武汉工程大学湖北武汉430073
摘要:建筑行业的发展走势必然是装配式建筑,以下是归纳总结的建筑优点,并结合国内外的装配方式予以研究。装配式建筑发展研究的重点应该在建筑信息模型一体化项目基础上的应用和创新应用,以及经济性和行业标准化等。
关键词:装配式建筑;发展;研究
一、前言
当前,我国建筑行业的施工方式都为传统的现场施工,此种方式需求的劳动力多、强度大、管理难等特点,是一种粗放型的施工。而装配式建筑是一种新型的施工,其只要的特点是先预制构件,然后在到现场装配,正是由于这种方式不仅解放了劳动力还在质量上优于传统,才得以快速发展。
二、装配式建筑存在的优势
1.质量更好。由于传统的现场施工劳动力需求大,容易造成员工素质差,质量也无法稳定。而装配式建筑因为建筑的构件是预制工厂生产,因此更容易控制生产过程,质量得以保证。
2.安全系数更高。传统的方式工作环境多在露天和高空作业,而装配是统一由专业的安装师傅操作,危险性更低。
3.生产效率更快。装配式因为构件分配到各工厂进行生产,在统一拉回来,减少很多步骤,现场所要的人员也比传统的少,大大提高操作时间。
4.人力成本更低。由于分散加工,预留的人员将会大大少于传统,节省了可观的成本。
5.绿色发展。装配式建筑多采用钢模板,钢模板可循环使用,另由于减少木材料的输入,符合绿色化发展道路。
6.模数化的设计,建筑更牢靠。装配式的设计首先是户型,在此基础上进行设计和生产。这种方式不仅加快生产效率,还可以大范围的操作。与此同时,装配式的设计更具有灵活性,在一定程度上可延长建筑的使用时间。
三、国内外研究标准与现状
目前,对于预制混领土结构的研究,制定了很多相关的设计政策。例如欧洲的《预制混凝土工程标准和应用手册》和我国的《装配整体式混凝土结构技术规程》等章程。特别是2014年正式推出的规章,全面涵盖了我国对预制混领土所需要的技术,大大的加大了装配式建筑的影响力,此外,我国也在积极探讨更多有利于建筑行业发展的机制。只有标准化的制度,才能在更大的提高效。
在二十世纪九十年代,美国曾经联合日本开展了一项研究,该研究主要针对的就是预制混凝土结构对地震的抗震能力,项目的目的建立计算模型以满足不同环境之下对地震的设防,项目涉及到对预制混凝土的材质、技术和概念的要求。诸如这样的实验也还有很多,比方说2003年,欧洲ELSA实验室研究预制混凝土结构的拟动力实验,例如,单双跨双榀以及不同楼板的铺设规划进行拟动力试验。拟动力实验要求的梁柱节点使用螺栓连接,而少数需要放置一个橡胶垫,此实验表面,预制框架结构与现浇结构抗震能力相似,但是对于有橡胶垫使用的节点,保存的完整性更强。次年,我国同济大学也做过类似的实验。2005年同济大学在此基础上升级实验难度,缩小比列多三跨三层的预制混凝土结构进行振动台实验。我国还有很多的高校进行多种实验,比方说,东南大学的实验是对装配整体的钢筋混凝土框架的街头;清华大学的实验是对预制混凝土的拟静;天津大学的实验是对尺节点低周反复荷载试验。更有的高校专门成立了研究中心,比方说上海大学的装配式建筑研发中心,以及上海大学智慧城市研究院的建筑信息模型与装配式研究等。
四、国内目前应用状况
2001年,上海城建集团与上海大学成立了装配式研发中心,这是我国首次建立标准化的构件库。上海城建集团主要是利用FID芯片,对BIM信息统一管理,PC构件为主,以完成在整个建筑中的实施。目前各企业可以参考的标准有《上海城建PC工程技术体系手册》以及上海市《装配整体式混凝土住宅体系施工、质量验收规程》。
此外就是全预制装配楼宇技术(NPC技术)的应用,此项技术由中南NPC设立,名该生产基地名称为“可装配式关键部品产业化技术研究与示范”,主要研究新型混凝土结构预制装配的技术,研究装配式混凝土结构与预制构件之间的连接问题。2014年颁布了一项标准,即《国家行业标准》,该标准将此技术定义为装配式混凝土结构钢筋浆锚连接。据统计,在已完成的建筑项目中,整体使用预制装配的概率已经上升到90%,经核算,每平方米与与传统模式相比可以减少87%,而在消耗的水量上面也降低了63%,更甚至于在垃圾产量上面也减少了91%,同时对噪音的减少也有效果,大大的提高了我国的技术水平。
此外,我国唯一一家综合性的“住宅整体解决方案”的企业是远大住宅工业有限公司,该企业主要以住宅工业为实施项目,运用预制混凝土构件,建设绿色建筑。运用这项技术的建筑,不仅具有符合可持续性的发展要求,还更加环保。该企业在2012年还推出第五代的集成住宅,简称BH5,BH5运用的是更先进的预制混凝土构件,并在BIM技术平台上面,建立完善的体系,包括工业化研发、设计、制造、施工、材料以及产品等体系。
五、未来发展和重点研究方向
1.建筑信息模型(BIM)下的一体化项目实施(IPD)
一体化项目实施是由美国建筑师学会和加州委员会联合发表的,所谓的IPD就是指,经过协作的平台,对整个体系,以及人力和企业相结合的整合,充分利用所有参与者的价值,减少浪费,从而达到经济效益的最大化。
IPD的模式参与建设的全部过程,涵盖了施工之前的设计,施工中的建造,以及施工单位与设计单元的协调,从而保证项目的完成。IPD模式在大型项目上节省的成本更多,因此,虽然目前建设项目的交付种类复杂,但任然得以推广。我国目前BIM与IPD相结合的案例还不是很多,政府应当加强此方面推广,而国外BIM与IPD相结合的案例更多,利用BIM软件建立数据模型,再在IPD模式下,进行施工所有过程中的预算与分析。
2.研究预制构件模数化和标准化
模数化和标准化的研究方向是,首先,要整合所有的产业链上的资源,这样才能推广模数协调;其次,统一技术指标,只有实现价值的统一,才会方向目标一致。模数协调的基本要求是所有的参与者,即建设者、施工者、设计者,在装配式建筑中遵循统一个标准,这是
标准化的基础,此外就是致力于住宅模数协调的研究,加强各构件的协调与定位。我国目前现有的政策是《住宅建筑模数协调标准》,同时更应该进一步完善部品模数和协调体系。据统计,第一批标准化的构件有90多种,运用的领域主要在保利和万科的项目上,为了应用到更多的装配建筑上,应提高更多的标准化构件。
3.装配式建筑抗震能力
虽然,装配式建筑抗震能力远强过传统建筑,但是对此投入的精力任然不够。现在,我国在装配式建筑抗震方面主要研究的是节点,与现浇节点的不同,装配式建筑节点其力学上的特征更完整,从而影响抗震能力,因此对装配式建筑节点的研究任然不能停止。此外,装配式建筑的抗震研究不仅仅只存在于节点单一上,更应该延伸到更多类型上面,只有实时的调整方案,才能提高抗震效果,例如,对现有的预制混凝土机制的改良。
六、结束语
装配式建筑虽然优于传我统的模式,但是在我国装配式的成本还是高于传统,很多设计存在局限性的问题,结构体系也不完善,再加上我国的施工技术还达不到装配的要求,在这些因素之下,装配式建筑推广难度加大。为了更好的适应社会发展的需要,我国应当致力于装配式建筑的发展,不断的加强施工技术,完善结构体制等。
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