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鋼結構工業化係統集成建築

發布日期:2020-08-11   瀏覽次數:440

文章詳情

  1、工業化建築現狀

  建築業的地位及影響

  建築業:國民經濟的支柱產業

  全社會50%以上固定資產投資,要通過建築業才能形成新的生產能力或使用價值。

  建築業總產值:GDP的20%以上建築業技術進步,對經濟、社會影響巨大。

  建築能耗:32%國家全部能耗。是大單項能耗行業。

  三次工業革 命對製造業的推動

  第 一次工業革 命:(18世紀從英國發起)瓦特發明蒸汽機,以機器代替手工勞動,生產力大大提高。

  第二次工業革 命:(19世紀七十年代)電力廣泛應用,實現電氣化、自動化,生產力進一步提高。

  第三次工業革 命:(發端美國,始於二戰後初期)計算機的發明和應用,實現信息化,生產效率大大提高。

  建築業的現狀

  現場手工建造為主,導致問題:建造效率低、資源浪費、品質難以保障、對環境影響大。

  工業化建造:工廠化製造機械化裝配信息化管理

  部品工廠預製產品現場裝配=預製裝配

  解決建築業現狀問題的途徑:工業化建造

  國家戰略需求:高效、優質、節約、環保

  產業轉型升級需求:勞動力成本快速增長的挑戰

  國家的相關政策

  國務院2013年1號文《綠色建築行動方案》(2013.1.4):大力發展綠色建材;推動建築工業化;加大政策激勵。

  住建部,國家《建築業發展“十二五”規劃》(2011):“加強技術創新和任務”中第3項任務:積極推動建築工業化。

  結構件、部品的標準化。

  提高構配件工業化製造水平。

  鼓勵在工程上采用製造、裝配方式,提高機械化施工水平。

  工信部,《中國“兩化”融合發展報告》藍皮書(2011):加強建築企業信息化建設,不斷提高信息技術應用水平

  地方政府的相關政策

  2013年,上海市政府滬府辦〔2013〕52號文件。

  住宅單體預製率應不低於15%(中環內25%),預製外牆麵積不低於50%,製定土地、規劃、金融、財政、稅收等方麵的配套鼓勵政策。

  2012年,南京市建立中國建築工業化創新特區

  2011年,沈陽市創建國家現代建築產業化示範城市。

  2012年,北京市在原規劃的基礎上,獎勵3%的建築麵積。

  國家土建結構預製裝配化工程技術研究中心

  2013年科技部批準組建我國唯 一建築工業化國 家 級研發平台。

  工程中心技術對象:裝配式建築、裝配式橋梁

  工程中心四大建設任務

  工程中心四大研發平台建設

  土建結構預製裝配化技術行業公共研發平台

  ◆裝配式建築技術研發平台

  ◆裝配式工程結構技術研發平台

  ◆專用裝備與工藝技術研發平台

  ◆信息化管理技術研發平台

  IM(BuildingInformationModelling)

  建築建造全過程信息交互與管理

  2、鋼結構工業化建築主要形式

  工業化建築體係類型

  按主要構件材料劃分:木結構、混凝土結構、鋼結構。

  按建築體係構成劃分:

  ◆一維體係:梁、柱構件拚裝成框架。

  ◆二維體係:牆板、樓板拚裝成建築。

  ◆三維體係:箱體和箱體拚裝成建築。

  ◆混合體係:以上體係的混合。

  木結構工業化建築

  ◆一維體係:木框架。

  ◆二維體係:板式結構。

  ◆三維體係:箱式結構。

  混凝土結構工業化建築

  ◆一維體係:預製梁柱構件。

  ◆二維體係:預製牆樓板。

  ◆三維體係:箱式結構。

  鋼結構工業化建築

  ◆一維體係:鋼框架。

  ◆二維體係:板式結構。

  ◆三維體係:箱式結構。

  工廠化程度:一維體係<二維體係<三維體係。

  個性化程度:一維體係>二維體係>三維體係。

  鋼結構是一種綠色建築,低碳環保

  ◆材料的回收和再生利用率高,可達70%。

  ◆鋼結構建築建造及拆卸後產生的建築垃圾僅為混凝土建築1/4。

  板結構型式

  幾種工業化建築體係的對比

  木結構特點:生態環保。

  預製混凝:符合用戶使用習慣。

  土裝配鋼結構:適宜工業化建造。

  核心問題:材料來源受限、運輸和安裝不方便、牆體與結構構件的配合不方便。

  瓶頸:1)規模小、成本高;2)沒有形成產業體係。

  3、關鍵技術

  “工業化建築”特征

  ◆工業化建造

  建築工業化建造是將建築部品在工廠預製,實

  行社會化、商品化生產,現場采用機械化裝配,減少人工作業。

  ◆係統集成

  包含結構係統、維護係統、水暖電係統和內裝修係統的集成,形成滿足使用功能需求的預製轉配式建築產品。

  ◇模數化、標準化建築體係

  ◇建築圍護體係

  ◇建築部品連接

  ◇建築係統集成

  模數化、標準化建築體係

  ◇建築體係模數化

  ◇建築部品係列化

  ◇基於建築標準化的多樣化

  一種適應建築多樣性的結構方案:束柱體係

  優點:梁與柱可以錯位搭接,適應住宅平麵布置不規則的要求;由束柱提供結構抗側剛度與承載力,梁與束柱(單柱)可鉸接;所有現場連接節點采用螺栓連接,實現快速裝配。

  建築圍護體係:牆板、樓板

  預製混凝土保溫外牆

  複合牆板

  建築部品連接:牆板與結構的連接、牆板與牆板的連接、結構構件間的連接。

  鋼結構剛性連接不便於螺栓連接:便於結構連接的裝配式鋼結構減震建築。

  整體技術方案(結構):將整體結構分成承重和抗側力兩個體係、結構承重體係為鉸接框架、結構抗側力體係為減震結構。

  建築係統集成皮:外圍護係統;骨:結構係統;膽:設備、家具、裝修;筋:管線。

  設備管線係統(筋)

  設備管線係統包括暖通與空調係統、給水排水設備係統、燃氣設備係統、電氣與照明係統、消防係統、電梯係統、新能源係統、智能化係統。

  自抗側結構—聯肢剪力牆具有較好抗震性能

  原因:

  1)小震和風作用時,連梁聯係聯肢牆整體工作,剛度較大;

  2)中震、大震時,連梁屈服耗能減震。

  4、發展策略

  目前的問題:

  工業化建築體係還不完善

  還沒有被社會普遍接受的工業化民用建築

  工業化建築配套體係還不完善

  配套部品、連接構造還不完善,成本較高

  工業化建築建造體係還不完善

  設計、施工分離

  工業化建築認證體係尚未建立

  預製建築部品及裝配整體建築性能如何保證?

  我國發展工業化建築的策略

  產業鏈:開發商→建築供應商→部品供應商→材料商。

  建築供應商:設計、施工一體化

  認證體係:部品認證→集成建築認證

  兩大支撐:政府政策技術研發

  產業聯盟:材料、部品、設計、建造、科研、集成


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