高层钢结构建筑的发展已有一个世纪的历史,它是钢铁工业发展的产物。随着我国经济突飞猛进的快速发展,我国的钢产量和钢材产量都突破了1亿吨,成为世界第一产钢国,在这种情况下,我国政府及时调整政策,建设部在修订我国《建筑业推广应用10项新技术》中,首次列入了钢结构新技术,完成了在建筑业从“限制使用钢结构”到“大力发展钢结构”的政策转变。由于相对美、日等发达国家,我国高层钢结构工程起步较晚,工程实例与钢筋砼结构相比也较少,因此如何开展对此类工程的监理工作,成为我国监理行业面临的新问题。根据近20年来高层钢结构建筑在我国的发展情况,在对高层钢结构的工程监理中,主要应对三个方面的问题引起重视:设计方面、驻厂监造方面和施工现场安装方面,现分述如下:
1.设计问题的管理措施
在全国范围内,制约我国钢结构发展和推广应用的最大问题是设计实力薄弱。一方面,由于绝大多数结构设计工程师习惯,擅长钢筋混凝土或砖混凝土结构设计,不熟悉钢结构设计;另一方面,中国加入时间不长,建筑领域和国际标准,工程设计管理机制不完善,设计主要存在以下问题:
1)随着我国改革开放的逐步深化,建筑业逐渐符合国际惯例,我国一些大型公共建设项目向世界招标,部分建设方案由国外设计公司中标,部分中标建设方案有创新,但也有争议,特别是部分中标结构不合理,甚至非常不合理。由于部分项目在招标方式中,没有实施建设方案买断模式,因此反映在钢结构设计中,在材料选择中,往往由外国建筑师领导,部分材料指标非常苛刻,只能选择进口产品,增加进口材料数量,增加工程建设成本。
2)在设计说明书中,焊接钢结构的材料只注明钢型号,如Q345、Q235等,对焊缝质量没有要求,有的质量等级不明确,有的质量等级不合适。
3)在摩擦高强度螺栓连接的设计中,通过节点内力计算连接节点上高强度螺栓的规格和数量,但部分设计选择的高强度螺栓的直径和数量与节点板的截面尺寸不匹配。在设计极限载荷的作用下,螺栓未达到设计强度,连接扳手变形,承载能力丧失。
4)在设计构件长度时,不检查施工现场,部分构件过长,交通条件无法解决,部分构件过重,现场吊装能力不能满足等。
5)对钢结构的防水、保温、防腐设计重视不够,设计文件中钢除锈等级、涂层厚度不明确,不根据不同部件的不同耐火极限采取相应的保温保护措施。
6)设置抗侧力支撑构件与梁柱连接时,节点板采用螺栓连接时,不考虑螺栓扳手工具的操作空间,给施工带来困难。
针对上述问题,建议在项目建设管理过程中采取以下措施:
(1)在继续教育和培训监理工程师(特别是总监理工程师)时,应适当增加钢结构设计的基本知识和概念,以满足钢结构持续发展对监理人员的要求。
(2)在条件允许的情况下,监理单位应尽快介入
项目管理。在讨论设计方案时,在满足性能要求的前提下,首先要考虑选择国产材料。比如在厚板方面,中国已经能够生产厚度方向性能钢,监理人员应该在设计阶段有效控制项目成本。
(3)认真学习了解国家《工程建设标准强制性条文》钢结构设计的相关内容,重点关注熟悉施工图的内容。例如,焊接结构不能选择Q235A,由于该钢的碳含量不作为交付条件,因此在低温工作条件下不能选择疲劳结构Q235B,因为这个牌号的钢不做低温冲击韧性试验等。 (4)在检查钢构件的施工图纸时,应考虑施工现场吊装机械的吊装能力与交通条件,对不适合的构件尺寸适当调整,以满足安装要求,并为工厂加工构件确定准确下料拼装尺寸。 (5)根据国际惯例,钢结构构件的加工详图一般多由加工单位负责进行。因为工程设计单位提供的施工图纸,设计深度一般只给出构件的轴线尺寸,要达到加工制造的程度,还有大量的深化设计工作要做,有的复杂构件的加工图纸达上百张之多,因此加工厂家的深化设计能力是至关重要的。监理单位应注意在对钢结构加工制造厂家进行招标考察时,要将深化设计能力作为一条重要标准,加工单位在深化设计详图完成后,要经本工程的设计单位确认后,方可加工制作进行生产。为了加快工程进度,监理单位应建议加工厂家,在详图设计的同时就定购钢材,以便详图审批完成时,钢材即可到厂,立即开工生产。有些构件的尺寸是非“定尺”规格,还需提早向钢材生产厂家订购,以免影响生产进度。监理单位还应加大对设计单位与生产厂家设计部门之间的协调力度,使加工厂家深刻领会设计单位的意图,使设计单位尽快确认加工厂家的图纸。 2、对构件生产加工的驻厂监造 钢结构工程的工期比钢筋砼结构工程的工期普遍要短,钢结构工程有一半以上时间是在工厂车间内部进行。近年来,我国从事钢结构加工制作的厂家如雨后春笋,大量涌现,但真正具有技术实力,能够承接大型、复杂钢结构工程的厂家很少,这些厂家目前主要集中在我国南方部分省市。由于钢结构构件在工厂内加工制造的质量好坏,对钢结构工程的现场安装及整体结构的安全稳定至关重要,因此派驻合格的监理工程师驻厂监造钢结构构件的生产加工全过程,是监理工作必不可少的一个重要内容,开展监造工作,主要有以下三项内容: 2.1选择优秀的生产厂家 在对钢构件生产厂家的选择考察中,主要应考核以下几项内容: ①企业资质等级; ②企业管理模式; ③企业加工生产能力,包括以下内容: a、制作加工设备的先进程度; b、企业技术管理人员及技术工人的情况; c、企业完成同类型工程加工任务的业绩情况; d、企业的深化设计能力; e、企业年加工制作能力(吨),拟承担项目加工量与年加工制作能力的比例; ④如生产厂家与工程施工现场距离较远,不在同一地区,还应考虑运输问题,临时堆放材料问题等。 2.2制定有效可行的监造规划 对加工监造工作而言,监造规划就相当于工程项目的监理规划,是具有指导意义的纲领性文件,在监造规划中,主要应有以下几方面内容: ①监造依据:招投标文件、加工合同、设计文件、有关技术标准、规范等。 ②监造范围和内容:应包括构件的加工制作、工厂预拼装、包装和运输等全过程。 ③监造目标:对质量、进度及造价控制目标进行分解、落实。 ④监造程序方法及措施:应包括监造程序框图,监造过程中的事前、事中和事后控制。 2.3、确定监造工作的重点 监造工作重点主要应有以下几项: ①对原材料进厂的检验。 ②对有关人员的资格审核。 ③对主要加工设备的检查。 ④对加工工艺保证措施的检查。 ⑤对焊接工艺评定进行旁站监督。 ⑥对全熔透一、二级焊接的超声波无损探伤检测。 ⑦对栓钉焊接的检测。 ⑧对高强螺栓的检测。 ⑨对部分构件在工厂预拼装的监控。 3、对施工现场安装的监控 钢结构安装施工与钢筋砼结构施工在某些方面差异较大,它的湿作业较少,吊装、焊接量较大,对安全稳定性的要求高,对安装误差要求极高,监理人员应了解这类特点,并特别注意以下几项监控重点: 3