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    钢结构工业化系统集成建筑

    发布日期:2020-08-11   浏览次数:276

    文章详情

      1、工业化建筑现状

      建筑业的地位及影响

      建筑业:国民经济的支柱产业

      全社会50%以上固定资产投资,要通过建筑业才能形成新的生产能力或使用价值。

      建筑业总产值:GDP的20%以上建筑业技术进步,对经济、社会影响巨大。

      建筑能耗:32%国家全部能耗。是大单项能耗行业。

      三次工业革 命对制造业的推动

      第 一次工业革 命:(18世纪从英国发起)瓦特发明蒸汽机,以机器代替手工劳动,生产力大大提高。

      第二次工业革 命:(19世纪七十年代)电力广泛应用,实现电气化、自动化,生产力进一步提高。

      第三次工业革 命:(发端美国,始于二战后初期)计算机的发明和应用,实现信息化,生产效率大大提高。

      建筑业的现状

      现场手工建造为主,导致问题:建造效率低、资源浪费、品质难以保障、对环境影响大。

      工业化建造:工厂化制造机械化装配信息化管理

      部品工厂预制产品现场装配=预制装配

      解决建筑业现状问题的途径:工业化建造

      国家战略需求:高效、优质、节约、环保

      产业转型升级需求:劳动力成本快速增长的挑战

      国家的相关政策

      国务院2013年1号文《绿色建筑行动方案》(2013.1.4):大力发展绿色建材;推动建筑工业化;加大政策激励。

      住建部,国家《建筑业发展“十二五”规划》(2011):“加强技术创新和任务”中第3项任务:积极推动建筑工业化。

      结构件、部品的标准化。

      提高构配件工业化制造水平。

      鼓励在工程上采用制造、装配方式,提高机械化施工水平。

      工信部,《中国“两化”融合发展报告》蓝皮书(2011):加强建筑企业信息化建设,不断提高信息技术应用水平

      地方政府的相关政策

      2013年,上海市政府沪府办〔2013〕52号文件。

      住宅单体预制率应不低于15%(中环内25%),预制外墙面积不低于50%,制定土地、规划、金融、财政、税收等方面的配套鼓励政策。

      2012年,南京市建立中国建筑工业化创新特区

      2011年,沈阳市创建国家现代建筑产业化示范城市。

      2012年,北京市在原规划的基础上,奖励3%的建筑面积。

      国家土建结构预制装配化工程技术研究中心

      2013年科技部批准组建我国唯 一建筑工业化国 家 级研发平台。

      工程中心技术对象:装配式建筑、装配式桥梁

      工程中心四大建设任务

      工程中心四大研发平台建设

      土建结构预制装配化技术行业公共研发平台

      ◆装配式建筑技术研发平台

      ◆装配式工程结构技术研发平台

      ◆专用装备与工艺技术研发平台

      ◆信息化管理技术研发平台

      IM(BuildingInformationModelling)

      建筑建造全过程信息交互与管理

      2、钢结构工业化建筑主要形式

      工业化建筑体系类型

      按主要构件材料划分:木结构、混凝土结构、钢结构。

      按建筑体系构成划分:

      ◆一维体系:梁、柱构件拼装成框架。

      ◆二维体系:墙板、楼板拼装成建筑。

      ◆三维体系:箱体和箱体拼装成建筑。

      ◆混合体系:以上体系的混合。

      木结构工业化建筑

      ◆一维体系:木框架。

      ◆二维体系:板式结构。

      ◆三维体系:箱式结构。

      混凝土结构工业化建筑

      ◆一维体系:预制梁柱构件。

      ◆二维体系:预制墙楼板。

      ◆三维体系:箱式结构。

      钢结构工业化建筑

      ◆一维体系:钢框架。

      ◆二维体系:板式结构。

      ◆三维体系:箱式结构。

      工厂化程度:一维体系<二维体系<三维体系。

      个性化程度:一维体系>二维体系>三维体系。

      钢结构是一种绿色建筑,低碳环保

      ◆材料的回收和再生利用率高,可达70%。

      ◆钢结构建筑建造及拆卸后产生的建筑垃圾仅为混凝土建筑1/4。

      板结构型式

      几种工业化建筑体系的对比

      木结构特点:生态环保。

      预制混凝:符合用户使用习惯。

      土装配钢结构:适宜工业化建造。

      核心问题:材料来源受限、运输和安装不方便、墙体与结构构件的配合不方便。

      瓶颈:1)规模小、成本高;2)没有形成产业体系。

      3、关键技术

      “工业化建筑”特征

      ◆工业化建造

      建筑工业化建造是将建筑部品在工厂预制,实

      行社会化、商品化生产,现场采用机械化装配,减少人工作业。

      ◆系统集成

      包含结构系统、维护系统、水暖电系统和内装修系统的集成,形成满足使用功能需求的预制转配式建筑产品。

      ◇模数化、标准化建筑体系

      ◇建筑围护体系

      ◇建筑部品连接

      ◇建筑系统集成

      模数化、标准化建筑体系

      ◇建筑体系模数化

      ◇建筑部品系列化

      ◇基于建筑标准化的多样化

      一种适应建筑多样性的结构方案:束柱体系

      优点:梁与柱可以错位搭接,适应住宅平面布置不规则的要求;由束柱提供结构抗侧刚度与承载力,梁与束柱(单柱)可铰接;所有现场连接节点采用螺栓连接,实现快速装配。

      建筑围护体系:墙板、楼板

      预制混凝土保温外墙

      复合墙板

      建筑部品连接:墙板与结构的连接、墙板与墙板的连接、结构构件间的连接。

      钢结构刚性连接不便于螺栓连接:便于结构连接的装配式钢结构减震建筑。

      整体技术方案(结构):将整体结构分成承重和抗侧力两个体系、结构承重体系为铰接框架、结构抗侧力体系为减震结构。

      建筑系统集成皮:外围护系统;骨:结构系统;胆:设备、家具、装修;筋:管线。

      设备管线系统(筋)

      设备管线系统包括暖通与空调系统、给水排水设备系统、燃气设备系统、电气与照明系统、消防系统、电梯系统、新能源系统、智能化系统。

      自抗侧结构—联肢剪力墙具有较好抗震性能

      原因:

      1)小震和风作用时,连梁联系联肢墙整体工作,刚度较大;

      2)中震、大震时,连梁屈服耗能减震。

      4、发展策略

      目前的问题:

      工业化建筑体系还不完善

      还没有被社会普遍接受的工业化民用建筑

      工业化建筑配套体系还不完善

      配套部品、连接构造还不完善,成本较高

      工业化建筑建造体系还不完善

      设计、施工分离

      工业化建筑认证体系尚未建立

      预制建筑部品及装配整体建筑性能如何保证?

      我国发展工业化建筑的策略

      产业链:开发商→建筑供应商→部品供应商→材料商。

      建筑供应商:设计、施工一体化

      认证体系:部品认证→集成建筑认证

      两大支撑:政府政策技术研发

      产业联盟:材料、部品、设计、建造、科研、集成


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