装配式建筑设计要点十篇

发布时间:2024-04-26 06:32:48

装配式建筑设计要点篇1

【关键词】预制装配式建筑;发展前景;结构设计

引言

一、装配式建筑的方案设计

建筑设计的过程是复杂的,涉及到方方面面的问题,但建筑的作用一般只有一个,是做住宅、办公、商场、还是剧院。此过程一般都是建筑外观设计,明确设计任务,考虑到建筑信息化,主要是建立项目的工程信息。最好还能给详细设计软件提供统一的设计模板,模板可以是一个配置文件,可以是一个数据库,里边规定了本项目中应用的一些构件属性的限制值。比如使用的入户门宽不能小于多少,梁、柱的承载力不能小于多少等等。设计室负责人将从设计师的草图中挑出相对较好的创意,通过各种绘图软件进行精细效果图的绘制,建筑项目的信息化从这里的开始。

二、装配式建筑的详细设计与并行化

设计精细的效果图的目的是为了进行详细设计,数字模型工程师能够使用Bim软件使建筑模型由精细效果图变为三维建筑信息模型。这种模型包含各种基本的建筑构件以及构件的尺寸、材料、强度等等物理特性。在装配式建筑的详细设计的过程中,基本包括3个专业:建筑、结构、设备。Bim软件的发展使建筑、结构、设备进行并行设计成为可能。

2.1构件的详细设计、分析与制造流程

装配式建筑的模型的建立是一个建筑信息模型,应包括装配体、子装配体和单个设备等相关的所有数据,都会与三维模型的数据联系在一起,包含在一个统一的建筑信息模型中,同时连装配体如何装配,装配的顺序都会有所说明。在装配式建筑的设计过程中,有包括建筑构件设计、构件生产工艺、构件装配工艺、后期的构件维护工艺人员参与其中。经过Bim软件系统仿真后获得结果,知道满足需要为止。

2.2设计领域的改变――并行化

并行工程已经在制造业十分成熟了,但在建筑行业,并行工程的提法还很少见,并行技术是绿色建筑与市场竞争的必然选择,建筑设计的并行化是面对建筑领域的绿色倡导,同时降低成本,缩短时间的唯一捷径。

实现并行工程,需要建立一个并行工程集成管理环境。其中关键方面包括以下几点:

1)建筑软件(包括建筑、结构、设备专业)的信息化。Bim软件的大力发展,为并行工程提供统一的协同平台与数据管理平台,便于各个专业充分在数据层面表达自己的设计。

2)建筑的详细设计过程改变。详细设计过程变成一个类似敏捷开发的过程,逐次修正迭代。一个项目在详细设计阶段由众多专业的工程师参加,每个专业都会对模型做出本专业的修正,但每次修正表现在整体的模型上不一定总是积极的,出现消极冲突的时候,就需要相关专业的人员对修正进行讨论迭代,趋向于共同解决消极修正,以此避免建设过程中的设计冲突返工。

3)分布式管理、统一协调、持续的跟踪,也就是人的作用。随着并行工程的进行,工程内部系统复杂程度进一步加剧,问题也多样化,分布式管理便于信息收集、统一协调,并与信息整理,持续跟踪便于问题的解决。

随着Bim(建筑信息模型)技术的大力推广,并行工程一定会得到重用。

三、装配式建筑的全寿命周期中的Bim与射频技术

装配式建筑的统一制式,有利于Bim软件的管理,同时装配式建筑的大空间的移动离不开Bim(建筑信息模型)技术和射频技术的大力支持,射频技术是Bim数据从虚拟三维计算机空间输出到现实的捷径,两者都是装配式建筑转向绿色全寿命周期建筑的关键技术。

3.1Bim技术

Bim技术是建筑工程全寿命周期的核心管理技术,避免在虚拟的三维空间中产生阶段性的信息孤岛。建筑设计多专业协同与建筑全寿命周期的数据管理是Bim技术的优势,装配式建筑需要的管理系统正式这样管理系统。Bim以装配式建筑全寿命周期的数据为核心,对装配体、子装配体和单个设备等相关的所有数据继续管理,同时提供通用有限元分析软件的接口,便于导入数据到分析软件进行建模计算,也可以实现一些耦合软件,在整体与构件之间做分析。

3.2射频技术与物联网技术

射频技术能随时随地的记录构件的几何、物理信息。因装配式建筑是在工厂内生产,项目地组装,会涉及到构件的生产、仓储、物流、安装与验收,各个环节都需要能随时识别出构件的身份,避免产生阶段性的信息孤岛,减少人工信息录入出错的可能性,有利于Bim模型信息及时更新。同时射频技术有利于工程材料的物联网监控管理,极大方便构件的动态运输。

3.3维护的技术难点

在装配式建筑的全寿命周期中,建筑的维护、加固是不可忽视的问题,轻型装配式物流中心仓库有过替换的实际工程,但是又太多装配式建筑还没有发挥出这一优势。如何找到那个合理的“千斤顶”是装配式建筑能够像机械一样做替换的关键。

四、结束语

未来预制装配式技术的发展,应充分发挥工厂预制件和现场装配的优势,将新材料、新工艺不断应用到建筑上,使结构与建筑及设备等专业密切配合,充分优化建筑性能与功能。随着低碳、节能、绿色、生态和可持续发展等理念的深入人心,预制装配式建筑会在我国有广阔的发展前景。作为结构设计人员,应密切关注国家建筑产业政策,转变观念,积极推进新型装配式结构体系的应用,从而推动我国建筑工业化的进程。

参考文献:

[1]栗新.工业化预制装配式(pC)住宅建筑的设计研究与应用[J].建筑施工.2008(03)

[2]严薇,曹永红,李国荣.装配式结构体系的发展与建筑工业化[J].重庆建筑大学学报.2004(05)

装配式建筑设计要点篇2

[关键词]装配式建筑结构;体系;设计文章编号:2095-4085(2017)02-0084-02

传统的建筑施工不仅会造成严重的生态环境污染,还容易出现质量问题,因此,装配式建筑成为现代人关注的重点。装配式建筑的应用有效解决了以上问题的出现,但在实际设计与应用中还存在一些弊端,所以,有必要对此展开研究。

1装配式建筑概述

装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑。这种建筑的优点是建造速度快,受气候条件制约小,节约劳动力并可提高建筑质量。装配式建筑最初出现于上世纪初期,并不需要现浇作业,只需要现场装配即可,同时,这种建筑中的构件成本并不高,性价比也很好,且带有绿色建筑特点。在生态环境保护备受重视的今天,装配式建筑因具有绿色环保特征,受到人们的青睐。

2装配式建筑结构体系

2.1种类划分

对于装配式建筑来说,拥有多种类型,按照形式划分有剪力墙形式、框架与核心筒形式、框架与剪力墙形式等;按照高度划分有多层混凝土式、高层混凝土与低层混凝土式。在我国应用最多的装配式建筑结构形式为剪力墙结构,但在商场等建筑项目中多采用框架式。

2.2抗震性能

在自然灾害频发的今天,任何建筑最重要的一点莫过于具有良好的抗震性能。通过研究可以发现,装配式混凝土建筑结构大致可以分为两种,一种是全装配式;另一种是半装配式,无论哪种装配形式,其装配程度的高低不会影响到建筑整体刚度,能够影响结构刚度的只有受力构件刚度与节点刚度,如果它们的刚度不达标,那么在地震等自然灾害发生以后,建筑使用者的安全将受到极大威胁,因此,应提升受力构件与节点刚度。同时,在装配式建筑中有多个节点形式,不同结构刚度所带来的影响也不会不同,尤其是抗震性能存在一定差异,所以,在装配式建筑结构体系设计过程中,应加强与现实情况的联系,提升建筑结构的抗震性能。

3装配式建筑结构设计

3.1框架结构体系设计

τ谧芭涫浇ㄖ框架结构体系来说,在我国商场建设中应用较多,也是应用力度较大的装配式建筑结构。之所以采用这种结构体系,主要是由于该体系质地相对较轻,便于运输,同时它属于综合性能相对较好的高层框架。在利用框架结构体系的过程中,无论是叠合板还是合梁都会在工厂内部完成,然后利用运输设备将这些框架运输到施工场地,再在现浇处理节点或梁端键槽等方式的作用下完成下一阶段的设计。

为提高框架结构体系装配式建筑的受力能力,在实际设计中还需要关注以下几点问题:一,强度等级控制。无论是柱混凝土还是预制框架柱底的强度等级至少要达到C30左右;二,平面设计原则。在设计梁柱中心线的过程中应做到竖向平面相同,且呈现对齐形式,在纵向上也要以对齐为主;三,预埋件的处理。对于框架结构体系设计来说,预埋件属于不可缺少的一部分,所以,在实际设计过程中应保证处于不同区域的预埋件能够很好的连接在一起,无论是承受轴力还是剪力都处于良好状态。

3.2剪力墙结构体系设计

剪力墙结构体系在我国居民保障住房中的应用较多,在设计这种结构体系的装配式建筑时,可以根据需求与工厂实际情况选择剪力墙结构,既可以是半预制式,也可以是全预制式,无论哪种形式都能满足设计需求。为确保装配式建筑结构质量,满足使用需求,应关注以下几点内容:一,设计好承重墙板。承重墙是装配式剪力墙结构体系设计中不可缺少的一部分。为做好承重墙设计,保证建筑质量,需要将承重墙搭建在两侧的山墙上。同时,做好内力计算结果与抗侧力设计。此外,在结构竖向抗侧力设计的过程中,应保证现浇方式能够将竖向主承力钢筋浆锚与连接带组合在一起,并做好抗震设计与连接设计,以便提升建筑结构的整体性,避免出现中断的情况;二,控制好钢筋直径与强度。在剪力墙结构体系设计中应保证各个预制构建间的连接性处于良好状态。在实际设计的过程中不仅要确保传力良好,还要提高构造的可靠性。如果发现该结构的抗震能力较差,应适当提升钢筋直径与强度;三,注意与现场吊装环境的联系。对于剪力墙结构体系来说,如果在设计中采用的是分块设计,那么在实际设计中应注意与现实情况的联系,如房间构造、拼接位置等。对于竖向接缝的部位,应做到避免应用到暗柱中,且尽量避免在同一个建筑结构中应用多个构件。此外,在实际设计中应严格按照相关要求操作,做好验算,避免出现配筋变形等情况,只有这样才能保证设计合理,满足人们实际需求。

装配式建筑设计要点篇3

关键词:预制;装配式;建筑;施工;技术;应用

通俗的说,所谓预制装配式建筑结构主要包括预制与装配两个环节。预制,即预先制作,要求结合建筑的构造要求在工厂内对原材料进行加工。而装配则是指,将工厂预先制作完成的各部分构件进行现场组装。

1预制装配式建筑结构技术概述

我国对于预制装配式建筑结构的使用可追溯到上世纪80年代,其主要运用在大板建造方面。但受到经济方面的制约,该结构并未得到有效发展。而在经济飞速发展的21世纪,在多方面因素的刺激下预制装配式建筑结构迅速进入到建筑建设过程中。就国内来讲,北京与上海对该结构的研究与使用处于国内领先地位。其中由上海城建置业发展公司建设的浦江大型居住社区是国内首次以预制混凝土结构为主体的构件。

结合当前该结构体系的运用情况可见,其主要可分为两类即专用型结构体系与通用型结构体系。其中以通用型最为广泛,在结构组成上基本与现浇结构相似,包括剪力墙结构体系、框架结构体系以及混合体系。而专用结构体系则建立在通用型结构体系的基础上,主要满足不同建筑物在功能与性能上的需求。当前,专用型结构体系运用相对较少,国内主要存在与住宅用大板以及单层工业厂房等,国外则有预应力装配框架体系、预制装配停车楼体系、预应力空心模板墙体系等。最近几年,国内对于预制装配式建筑结构体系的开发也在不断推进,并逐步在实际工程建设中得到试用,诸如预制预应力混凝土装配整体式框架结构体系(由南京大地建设集团开发)以及预制装配整体式混凝土剪力墙结构体系(由黑龙江宇辉建设集团开发)等。从发展层面上讲,各结构体系的不断创新是推动预制装配式建筑结构不断发展的核心环节。就现场施工来看,以主体结构竖向构件的预制施工技术难度最大,其包括剪力墙、框架柱及各类型梁等。同时采用各类建筑技术有机组合的方式使得预制装配式结构的优势进一步体现出来,其中主要有降减震技术结合的预制装配整体式结构以及集保温功能与施工构造一体的预制技术等。

预制装配式建筑结构将建筑施工的综合质量提升到一个新的台阶,与常规施工技术相比,其优势主要表现在以下几个层面:(1)与以往施工建设相比,预制装配式技术中轻质墙板的比例更大,使得施工过程更加简单,快捷,节约了大量人力与物力,对于控制施工成本具有重要作用,同时使建筑施工更具有灵活性;(2)在保证施工质量的基础上,提升了建筑施工的速度,有效缩短工程周期。将施工中对环境、交通等方面的影响性降至最低,对于提升建筑企业的综合经济效益更具有关键性作用;(3)在预制装配式建筑结构的施工中,对施工人员的数量及技术要求较低,有助于对施工质量进行有效控制。同时与以往施工技术相比,预制装配式建筑结构的原材料在种类以及数量上均较低,保障了现场施工中的安全性,更符合绿色发展理念。

2预制装配式建筑结构设计核心关键

结合国内预制装配式建筑结构的使用情况,文章主要对比例最大的两种结构体系,即剪力墙结构体系以及框架结构体系中的设计要点加以分析。

2.1预制装配式框架结构体系

框架结构因具备使用简单,运输方便以及质量较轻等优势在施工建设中得到广泛运用,且主要运用于对高层建筑的施工中,与当前建设方向相符。该结构中以预制叠合板与预制叠合梁最为关键,而上述两部分构件均在工厂直接制造而来,现场仅需要进行简单的浇筑与焊接。为保证施工质量,在设计中需注意以下几方面:(1)结构整体必须做到平整规则,对应内部支撑体系因具备足够强度与韧性,满足结构在使用过程中承载力要求。同时,各个梁柱的中轴线必须维持在同一水平面上;(2)采用刚接点对梁与柱间的交接部位进行处理,且框架基础必须满足强度、刚度与稳定性要求。所采用的混凝土强度等级应在C30以上;(3)需要对内部构件之间的焊接方式进行合理选择,结合构件所处环境以及承载力特点,对焊缝形式以施焊方式进行选择。针对承担剪力、弯矩以及扭矩等作用时,需要对承载力设计要求分开计算。

2.2a制装配式剪力墙结构体系

对于剪力墙的设计需要注意以下几点:(1)结合使用环境与条件,对纵横墙结构进行选择,并充分考虑外部动、静荷载对墙体的作用,确保墙体各方面力学性能满足正常使用的需求;(2)在横墙布置的过程中,针对两侧端部的山墙结构需要安置承重墙板。内墙则需要结合抗侧力构件承载力特点,对内力进行计算并布置合适的承重墙板以及填充墙板;(3)对于剪力墙间的连接部位,需要结合承受力特点进行构造设计。

3预制装配式建筑结构发展分析

装配式建筑设计要点篇4

(一)丹麦丹麦是世界上第一个将模数法制化的国家,并制定了20多个必须采用的模数标准,包括“建筑规则设计模数”、“模数组件的尺寸”、“优先采用的建筑水平向尺寸”、“双跑楼梯的楼梯间”、“厨房构件”等。丹麦推行工业化建筑的途径是开发以采用“产品目录设计”为中心的通用体系,同时比较注意在通用化的基础上实现多样化。丹麦通过模数和模数协调实现构配件的通用化。主要的通用部件有混凝土预制楼板和墙板等主体结构构件。这些部件都适合于3m的设计网格,各部分尺寸是以1m为单位生产的,部件的连接形状(尺寸和连接方式)都符合于“模数协调”标准,因此不同厂家的同类产品之间具有互换性(于萍、陈效逑,2011)。丹麦标准对于模数协调的要求比较严格,对于建筑及建筑产品的尺寸和规格的规定比较多而且比较详细,对于建筑的水平与竖向尺寸、各类构件的尺寸和小型建筑产品的尺寸都有规定,通过这种方式来规范设计,发展通用体系。

(二)日本早在1969年,日本政府就制定了《推动住宅产业标准化五年计划》,开展材料、设备、制品标准、结构材料安全标准等方面的调查研究工作,并依靠各有关协会加强住宅产品标准化工作。1971年2月通产省和建设省联合提出“住宅生产和优先尺寸的建议”,对房间、建筑部品、设备等优先尺寸提出建议。标准化工作是企业实现住宅产品大批量社会化商品化生产的前提,极大推动了住宅产业化的发展(纪颖波,2011)。

(三)法国法国的工业化建筑起步较早。从20世纪50年代到70年代是“第一代工业化建筑”,出现过许多“专用建筑体系”,不同体系出自不同厂商,各建筑体系的构件互相不通用。20世纪70年代后过渡为“第二代工业化建筑”,以通用构配件制品和设备为特征。1977年成立了构件建筑协会,1978年该协会制订了尺寸协调规则。法国政府在1982年调整了技术政策,提出一套构件目录,只要与某些其它目录协调,并组成一个“构造逻辑系统”即可(孟刚,2005)。

(四)小结可以看出,模数协调和部件通用体系在工业化建筑发展中起到了十分重要的作用。模数协调强调的是在建筑设计阶段尽量统一尺寸,做到标准化设计,而部件通用体系强调的是在部件生产阶段尽量统一部件的规格尺寸,做到部件通用。两者之间存在着紧密的联系,设计是生产的基础,标准化设计有助于部件的通用,部件生产是设计的延续,部件通用可以促进标准化设计。各级政府部门在修订和制定标准时应充分借鉴国外标准,尤其是在模数协调和部件通用体系两方面。

二、我国新型工业化建筑技术标准现状

目前我国针对传统建筑的标准规范已经形成相对完善的体系,其中也涉及了一些有关工业化建筑的内容,但涉及专业不全,规定分散,不成体系,本文对此按照执行范围进行分类、总结和分析。

(一)国家标准表-1中所列标准涉及建筑设计、建筑产品、结构设计和施工验收四方面,其中既有针对工业化建筑而制定的标准,也有针对传统建筑制定而又涉及装配式混凝土结构的标准。针对工业化建筑的标准大部分颁布较早,已不能够满足新型工业化建筑的要求,应结合新材料、新技术和新工艺等进行修订。传统建筑标准中关于装配式混凝土结构的规定不够深入,应进行深化完善。

(二)行业标准表-2中所列行业标准大部分为建筑产品标准,另外还有两部集设计和施工于一身的综合规程以及一部抗震标准。与国家标准情况相似,针对工业化建筑的标准颁发时间较早,应结合现状修订,传统建筑标准中关于工业化建筑的规定应深化完善。

(三)地方标准从表-3可以看出,各地区已出台的针对新型工业化建筑的技术标准在内容上基本一致,大体可分为总则、术语解释、材料要求、建筑设计、结构设计、施工和验收。且各技术标准和规范都集中大部分篇幅对结构设计进行了详细规定,而其他章节则只做了原则性规定,比较概括,不够具体、详细,具有一定的指导作用。沈阳市作为全国首个国家现代建筑产业化试点城市,在制定技术标准方面明显领先于其他地区。在国家住建部、省住建厅等部门的指导和大力支持下,沈阳市组织中建标准院、中建东北院、中建设计集团、沈阳建筑设计院等设计单位,以现代建筑产业化工程建设为依托,不断丰富完善装配式建筑技术标准体系,在构件制作与验收、工程质量、安全、节能、检测等方面开展技术标准体系研究编制工作(于海,2012)。

(四)在编标准目前行业标准《装配式混凝土结构技术规程》(征求意见稿)已经,相关人员正在积极修改。该规程规定了装配式混凝土结构的基本要求、材料、建筑设计、结构设计、框架结构设计、剪力墙结构设计、装配板式结构设计、外墙挂板设计、构件制作与储运、构件安装与施工和工程验收。另外,据北京市建委消息称,将启动《装配式混凝土结构住宅建筑设计规程》编制工作,积极推动产业化住宅设计标准建设。该规程将对住宅设计中的模数协调、平面设计、外墙、内墙、楼面设计、内装修与设备管线设计等方面进行深入研究,提出具有可操作性的技术要求,为规划管理和建筑设计提供技术依据。由标准院作为组编单位编制的《装配式住宅设计规范》也正处在编制中。

(五)小结目前各级标准中,关于结构设计和施工安装及验收的标准还比较少,应尽快修改相关标准,增加相关内容。另外虽然有一些关于建筑产品的标准,但还不能满足新型工业化建筑的生产要求,应加紧修改现行标准并编制相应新标准。在修改和编制标准时应结合现有的地方标准和企业标准,做到能够充分反映新技术和新工艺;并且应该与在编标准相协调,力争做到不重复,不矛盾。另外,在生产过程上,工业化建筑和传统现浇建筑相比,无论是设计所依据的标准规范、施工安装标准,还是验收检查标准,都由于生产方式的变化而有所不同,应进行修订。在建筑设计上,应加强有关模数协调的规定;在结构设计上,现行相关标准中几乎没有针对节点设计的内容,应增加相关内容;在构件部品生产上,应尽快完善关于尺寸规格、生产要求等方面的标准,尽快建立一套通用体系;在施工安装上,现行相关标准中关于装配式混凝土结构的规定比较分散,应进行整合,增加必要规定,尤其是关于节点连接这一重要环节的规定;在验收检查上,主要应修改两方面规定:一是部分工程的验收地点由工地现场转移到了构件部品工厂;二是应增加关于节点连接的验收规定。

三、对我国新型工业化建筑技术标准的修订和建议

结合我国现行建筑技术标准规定和国外工业化建筑发展过程中制定的技术标准和要求,本文对我国发展新型工业化建筑过程中部分主要技术标准提出两点建议。

(一)对现行主要技术标准的修订建议1.建议。具体见表-4。另外,《建筑模数协调统一标准》、《住宅建筑模数协调标准》、《建筑门窗洞口尺寸系列》、《装配式大板居住建筑设计与施工规程》、《住宅楼梯预制混凝土中间平台》和《住宅楼梯预制混凝土梯段》都是为了发展工业化建筑而制定的,但制定时间较早。近几年工业化建筑发展迅速,相继出现了许多新材料、新技术和新工艺。上述标准应结合工业化建筑的现状进行修订,以适应新型工业化建筑发展。2.说明。《住宅建筑规范》中的条文大多针对现浇结构,应增加针对装配式混凝土结构部分。《建筑物防雷设计规范》中规定构件中的钢筋可作为防雷设施的引下线。此技术在现浇结构中易于实现,在装配式混凝土结构中不易实现,应作相应修改。《混凝土结构设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》中没有专门针对节点设计的内容,节点设计是装配式混凝土结构设计的重要组成部分,应增加针对节点设计的相应内容;另外针对装配式混凝土结构的构造要求较少,应继续完善,如节点连接构造要求等。《建筑抗震设计规范》中对各类建筑的抗震计算和构造做出了规定,但没有关于装配式混凝土建筑的抗震计算和构造,应增加相应抗震计算方法和构造要求。《建筑施工组织设计规范》主要针对现浇结构进行规定,应增加针对装配式混凝土结构施工特点的相关规定,如构件部品、施工机械等。《混凝土结构工程施工质量验收规范》中第9章装配式结构分项工程中,对预制构件的验收、结构性能和装配式混凝土结构施工做出了规定,但不够具体,应进行完善。另外,由于构件部品在工厂生产所以在现场验收的规定已不适用,应增加针对工厂生产验收部分。《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》应与《建筑物防雷设计规范》进行同步修改。《混凝土结构加固设计规范》中没有针对节点加固的方法和构造要求,节点连接处是装配式混凝土结构的薄弱环节,应增加相应加固方法和构造要求。《外墙外保温工程技术规程》中有大量针对现浇结构的规定,应增加针对装配式混凝土结构的相应规定。《建筑外墙防水工程技术规程》中没有关于构件部品连接节点的防水设计,构件部品连接节点是防水的薄弱环节,应增加相应防水设计内容。《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》是混凝土结构进行施工的重要参考,目前该图集只针对现浇混凝土结构,应增加针对预制装配式混凝土结构的部分。

(二)对新增技术标准的建议1.建议。(1)完善模数标准体系,增加各类建筑的模数标准,如学校模数标准、医院模数标准、办公楼模数标准等。(2)完善建筑产品通用体系,增加关于各类建筑产品的尺寸、规格的标准,如预制梁尺寸规格标准、预制柱尺寸规格标准、预制隔墙板尺寸规格标准等。2.说明。(1)目前我国现行建筑模数标准只有《建筑模数协调统一标准》、《住宅建筑模数协调标准》和《厂房建筑模数协调标准》三部,应完善模数标准体系,增加各类建筑模数标准。(2)目前我国建筑产品标准体系还不够完善,通用体系尚未建立,许多建筑产品缺乏与之对应的尺寸、规格的标准,应增加各类建筑产品的尺寸规格标准。

四、结论

为了找出目前我国新型工业化建筑技术标准体系存在的问题,同时借鉴国外典型的成功经验,对完善我国新型工业化建筑技术标准体系提出建议,本文主要开展了以下工作并得到相关结论。

(一)对我国新型工业化建筑技术标准进行总结和分析目前我国已经出台了一些关于新型工业化建筑的国家标准、行业标准和地方标准。其中国家标准和行业标准大都颁布较早,已不能满足新型工业化建筑的建造,地方标准大都只对结构设计进行了详细规定,而其他方面则比较概括。

(二)对典型国家的技术标准特点进行总结对瑞典、丹麦、日本和法国的技术标准特点进行总结,虽然四国在做法上不太一样,但是基本上都体现出了模数协调和部件通用体系在技术标准中的重要性。

装配式建筑设计要点篇5

[关键词]装配式整体建筑;价值链;成本动因

doi:10.3969/j.issn.1673-0194.2016.07.004

[中图分类号]F275[文献标识码]a[文章编号]1673-0194(2016)07-0010-05

1引言

随着国家绿色化、城镇化、工业化发展进程不断加快,建筑业原有的粗放型发展方式已不再适应市场需求,建筑工业化、住宅产业现代化市场优势和潜力日益凸显。住宅产业化通过设计标准化、构件部品化、施工机械化和管理信息化,提高建造效率,提升了劳动生产率和住宅建设整体质量水准,施工工期明显缩短。

装配整体式建筑是建筑业转型发展的重要方向,与传统现浇技术相比,装配式建筑是各类通用预制构件(pC)经专有连接装配而成的建筑,预制装配式建筑的预制混凝土制品构件全部在工厂里完成,运输至施工现场进行吊装,在质量方面彻底解决了传统现场建造方式造成的门窗漏水、外墙外保温脱落等问题,减少了施工现场大量的建筑垃圾及材料损耗,施工现场扬尘和噪声污染得到有效遏制,是促进建筑节能减排的重要手段。

目前国内的装配整体式住宅尚处于起步阶段,工业化程度不到10%,其建造成本比传统生产方式高出10%~30%,预制率越高,建造成本增加越多,高成本已经是阻碍装配式建筑发展和推广的重要因素。本文采用价值链理论模型对装配整体式建筑的内外部链条进行成本分析,借用成本动因理论,找出影响装配整体式建筑成本的关键因素,针对装配整体式建筑生产特性,提出降低成本的措施及建议,推动现代建筑产业的健康发展。

2装配整体式建筑价值链模型构建

2.1价值链理论介绍

价值链理论是哈佛大学商学院教授迈克尔・波特提出的。波特认为,企业创造价值是通过各种活动来实现的,这些活动分为基本活动和辅助活动,这些活动不相同但相互关联,企业在产品设计、制造、营销、物流和完成其他辅助产品的动态过程中,构成了企业的价值链。

价值链普遍存在于各种经济活动中,上游供给端企业与下游需求端企业存在行业价值链,企业内部各部门岗位之间的联系构成企业价值链,企业创造的价值大小与价值链上的单个活动息息相关,价值链理论揭示,企业的竞争力取决于整个价值链的综合竞争力,是企业内部多个活动进行竞争,不只是某个环节或某项活动的竞争。

根据价值链理论引申出的价值链成本分析是成本管理的有效方法,通过行业价值链和企业价值链的分析,寻求上下游整合的通道,降低原材料成本,在不断优化价值链的过程中,提高企业竞争优势。波特的基本价值链模型见图1。

2.2装配整体式建筑行业价值链

基于价值链理论的成本管理,其优势在于将成本管理延伸至上下游供应链系统,范围延展涉及整个行业的价值链优化,有效实现各方共赢。装配整体式建筑的链条不仅包括建筑施工企业自身,还涉及建设开发企业、建筑设计企业、构件部品制造企业等上游行业,以及运输、营销、物业管理等相关领域,价值链范围较广。

装配整体式建筑的建造活动主要以房地产企业为主开展,因此本文以房地产企业为核心进行研究,根据价值链理论模型,结合装配整体式建筑的建造过程和运行模式,建立装配整体式建筑行业价值链模型。

装配整体式建筑实施阶段可分为工程项目决策阶段、设计阶段、构件部品制造阶段、施工阶段、营销和后评价阶段。其行业价值链由多条内部价值链和外部价值链共同组成。装配整体式建筑行业价值链模型见图2。

装配整体式建筑涉及行业较多,关系较复杂,而且价值链上的各项活动密切相关,决策的失误会影响营销环节,设计的失误会影响构件部品加工和现场施工,建造过程中的失误会影响整体质量。因此,行业价值链上的任何环节的变动,均会导致成本的改变。

2.3装配整体式建筑企业价值链

装配整体式建筑中预制构件的使用对价值链模型中的各种活动均产生影响,企业必须设置单独的部门应对这种产业化趋势,分析单个活动的有效性,强化价值增量,从事装配整体式建筑的房地产企业往往不是直接的建设方,而更多的是对多方资源进行整合,做好管理和协调,因此需与外部关联单位密切协作,增强竞争优势。

装配整体式建筑企业价值链模型见图3。

3装配整体式建筑价值链成本分析

3.1装配整体式建筑与现浇建筑成本分析对比

装配整体式建筑是一种新型建造模式,有自己独有的产业特征,通过部品、零件及组件安装完成整体建造,与现浇建筑在成本上有一定差异,笔者分别选取杭州和沈阳两个地区的典型工程进行对比分析,得出的结论基本相同,签于南方地区造价构成中未包括采暖工程,因此以沈阳地区的典型工程数据做分析,明确装配式建筑与现浇建筑的成本差异之处,为成本控制提供数据支撑。装配整体式设计与现浇设计成本差异(预制率约40%)见表1。

表中数据显示,装配整体式建筑工程的平米造价比现浇建筑高692.65元,其中装饰、电气、采暖、给排水工程均低于现浇建筑,而土建工程平米造价明显高于现浇建筑。从控制成本的角度考虑,下面仅对土建部分的造价进一步进行分析。

装配整体式建筑土建工程中,组成结构主体的主要构件包括框架柱、梁、剪力墙及楼板等,辅助构件包括楼梯、阳台及空调搁板等,均采用预制装配式进行现场组装成型,减少了现场大部分的混凝土浇筑量和墙体砌筑量,这部分成本明显减少,而且与之相关的措施费用也有所降低。而预制混凝土构件(pC构件)本身及安装成本大幅增加,导致土建部分造价中装配整体式建筑较现浇建筑增加766.29元。土建部分造价比较具体见图4。

3.2价值链各阶段成本分析

通过装配整体式建筑与现浇建筑成本分析对比,二者的成本差异主要为pC构件的费用,pC构件的生产成本及吊装、运输等费用对价值链上的各个链条产生影响,引起成本发生变动。价值链各阶段的费用增加情况及对成本的影响分析如下。

3.2.1设计阶段

装配整体式建筑设计要求较高,需要在常规建筑设计的基础上增加对pC技术的延伸设计,根据工程实际情况及建筑结构特点,出具拆分设计图纸,设计深度前移,较常规建筑增加两个阶段,pC专项策划阶段和构件图设计阶段,预埋设备、吊装构件、摊销生产模具、附着塔吊、构件的运输、外架与构件的连接,预留放线测量孔等等这些设计、生产、施工问题也要拿到前期方案阶段考虑进去,因此设计费用有所增加。

3.2.2部件生产阶段

pC部件生产工厂需要大面积堆场以及配套设备和工具,导致堆存成本较高,同时预制构件生产所需要的机械设备投入较大,据有关资料统计,一个标准的pC部件生产工厂,国内设备需10690万元,国外设备需13290万元,如果加上土地的费用,则投入更大。另外运输成本高且有风险,分摊成本随之增加。

3.2.3施工阶段

pC部件需要经过专业培训的施工队伍配合安装,安装顺序以及连接方式及临时支撑和拉结对技术工人的要求较高,《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014是我国当前pC建筑技术水平的标志,但对于新技术、新材料、新工艺,其编制的内容还不是很深入,例如:钢筋套筒灌浆连接技术、非组合式夹心外墙的保温拉结件等都具有很强的专业性,仍然困扰着施工单位。另外施工吊装设备机械台班及进出场费用较一般塔吊要高,部分材料需要进口,现场管理难度加大等等,引起施工阶段费用增加。

4装配整体式建筑成本动因分析

通过对装配整体式建筑价值链的梳理分析,发现pC构件产业链条尚未成熟,所需成本居高不下,寻找降低成本的途径,必须找到对成本影响的主要驱动因素。从管理角度分析,成本动因不仅包括微观层次上的执行性成本动因,而且包括决定企业整体成本定位的结构性成本动因。分析这两个层次的成本动因,有助于企业发掘有效路径来获取成本优势。

4.1结构性成本动因

成本分析将视角从企业的各项具体活动转向企业整体进行考虑,企业的成本在其具体生产经营活动进行之前往往就已被确定,而且改变较难,这些影响因素即称结构性成本动因。为了获得长期成本优势,应有效地控制这类成本动因。参考波特提出的影响企业价值活动的十种结构性成本驱动因素,结合装配整体式建筑的特性,归纳出其结构性成本动因分别为:规模效应、业务整合、市场定位、产业政策、厂址选择、工艺技术。

4.2执行性成本动因

执行性成本动因分析包括对每项具体生产经营活动进行动因分析,通过分析判断对作业的影响性,因此与进行的作业流程相关。针对装配整体式建筑的工艺流程,选取分析其执行性成本动因为:人员素质、质量管理、作业效率、部品结构、组织协调、进入时机

4.3成本动因排序

基于价值链理论,运用层次分析法,对前面所有影响动因按重要性进行排序,对重要因素进行有效控制。

4.3.1确定层次结构

装配整体式建筑成本动因分为目标层、准则层、指标层,呈递阶层次,见图5。

4.3.2建立判断矩阵

通过专家访谈反馈及相关人员问卷调查方式获得相关数据,将指标层任意两个特征因素进行对比打分,相对极其重要的得5分,相对很重要的得4分,相对较重要的得3分,相对略重要的得2分,同样重要的两个因素得1分,根据判断矩阵计算出特征值和特征向量。

4.3.3动因排序分析

判断矩阵经过一致性检验后,将各结果按照目标层的权重进行排序,y1=0.67,y2=0.33,形成对总目标的排序,将权重值进行算术平均后,得到层次总排序见表5.

Ci=0.049,平均随机一致性指标Ri=1.21

得出检验系数:CR=Ci/RiCR=0.040

层次总排序符合一致性检验,判断矩阵构造合理。

以上计算分析结果显示,在影响装配式整体建筑的成本因素中,结构性成本的作用明显大于执行性成本,排在前六位的分别是:规模效应(z1)、产业政策(z4)、业务整合(z2)、人员素质(z7)、工艺技术(z6)、质量管理(z8),这六项指标共占成本动因75.42%的权重,是装配式整体建筑成本控制的重点。

5基于价值链的成本控制建议

通过数据分析显示结构性成本动因对装配式整体建筑成本影响很大,需采用有效手段进行控制。结合内外部价值链提出如下建议。

5.1设计阶段

通过规模效应实现成本降低,装配式整体建筑体量增加后,设计成本会分解摊销,大力推广标准化通用化的部品构件,设计费随着标准化预制部件的增多而降低;整合链条前后端的业务,企业自身业务向两端拓展,发展开发、设计、部件制造及施工一体化,减少沟通环节,降低成本。

5.2部件生产及施工阶段

培养专业化的施工队伍,大幅提高生产效率;建立全面质量管理意识,优化施工组织设计,合理安排现场部件供应及运输安装,合理选择技术路线和安装方法,制定多工序流水,提高安装效率;改进生产工艺,采用流水线生产模式,例如,采用设备模具平台,降低模具摊销成本,对关键的技术环节进行重点攻关,储备积累经验;打破行业壁垒,通过研究试点工程,制定完善的标准化规程,规范部件生产及施工过程。

另外,政策的导向也会产生较大影响,政策支持力度会在一定程度上弥补装配式建筑的成本增量,比如制定对预制外墙或叠合外墙预制部分不计入建筑面积的鼓励政策,加大建筑节能专项扶持资金补贴,对于符合要求的装配式建筑项目,预制装配率越高,补贴越高等,以此大力推进装配式建筑的发展。

6结语

相比传统现浇设计,装配式整体建筑优点显而易见,如工期短、无粉尘、无噪声,节能环保等,全国已有多家定点生产企业,但目前推广有一定难度,成本高是重要原因之一,通过基于价值链模型的成本分析,找出影响成本的关键因素,进而提出解决建议,推动产业化建筑健康发展。

主要参考文献

[1]许平彩,叶,唐雪翠.基于价值链视角下的内部审计研究[J].企业经济,2011(3).

[2]杨安.基于价值链的成本管理研究[J].财会通讯:综合版,2008(6).

[3]何亚伯,汪琴.基于价值链的多项目施工成本控制[J].工程管理学报,2012(4).

[4]李丽红,耿博慧,齐宝库,等.装配式建筑工程与现浇建筑工程成本对比与实证研究[J].建筑经济,2013(9).

[5]马丽丽.基于价值链分析的工业化住宅成本管理.中国房地产,2013(7).

[6]闫红缨.预制装配式体系建造成本的比较分析[J].住宅产业,2012(7).

装配式建筑设计要点篇6

【关键词】Bim技术;装配式建筑;建筑产业化;应用案例

1装配式建筑与Bim概述

1.1装配式建筑

在生产车间中预制好建筑的部品、构建、原料后,向施工现场运送加以安装,最后采用后浇筑砼或浆锚法相连而产生建筑产品称之为装配式建筑[1]。板材、砌块、盒式、升层升板、骨架板材等五种建筑类型均为装配式建筑。因为该类建筑有很多在车间加工完毕的建筑补品,因此导致原始现浇作业大大低于装配作业。采取建筑、装修相融合的设计,使功能现代化、设计多元化、生产车间化、施工装配化的模式形成,推动建筑行业转变成节省、集成、科技、环保等现代化形式,与绿色建筑的诉求相契合。

1.2Bim技术

Buildinginformationmodeling即建筑信息模型简称为Bim,其是通过数字技术对某一建筑项目的功能、物理信息进行表述,可以将Bim技术在项目各个阶段和参与方式各异的情况下完成录入、修正、输出项目信息等操作,拥有仿真性、可视性、改良性、协调化、可输出图等特征。作为项目信息协同、共享的载体-Bim技术,能够提供给项目从策划概念到维护拆掉整个生命周期决策根据[2]。

2应用案例

2.1工程概况

南京万科上坊北面地块6-05栋经济适用房项目是整体型钢筋砼架构加钢支撑结构体系为全预制型的装配,地上和地下分别为45层和1层,有10380m2的建筑面,建筑有45m高,是国内第一栋全预制式高层建筑。装配式预制构件涵盖区间为:使用预制砼框架柱作为竖直的结构主体构件;使用预制砼叠合梁作为梁;用框架结构加钢支撑体系作为抗侧向力剪力构件;预应力砼叠合板预制来作楼板;砼梯板预制完成后在标准层楼梯上使用,砼叠合阳台板预制完安装在阳台上,预制K板后用作阳台上的隔板;使用naLC板;预制好的楼板运用在下沉式或者整个厕所中。

2.2工程实施难点

整栋楼全部预制的高层建筑项目,需要在较短的时间内完成设计、制造、施工,且保持良好的质量。即使用该种装配式技术,应在短期内把设计到施工整个流程的所有工作高质量的实现,这时传送和协调建筑信息的工作十分关键。有以下问题需要攻克:1)在设计环节。进行归纳深化,需要将预制构件彼此间的碰撞检测精细到钢筋层级,在短期内凭借老员工的经验,很难完成二维图纸辨别工作;2)制造构件环节。生产商要吃透一万多张构件图纸,完成计划、制造、供应工作根本不可能实现。3)施工环节对构件进行精准迅捷的定位,高品质安装没有新技术扶持难以实现。以项目的特征为据,工程将Bim模拟研究中心建成,利用该技术达到项目管理的信息化。

2.3Bim在设计阶段的应用

本工程使用autodeskRevit系列三维建模平台建立Bim模型,对本项目的建筑、给排水、结构这些三维信息化模型构建时使用了各专业得力的设计员,并在autodesk协同环境中实现,高效精准。在2D环境中,一张图纸则是独立的“小项目”,应从绘制平面展开,接着绘制剖面、立画,然后根据项目的进程对全部图纸进行修正。而建筑师之所以工作时间长、繁重最大的因素就是需要反复、永不停歇的更改图纸所致,珍贵的精力和时间白白的浪费在了这一工作上[3]。而Bim技术改变了这种工作方式。即把设计搬至仿真建筑中,设计的核心并非图纸而是在模型上,全部图纸均在模型中直接产生,而图纸则沦为设计的附属品。所有视图都有与之相应的数据库,在其中的数据库中完美展现视图的各个角度,建筑师只需以自身所需随时将视图生成即可。从建筑模型中可生成立体、平面、3D、剖面、大样图等视图。

因为在装配中应当精细化预制构件彼此间的撞击检测到钢筋层级,精细化设计员可采用teklaStructures内部的校核撞击管理器对钢筋进行精细化检查,点开后只需对要校验的模型或构件选定之后,直接对校核这个菜单单击方可。实现撞击检查,像撞击对象的类型、名称、对象iD、构件等全部撞击位置会在管理器对话框中罗列出来,对表中的一个撞击位置选中时,在模型中会用高亮的方式显示出碰撞实体,从而方便修正和检测。

2.4Bim在构件生产阶段的应用

建筑的设计到生产整个信息传输都可以在Bim模型中完成,生产环节可以提炼和更新设计环节中生成的Bim模型。在制造构件环节使用Bim的明显优势是信息传送的高时效性和精准性,这从很大层面上能够达到制造构件技术的精益。在保证精益建造的理论引导下,将Bim信息化平台运用其中,将其集中化储存优势和技术功能支持的作用充分施展出来,确保实时、精准、有效的呈现整个项目全生命周期内的信息流,进而使精益生产的目的达成。

2.5Bim在施工阶段的应用

在吊装施工构件环节。以3D-Bim模型数据库设计完成为前提,采用施工进展信息关联模型对象的方式,将有时间属性的4D模型设计出来。进行autodesknavisworks中的api的运用,采取Bim前沿性的管理模式和质量技术办法,能够使传送信息流程中的衰减率下降,确保施工质量更加优良,施工中的安全管理得到强化。使用手持便携式电脑,进行施工管理系统研发,可对施工员确定吊装位置给予指导,查询构建参数特性,提示施工质量指数等,达到可追踪整体施工质量数据的目的。

在安装水电管线环节。在综合标准层中,秉承综合性原则,借助Bim的可视化成效,对各种专业管线进行妥当的布置,设立综合性的支吊架,集约化部署各类管线,接下来透过Bim对感官成效进行检验,同设计交流,展开校核核算,妥当设定固定支架、膨胀节等。在地下室,对无压力管道朝向进行改良,避免有压力管道对无压管道的挤压,使用Bim模型对支吊架进行妥当设定,将同其余管线的撞击难题处理好。在管井层,利用Bim设计创建模型,对安装设备的方位进行改良,定位好施工序列,并且在Bim中进行管道支架的设置,对妥当性进行验证,并采用三维建模检验管井维修空间的合理性。

3结语

Bim技术在装配式建筑中使用,能够使工程质量和生产率卓效提升,能够保证构建规整化、户型规范化的装配式建筑出炉,降低了设计失误率,出图率提升,特别是能够紧密连接生产中的上下游公司,信息化推动产业化的发展模式切实完成[4]。不过在装配式建筑中还需要化解Bim技术还存在软件太过封闭、软件同我国制图标准有一定分歧、信管智能化程度低下等问题[5],进而能保证建筑产业化得到稳健发展,进而推动建筑产业改变旧的发展模式。

【参考文献】

[1]贾晓英.建筑工业化与工业化建筑[J].科技信息,2012,22(8):435.

[2]美国国家建筑信息模型标准项目委员会.美国国家建筑信息模型标准(nBimS-US)[m]2014.

[3]宫文军,曹杨,巩俊松.基于Bim技术的装配式构件系统设计与优化[J].安装,2014(1):55-57.

装配式建筑设计要点篇7

[关键词]传统建筑方式;建筑工业化;实施

1.引言

目前,随着我国经济的快速发展,各项新技术在建筑方面的应用,建筑行业也得到了大力发展。我国的一些传统建筑的方式已经跟不上新技术前进的步伐,我国建筑正一步一步的走向工业化。

2.我国传统建筑的方式

中国古建筑从总体上说是以木结构为主,以砖,瓦,石为辅发展起来的。从建筑外观上看,每个建筑都有上,中,下三部分组成。上为屋顶,下为基座,中间为柱子,门窗和墙面。在柱子之上屋檐之下还有一种由木快纵横穿插,层层叠叠组合成的构件叫做斗拱。这是以中国为代表的东方建筑所特有的构件。它既可承托屋檐和屋内的梁与天花板,有俨然具有较强的装饰效果。

中国古建筑以木材、砖瓦为主要建筑材料,以木构架结构为主要的结构方式。此结构方式,由立柱、横梁、顺檩等主要构件建造而成,各个构件之间的结点以榫卯相吻合,构成富有弹性的框架。木架建筑是我国古代建筑成就的主要代表。它之所以如此长期、广泛地被作为一种主流建筑类型加以使用,是因为它与其它种类相比,具有不少优势,如取材方便、适应性强、抗震性好、施工快捷、便于修缮等。木架建筑是由柱、梁、檩、枋等构件采用榫卯结合形成框架来承受屋面、楼面的荷载以及风力、地震的,墙本身并不承重,只起围蔽、分隔和稳定柱子的作用。我国木构建筑的结构体系主要有斗式和抬梁式两种。除此以外还有不少变体和局部利用斜杆组成三角形稳定构架的做法。

2.1抬梁式

抬梁式木构架的特点是:柱上搁置梁头,梁头上搁置檩条,梁上再用矮柱支起较短的梁,如此层迭而上,梁的总数可达3~5根。当柱上采用斗时,则梁头搁置于斗上。这种木构架多用于北方地区及宫殿、庙宇等规模较大的建筑物。

2.2斗

斗是我国木架建筑特有的结构部件,其作用是在柱子上伸出悬臂梁承托出檐部分的重量。古代的殿堂出檐常达三四米,如无斗支撑,屋檐将难以保持稳定。当建筑物非常高大而屋檐伸出相应加大时,斗挑出距离也必须增加,其方法是增加和昂的数量(即跳数),每增加一层或昂,斗即多出一跳,最多可加至出五跳。

3.我国建筑工业化的实施

建筑工业化是指用现代工业生产方式来建造房屋,即将现代工业生产的成熟经验应用于建筑业,像生产其他工业产品一样,用机械化手段生产建筑定型产品。我国最早提出走建筑工业化道路的文件是在1956年,1966以前,主要采用标准设计,即采用标准的构件设计和配件设计,这在促进我国建筑工业方面起到积极作用。80年代以后,建筑工业逐渐发展成为我国经济的重要部门,单纯采用标准设计已不能适应发展需要,因为设计与施工基本上脱节。要真正实现建筑工业化,必须走工业化建筑体系的道路。

3.1建筑工业化的实施体现

3.1.1建筑设计的标准化与体系化

建筑设计标准化是将建筑构件的类型、规格、质量、材料、尺寸等规定统一标准。将其中建造量大、使用面积广、共性多、通用性强的建筑构配件及零部件、设备装置或建筑单元,经过综合研究编织成配套的标准设计图,进而汇编成建筑设计标准图集。标准化设计的基础是采用统一的建筑模数,减少建筑构配件的类型和规格,提高通用性。

体系化是根据各地区的自然特点、材料供应和设计标准的不同要求,设计出多样化和系列化的定型构件与节点设计。建筑师在此基础上灵活选择不同的定型产品,组合出多样化的建筑体系。

3.1.2建筑构配件生产的工业化

将建筑中量多、面广,易于标准化设计的建筑构配件,由工厂进行集中批量生产,采用机械化手段,提高劳动生产率和产品质量、缩短生产周期。批量生产出来的建筑构配件进入流通领域成为社会化的商品,促进建筑产品质量的提高,生产成本降低,最终推动了建筑工业化的发展。

3.1.3建筑施工的装配和机械化

建筑设计的标准化、构配件生产的工厂化和产品的商品化,使建筑机械设备和专用设备得以充分开发应用。专业性强、技术性高的工程(如桩基、钢结构、张拉膜结构、预应力混凝土等项目)可由具有装用设备和技术的施工队伍承担,使建筑生产进一步走向专业化和社会化。

3.1.4组织管理科学化

组织管理科学化,体现在生产要素的合理组织,即按照建筑产品的技术经济规律组织建筑产品的生产。提高建筑施工和构配件生产的社会化程度,也是建筑生产组织管理科学化的重要方面。针对建筑业的特点,一是设计与产品生产、产品生产与施工方面的综合协调,使产业结构布局和生产资源合理化。二是生产与经营管理方法的科学化,要运用现代科学技术和计算机技术促进建筑工业化的快速发展。

3.2.建筑工业化实施的技术路线

3.2.1现浇工艺与预制装配相结合技术

预制装配建筑的主要特点是构件在工程制作,然后运送到现场,用机械或人工进行安装。这种方法,比传统方法可节省25%~30%、降低造价10%~15%、缩短工期50%左右。由于构件是在有较好设备、一定工艺流水线上加工生产,因而有利于广泛的采用预应力等技术,既节约生产原料质量又稳定,还可以大量的利用工业废料,如采用粉煤灰矿渣混凝土,选用轻骨料混凝土。将现浇工艺与预制装配相结合,这种技术是梁、柱及框架构件均为现场浇筑,楼板、墙体及小狗见采用预制。其优点是建筑物整体性强,平面布置灵活,简化大型构件的运输工作。例如,高层建筑中墙体、电梯井筒等采用滑膜现浇工艺或大模板现浇工艺,楼板采用预制装配或装配整体式、迭合式楼板等。

3.2.2大板建筑

大板建筑是装配式大型板材建筑的简称。除基础以外,地上的全部构件均为预制构件,通过装配整体式节点连接而建成的建筑。大板建筑具有装配化程度高,建设速度快,可缩短工期,提高劳动生产率;施工现场湿作业少,施工较少受天气和季节的影响,大部分工作可在工厂进行,改善了工人的劳动条件,板材的承载能力比砖混结构高,可减少墙厚和结构自重,对抗震有利,并扩大了使用面积。

3.2.3滑升模板建筑

滑升模板建筑是指用滑升式模板来现浇墙体的建筑。滑模施工的工作原理是利用专设与墙内的竖向钢筋作支承杆,将模板系统支承其上,用液压千斤顶系统带动模板系统沿支承杆慢慢向上滑移,同时浇筑混凝土墙体,直至顶层才将模板系统卸下。其中包括三种类型,第一种是内外墙全部滑模现浇;第二种是内墙滑模现浇,外墙预制装配;第三种是滑模浇筑,其余部分用框架或大板结构。

4.结束语

建筑业是我国的基础产业,是国民经济的支柱产业,经过半个多世纪的发展,我国的建筑工业化已经取得了很大的成绩。我们要借鉴多方面的经验,整合各种资源,在我国建筑人才的努力下,会很快走上一条“又好又快”的建筑工业化之路。

参考文献

装配式建筑设计要点篇8

关键词:装配式结构建筑产业化产业链技术创新集成住宅

中图分类号:F426文献标识码:a文章编号:1674-098X(2014)11(c)-0036-01

当前我国实施建筑产业现代化的目的是提高建筑总体质量,提高劳动生产率,以适应当前我国新型城镇化建设的发展需求,其基础是搞好工业化生产,实现集约化、社会化大生产,而搞好工业化生产的前提是提高科技发展水平,提高体系集成配套的水平,提升产业链上的联动服务水平。

近些年来,国内的建筑科技交流空前频繁,信息扩散速度加快,范围加大。装配式建筑结构是实现建筑产业现代化的重要途径,我国在装配式建筑方面的研究和应用也在逐渐升温,截止目前住建部已批准50个国家住宅产业化基地,并成立国家住宅产业化基地技术创新联盟,为推进建筑产业化技术创新体系建设起到重要推动作用。据中国二十二冶集团装配式住宅分公司总工程师李哲龙介绍,“通过国家住宅产业化基地建设,不断加大科研投入,与科研院所和高等院校合作,解决影响产业化发展的关键技术问题,不断提升行业竞争力。”

要推进建筑产业现代化的发展,必须着眼于建筑产业化科技创新体系建设,加强原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,目前无论国家层面,还是地方层面都在积极探索与推进。笔者从产业化建筑全生命周期、全产业链协作角度考虑,提出以下七个方面开展技术创新,逐步夯实国家建筑产业现代化发展战略支点的科技支撑。

第一,结构体系设计。新型装配式建筑结构体系的研发是实现建筑产业现代化的重要基础,更是满足建筑产业化发展不同需求的基本保障。通过结构体系的技术研发与创新,为满足不同地域、不同居住空间要求提供核心技术支撑。

第二,节点、接缝连接技术。相比传统现浇建筑结构,装配式结构存在大量的节点、水平接缝、竖向接缝连接,这些连接是结构的薄弱环节。例如装配式框架结构中梁与柱;装配式剪力墙中水平接缝、竖向接缝连接均需要从其抗震性能、物理功能等方面考虑,并和抗震设计规范的“强节点、弱构件”的设计原则相吻合,从而保证装配式结构体系的整体性能。

第三,施工工法。装配式建筑结构的优势主要体现在施工工法上,诸如具有施工速度快,对环境影响小,受环境制约小等特点。装配式结构涉及复杂工况下构件的吊装、翻转、就位、固定等施工技术、安全施工措施与防护标准的制定、构件校正技术等环节,如何提升施工效率、进行安全施工,对有效缩短施工总工期,实现住宅的高效节能,低碳环保起到决定性作用,也是能否真正实现绿色工地和绿色施工的重要保障。

第四,部品生产。部品生产不仅要考虑自身设计能力的发展,更要注重与结构设计及施工协作联动,共同推进装配式建筑结构体系发展,不断提升市场竞争力。确保部品构件的高精度,开发更高精度预制混凝土模具是部品生产的前提和关键技术,河北雪龙机械制造有限公司副总经理王立宁说,“无论是从成本角度、生产效率还是构件质量方面考虑,模具设计是关系到工业化建筑成败的关键性因素。”另外各类预埋件的精确定位技术、流水线自动化生产技术、特殊施工工艺的自动化技术及部品标准化、模数化、通用化生产技术均需要不断提升科技水平,为降低施工综合成本、确保部品构件质量奠定基础。

第五,新型建筑材料研发。新型建筑材料是建筑产业现代化发展的必然要求,反之也将推动新型建筑材料业的发展。产业化建筑必将围绕新型建材的使用而全面展开,建筑产业现代化对新型建材从规格、质量、性能上都将提出新的要求,建材质地要采用密度小、易加工、方便运输、易成型的新型建筑材料,这就要求建材行业必须进行相应的技术研发、设备改造,不断根据市场的需求调整产业结构和产品结构,提高建材生产的技术与管理水平,提高产品质量与技术含量,由粗制产品向精细加工的半成品、成品方向发展。

第六,软件开发。据住建部印发的《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》中指出,“加快推广Bim(Buildinginformationmoldeling)、协同设计等技术在勘察设计、施工和工程项目管理中的应用,提升企业的生产效率和管理水平。”通过软件开发,将信息技术、自动化技术、现代管理技术与生产技术相结合,提高生产效率、产品质量和企业的创新能力。据唐山市规划建筑设计研究院正高级工程师高春荣介绍,加强适用于装配式结构设计、施工、管理的软件技术研发,将为装配式结构的技术进步和推广应用注入强劲动力。

第七,住宅集成技术。集成住宅是我国建筑产业化发展的重要方向,是满足我国新型城镇化建设中多样化、个性化需求的必然选择。发展住宅集成技术主要是围绕结构主体、围护材料、室内装修及设备安装进行,是我国建筑产业化发展的最大瓶颈。据唐山中材建筑科技有限公司董事长巩俊贤介绍,目前困扰集成住宅的问题包括集成住宅设计缺乏标准、围护材料需要轻质高强、工业化的建造模式,只有解决瓶颈问题,才能更好体现装配式集成住宅的优势与市场。

党的十八届三中全会指出,深化科技体制改革,健全技术创新市场导向机制,发挥市场对技术研发方向,促进科技成果资本化、产业化的作用。目前我国建筑生产方式正发生着转型升级的巨大变化,产业科技创新有利于推动产业结构优化升级。积极推进建筑产业化科技创新的同时,适应市场导向需求,注重科技成果转化与推广,全面提升建筑产业链的服务水平和科技含量,逐步推进产学研合作制度和互惠政策,使得各方优势资源(人、物、信息)有机衔接,提高科技研发效率和速度,为建筑产业现代化发展奠定基础。

据住建部科技与产业化发展中心副主任文林峰表示,建筑产业化的发展方向日趋明显,各地政府的热情也逐渐高涨,建筑产业化正步入发展机遇期。通过建筑产业链协作与产业化建筑全生命周期的技术创新,提升建筑产业化发展水平与科技含量,推动产业化建筑整体水平上台阶,发展符合节能、节地、节水、节材等资源节约和环保要求的建筑产业化成套技术与建筑体系,促进产业化建筑生产、建设和消费方式的根本性转变,全面提升我国建筑产业现代化发展水平。

参考文献

[1]秦珩.万科北京区域工业化住宅技术研究与探索实践[J].住宅产业,2011,131(6):25-32.

[2]樊骅.叠合板式混凝土剪力墙结构体系技术应用[J].住宅产业,2011,131(6):19-24.

装配式建筑设计要点篇9

关键词:建筑结构安装设计

中图分类号:F765

一、现代高层建筑的空间构成

1、内核的形成高层建筑与其它建筑之间的最大区别,就在于它有一个垂直交通和管道设备集中设置,在结构体系中又起着重要作用的“核”(Core)。而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重,决定着高层建筑的空间构成模式。

在建筑的中心部分,有意识地利用那些功能较为固定的服务用房的围护结构,形成中央核心筒,而筒体处于几何位置中心,还可以使建筑的质量重心、刚度中心和型体核心三心重合,更加有利于结构受力和抗震。

2、核的分散与分离随着时代的发展、技术的进步,人们对建筑需求的变化和设计侧重点的不同,以中央核心筒为主流的高层建筑“内核”空间构成模式开始受到了挑战。

对于结构专业来说,加强建筑周边的刚度也会有效地抵抗地震对高层建筑的破坏,所以如果将垂直交通和设备用房等分散地布置在周边,则无疑也会对结构抗震有利。同时,这种分散的多个外核的空间构成模式,也正好适用于新兴的巨型框架结构,使这种结构体系中的巨型支撑柱具有了使用功能。

而从建筑设计的角度来看,核的移动、垂直交通、服务性房间和管道井分散到建筑的周边,对于高层建筑的空间构成模式和立面造型上的变化也是极具革命性的。它不但适应了其它专业的需求,而且还有利于避难疏散,创造更大的使用空间和使高层建筑的底部获得解放。这种空间构成模式所具有的灵活性和先进性,很快便被推崇技术表现的欧洲建筑师们所发现,并创造性地应用在他们的作品之中。

3、中庭空间的出现受高层旅馆的影响,一些办公大楼为了追求气派和空间变化,便在入口处附设一个中庭,实际上,核心筒的分散和分离,中庭空间的介入,已使高层建筑的空间构成模式彻底发生了变化。新一代的高层建筑空间组织更为灵活多样,由于空间设计的侧重点已由追求经济效率向营造宽松舒适的生活环境转变,所以许多新建的高层建筑都以“景观空间”的概念,将共享空间与功能空间相结合,把核分散向四周,垂直交通采用玻璃电梯,直接采光,给人们以开敞明亮、将动线视觉化的空间感受。空间构成模式也由封闭的“积层式”,变为上下贯通的“动态流动空间”。

4、底部空间的变化早期的高层建筑多直接面对街道,从街道进入门厅,再由门厅进入电梯厅,垂座电梯至各楼层,这是高层建筑中最为普遍的空间流线组织方式。建筑空间与城市空间之间缺乏过渡,没有“中间领域”的概念,在人流集散的高峰期,对城市交通环境的影响也较大。尽管许多高层建筑都在门厅的艺术处理上颇费心机,设计得非常富丽壮观,但是由于空间组织方面的缺陷,门厅内往往留不住人,形不成公共活动空间,而入口处也常出现人流拥塞的现象。

二、高层建筑结构的演化

1、钢材的国产化国内钢铁企业根据我国高层建筑钢结构设计标准的要求,制订我国第一部高层建筑钢结构的钢材标准《高层建筑结构用钢板》(YB4104-2000),比目前仍在实施的《低合金高强度结构钢》(GB/t1591-94)又前进了一步,其性能指标优于国外同类产品。

2、钢结构设计国产化国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)等有关高层建筑最大高度和最大高宽比的规定,在一般情况下,应遵守规范的规定,否则应进行专项论证或试验研究。建设部第111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和建质[2003]46号文《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》,对加强高层建筑钢结构设计质量控制意义重大,具有可操作性。

3、高层及超高层结构体系对于高层建筑的划分,建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定,一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑,建筑总高度超过100m为超高层建筑。

对于结构设计来讲,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则,选择相应的结构体系,一般分为六大类:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架―剪力墙结构体系、框―筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。

三、建筑安装的协调与配合

1、内部协调与配合怎样搞好内部协调与配合,实际上是一个怎样处理好内部各专业之间的矛盾,以及各专业与总体要求之间的矛盾。首先,应从书面资料入手,对本专业图纸、会审纪要、工艺标准、质量要求等加以熟悉,做到心中有数。其次,从技术方面讲,搞好各专业协调配合,一定要把好熟悉图纸、认真会审、内部会审、内部技术协调的关口,务必保持解决问题的渠道畅通无阻。再者,高层建筑楼高、层数多、场地窄、专业交叉施工密度大,与工业建筑、一般民用建筑相比,其作业面尤为狭窄,难以满足在有限的作业面内各专业施工同步展开。

2、外部协调与配合外部协调与配合主要指土建单位、装修单位的专业之间的协调配合。

就高层建筑整体而言,土建和安装构成了躯干和内脏;装修则是为其着装打扮。根据高层建筑的特点,土建、装修施工阶段划分为:①砼结构施工;②砌体建筑施工;③初级装修施工;④二次装修施工。

既然土建、装修、安装均作为高层建筑的有机组成部分,故其彼此间必然存在着密切的联系,实际是相辅相成、缺一不可的关系。但作为一个独立项目,又有各自的运行规律,只有掌握了这些规律,并了解其间的内在联系,才能有理、有序、有效地搞好各项目之间的协调与配合。

对于安装施工来讲,从整体看,其成品可以说是依附于土建的半成品或成品之上,它们之间的交叉配合贯穿于整个施工过程,且配合密集处主要在“暗”处,如砼结构、砌体内管井等;而装修与安装施工的交叉配合,主要集中在“明”处,如墙面、天花板等。

3、前、后方协调与配合前、后方协调与配合实际上是人、财、物、机各生产要素的优化组合问题。它对于各类建筑施工是一个带有共性的问题,这个共性问题的关键所在是诸生产要素的优化组合决定权是在前方,还是在后方?是在项目上,还是在大本营里“项目法施工”运用动态管理原理很好地回答和解决了这个问题,使长期以来的前方与后方难以协调与配合的局面得到了根本转变。

有共性必有个性。在高层建筑安装施工中,诸生产要素的优化组合必须紧紧围绕高层建筑安装施工的各项特性来进行。为此,必须了解各专业施工形象进度计划,以便及时、合理地调配人、财、物、机各生产要素。

装配式建筑设计要点篇10

1.1内核的形成高层建筑与其它建筑之间的最大区别,就在于它有一个垂直交通和管道设备集中设置,在结构体系中又起着重要作用的“核”(Core)。而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重,决定着高层建筑的空间构成模式。

在建筑的中心部分,有意识地利用那些功能较为固定的服务用房的围护结构,形成中央核心筒,而筒体处于几何位置中心,还可以使建筑的质量重心、刚度中心和型体核心三心重合,更加有利于结构受力和抗震。

1.2核的分散与分离随着时代的发展、技术的进步,人们对建筑需求的变化和设计侧重点的不同,以中央核心筒为主流的高层建筑“内核”空间构成模式开始受到了挑战。

对于结构专业来说,加强建筑周边的刚度也会有效地抵抗地震对高层建筑的破坏,所以如果将垂直交通和设备用房等分散地布置在周边,则无疑也会对结构抗震有利。同时,这种分散的多个外核的空间构成模式,也正好适用于新兴的巨型框架结构,使这种结构体系中的巨型支撑柱具有了使用功能。

而从建筑设计的角度来看,核的移动、垂直交通、服务性房间和管道井分散到建筑的周边,对于高层建筑的空间构成模式和立面造型上的变化也是极具革命性的。它不但适应了其它专业的需求,而且还有利于避难疏散,创造更大的使用空间和使高层建筑的底部获得解放。这种空间构成模式所具有的灵活性和先进性,很快便被推崇技术表现的欧洲建筑师们所发现,并创造性地应用在他们的作品之中。

1.3中庭空间的出现受高层旅馆的影响,一些办公大楼为了追求气派和空间变化,便在入口处附设一个中庭,实际上,核心筒的分散和分离,中庭空间的介入,已使高层建筑的空间构成模式彻底发生了变化。新一代的高层建筑空间组织更为灵活多样,由于空间设计的侧重点已由追求经济效率向营造宽松舒适的生活环境转变,所以许多新建的高层建筑都以“景观空间”的概念,将共享空间与功能空间相结合,把核分散向四周,垂直交通采用玻璃电梯,直接采光,给人们以开敞明亮、将动线视觉化的空间感受。空间构成模式也由封闭的“积层式”,变为上下贯通的“动态流动空间”。

1.4底部空间的变化早期的高层建筑多直接面对街道,从街道进入门厅,再由门厅进入电梯厅,垂座电梯至各楼层,这是高层建筑中最为普遍的空间流线组织方式。建筑空间与城市空间之间缺乏过渡,没有“中间领域”的概念,在人流集散的高峰期,对城市交通环境的影响也较大。尽管许多高层建筑都在门厅的艺术处理上颇费心机,设计得非常富丽壮观,但是由于空间组织方面的缺陷,门厅内往往留不住人,形不成公共活动空间,而入口处也常出现人流拥塞的现象。

2我国的高层结构建筑的发展

2.1钢材的国产化国内钢铁企业根据我国高层建筑钢结构设计标准的要求,制订我国第一部高层建筑钢结构的钢材标准《高层建筑结构用钢板》(YB4104-2000),比目前仍在实施的《低合金高强度结构钢》(GB/t1591-94)又前进了一步,其性能指标优于国外同类产品。

2.2钢结构设计国产化国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)等有关高层建筑最大高度和最大高宽比的规定,在一般情况下,应遵守规范的规定,否则应进行专项论证或试验研究。建设部第111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和建质[2003]46号文《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》,对加强高层建筑钢结构设计质量控制意义重大,具有可操作性。

2.3高层及超高层结构体系对于高层建筑的划分,建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定,一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑,建筑总高度超过100m为超高层建筑。

对于结构设计来讲,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则,选择相应的结构体系,一般分为六大类:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。

3高层建筑安装施工的协调与配合

3.1内部协调与配合怎样搞好内部协调与配合,实际上是一个怎样处理好内部各专业之间的矛盾,以及各专业与总体要求之间的矛盾。首先,应从书面资料入手,对本专业图纸、会审纪要、工艺标准、质量要求等加以熟悉,做到心中有数。其次,从技术方面讲,搞好各专业协调配合,一定要把好熟悉图纸、认真会审、内部会审、内部技术协调的关口,务必保持解决问题的渠道畅通无阻。再者,高层建筑楼高、层数多、场地窄、专业交叉施工密度大,与工业建筑、一般民用建筑相比,其作业面尤为狭窄,难以满足在有限的作业面内各专业施工同步展开。

3.2外部协调与配合外部协调与配合主要指土建单位、装修单位的专业之间的协调配合。

就高层建筑整体而言,土建和安装构成了躯干和内脏;装修则是为其着装打扮。根据高层建筑的特点,土建、装修施工阶段划分为:①砼结构施工;②砌体建筑施工;③初级装修施工;④二次装修施工。

既然土建、装修、安装均作为高层建筑的有机组成部分,故其彼此间必然存在着密切的联系,实际是相辅相成、缺一不可的关系。但作为一个独立项目,又有各自的运行规律,只有掌握了这些规律,并了解其间的内在联系,才能有理、有序、有效地搞好各项目之间的协调与配合。

对于安装施工来讲,从整体看,其成品可以说是依附于土建的半成品或成品之上,它们之间的交叉配合贯穿于整个施工过程,且配合密集处主要在“暗”处,如砼结构、砌体内管井等;而装修与安装施工的交叉配合,主要集中在“明”处,如墙面、天花板等。

3.3前、后方协调与配合前、后方协调与配合实际上是人、财、物、机各生产要素的优化组合问题。它对于各类建筑施工是一个带有共性的问题,这个共性问题的关键所在是诸生产要素的优化组合决定权是在前方,还是在后方?是在项目上,还是在大本营里“项目法施工”运用动态管理原理很好地回答和解决了这个问题,使长期以来的前方与后方难以协调与配合的局面得到了根本转变。

有共性必有个性。在高层建筑安装施工中,诸生产要素的优化组合必须紧紧围绕高层建筑安装施工的各项特性来进行。为此,必须了解各专业施工形象进度计划,以便及时、合理地调配人、财、物、机各生产要素。

各专业总量、插入时间及在各阶段的工程量均不尽相同,根据动态组合原理,结合各专业阶段特点,合理组合各生产要素,达到前、后方的有理、有序协调与配合。

高层建筑安装施工的协调与配合涉及面十分广泛,可以说,它本身就是一项系统工程。要搞好这项工程,必须通过了解工程对象,掌握工程特点,从而采取相应措施,保证内外工种相互协调与配合,确保质量与进度,全面完成工程任务。