装配式建筑对土木工程发展的影响及其前景探讨.doc
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1、14装配式建筑对土木工程发展的影响及其前景探究摘要虽然说装配式建筑在我国的发展时间不是特别长,但是其发展的速度是很快的。随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,我国的住房需求也在增长,再加上近年来我国人口流动的加快,使得建筑行业获得了良好的发展契机。装配式建筑作为新兴的建筑类型,有其自身的优势,在我国的发展前景非常广阔。本文指出了装配式建筑对土木工程发展的影响及其前景探究的选题意义以及国内外研究现状,然后对装配式建筑的具体种类进行了分门别类的详细分析,并在此基础上对国内外装配式建筑的发展进行综述,同时指出了装配式建筑的优势,最后深入探究了装配式的发展前景,希望对于促进装配式建筑的进一步发展有积
2、极的作用。关 键 词:装配式建筑;种类;优势;现状;前景论文类型:理论研究目 录摘要I目 录31 绪论41.1 选题意义41.2 论文综述42 装配式建筑种类42.1 砌块建筑42.2 板材建筑52.3 盒式建筑52.4 骨架板材建筑62.5 升板和升层建筑63 装配式建筑发展概述63.1 国外装配式建筑发展综述63.2 国内装配式建筑发展综述74 装配式建筑的发展优势74.1 施工周期相对比较短74.2 能耗比较低84.3 减少环境破坏85 装配式建筑发展前景探究85.1 培育装配式建筑的领军企业85.2 建立总承包的工程模式95.3 建立完善多元化的技术体系95.4 SI体系逐渐发展成熟9
3、5.5 向公共建筑领域发展95.6 BIM信息技术的逐渐应用9结论与展望10致 谢11参考文献13声明1 绪论1.1 选题意义 装配式建筑对未来建筑的发展有很大的影响,它是未来建筑产业的发展的必然趋势,其所具有的各种优点及特点使人们对其接受性越来越高,因此有必要对其进行深层次的探究。由于装配式建筑是一种新兴的建筑类型,目前其理论研究并不完善,而且外界对其看法也不一致。部分专家和学者认为装配式建筑的成本太高,不适合在我国发展;另一部分专家则认为虽然装配式建筑的一次性投入确实比较高,但是能够在后期获得良好的经济效益的补偿。本文通过装配式建筑种类、优势和前景等的研究,可以在一定程度上丰富目前我国的装
4、配式建筑理论体系。装配式建筑是一种比较新型的建筑结构形式,适应我国住宅的产业化发展趋势,装配式建筑能够将住宅从设计生产到销售和建造融为一体,有利于促进我国的住宅的产业化发展以及社会大生产方式发展。另外装配式建筑符合绿色可持续发展的理念,能够提高资源利用效率,是建筑业的发展方向。本文通过装配式建筑种类、优势和前景等的研究,对于促进装配式建筑在我国的发展和应用有积极的现实意义。1.2 论文综述装配式建筑是未来建筑工程发展的重要方向,对提高建筑施工效率,保证工程施工质量具有重大意义,未来无论在军用、抢险、民用等方面都具有广阔的发展前景,以美国为首在国外从上实际90年代开始就采取了系统的研究,而国内在
5、装配式建筑对土木工程发展的影响研究中起步较晚,随着当前BIM技术在国内的全面推广,关于装配式建筑对土木工程发展的影响研究也迎来了新的机遇。2国内外研究现状2.1标准、规范研究进展国外全面和系统的研究了预制混凝土结构。在工程设计中,制定了相关的设计规范。如日本的JASS14混凝土幕墙和JASS10预制混凝土工程,欧洲的预制混凝土工程标准和应用手册以及北美的预制混凝土结构抗震设计1。国内也制定了部分关于预制装配式建筑的规范2:CL结构设计规程(2006年)、预制混凝土外墙挂板(2008年);预制装配整体式钢筋混凝土技术规范(2009年)、装配式混凝土结构技术规程(2010年)、装配混凝土住宅体系设
6、计规程(2010年)、装配整体式混凝土结构技术规程(2011年)。2014年,国家住房和城乡建设部出台了行业标准装配式混凝土结构技术规程,于2014年10月1日正式实施。规程是在全面总结我国预制混凝土结构的研究成果和工程实践经验的基础上制定的,并参考借鉴了外国的先进技术,涵盖了设计、施工、预制构件生产、验收等环节,主要技术指标设置合理,能满足当前工程建设的需要,实施后将结束我国在装配式混凝土领域没有国家标准遵循的局面,在我国装配式建筑的发展中具有重要意义。目前国家部委正在起草的文件还包括建筑产业化标准体系、“十三五”住宅产业现代化发展规划、推进建筑产业现代化的指导意见等。与此同时,另一个重要的
7、国家行业标准工业化建筑评价标准正处于草案阶段,正向多方征求意见。同时,国家住房和城乡建设部正在研究完善建筑产业化的建设标准体系和实施机制。标准体系针对现有的标准进行梳理;实施机制致力于研究传统设计和工业化设计的差异、图纸表达和审批制度的变化以及设计工作转移到施工现场后的转变。综上可知,我国装配式建筑正逐步向标准化建设发展。2.2国内外研究现状上世纪90年代美国联合日本开展了PESSS(PrecastSeismicStructuralSystem)3项目的研究。PESSS项目对预制混凝土结构的抗震性能进行研究,研究目的是建立计算模型,为相关规范的制定提供依据,研究、开发预制混凝土结构的新材料、新
8、技术和新概念,为预制装配式混凝土建筑提供系统科学的设计方案,以满足不同地震设防区的要求。2003年,欧洲ELSA实验室开展了预制混凝土框架结构拟动力试验研究。ELSA实验室对单跨双榀、双跨双榀及不同楼板铺设方向的预制框架结构进行了拟动力试验研究。梁柱节点采用螺栓连接节点,部分节点的梁柱间放有橡胶垫。动力试验显示:预制框架结构的抗震能力与现浇结构相当;橡胶垫缓冲作用强,有利于节点保持完整。2004年,同济大学对预制混凝土框架结构进行了拟动力试验研究4。2005年,同济大学课题组对三跨三层预制混凝土框架结构1/5缩尺模型进行振动台试验研究。东南大学对装配整体式钢筋混凝土框架柱榫式接头进行了试验5。
9、天津大学对足尺节点试件进行了低周反复荷载试验和分析6。清华大学的钱稼茹等对钢筋混凝土剪力墙试件进行了拟静力试验7。西安建筑科技大学对新型生态复合墙结构体系进行了开发研究8。上海大学参与成立了城建集团预制装配式建筑研发中心。上海大学智慧城市研究院积极开展了BIM技术与装配式建筑研究。3国内应用情况上海城建集团于2011年成立了预制装配式建筑研发中心。城建集团以高预制率的”框剪结构”及”剪力墙结构”为主,拥有“预制装配住宅设计与建造技术体系”、“全生命周期虚拟仿真建造与信息化管理体系”和“预制装配式住宅检测及质量安全控制体系”三大核心技术体系。城建集团建立国内首个“装配式建筑标准化部件库”。城建集
10、团实行BlM信息化集成管理,已实现了利用FID芯片,以PC构件为主线的预制装配式建筑BIM应用构架的建设工作,并在构件生产制造环节进行了全面的应用实施。目前企业已制定的标准有:上海城建PC工程技术体系手册(设计篇、构件制造篇、施工篇)、上海市装配整体式混凝土住宅体系施工、质量验收规程、上海市预制装配式保障房标准户型。中南NPC成立了国家级“可装配式关键部品产业化技术研究与示范”生产基地,NPC技术(全预制装配楼宇技术)是一种新型混凝土结构预制装配技术。该技术用于解决装配式混凝土结构上下层竖向预制构件之间的钢筋连接。即将颁布实施的JGJ12014国家行业标准将之定义为装配式混凝土结构钢筋浆锚连接
11、技术。在已完工程中经院士专家鉴定测算,整体预制装配率达到90%以上,每平方米木模板使用量减少87%,耗水量减少63%,垃圾产生量减少91%并避免了传统施工产生的噪音,技术达到国内领先水平。远大住宅工业有限公司是国内第一家以“住宅工业”行业类别核准成立的新型住宅制造企业,是我国唯一一家综合性的“住宅整体解决方案”制造商。远大住工PC(预制混凝土构件)的全生命周期绿色建筑,与传统建筑相比,具有节水、节能、节时、节材、节地、环保的五节一环保特点。2012年推出第五代集成住宅(BH5),先进的第五代集成建筑体系,运用当今世界最前沿的PC(预制混凝土构件)、应用开放的BIM技术平台,建立健全并丰富和发展
12、了工业化研发体系、设计体系、制造体系、施工体系、材料体系与产品体系,具有质量可控、成本可控、进度可控等多项技术优势。4未来发展和重点研究方向4.1基于BIM的一体化项目实施(IPD)应用研究2007年,加州委员会和美国建筑师学会联合发布的IPD(IntegratedProjectDelivery一体化项目实施)指南,对IPD进行了定义:通过协作平台,对体系、人力、实践和企业结构进行整合,充分利用所有参与方的见解和才能,通过设计、建造以及运营各阶段的共同努力,使建设项目达到最大效益,减少不必要的浪费。IPD模式贯穿项目建设的全部阶段,包括规划设计阶段和施工建造阶段,施工单位、建设单位、设计院等各
13、方高度协调合作,保证项目目标的顺利实现。IPD模式适用于大规模项目,有利于项目成本的节约。因此,尽管当前建设项目的交付模式种类繁多,IPD却已经在行业内得到大力推广。当前国外实践IPD与BIM协同管理的项目越来越多。利用BIM软件建立的建筑模型可视性强,交互性高,数字化程度高,同时具备开放的数据标准,有利于信息及数据的共享。在IPD模式下的项目,BIM的应用主要集中于设计协同、可视化、估价、施工重难点模拟、碰撞检测、设备管理、场地分析等方面9。目前由于受国内建筑发展模式的制约,建筑业在IPD模式下缺乏相关法律体系及合同范本,应用环境也还处于培养期,BIM技术全面推广还有待政府和企业的努力。4.
14、2预制构件的模数化及标准化研究模数化及标准化研究包含两个方向:第一要对全产业链资源进行整合,全产业内推行模数协调;第二要实现统一价值导向,建立技术标准。住宅模数协调准则是建设者、施工方、设计者在装配式建筑的建设中共同遵循的统一准则,是建筑标准化的依据,因此要大力推行住宅模数协调准则研究,要加强构配件尺寸与建筑的配合、协调、定位。目前我国已制定GBT501002001住宅建筑模数协调标准,同时要进一步加强部品模数与建筑协调体系的完善,加强预制构件尺寸统一协调,开展构件通用性及接口技术研究。目前,装配式建筑标准化研究已有了重要进展,中国第一个“装配式建筑标准化部件库”已由上海城建集团初步完成建设。
15、第一批标准化预制构件数据库共90余个,目前已应用于万科、保利等项目。为全面覆盖市场现有房屋类型,今后应加强标准化部件多样化组合的研究。4.3装配式建筑抗震性能研究与传统建筑相比,装配式建筑抗震研究的研究仍较少。目前国内装配式建筑抗震研究的重点在节点,装配式建筑节点的抗震性能与现浇节点存在差异,其力学特性对建筑整体抗震性能影响较大,因此对装配式建筑节点抗震性能仍需进一步研究。同时,要加强各类型装配式建筑的整体抗震性能研究,应及时依据最新且成熟的装配式建筑抗震性能研究成果,对现有预制混凝土结构体系的设计规范及设计条文应及时更新。2 装配式建筑种类通常情况下来说,装配式建筑在具体的发展和应用过程中又
16、可以划分为多种不同的类型,本文经过分析和探究发现目前比较常见的装配式建筑主要有以下几种。2.1 砌块建筑所谓砌块建筑,其主要的含义是指利用预制的相关的块状的材料来砌制墙体的一种装配式建筑类型。一般情况下来说,砌块建筑特别适合于层高在三至五层的建筑,如果我们能够将砌块的强度或者是钢筋的质量提高,那么就可以对砌块建筑的层数进行适当的添加。进一步来看,砌块建筑又可以具体分为大型砌块建筑、中型砌块建筑和小型砌块建筑三种不同的类型,其中大型的砌块建筑已经逐渐被大型的板材替代,而小型的砌块建筑因为使用起来很方便,易于搬运以及砌制,所以应用比较广泛。砌块建筑里的砌块可以分为两种,一种是实心的砌块,另一种是空
17、心的砌块,其中实心的砌块大多是由轻质的材料制作而成的。在砌块的应用过程中接缝是一个非常关键的操作环境,目前比较常用的接缝方法是使用水泥砂浆进行砌筑。对于小型的砌块来说,其接缝方法可以采用套接的方式没这样可以使得施工过程中的湿作业大大减少。2.2 板材建筑所谓板材建筑,又被称为是大板建筑,它主要是由预制好的墙板、屋面板和楼板等装配形成的。从板材建筑中的板材的实际材料来看,其内墙板多为钢筋混凝土的实心板或空心板,而且外墙板多为带有保温层的钢筋混凝土复合板,也可用轻骨料混凝土、泡沫混凝土或大孔混凝土等制成带有外饰面的墙板。板材建筑的优势体现在其结构的重量比较轻,因此能够使得劳动生产率大大提升,而且还
18、能够使得建筑的使用面积扩大,同时其抗震的能力也是很强的。但是板材建筑也有其,明显的缺点,那就是它对建筑的具体的造型要求很高,对建筑的具体布局也要比较苛刻的要求。另外板材建筑小开间横向承重的大板建筑内部分隔不够灵活,这就影响其良好应用。2.3 盒式建筑盒式建筑是在板材建筑的基础上发展起来的一种建筑类型,从总体上来看,目前的盒式建筑的具体类型有以下几种。第一种是板材盒式建筑,具体来说就是要将开间比较小的厨房和卫生间等做成承重盒子,然后再和楼板等组成一个完整的建筑。第二种是核心体盒式建筑,具体来说就是要将具有承重作用的卫生间盒子当做核心体,然后再使用楼板和墙板等构成完整的建筑。第三种是全盒式建筑,即
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- 装配式 建筑 土木工程 发展 影响 及其 前景 探讨
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