《裝配式建筑概論》課件第1章

第1章緒論

1.1裝配式建筑發(fā)展背景1.1.1中國(guó)裝配式建筑行業(yè)定義及分類裝配式建筑指將自工廠運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)的預(yù)制墻、梁、樓梯等預(yù)制構(gòu)件通過機(jī)械吊裝等方式組裝而成的建筑。裝配式建筑具有的特點(diǎn)包括：1.設(shè)計(jì)形式多樣化。裝配式建筑的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)體系具有較強(qiáng)的靈活性，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整的空間較大，因此具有一定的可定制性；2.構(gòu)件可實(shí)現(xiàn)預(yù)制生產(chǎn)。依托于BIM技術(shù)，參數(shù)化、數(shù)據(jù)化的構(gòu)件模型能夠?yàn)楣S提供準(zhǔn)確的構(gòu)件尺寸、形狀等屬性信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)構(gòu)件在工廠內(nèi)的預(yù)制生產(chǎn)；3.構(gòu)件裝配化。與傳統(tǒng)建筑不同的是，裝配式建筑主要采用的是現(xiàn)場(chǎng)裝配預(yù)制構(gòu)件的施工方式，這一方式有助于縮短工期、提高施工速度并減少勞工需求；4.綠色環(huán)保、減少污染。在工廠內(nèi)預(yù)制生產(chǎn)構(gòu)件有助于減少施工現(xiàn)場(chǎng)的建筑垃圾，且裝配式建筑所需的現(xiàn)澆式施工程度較低，因此減少了空氣污染和水污染。““第1章緒論構(gòu)件材料為分類標(biāo)準(zhǔn)，裝配式建筑可分為預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)、預(yù)制木結(jié)構(gòu)、預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)制柱結(jié)構(gòu)等。目前中國(guó)裝配式建筑行業(yè)應(yīng)用較為廣泛的是預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)、預(yù)制木結(jié)構(gòu)和預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)（見圖1-1）。預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)的防火性能較差，但抗震性能佳，適用于高層、超高層建筑以及抗震要求較高的建筑，材料來源較為豐富；因?yàn)槟静氖懿牧蟻碓?、?guī)范等因素的限制，預(yù)制木結(jié)構(gòu)的建筑成本在中國(guó)各類預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)中最高。同時(shí)，因木材的防火、防腐和防蟲性能均較差，預(yù)制木結(jié)構(gòu)只適用于二、三層等較為豪華的低層建筑；預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)工藝成熟度較高，防火性能佳，而且建筑成本在鋼、木和混凝土三種結(jié)構(gòu)中最低，適合多層、小高層辦公樓以及住宅建筑。第1章緒論

““第1章緒論1.2國(guó)內(nèi)外裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外裝配式建筑現(xiàn)狀1.美國(guó)裝配式建筑:美國(guó)在20世紀(jì)70年代能源危機(jī)期間開始實(shí)施配件化施工和機(jī)械化生產(chǎn)。美國(guó)城市發(fā)展部出臺(tái)了一系列嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，一直沿用至今，并與后來的美國(guó)建筑體系逐步融合。美國(guó)城市住宅結(jié)構(gòu)基本上以工廠化、混凝土裝配式和鋼結(jié)構(gòu)裝配式為主，降低了建設(shè)成本，提高了工廠通用性，增加了施工的可操作性?？偛课挥诿绹?guó)的預(yù)制與預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會(huì)PCI編制的《PCI設(shè)計(jì)手冊(cè)》，其中就包括了裝配式結(jié)構(gòu)相關(guān)的部分。該手冊(cè)不僅在美國(guó)，而且整個(gè)國(guó)際上也是具有非常廣泛的影響力的。從1971年的第一版開始，PCI手冊(cè)已經(jīng)編制到了第7版，該版手冊(cè)與IBC2006、ACI318-05、ASCE7-05等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)。除了PCI手冊(cè)外，PCI還編制了一系列的技術(shù)文件，包括設(shè)計(jì)方法、施工技術(shù)和施工質(zhì)量控制等方面。第1章緒論

2.歐洲裝配式建筑法國(guó)1891年就已實(shí)施了裝配式混凝土的構(gòu)建，迄今已有130年的歷史。法國(guó)建筑工業(yè)化以混凝土體系為主，鋼、木結(jié)構(gòu)體系為輔，多采用框架或板柱體系，并逐步向大跨度發(fā)展。德國(guó)的裝配式住宅主要采取疊合板、混凝土、剪力墻結(jié)構(gòu)體系，剪力墻板、梁、柱、樓板、內(nèi)隔墻板、外掛板、陽臺(tái)板等構(gòu)件采用構(gòu)件裝配式與混凝土結(jié)構(gòu)，耐久性較好。瑞典和丹麥早在20世紀(jì)50年代開始就已有大量企業(yè)開發(fā)了混凝土、板墻裝配的部件。1975年，歐洲共同體委員會(huì)決定在土建領(lǐng)域?qū)嵤┮粋€(gè)聯(lián)合行動(dòng)項(xiàng)目。項(xiàng)目的目的是消除對(duì)貿(mào)易的技術(shù)障礙，協(xié)調(diào)各國(guó)的技術(shù)規(guī)范。的標(biāo)準(zhǔn)，如《預(yù)制混凝土構(gòu)件質(zhì)量統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》EN13369等?？偛课挥谌鹗康膰?guó)際結(jié)構(gòu)混凝土協(xié)會(huì)FIB于2012年發(fā)布了新版的《模式規(guī)范》MC2010。模式規(guī)范MC90在國(guó)際上有非常大的影響，經(jīng)歷20年，匯集了5大洲44個(gè)國(guó)家和地區(qū)的專家的成果，修訂完成了MC2010?！啊暗?章緒論3.日本裝配式建筑日本1968年提出裝配式住宅的概念。在1990年的時(shí)候，他們采用部件化、工廠化生產(chǎn)方式，高生產(chǎn)效率，住宅內(nèi)部結(jié)構(gòu)可變，適應(yīng)多樣化的需求。而且日本有一個(gè)非常鮮明的特點(diǎn)，從一開始就追求中高層住宅的配件化生產(chǎn)體系。這種生產(chǎn)體系能滿足日本的人口比較密集的住宅市場(chǎng)的需求，更重要的是，日本通過立法來保證混凝土構(gòu)件的質(zhì)量，在裝配式住宅方面制定了一系列的方針政策和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也形成了統(tǒng)一的模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，解決了標(biāo)準(zhǔn)化、大批量生產(chǎn)和多樣化需求這三者之間的矛盾。4.新加坡裝配式建筑新加坡開發(fā)出15層到30層的單元化的裝配式住宅，占全國(guó)總住宅數(shù)量的80%以上。通過平面的布局，部件尺寸和安裝節(jié)點(diǎn)的重復(fù)性來實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，以設(shè)計(jì)為核心實(shí)現(xiàn)施工過程的工業(yè)化，相互之間配套融合，裝配率達(dá)到70%。第1章緒論

1.2.2中國(guó)裝配式建筑發(fā)展歷程中國(guó)裝配式建筑行業(yè)發(fā)展至今，主要經(jīng)歷了起步、緩慢發(fā)展和快速發(fā)展三個(gè)階段（見圖1-2）：圖1-2中國(guó)裝配式建筑行業(yè)發(fā)展歷程““第1章緒論1.3中國(guó)裝配式建筑行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀中國(guó)裝配式建筑行業(yè)具有較為明顯的區(qū)域特征，據(jù)專家介紹，中國(guó)裝配式建筑在不同區(qū)域具有較大的差異性，致使差異產(chǎn)生的主要影響因素包括區(qū)域地質(zhì)條件、建筑的抗震需求和消費(fèi)者購(gòu)房的個(gè)性化需求等。裝配式建筑行業(yè)發(fā)展至今，標(biāo)準(zhǔn)體系已日臻完善。各類技術(shù)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的相繼出臺(tái)推動(dòng)了木結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)、制作、施工、評(píng)價(jià)工作的規(guī)范化，確保了裝配式建筑的安全性、適用性、環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)合理性，標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)為行業(yè)提供了有力的技術(shù)保障，也規(guī)范和引導(dǎo)著中國(guó)裝配式建筑的進(jìn)一步發(fā)展。在政策支持、技術(shù)革新和市場(chǎng)化程度加深等因素的助推下，裝配式建筑的技術(shù)研究和工程實(shí)踐在建筑業(yè)中已逐步成為發(fā)展重點(diǎn)，行業(yè)自2015年后進(jìn)入全面發(fā)展期，裝配式建筑的開工面積逐年增加。圖1-3中國(guó)裝配式建筑建設(shè)項(xiàng)目地區(qū)組成，2018年第1章緒論

1.4中國(guó)裝配式建筑行業(yè)市場(chǎng)趨勢(shì)1.4.1預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)滲透率逐漸提高預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑是契合現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢(shì)的一種新型建筑結(jié)構(gòu)，在公共建筑領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。相比于其他結(jié)構(gòu)的裝配式建筑，得益于以下利好環(huán)境因素，預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的滲透率有望持續(xù)提升：1.鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑具有抗震性能高、運(yùn)輸便利、回收率高、施工周期短和節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，其行業(yè)關(guān)注度和應(yīng)用度有望提升。因此，中國(guó)預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)裝配建筑尚存較大市場(chǎng)發(fā)展空間，而憑借著鋼結(jié)構(gòu)材料的優(yōu)勢(shì)，預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)裝配建筑有望得到推廣，進(jìn)一步提高行業(yè)滲透率。2.中國(guó)鋼鐵產(chǎn)能過?，F(xiàn)象比較嚴(yán)重，發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑有利于消化過剩的鋼鐵產(chǎn)量。因此，推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的發(fā)展以消耗鋼鐵原材料將有助于緩解目前鋼鐵產(chǎn)能過剩的問題。3.政府高度重視鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的發(fā)展，相繼出臺(tái)利好政策以加速鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的行業(yè)滲透率。因此，受惠于政府宏觀政策的支持，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑未來有望進(jìn)一步發(fā)展。““第1章緒論1.4.2BIM技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用得到加深現(xiàn)階段BIM技術(shù)在裝配式建筑行業(yè)中的整體應(yīng)用普及度較低，但未來隨著信息技術(shù)的發(fā)展、BIM技術(shù)認(rèn)知度的提升，BIM技術(shù)的應(yīng)用將成為行業(yè)的一大發(fā)展趨勢(shì)。目前行業(yè)在華東地區(qū)的發(fā)展較好，BIM技術(shù)在上海、江蘇、浙江等地裝配式建筑項(xiàng)目中的應(yīng)用率相對(duì)較高。BIM技術(shù)的應(yīng)用可以幫助裝配式建筑實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：①協(xié)同設(shè)計(jì)：協(xié)助不同專業(yè)的設(shè)計(jì)人員同步完成預(yù)制構(gòu)件的方案設(shè)計(jì)，有效解決不同專業(yè)間設(shè)計(jì)方案不同導(dǎo)致的碰撞沖突問題；②降低誤差：設(shè)計(jì)人員利用BIM技術(shù)對(duì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)和預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)，能夠減少施工階段易出現(xiàn)的裝配偏差問題；③優(yōu)化管理：現(xiàn)場(chǎng)施工管理通過運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行裝配式建筑的施工模擬和仿真，從而優(yōu)化施工方案、降低安全成本；倉儲(chǔ)管理可以利用BIM技術(shù)結(jié)合RFID技術(shù)對(duì)庫存預(yù)制構(gòu)件及時(shí)盤點(diǎn)、檢驗(yàn)，進(jìn)一步提高倉儲(chǔ)管理的效率；④精準(zhǔn)生產(chǎn)：預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段廠商可通過BIM模型對(duì)預(yù)制構(gòu)件的尺寸信息精確把握，制定合理的構(gòu)件生產(chǎn)計(jì)劃。第1章緒論

1.4.3裝配式建筑逐步標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件是在裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工安裝以及管理各個(gè)環(huán)節(jié)中，建立相應(yīng)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)并實(shí)施，進(jìn)而形成標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化集成設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化裝配安裝的過程，有助于改善建造水平、提升生產(chǎn)效益和優(yōu)化資源利用情況。由于歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)裝配式建筑行業(yè)起步較早，行業(yè)在技術(shù)、管理等方面都已趨于成熟。以日本為例，基于日本地震頻發(fā)等特殊國(guó)情，20世紀(jì)70年代日本就制定一系列政策及規(guī)范，建立統(tǒng)一的模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，完成從住宅產(chǎn)業(yè)化到標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化的過渡。與日本相比，中國(guó)裝配式建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)尚不完善，不同地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和政策存在差異，沒有形成廣泛通用的標(biāo)準(zhǔn)，且存在企業(yè)建造過程中生產(chǎn)效率低下、資源嚴(yán)重浪費(fèi)的現(xiàn)象。隨著中國(guó)裝配式建筑行業(yè)的發(fā)展，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系有望逐步完善，引導(dǎo)行業(yè)健康有序發(fā)展和推動(dòng)裝配式建筑行業(yè)形成建筑產(chǎn)業(yè)化奠定重要的基礎(chǔ)?！啊暗?章緒論1.5裝配式建筑行業(yè)政策與監(jiān)管分析1.5.1行業(yè)支持政策政府及相關(guān)部門陸續(xù)出臺(tái)了一系列扶持政策以推動(dòng)裝配式建筑行業(yè)的發(fā)展（見圖1-4）。2016年8月，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，提出要加強(qiáng)裝配式建筑設(shè)計(jì)理論、技術(shù)體系和施工方法的研究，構(gòu)建裝配式建筑的設(shè)計(jì)、施工、建造和檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)體系，推動(dòng)裝配式建筑實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、高效益和可持續(xù)發(fā)展。政府出臺(tái)的行業(yè)支持政策對(duì)裝配式建筑行業(yè)提出發(fā)展要求、指明發(fā)展方向，為裝配式建筑行業(yè)提供了良好的發(fā)展環(huán)境，有助于加快行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，提升行業(yè)技術(shù)水平，促進(jìn)傳統(tǒng)建筑企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，推動(dòng)裝配式建筑的發(fā)展。第1章緒論

圖1-4裝配式建筑行業(yè)支持政策““第1章緒論1.5.2行業(yè)監(jiān)管政策為引導(dǎo)裝配式建筑行業(yè)健康、良好發(fā)展，規(guī)范裝配式建筑評(píng)價(jià)，政府出臺(tái)了一系列政策、標(biāo)準(zhǔn)（見圖1-5）。2017年1月，住建部頒布了《裝配式木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、《裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)分別針對(duì)裝配式木結(jié)構(gòu)建筑、裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑和裝配式混凝土建筑提出具體而明確的發(fā)展要求