昆鐵黨校住宿樓框架柱截面課件

1.工程概況

昆明鐵路局黨校住宿樓位于昆明小石壩地區(qū)鐵路局黨校內，是路局為改善黨校的住宿條件和配套設施投資建設的，是當?shù)丶拌F路局的形象工程。該樓為六層框架結構，半地下室車庫，二至五層為標準間，六層設大會議室及多功能活動室。1.工程概況昆明鐵路局黨校住宿樓位于昆明小石壩地區(qū)鐵路1

該用房的特點為：平面布局緊湊，涉及專業(yè)多，使用標準高，建設在高烈度地震區(qū)，且屬于結構豎向不規(guī)則類型。建筑方案中隱含的關鍵問題是為了滿足標準間、走道、管井等使用功能及各專業(yè)設計要求，框架柱截面尺寸不能超過700mm。針對該問題，結構上如何既滿足國家建筑抗震設計規(guī)范及相關標準，又能安全經濟地實現(xiàn)各項功能要求就成為了整盤設計的重心。因此，我們成立了攻關型QC小組，目的是通過安全可靠的結構設計，控制結構尺寸，本著合理、經濟、實用、爭創(chuàng)優(yōu)秀設計的宗旨為甲方服務，并結合該工程特點選擇課題開展QC活動。該用房的特點為：平面布局緊湊，涉及專業(yè)多，使用標準高，建22．小組概況2.1小組基本情況小組名稱：昆明鐵路局黨校住宿樓結構設計QC小組成立日期：2004年9月1日完成日期：2004年10月29日小組人數(shù)：8人文化程度：6人大學，2人中?；顒哟螖?shù)：8次活動時間：18小時掌握TQM（TQC）知識情況：均參加過學習，培訓。2．小組概況2.1小組基本情況32.2小組成員情況表2.2小組成員情況表4

QC小組成立以后，根據設計輸入的要求，(一)、及時制定QC活動計劃，協(xié)調各專業(yè)搭配，配合事宜，強調質量意識；(二)、強化活動制度，堅持TQC及相關規(guī)范的學習，嚴格按照TQC活動PDCA循環(huán)進行各項工作；(三)、通過對設計難點的攻關，總結經驗，提高設計水平；(四)、活動形式多樣，既集中研究討論又分小組各自活動，小組活動8次，共活動18小時，記錄如下表：QC小組成立以后，根據設計輸入的要求，(一)、及時制定Q5昆鐵黨校住宿樓框架柱截面課件63.選擇課題

框架結構是使用非常普遍的一種結構形式，但是在高烈度地震區(qū)既要滿足建筑適用與美觀，又要滿足結構安全和經濟就不那么簡單了。作為主要受力構件，框架柱往往是結構抗震設計中的重中之重，框架柱的截面尺寸以及平面中的位置、數(shù)量直接關系到建筑使用功能和工程耗資。該工程有6個結構層，結構計算高度21.8m，柱網尺寸達7.8m×8.1m，

3.選擇課題框架結構是使用非常普遍的一種結構形式，但7樓層隔墻多、荷載大，在昆明這個高烈度地震區(qū)按通常做法框架柱截面將可能達到800mm或以上，而建筑平面布置極為緊湊，特別在標準間和走道內，柱子的尺寸要求控制在700mm以內，否則將會和使用功能產生激烈矛盾，甚至影響到各專業(yè)的整盤設計質量和進度。

樓層隔墻多、荷載大，在昆明這個高烈度地震區(qū)按通常做法8

為此，我們選定“昆鐵黨校住宿樓框架柱截面控制”這個課題開展活動，目標是通過對此課題攻關，控制截面、滿足功能、節(jié)約投資、提高質量，對以后類似工程設計打好鋪墊，同時提升精品意識，提升設計院市場形象。為此，我們選定“昆鐵黨校住宿樓框架柱截面控制”這個課題94.活動開展

為提高設計質量，優(yōu)化設計內容，QC小組依照PDCA循環(huán)，按照“四段八步”展開工作。4.活動開展為提高設計質量，優(yōu)化設計內容，QC小組依照P104.1計劃階段4.1.1現(xiàn)狀調查4.1計劃階段4.1.111昆鐵黨校住宿樓框架柱截面課件124.1.2因果分析，確定要素影響框架柱截面設計的主要因素：

4.1.2因果分析，確定要素影響框架柱截面設計的主要因素：13要因確定餅分圖要因確定餅分圖144.1.3制定對策措施4.1.3制定對策措施15昆鐵黨校住宿樓框架柱截面課件164.2實施階段

經過因果分析，針對影響設計的主要因素，QC小組根據對策措施進行分工，制定了崗位責任制，確保優(yōu)質按時完成任務。4.2實施階段經過因果分析，針對影響設計的主要因素，QC174.2.1實施一

由組長組織各專業(yè)設計人員，對建筑方案進行仔細的研究：標準間開間和進深分別為3.9m和4.2m，內走廊寬度為2.1m，布局緊湊，由于受地形限制且建筑方案已審定，所以平面布置和房間尺寸不可再做調整。根據對策考慮將框架柱凸出外墻，爭取室內空間，但建筑人員反對，此做法將改變已確定的建筑外立面效果，而且中部室內柱子過大也會影響走道使用，此方案不可行，予以否定；

4.2.1實施一由組長組織各專業(yè)設計人員，對建筑方案進18

最后商定先按常規(guī)結構布置進行初步試算，根據試算結果再分析研究。若柱截面過大則將增加柱子作為重點考慮，但每個標間的管道井、壁柜、家具等布置要求又必定對增加的柱子如何設置帶來嚴重影響。設計人員明白，這將是一個嚴峻挑戰(zhàn)。最后商定先按常規(guī)結構布置進行初步試算，根據試算結果再分析194.2.2實施二

由院總工程師、結構成員及建筑成員組成，采用中國建研院的PKPM.TAT及SATWE計算軟件先將初步結構模型進行校算，柱截面暫取600mm×600mm。發(fā)現(xiàn)由于是在8度抗震設防地區(qū)，且是大軸網結構形式，按常規(guī)結構布置方法建立的模型計算結果離規(guī)范規(guī)定差的太遠，柱尺寸明顯偏小。這時小組展開了分析討論。4.2.2實施二由院總工程師、結構成員及建筑成員組成，20

(1)、首先明確的是雖然設計中遇到困難，新規(guī)范大幅度提高了抗震設防的要求，但國家規(guī)范作為設計的根本依據應該堅決遵照執(zhí)行，不應突破規(guī)范規(guī)定的指標。

(2)、根據以往的經驗，由于追求效率和速度，往往都是將荷載進行簡單計算后就輸入計算模型，容易造成荷載值偏大，在此工程中應進行仔細核算，使輸入的荷載值切實可靠。

(1)、首先明確的是雖然設計中遇到困難，新規(guī)范大幅度提21

再次實施計算后，效果并不理想，邊柱和中柱截面已分別達到600mm×900mm和650mm×650mm，仍滿足不了規(guī)范要求，而此截面已嚴重影響到各專業(yè)設計的使用功能(詳附圖1)，

再次實施計算后，效果并不理想，邊柱和中柱截面已分別達到622附圖一附圖一23昆鐵黨校住宿樓框架柱截面課件24

而且，從“柱截面與地震變形關系”圖中可以看到柱截面的增加速率要大于層間位移角的減小速率，加之構造上梁截面亦會隨柱截面的增加而增加，反映出此常規(guī)結構布置方式采用增加混凝土用量來滿足規(guī)范要求是不經濟的，不科學的，必須另謀出路。

25

增加柱子數(shù)量在所難免。前面已提到，受功能限制，加柱是困難的，須認真分析、反復驗算，既要加的少，加的巧，不影響使用，又要在滿足規(guī)范前提下使結構利益最大化。增加柱子數(shù)量在所難免。前面已提到，受功能限制，加柱是困難26在對計算模型一遍又一遍進行受力及變形分析后發(fā)現(xiàn)，結構抵抗地震力薄弱環(huán)節(jié)處于房屋兩端部(端部開洞多，抗扭能力弱)，巨大的剪扭作用使兩端框架角柱橫向水平變形過大，考慮如果在端部增加柱子，非常規(guī)地只在橫向形成框架，增強橫向約束，針對性應更強，而且對各使用功能沒有影響。在對計算模型一遍又一遍進行受力及變形分析后發(fā)現(xiàn)，結構抵抗27在與小組成員達成一致意見后重新加柱試算，發(fā)現(xiàn)效果非常好。在兩端適當部位各增設1根500mm×500mm左右的柱可使原來12根900mm的柱減至500mm～650mm，此截面完全滿足各專業(yè)要求，而且柱、梁的混凝土用量及強度反而明顯降低，此“一反常規(guī)”的做法取得了突破性進展(詳附圖2)。在與小組成員達成一致意見后重新加柱試算，發(fā)現(xiàn)效果非常好。28附圖二附圖二294.2.3實施三由組長負責，全體組員參加，針對該項目時間緊、專業(yè)多、協(xié)調難特點安排如下：

(1)、為確保按時保質的完成設計，手上有其它項目的成員盡快協(xié)調，集中精力進行此課題的攻關工作，如果有必要，安排周六、周日加班工作。

4.2.3實施三由組長負責，全體組員參加，針對30

(2)、針對小組活動中出現(xiàn)的拖拉扯皮，不能及時解決問題的現(xiàn)象，小組專門提出：提高工作效率，有問題當時在會議上就給于解決，不拖到下一次會議，不互相推諉踢皮球。

(2)、針對小組活動中出現(xiàn)的拖拉扯皮，不能及時解決問31

(3)、新規(guī)范于2003年頒布實施，根據新規(guī)范設計的工程大部分還在建設中，實踐經驗不足。在院總工的指導下，邀請多位設計經驗豐富的老工程師參與小組活動，設計人員再進一步優(yōu)化截面，并采用兩種計算軟件進行校驗，將高抗震烈度地區(qū)的柱截面控制作為中心議題進行熱烈討論，及時發(fā)現(xiàn)解決問題，避免出現(xiàn)設計脫離實際工程的情況。(3)、新規(guī)范于2003年頒布實施，根據新規(guī)范設324.2.4實施四由組長負責，全體組員參加。明確本工程資金來源為鐵路局更新改造項目，屬于國家投資，而結構設計柱截面的控制是影響工程造價的重要因素，本著節(jié)約增效的設計精神，精益求精的設計態(tài)度，將投資效益最大化作為衡量各項實施對策的一個重要標準。4.2.4實施四由組長負責，全體組員參加。明確334.3效果檢查經過全體QC小組成員的努力和辛勤工作，于2004年10月27日順利完成了全部設計工作，并且一次通過院內、建設單位和審圖公司設計評審，評為優(yōu)良。通過本次QC小組活動完成的設計獲得了以下主要成效：

4.3效果檢查經過全體QC小組成員的努力和辛344.3.1

技術效益

豐富了設計手段，提高了設計水平，尤其在高烈度地震區(qū)較大柱網多層框架結構設計方面積累了經驗，對結構橫向抗側力薄弱環(huán)節(jié)的分析與處理尋找到了行之有效的辦法，對今后類似設計產生重要的理論引導和參考借鑒價值。

4.3.1技術效益豐富了設計手段，提高了設計水平354.3.2

經濟效益

通過本次QC活動對結構設計的優(yōu)化，在保證建筑功能基礎上，框架柱截面尺寸大幅減小。就該項目前后設計對比，節(jié)省柱、梁C40鋼筋混凝土用量分別為45m3、17m3，增加房屋凈使用面積17m2,節(jié)約造價6萬元，達該工程土建投資的3%，得到了建設方的高度評價，取得明顯的經濟效益和社會效益。

4.3.2經濟效益通過本次QC活動對結構設計的優(yōu)364.3.3

其它效益

通過QC活動，減少和避免了設計中的反復與差錯碰漏，有效提高了生產效率，縮短了設計工期，使任務得到順利完成。小組成員進一步加強了質量意識和服務意識。

對取得成效進行綜合檢查，QC小組圓滿實現(xiàn)課題目標。

4.3.3其它效益通過QC活動，減少和避免了設計374.4總結與打算經過QC小組活動，集思廣益，齊心協(xié)力，以優(yōu)異的質量完成了設計任務。高烈度區(qū)多層框架結構柱截面尺寸控制的關鍵在于通過受力及變形分析，查找結構抵抗水平力的薄弱環(huán)節(jié)和因素，根據上述“柱截面與地震變形關系”圖我們總結出：針對性地采取措施要比一味地加大構件截面更行之有效，更合理經濟。

4.4總結與打算經過QC小組活動，集思廣益，齊心協(xié)力38

該工程在端部薄弱處增設2根柱從而使大部分框架構件截面大幅減小就是一個很好的例證。同時強調，我們結構人員應不斷豐富設計手段，加強建筑經濟與實用意識，提升職業(yè)素養(yǎng)和責任感，這與開展QC活動是密不可分的，在質量活動中，所有成員都目標明確，配合密切，卓有成效地體現(xiàn)了集體的凝聚力和戰(zhàn)斗力，增強了集體攻堅攻關的信心。

該工程在端部薄弱處增設2根柱從而使大部分框架構件截面大幅39QC小組考核成績雷達圖QC小組考核成績雷達圖40為進一步鞏固成果，一是我們繼續(xù)在不同類型的工程中進行研究，總結出一套標準化設計理論，并編入單位ISO2000-9001作業(yè)程序當中，有效地提高技術含量；二是通過這次QC活動找出不足，總結經驗，逐步完善，不斷耕耘，為今后QC活動的繼續(xù)開展打下良好的基礎。

為進一步鞏固成果，一是我們繼續(xù)在不同類型的工程中進行41感謝大家感謝大家421.工程概況

昆明鐵路局黨校住宿樓位于昆明小石壩地區(qū)鐵路局黨校內，是路局為改善黨校的住宿條件和配套設施投資建設的，是當?shù)丶拌F路局的形象工程。該樓為六層框架結構，半地下室車庫，二至五層為標準間，六層設大會議室及多功能活動室。1.工程概況昆明鐵路局黨校住宿樓位于昆明小石壩地區(qū)鐵路43

該用房的特點為：平面布局緊湊，涉及專業(yè)多，使用標準高，建設在高烈度地震區(qū)，且屬于結構豎向不規(guī)則類型。建筑方案中隱含的關鍵問題是為了滿足標準間、走道、管井等使用功能及各專業(yè)設計要求，框架柱截面尺寸不能超過700mm。針對該問題，結構上如何既滿足國家建筑抗震設計規(guī)范及相關標準，又能安全經濟地實現(xiàn)各項功能要求就成為了整盤設計的重心。因此，我們成立了攻關型QC小組，目的是通過安全可靠的結構設計，控制結構尺寸，本著合理、經濟、實用、爭創(chuàng)優(yōu)秀設計的宗旨為甲方服務，并結合該工程特點選擇課題開展QC活動。該用房的特點為：平面布局緊湊，涉及專業(yè)多，使用標準高，建442．小組概況2.1小組基本情況小組名稱：昆明鐵路局黨校住宿樓結構設計QC小組成立日期：2004年9月1日完成日期：2004年10月29日小組人數(shù)：8人文化程度：6人大學，2人中?；顒哟螖?shù)：8次活動時間：18小時掌握TQM（TQC）知識情況：均參加過學習，培訓。2．小組概況2.1小組基本情況452.2小組成員情況表2.2小組成員情況表46

QC小組成立以后，根據設計輸入的要求，(一)、及時制定QC活動計劃，協(xié)調各專業(yè)搭配，配合事宜，強調質量意識；(二)、強化活動制度，堅持TQC及相關規(guī)范的學習，嚴格按照TQC活動PDCA循環(huán)進行各項工作；(三)、通過對設計難點的攻關，總結經驗，提高設計水平；(四)、活動形式多樣，既集中研究討論又分小組各自活動，小組活動8次，共活動18小時，記錄如下表：QC小組成立以后，根據設計輸入的要求，(一)、及時制定Q47昆鐵黨校住宿樓框架柱截面課件483.選擇課題

框架結構是使用非常普遍的一種結構形式，但是在高烈度地震區(qū)既要滿足建筑適用與美觀，又要滿足結構安全和經濟就不那么簡單了。作為主要受力構件，框架柱往往是結構抗震設計中的重中之重，框架柱的截面尺寸以及平面中的位置、數(shù)量直接關系到建筑使用功能和工程耗資。該工程有6個結構層，結構計算高度21.8m，柱網尺寸達7.8m×8.1m，

3.選擇課題框架結構是使用非常普遍的一種結構形式，但49樓層隔墻多、荷載大，在昆明這個高烈度地震區(qū)按通常做法框架柱截面將可能達到800mm或以上，而建筑平面布置極為緊湊，特別在標準間和走道內，柱子的尺寸要求控制在700mm以內，否則將會和使用功能產生激烈矛盾，甚至影響到各專業(yè)的整盤設計質量和進度。

樓層隔墻多、荷載大，在昆明這個高烈度地震區(qū)按通常做法50

為此，我們選定“昆鐵黨校住宿樓框架柱截面控制”這個課題開展活動，目標是通過對此課題攻關，控制截面、滿足功能、節(jié)約投資、提高質量，對以后類似工程設計打好鋪墊，同時提升精品意識，提升設計院市場形象。為此，我們選定“昆鐵黨校住宿樓框架柱截面控制”這個課題514.活動開展

為提高設計質量，優(yōu)化設計內容，QC小組依照PDCA循環(huán)，按照“四段八步”展開工作。4.活動開展為提高設計質量，優(yōu)化設計內容，QC小組依照P524.1計劃階段4.1.1現(xiàn)狀調查4.1計劃階段4.1.153昆鐵黨校住宿樓框架柱截面課件544.1.2因果分析，確定要素影響框架柱截面設計的主要因素：

4.1.2因果分析，確定要素影響框架柱截面設計的主要因素：55要因確定餅分圖要因確定餅分圖564.1.3制定對策措施4.1.3制定對策措施57昆鐵黨校住宿樓框架柱截面課件584.2實施階段

經過因果分析，針對影響設計的主要因素，QC小組根據對策措施進行分工，制定了崗位責任制，確保優(yōu)質按時完成任務。4.2實施階段經過因果分析，針對影響設計的主要因素，QC594.2.1實施一

由組長組織各專業(yè)設計人員，對建筑方案進行仔細的研究：標準間開間和進深分別為3.9m和4.2m，內走廊寬度為2.1m，布局緊湊，由于受地形限制且建筑方案已審定，所以平面布置和房間尺寸不可再做調整。根據對策考慮將框架柱凸出外墻，爭取室內空間，但建筑人員反對，此做法將改變已確定的建筑外立面效果，而且中部室內柱子過大也會影響走道使用，此方案不可行，予以否定；

4.2.1實施一由組長組織各專業(yè)設計人員，對建筑方案進60

最后商定先按常規(guī)結構布置進行初步試算，根據試算結果再分析研究。若柱截面過大則將增加柱子作為重點考慮，但每個標間的管道井、壁柜、家具等布置要求又必定對增加的柱子如何設置帶來嚴重影響。設計人員明白，這將是一個嚴峻挑戰(zhàn)。最后商定先按常規(guī)結構布置進行初步試算，根據試算結果再分析614.2.2實施二

由院總工程師、結構成員及建筑成員組成，采用中國建研院的PKPM.TAT及SATWE計算軟件先將初步結構模型進行校算，柱截面暫取600mm×600mm。發(fā)現(xiàn)由于是在8度抗震設防地區(qū)，且是大軸網結構形式，按常規(guī)結構布置方法建立的模型計算結果離規(guī)范規(guī)定差的太遠，柱尺寸明顯偏小。這時小組展開了分析討論。4.2.2實施二由院總工程師、結構成員及建筑成員組成，62

(1)、首先明確的是雖然設計中遇到困難，新規(guī)范大幅度提高了抗震設防的要求，但國家規(guī)范作為設計的根本依據應該堅決遵照執(zhí)行，不應突破規(guī)范規(guī)定的指標。

(2)、根據以往的經驗，由于追求效率和速度，往往都是將荷載進行簡單計算后就輸入計算模型，容易造成荷載值偏大，在此工程中應進行仔細核算，使輸入的荷載值切實可靠。

(1)、首先明確的是雖然設計中遇到困難，新規(guī)范大幅度提63

再次實施計算后，效果并不理想，邊柱和中柱截面已分別達到600mm×900mm和650mm×650mm，仍滿足不了規(guī)范要求，而此截面已嚴重影響到各專業(yè)設計的使用功能(詳附圖1)，

再次實施計算后，效果并不理想，邊柱和中柱截面已分別達到664附圖一附圖一65昆鐵黨校住宿樓框架柱截面課件66

而且，從“柱截面與地震變形關系”圖中可以看到柱截面的增加速率要大于層間位移角的減小速率，加之構造上梁截面亦會隨柱截面的增加而增加，反映出此常規(guī)結構布置方式采用增加混凝土用量來滿足規(guī)范要求是不經濟的，不科學的，必須另謀出路。

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增加柱子數(shù)量在所難免。前面已提到，受功能限制，加柱是困難的，須認真分析、反復驗算，既要加的少，加的巧，不影響使用，又要在滿足規(guī)范前提下使結構利益最大化。增加柱子數(shù)量在所難免。前面已提到，受功能限制，加柱是困難68在對計算模型一遍又一遍進行受力及變形分析后發(fā)現(xiàn)，結構抵抗地震力薄弱環(huán)節(jié)處于房屋兩端部(端部開洞多，抗扭能力弱)，巨大的剪扭作用使兩端框架角柱橫向水平變形過大，考慮如果在端部增加柱子，非常規(guī)地只在橫向形成框架，增強橫向約束，針對性應更強，而且對各使用功能沒有影響。在對計算模型一遍又一遍進行受力及變形分析后發(fā)現(xiàn)，結構抵抗69在與小組成員達成一致意見后重新加柱試算，發(fā)現(xiàn)效果非常好。在兩端適當部位各增設1根500mm×500mm左右的柱可使原來12根900mm的柱減至500mm～650mm，此截面完全滿足各專業(yè)要求，而且柱、梁的混凝土用量及強度反而明顯降低，此“一反常規(guī)”的做法取得了突破性進展(詳附圖2)。在與小組成員達成一致意見后重新加柱試算，發(fā)現(xiàn)效果非常好。70附圖二附圖二714.2.3實施三由組長負責，全體組員參加，針對該項目時間緊、專業(yè)多、協(xié)調難特點安排如下：

(1)、為確保按時保質的完成設計，手上有其它項目的成員盡快協(xié)調，集中精力進行此課題的攻關工作，如果有必要，安排周六、周日加班工作。

4.2.3實施三由組長負責，全體組員參加，針對72

(2)、針對小組活動中出現(xiàn)的拖拉扯皮，不能及時解決問題的現(xiàn)象，小組專門提出：提高工作效率，有問題當時在會議上就給于解決，不拖到下一次會議，不互相推諉踢皮球。

(2)、針對小組活動中出現(xiàn)的拖拉扯皮，不能及時解決問73

(3)、新規(guī)范于2003年頒布實施，根據新規(guī)范設計的工程大部分還在建設中，實踐經驗不足。在院總工的指導下，邀請多位設計經驗豐富的老工程師參與小組活動，設計人員再進一步優(yōu)化截面，并采用兩種計算軟件進行校驗，將高抗震烈度地區(qū)的柱截面控制作為中心議題進行熱烈討論，及時發(fā)現(xiàn)解決問題，避免出現(xiàn)設計脫離實際工程的情況。(3)、新規(guī)范于2003年頒布實施，根據新規(guī)范設744.2.4實施四由組長負責，全體組員參加。明確本工程資金來源為鐵路局更新改造項目，屬于國家投資，而結構設計柱截面的控制是影響工程造價的重要因素，本著節(jié)約增效的設計精神，精益求精的設計態(tài)度，將投資效益最大化作為衡量各項實施對策的一個重要標準。4.2.4實施四由組長負責，全體組員參加。明確754.3效果檢查經過全體QC小組成員的努力和辛勤工作，于2004年10月27日順利完成了全部設計工作，并且一次通過院內、建設單位和審圖公司設計評審，評為優(yōu)良。通過本次QC小組活動完成的設計獲得了以下主要成效：

4.3效果檢查經過全體QC小組成員的努力和辛764.3.1

技術效益

豐富了設計手段，提高了設計水平，尤其在高烈度地震區(qū)較大柱網多層框架結構設計方面積累了經驗，對結構橫向抗側力薄弱