 编号 部位 项目 允许偏差（ mm ） 实际偏差（ mm ） 验收结论 9 三檐东南角钢构件 钢板截面 5 3 符合设计要求 螺栓长度 5 2 符合设计要求 开孔位置 2 0 符合设计要求 10 三檐东北角钢构件 钢板截面 5 3 符合设计要求 螺栓长度 5 3 符合设计要求 开孔位置 2 1 符合设计要求 11 三檐西南角钢构件 钢板截面 5 2 符合设计要求 螺栓长度 5 3 符合设计要求 开孔位置 2 1 符合设计要求 12 三檐西北角钢构件 钢板截面 5 2 符合设计要求 螺栓长度 5 2 符合设计要求 开孔位置 2 1 符合设计要求 对策实施 木作技法与钢构规范的双重规范施工 。 实施四 为了确保拼装的精确性，事先由项目副经理，也即本次 QC 活动的组长组织项目工程师、项目施工员、项目质量员及木作班长进行了汇榫，即拼装前在地面上预先试装一下，并邀请监理进行察看。由于榫卯及非 90°L 型钢构件加工质量较好，汇榫一次性成型，达到了预期设计的效果。 汇榫后，由项目施工员组织木作班长及木作工人，进行了详细的技术交底，特别强调了拼装时注意对榫卯的保护，防止损伤。 拼装后我们及时进行了吊直拨正，确保了重檐位置的准确，并及时用木楔将涨眼堵死，同时插入硬木销。 为防止事先在榫头钻对拉螺栓孔不准确，造成非 90°“L” 形钢构件安装时不能很好的起到固定作用，我们待拼装后根据出榫部位非 90°“L” 形钢构件螺栓孔实际位置，从下向上钻垂直对拉螺栓孔，然后插入对拉螺栓，同时套入出榫上部的“ L” 形钢板，将上下垂直对拉螺栓两头拧紧，然后将上部非 90°“L” 形钢构件用螺栓与柱对拉连接成一体，再将下部非 90°“L” 形钢构件用钢钉钉入柱，确保了榫卯连接牢固。 对策实施 效果检查 实施四 所有的拼装及固定施工过程均进行了合理有效的分解，使得每步操作均得到有效控制，施工完成后，我们联合监理对所有重檐戗根部位进行了验收， 均达到了事先预期的效果 。 效果确认 质量效果 由于重檐戗根部位的问题往往需要经历时间的考验，大悲阁工程完工至今已一年有余，期间我们每隔 3 个月对重檐戗根部位进行观察对比，至今未出现任何开裂现象，而对比其他我公司承接的工程，由于种种原因依旧采用传统木作技法施工的工程，已不同程度的出现了开裂现象。实践证明，此种创新的施工方法是有效的，为今后此类工程的施工积累了经验。 大悲阁工程采用的古建筑重檐戗根节点施工创新方法，解决了古建筑中最容易出现的质量问题，达到了业主提出的“对重檐戗根开裂的问题在施工中应采取科学合理的措施进行干预，为后人留下一笔优秀的文化财产”要求，工程整体质量得到业主的满意。 从结构角度看，传统的木作技法经常会造成戗根的开裂、脱榫等隐患，需进行多次的结构修缮，结构的可靠性得不到保障。而传新的施工方法大大提高了榫卯节点的强度，有效解决了建筑物重檐部位抵抗地震或大风等高强度水平荷载或上部堆积的高强度垂直荷载的能力，提高了结构的可靠性，取得了良好的经济效益和社会效益。 效果确认 经济效果 序号 比较 内容 木结构古建筑重檐戗根节点形式 经济效益小计 选用透榫及钢构件加固的榫卯形式 选用传统的半榫榫卯形式 1 固定 投入 每个戗根部位需增加钢板及对拉螺栓，老戗的长度相对加长。每个戗根增加费用较小，约 150 元，含增加材料费（钢板、木材及对拉螺栓）和人工费。 榫卯节点相对简单，固定投入相对较少。 增加 150 元 2 后期 维护 每个戗根处基本无开裂、脱榫等现象，该部位不产生后期的维护费用。 往年的古建修缮中戗根部位均发现了榫卯节点的开裂、脱榫等安全隐患，都需要进行结构、屋面等修缮，每个戗根处需花费维修费用约 1500 元，且施工困难，效果一般。 每次增加 1500 元 经济益效合计 节约 1350 元（实际大于 1350 元，因为维修的次数难以预计） 效果确认 经济效果 效果确认 社会效果 通过本次 QC 活动，为木结构古建筑重檐戗根节点施工提供了新的思路，受到了业主及设计院专家的高度肯定及好评。活动前后职工的创新意识、质量意识、个人能力、 QC 知识、解决问题的信心及团队精神各方面均有了较大的进步。 序号 项目 活动前 ( 分 ) 活动后 ( 分 ) 1 创新意识 4 5 2 质量意识 4 5 3 个人能力 3 4 4 QC 知识 3 4 5 解决问题的信心 3 5 8 团队精神 3 5 效果确认 社会效果 本次 QC 活动成果，在 2010 年苏州市及江苏省工程建设优秀 QC 小组成果发布会上均荣获一等奖。 巩固措施 根据本工程可靠的实施，我们总结了木结构古建筑重檐戗根节点施工经验，通过整理，编写开发出了“古建筑重檐戗根节点施工工法”，被批准为 2009 年江苏省省级工法，证书编号 JSGF-2009-006 。 总结及今后打算 我们小组对本次 QC 活动认真总结，通过大家的头脑风暴法，使得木结构古建筑重檐戗根节点施工有了新的方法，成功完成课题的同时也使我们感到运用 QC 方法的确是一个科学的管理手段，它为我们提供了分析问题解决问题的方法。中国古建筑经历了数千年的传承，好多的施工技法令我们当代人钦佩，但我们如何运用当代建筑知识解决古建施工中容易出现的问题，是一个需要长期研究的课题。我们将进一步加强施工管理，集思广益，下一步我们 QC 小组的课题是 《 木结构古建筑拼接施工方法研究 》 。