序言：作為思想的載體和知識(shí)的探索者，寫(xiě)作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇裝配式建筑設(shè)計(jì)，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

［關(guān)鍵詞］預(yù)制裝配式;設(shè)計(jì);施工;一體化;優(yōu)化

引言

預(yù)制裝配式建筑(prefabricatedconcrete)即PC建筑，是通過(guò)工廠化生產(chǎn)構(gòu)件，經(jīng)過(guò)養(yǎng)護(hù)、運(yùn)輸、吊裝、連接、與現(xiàn)澆段結(jié)合等步驟形成的混凝土結(jié)構(gòu)。預(yù)制裝配式建筑是未來(lái)建筑工業(yè)化的發(fā)展方向，符合綠色建筑的理念。預(yù)制裝配式建筑在我國(guó)仍處于發(fā)展的初期階段，與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)建筑存在較大差異，其設(shè)計(jì)、施工也與傳統(tǒng)建筑截然不同，至今仍沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范指導(dǎo)，施工作業(yè)人員缺乏經(jīng)驗(yàn)。本文以上海市內(nèi)環(huán)第1個(gè)預(yù)制裝配式住宅建筑為例，對(duì)預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計(jì)施工一體化進(jìn)行分析研究。

1預(yù)制裝配式建筑特點(diǎn)

預(yù)制裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土建筑相比有如下特點(diǎn)。1)結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)件拆分，構(gòu)件拆分需要綜合考慮設(shè)計(jì)、施工、吊裝、運(yùn)輸、施工場(chǎng)地布置等因素。機(jī)電管線、線盒需預(yù)埋預(yù)設(shè)在預(yù)制構(gòu)件中，到現(xiàn)場(chǎng)后直接對(duì)接安裝。2)構(gòu)件工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)模具重復(fù)使用率高，構(gòu)件尺寸精度高，達(dá)到清水混凝土的效果，預(yù)制構(gòu)件甚至能根據(jù)設(shè)計(jì)需要在構(gòu)件表面印出清水花紋。3)構(gòu)件在工廠中預(yù)制，后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)直接吊裝施工，方便快捷。最大程度減少現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)，減少對(duì)環(huán)境的揚(yáng)塵、噪聲等污染，減少現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)人員配置，在城市市區(qū)內(nèi)施工有明顯優(yōu)勢(shì)。4)預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件結(jié)合的現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)受力復(fù)雜，是設(shè)計(jì)施工的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，鋼筋排布密集，在后期存在漏水隱患。預(yù)制裝配式建筑的以上特點(diǎn)導(dǎo)致其設(shè)計(jì)、施工相比傳統(tǒng)建筑有其自身特性，并且兩者相互影響，因此單獨(dú)研究預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計(jì)、施工存在片面性，不利于其發(fā)展，需對(duì)預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行一體化研究，使預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計(jì)與施工相互配合、相互促進(jìn)，優(yōu)化提高，為建設(shè)項(xiàng)目增值。

2預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)

2.1聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)

現(xiàn)階段開(kāi)發(fā)商為加快資金回籠，不斷壓縮項(xiàng)目周期，而預(yù)制裝配式建筑在建筑施工圖完成之后仍需對(duì)建筑進(jìn)行構(gòu)件拆分，進(jìn)行結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)。構(gòu)件拆分的大小、質(zhì)量、形狀，直接影響到現(xiàn)場(chǎng)材料堆放的布置、施工臨時(shí)道路的設(shè)置、吊裝的選擇、塔式起重機(jī)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)等。在施工方案總設(shè)計(jì)中需考慮施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，并在可行的情況下進(jìn)行優(yōu)化，尤其在施工場(chǎng)地狹小的城市核心區(qū)域。因此預(yù)制裝配式建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件拆分深化設(shè)計(jì)需與施工單位緊密聯(lián)系，并在前期總體設(shè)計(jì)中考慮運(yùn)輸、施工難度和成本等。

2.2考慮全施工過(guò)程的受力設(shè)計(jì)

預(yù)制裝配式建筑構(gòu)件在工廠內(nèi)生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)養(yǎng)護(hù)，構(gòu)件強(qiáng)度達(dá)到要求后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，再通過(guò)吊裝安裝到位。構(gòu)件在成為結(jié)構(gòu)的一部分前需要經(jīng)過(guò)運(yùn)輸、翻身、吊裝等多個(gè)過(guò)程，出現(xiàn)多種不同的受力形態(tài)，這些過(guò)程均需通過(guò)預(yù)埋在構(gòu)件內(nèi)的球形鉚釘實(shí)現(xiàn)。因此構(gòu)件拆分及設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅需考慮構(gòu)件在建筑結(jié)構(gòu)中的受力還需考慮生產(chǎn)施工全過(guò)程中構(gòu)件的受力。構(gòu)件吊點(diǎn)的設(shè)置需考慮到構(gòu)件重心位置、吊裝中的平衡、構(gòu)件運(yùn)輸過(guò)程中擺放角度等。以本工程中轉(zhuǎn)角飄窗設(shè)計(jì)為例:轉(zhuǎn)角飄窗屬于多維度異形構(gòu)件，構(gòu)件內(nèi)存在大開(kāi)洞，構(gòu)件自重達(dá)9.7t，且構(gòu)件重心位置不在墻身豎向范圍內(nèi)，因此在構(gòu)件上部設(shè)計(jì)了4個(gè)吊點(diǎn)，確保構(gòu)件吊裝的平衡。考慮吊裝運(yùn)輸過(guò)程中構(gòu)件的受力，通過(guò)MIDAS軟件分析構(gòu)件的應(yīng)力分布，如圖1a所示。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)角飄窗在吊裝過(guò)程中局部應(yīng)力分布過(guò)大，需進(jìn)行加固處理。通過(guò)研究采用3根槽鋼對(duì)轉(zhuǎn)角飄窗進(jìn)行加固處理，加固后的應(yīng)力分布如圖1b所示，應(yīng)力集中明顯減弱，可以確保吊裝運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

2.3機(jī)電管線設(shè)計(jì)

預(yù)制裝配式建筑中的機(jī)電管線與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中的機(jī)電管線施工存在較大不同，在現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中機(jī)電管線通過(guò)預(yù)埋并直接整體澆筑在混凝土中，而預(yù)制裝配式建筑中機(jī)電管線需預(yù)先埋設(shè)于構(gòu)件中，抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中預(yù)埋管線進(jìn)行拼接，體積和質(zhì)量巨大的構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)完成機(jī)電管線精確對(duì)接施工難度極大。因此機(jī)電管線設(shè)計(jì)需盡量避免埋設(shè)于預(yù)制構(gòu)件中，本工程同時(shí)使用BIM軟件對(duì)現(xiàn)澆和預(yù)制構(gòu)件部分進(jìn)行建模，分析構(gòu)件內(nèi)部的管線排布、線管線盒的位置，確保機(jī)電管線能夠精確對(duì)接。

2.4利用預(yù)制構(gòu)件特性完善建筑設(shè)計(jì)

預(yù)制構(gòu)件為工廠化生產(chǎn)，尺寸精度高，表面整潔，能達(dá)到清水效果，且能夠預(yù)制出相應(yīng)的花紋。在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮到預(yù)制構(gòu)件自身優(yōu)勢(shì)，減少建筑做法，減少現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)。在本項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)多處利用到了預(yù)制構(gòu)件的特性，如在樓梯部分充分利用了預(yù)制構(gòu)件的精度，安裝完畢后表面不再做面層處理，如圖2所示;墻壁后期做掛石材處理，墻壁取消了傳統(tǒng)的抹灰濕作業(yè)。

3預(yù)制裝配式建筑施工

3.1充分領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖

預(yù)制裝配式建筑在國(guó)內(nèi)仍處于發(fā)展的初級(jí)階段，施工操作經(jīng)驗(yàn)不多，因此在施工過(guò)程中需充分領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖。構(gòu)件作為一類特殊產(chǎn)品，在最終成為結(jié)構(gòu)的一部分前需經(jīng)歷吊裝、運(yùn)輸、翻身等過(guò)程，而構(gòu)件一旦破壞再生產(chǎn)需經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)周期，將直接影響到整個(gè)項(xiàng)目施工工期，因此施工需要充分領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)對(duì)構(gòu)件受力分布的考量，防止構(gòu)件在吊裝、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中出現(xiàn)破壞。

3.2施工關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)優(yōu)化處理

預(yù)制裝配式建筑徹底顛覆了傳統(tǒng)的施工方式，施工中的吊裝作業(yè)、建筑做法等與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)完全不同，施工中要充分考慮施工的各個(gè)過(guò)程優(yōu)化。預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆段間的連接是裝配式結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵，該節(jié)點(diǎn)受力復(fù)雜，鋼筋預(yù)埋較多。施工中需充分理解構(gòu)件預(yù)留鋼筋與現(xiàn)澆段之間的連接關(guān)系，分層次完成鋼筋綁扎連接。現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中窗附框位置經(jīng)常存在漏水隱患，若預(yù)制結(jié)構(gòu)后期再裝窗附框?qū)⑼瑯哟嬖诼┧[患，因此在施工前與設(shè)計(jì)溝通研究，將窗附框在工廠中與預(yù)制構(gòu)件一同澆筑完成，形成整體，避免后期存在的漏水隱患。3.3現(xiàn)澆段與預(yù)制段節(jié)點(diǎn)處理預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆段連接處是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，因?yàn)榛炷翝仓r(shí)間不同，存在施工縫且收縮不一致，存在滲漏隱患，同時(shí)也是結(jié)構(gòu)連接的薄弱環(huán)節(jié)。為避免后期出現(xiàn)滲漏情況，本項(xiàng)目在預(yù)制構(gòu)件的上部和下部分別采取了不同的方式進(jìn)行節(jié)點(diǎn)處理。為方便構(gòu)件堆放，構(gòu)件下部設(shè)計(jì)為拉毛平面，構(gòu)件吊裝完成后在構(gòu)件外側(cè)采取3道防水措施，如圖3所示，從外到內(nèi)依次為220mm防水卷材，13mm厚耐候膠，20mm×30mm橡膠條。在構(gòu)件的內(nèi)側(cè)采用預(yù)制構(gòu)件上部留有預(yù)留縱筋和箍筋，施工中無(wú)法采用上述3道防水措施，通過(guò)與設(shè)計(jì)溝通研究，將構(gòu)件上部設(shè)計(jì)為凹槽形式，如圖4所示。在與現(xiàn)澆段鋼筋綁扎后采用防水混凝土澆筑，凹槽的設(shè)計(jì)不但可以防止水流向內(nèi)側(cè)，還能有效增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)連接。

4結(jié)語(yǔ)

預(yù)制裝配式建筑在國(guó)內(nèi)仍處于發(fā)展的初級(jí)階段，在進(jìn)一步摸索前進(jìn)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)與施工一體化協(xié)作，可以有效地促進(jìn)設(shè)計(jì)、施工的優(yōu)化提升，為建設(shè)項(xiàng)目增值。通過(guò)本工程的應(yīng)用研究，在結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)中聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際、綜合考慮施工全過(guò)程中構(gòu)件應(yīng)力分布、機(jī)電管線設(shè)計(jì)優(yōu)化、利用預(yù)制構(gòu)件特性等對(duì)設(shè)計(jì)施工有極大促進(jìn)作用。同時(shí)在施工中充分領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖、做好成品保護(hù)、優(yōu)化關(guān)鍵施工節(jié)點(diǎn)等可有效地促進(jìn)生產(chǎn)效率，提升工程質(zhì)量，提升經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展。

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篇2

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；BIM；可視化

前言

在建筑工程中，其核心管理技術(shù)就是BIM技術(shù)，該技術(shù)的主要作用就是避免在三維空間中出現(xiàn)階段性的信息缺失，其中BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在對(duì)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程各個(gè)專業(yè)之間的協(xié)調(diào)以及對(duì)建筑工程的數(shù)據(jù)管理。BIM將建筑物所有的數(shù)據(jù)都進(jìn)行統(tǒng)一管理并提供分析軟件的接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入以及建模計(jì)算，分析該建筑的整體或是構(gòu)件的情況。

一、BIM與標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

1.標(biāo)準(zhǔn)化BIM構(gòu)件庫(kù)的建立

裝配式建筑的典型特征是標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)制構(gòu)件或部品在工廠生產(chǎn)，然后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)裝配、組裝成整體。裝配式建筑設(shè)計(jì)要適應(yīng)其特點(diǎn)，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法中是通過(guò)預(yù)制構(gòu)件加工圖來(lái)表達(dá)預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)，其平立剖面圖紙還是傳統(tǒng)的二維表達(dá)形式。在裝配式建筑BIM應(yīng)用中，應(yīng)模擬工廠加工的方式，以“預(yù)制構(gòu)件模型”的方式來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)集成和表達(dá)，這就需要建立裝配式建筑的BIM構(gòu)件庫(kù)。通過(guò)裝配式建筑BIM構(gòu)件庫(kù)的建立，可以不斷增加BIM虛擬構(gòu)件的數(shù)量、種類和規(guī)格，逐步構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件庫(kù)。

2.可視化設(shè)計(jì)

與傳統(tǒng)建筑方式采用BIM類似，裝配式建筑的BIM應(yīng)用有利于通過(guò)可視化的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)人機(jī)友好協(xié)同和更為精細(xì)化的設(shè)計(jì)。

3.BIM構(gòu)件拆分及優(yōu)化設(shè)計(jì)

在裝配式建筑中要做好預(yù)制構(gòu)件的“拆分設(shè)計(jì)”，俗稱“構(gòu)件拆分”。傳統(tǒng)方式下大多是在施工圖完成以后，再由構(gòu)件廠進(jìn)行“構(gòu)件拆分”。實(shí)際上，正確的做法是在前期策劃階段就專業(yè)介入，確定好裝配式建筑的技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)，在方案設(shè)計(jì)階段根據(jù)既定目標(biāo)依據(jù)構(gòu)件拆分原則進(jìn)行方案創(chuàng)作，這樣才能避免方案性的不合理導(dǎo)致后期技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的不合理，避免由于前后脫節(jié)造成的設(shè)計(jì)失誤。BIM信息化有助于建立上述工作機(jī)制，單個(gè)外墻構(gòu)件的幾何屬性經(jīng)過(guò)可視化分析，可以對(duì)預(yù)制外墻板的類型數(shù)量進(jìn)行優(yōu)化，減少預(yù)制構(gòu)件的類型和數(shù)量。

4.BIM協(xié)同設(shè)計(jì)

BIM模型以三維信息模型作為集成平臺(tái)，在技術(shù)層面上適合各專業(yè)的協(xié)同工作，各專業(yè)可以基于同一模型進(jìn)行工作。BIM模型還包含了建筑的材料信息、工藝設(shè)備信息、成本信息等，這些信息可以用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而使各專業(yè)的協(xié)同達(dá)到更高層次。

二、BIM與工廠化生產(chǎn)

1.構(gòu)件加工圖設(shè)計(jì)

通過(guò)BIM模型對(duì)建筑構(gòu)件的信息化表達(dá)，構(gòu)件加工圖在BIM模型上直接完成和生成，不僅能清楚地傳達(dá)傳統(tǒng)圖紙的二維關(guān)系，而且對(duì)于復(fù)雜的空間剖面關(guān)系也可以清楚表達(dá)，同時(shí)還能夠?qū)㈦x散的二維圖紙信息集中到一個(gè)模型當(dāng)中，這樣的模型能夠更加緊密地實(shí)現(xiàn)與預(yù)制工廠的協(xié)同和對(duì)接。

2.構(gòu)件生產(chǎn)指導(dǎo)

BIM建模是對(duì)建筑的真實(shí)反映，在生產(chǎn)加工過(guò)程中，BIM信息化技術(shù)可以直觀地表達(dá)出配筋的空間關(guān)系和各種參數(shù)情況，能自動(dòng)生成構(gòu)件下料單、派工單、模具規(guī)格參數(shù)等生產(chǎn)表單，并且能通過(guò)可視化的直觀表達(dá)幫助工人更好地理解設(shè)計(jì)意圖，可以形成BIM生產(chǎn)模擬動(dòng)畫(huà)、流程圖、說(shuō)明圖等輔助培訓(xùn)的材料，有助于提高工人生產(chǎn)的準(zhǔn)確性和質(zhì)量效率。

3.通過(guò)CAM實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的數(shù)字化制造

借助工廠化、機(jī)械化的生產(chǎn)方式，采用集中、大型的生產(chǎn)設(shè)備，只需要將BIM信息數(shù)據(jù)輸入設(shè)備，就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械的自動(dòng)化生產(chǎn)，這種數(shù)字化建造的方式可以大大提高工作效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

三、BIM與裝配化施工

1.施工現(xiàn)場(chǎng)組織及工序模擬

將施工進(jìn)度計(jì)劃寫(xiě)入BIM信息模型，將空間信息與時(shí)間信息整合在一個(gè)可視的4D模型中，就可以直觀、精確地反映整個(gè)建筑的施工過(guò)程。提前預(yù)知本項(xiàng)目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡，總體計(jì)劃、場(chǎng)地布置是否合理，工序是否正確，并可以進(jìn)行及時(shí)優(yōu)化。

2.施工安裝培訓(xùn)

通過(guò)虛擬建造，安裝和施工管理人員可以非常清晰地獲知裝配式建筑的組裝構(gòu)成，避免二維圖紙?jiān)斐傻睦斫馄睿ＷC項(xiàng)目的如期進(jìn)行。

3.施工模擬碰撞檢測(cè)

通過(guò)碰撞檢測(cè)分析，可以對(duì)傳統(tǒng)二維模式下不易察覺(jué)的“錯(cuò)漏碰缺”進(jìn)行收集更正。如預(yù)制構(gòu)件內(nèi)部各組成部分的碰撞檢測(cè)，地暖管與電器管線潛在的交錯(cuò)碰撞問(wèn)題。

4.復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的施工模擬

通過(guò)施工模擬對(duì)復(fù)雜部位和關(guān)鍵施工節(jié)點(diǎn)進(jìn)行提前預(yù)演，增加工人對(duì)施工環(huán)境和施工措施的熟悉度，提高施工效率。

四、BIM與一體化裝修

1.裝修部品產(chǎn)品庫(kù)的建設(shè)

土建裝修一體化作為工業(yè)化的生產(chǎn)方式可以促進(jìn)全過(guò)程的生產(chǎn)效率提高，將裝修階段的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)集成到方案設(shè)計(jì)階段可以有效地對(duì)生產(chǎn)資源進(jìn)行合理配置。

2.可視化設(shè)計(jì)

通過(guò)可視化的便利進(jìn)行室內(nèi)渲染，可以保證室內(nèi)的空間品質(zhì)，幫助設(shè)計(jì)師進(jìn)行精細(xì)化和優(yōu)化設(shè)計(jì)。整體衛(wèi)浴等統(tǒng)一部品的BIM設(shè)計(jì)、模擬安裝，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化、成本統(tǒng)計(jì)、安裝指導(dǎo)。

3.信息化集成

產(chǎn)業(yè)鏈中各家具生產(chǎn)廠商的商品信息都集成到BIM模型中，為內(nèi)裝部品的算量統(tǒng)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。對(duì)裝修需要定制的部品和家具，可以在方案階段就與生產(chǎn)廠家對(duì)接，實(shí)現(xiàn)家具的工廠批量化生產(chǎn)，同時(shí)預(yù)留好土建接口，按照模塊化集成的原則確保其模數(shù)協(xié)調(diào)、機(jī)電支撐系統(tǒng)協(xié)調(diào)及整體協(xié)調(diào)。

五、BIM與信息化管理

1.經(jīng)濟(jì)算量分析

經(jīng)濟(jì)算量的主要原則是做到“準(zhǔn)量、估算”，按照工業(yè)化建筑的組成及計(jì)價(jià)原則分為預(yù)制構(gòu)件部分和現(xiàn)澆構(gòu)件部分。結(jié)合工業(yè)化住宅的特點(diǎn)自主開(kāi)發(fā)了裝配式設(shè)計(jì)插件，通過(guò)該插件可以將預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。通過(guò)分類統(tǒng)計(jì)可以快速地對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行工程量分析，從而進(jìn)行方案比選，再由確定的工程量結(jié)合地區(qū)的定額計(jì)算出本項(xiàng)目的工程量清單，實(shí)現(xiàn)在方案策劃階段對(duì)成本的初步控制。

2.RFID等實(shí)現(xiàn)裝配式建筑質(zhì)量管理可追溯

實(shí)現(xiàn)在同一BIM模型上的建筑信息集成，BIM服務(wù)貫穿整個(gè)工程全生命周期過(guò)程。一方面，可以實(shí)現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)信息化；另一方面，可以將生產(chǎn)、施工及運(yùn)維階段的實(shí)際需求及技術(shù)整合到設(shè)計(jì)階段，在虛擬環(huán)境中預(yù)演現(xiàn)實(shí)，真正實(shí)現(xiàn)BIM信息化應(yīng)用的信息集成優(yōu)勢(shì)。通過(guò)在預(yù)制構(gòu)件中預(yù)埋芯片等數(shù)字化標(biāo)簽，在生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工、管理的各個(gè)重要環(huán)節(jié)記錄相應(yīng)的質(zhì)量管理信息，可以實(shí)現(xiàn)建筑質(zhì)量的責(zé)任歸屬，從而提高建筑質(zhì)量。

3.利用BIM云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)適時(shí)、全球化、數(shù)字化的管理

BIM信息化技術(shù)與云技術(shù)相結(jié)合，可以有效地將信息在云端進(jìn)行無(wú)縫傳遞，打通各部門之間的橫向聯(lián)系，通過(guò)借助移動(dòng)設(shè)備設(shè)置客戶端，可以實(shí)時(shí)查看項(xiàng)目所需要的信息，真正實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目合作的可移動(dòng)辦公，提高項(xiàng)目的完成精度。

結(jié)語(yǔ)

綜上可知，裝配式建筑設(shè)計(jì)如何在行業(yè)BIM信息化的背景下，融入信息化大潮，發(fā)揮自身研發(fā)、設(shè)計(jì)和集成的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈拓展和過(guò)程階段延伸，必將成為建筑產(chǎn)業(yè)化新時(shí)代的創(chuàng)新趨勢(shì)。圍繞這一創(chuàng)新趨勢(shì)，設(shè)計(jì)行業(yè)將大有可為。

參考文獻(xiàn)

篇3

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；技術(shù)優(yōu)化

近年來(lái)，我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展迅猛。為了解決傳統(tǒng)建筑模式中人工成本高、工期長(zhǎng)、工程量大、環(huán)境污染嚴(yán)重等重要問(wèn)題，裝配式建筑應(yīng)運(yùn)而生，順應(yīng)了行業(yè)發(fā)展的要求，并且采用裝配式施工方法綠色、環(huán)節(jié)、節(jié)能，符合當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的理念。但目前裝配式建筑在我國(guó)發(fā)展還較為緩慢，還處于待完善階段，主要在東部經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)進(jìn)行嘗試性發(fā)展。因此，很多企業(yè)于裝配式建筑物的特征不夠了解，ζ淅斫獠磺澹在建筑設(shè)計(jì)、抗震設(shè)計(jì)及構(gòu)建制作上缺乏經(jīng)驗(yàn)，不能是裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮，在建設(shè)過(guò)程中不但沒(méi)有降低建筑成本，反而使建筑成本大大增加。裝配式建筑結(jié)構(gòu)有效設(shè)計(jì)是裝配式建筑結(jié)構(gòu)成功與否的關(guān)鍵，再依循設(shè)計(jì)方案進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的拆分、構(gòu)件制作及結(jié)構(gòu)組裝。穩(wěn)定性、安全性和實(shí)用性是裝配式建筑結(jié)構(gòu)的基本原則，所以對(duì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化顯得尤為重要，確保建筑物質(zhì)量，進(jìn)一步促進(jìn)整個(gè)裝配建筑行業(yè)的發(fā)展。

1 裝配式建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

可行性、使用性是裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中首先必須注意在確保建筑物功能性和安全性的前提下，通過(guò)專業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)、精細(xì)的設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)越性，注重能源的損耗，為人們提供一個(gè)安逸舒適的建筑環(huán)境。將建筑物的結(jié)構(gòu)高度、不規(guī)則度及結(jié)構(gòu)復(fù)雜度控制在合理范圍。建筑設(shè)計(jì)在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)過(guò)程中必須充分考慮建筑材料、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、各參數(shù)等，對(duì)多種設(shè)計(jì)方案從可行性、經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行充分比較，獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。另一方面，根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行精確計(jì)算，保證在建筑過(guò)程中對(duì)風(fēng)險(xiǎn)處于可控范圍。

2 裝配式建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

裝配式建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要從設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)體系建立、結(jié)構(gòu)技術(shù)體系、預(yù)制構(gòu)件拆分與控制、預(yù)制構(gòu)件節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)及有效利用相關(guān)政策六方面進(jìn)行優(yōu)化。

2.1 設(shè)計(jì)流程優(yōu)化

裝配式建筑在考慮功能性需求的同時(shí)還需要關(guān)注結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)工廠化生產(chǎn)及裝配式施工的影響。裝配式建筑的設(shè)計(jì)需要涵蓋整個(gè)過(guò)程，從構(gòu)件生產(chǎn)到運(yùn)輸、裝配，對(duì)建筑物的要求都非常嚴(yán)格。在設(shè)計(jì)階段，對(duì)構(gòu)件設(shè)計(jì)、拆分等方面需要做好優(yōu)化工作，保證裝配式構(gòu)建在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工過(guò)程中的緊密連接，形成完整的工藝流程；在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方面，以方案的可行性作為前提，細(xì)化設(shè)計(jì)建筑物裝配結(jié)構(gòu)的各構(gòu)件，優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)工序，降低現(xiàn)場(chǎng)管理難度和施工難度，降低施工成本。

2.2 設(shè)計(jì)體系優(yōu)化

設(shè)計(jì)體系優(yōu)化主要在于建立標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)體系。規(guī)范建筑戶型模塊和交通核模塊，充分發(fā)揮建筑物經(jīng)濟(jì)性和功能性要求，降低樓板和外墻的構(gòu)件種類，使裝配式建筑物施工效率大大提高。建筑戶型模塊方面，在確保室內(nèi)空間尺寸的精準(zhǔn)、合理的前提下，可對(duì)室內(nèi)結(jié)構(gòu)布置、客廳布置及臥室開(kāi)間布置做適當(dāng)調(diào)整；交通核模塊方面，主要對(duì)建筑物使用過(guò)程中的人的上下通行和物品上下運(yùn)輸（主要包括樓梯、電梯井、走道）、設(shè)備的安裝布置（主要包括機(jī)電管井）等進(jìn)行規(guī)范性設(shè)計(jì)，使其與板樓、通廊相互搭配更加規(guī)范，滿足各種客戶對(duì)房屋的不同需求。

2.3 結(jié)構(gòu)技術(shù)體系優(yōu)化

與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際相結(jié)合，選擇合理的結(jié)構(gòu)技術(shù)體系是裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的關(guān)鍵。所謂結(jié)構(gòu)技術(shù)體系是指配整體式的框架結(jié)構(gòu)、疊合剪力墻、裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)等與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)的技術(shù)體系。建筑物的平面部分，在結(jié)構(gòu)技術(shù)優(yōu)化時(shí)可采用疊合板、疊合梁形式；建筑物剪力墻采用預(yù)制裝配式時(shí)可采用預(yù)制的疊合剪力墻，也可采用雙面預(yù)制的疊合剪力墻，豎向連接可采用鋼套筒連接形式進(jìn)行。在各構(gòu)件之間連接時(shí)方法較多，連接形式也不固定，具體根據(jù)施工需要而定。

2.4 預(yù)制構(gòu)件拆分與控制

在不同項(xiàng)目中裝配式建筑結(jié)構(gòu)的預(yù)制部位和預(yù)制形式不同，需結(jié)合具體工程項(xiàng)目而定，一般住宅建筑，首先應(yīng)該考慮其水平構(gòu)件的預(yù)制技術(shù)，主要有樓梯、陽(yáng)臺(tái)、預(yù)制疊合梁以及外墻保溫與裝飾等一體化設(shè)置，減少外墻腳手架的使用，優(yōu)化承重墻與非承重墻的設(shè)置等。

2.5 預(yù)制構(gòu)件節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)

裝配式建筑的設(shè)計(jì)重難主要在于節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，在抗震性、功能性方面對(duì)建筑物起著決定性作用。因此，在建筑構(gòu)件連接處控制所使用的鋼筋、套筒、預(yù)埋件等的成本，優(yōu)化節(jié)點(diǎn)處的連接方式，保證建筑物具有良好的抗?fàn)幮阅埽瑫r(shí)降低施工成本，提高工作效率，達(dá)到穩(wěn)固連接各部件的目的。

2.6 有效利用相關(guān)政策

裝配式建筑發(fā)展處于起步階段，技術(shù)不成熟，因此其發(fā)展受到了較大的阻礙，為了鼓勵(lì)新技術(shù)的發(fā)展，提高建筑業(yè)走向更加綠色環(huán)保、低能耗的目的發(fā)展道路，政府必須出臺(tái)一些優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)企業(yè)發(fā)展裝配式建筑結(jié)構(gòu)，降低裝配式建筑結(jié)構(gòu)的建設(shè)成本，充分發(fā)揮裝配式建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的裝配式建筑近年來(lái)發(fā)展緩慢主要原因在于其建設(shè)成本較高，因此降低裝配式建筑物建設(shè)成本是其向前發(fā)展的關(guān)鍵。企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)管理，建立健全各模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)、部件產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)這些標(biāo)準(zhǔn)是個(gè)裝配式構(gòu)建統(tǒng)一流水線式工廠生產(chǎn)，降低構(gòu)建的預(yù)制成本。另一方面，在工程實(shí)際中要不斷對(duì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，改進(jìn)施工工藝，提高工程質(zhì)量和效率，降低施工成本，推動(dòng)裝配式建筑的不斷創(chuàng)新與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 石建光，林樹(shù)枝.預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系的現(xiàn)狀和發(fā)展展望[J].墻材革新與建筑節(jié)能，2014（01）：45-48.

篇4

【關(guān)鍵詞】預(yù)制裝配式建筑;發(fā)展前景;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

引言

一、裝配式建筑的方案設(shè)計(jì)

建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程是復(fù)雜的，涉及到方方面面的問(wèn)題，但建筑的作用一般只有一個(gè)，是做住宅、辦公、商場(chǎng)、還是劇院。此過(guò)程一般都是建筑外觀設(shè)計(jì)，明確設(shè)計(jì)任務(wù)，考慮到建筑信息化，主要是建立項(xiàng)目的工程信息。最好還能給詳細(xì)設(shè)計(jì)軟件提供統(tǒng)一的設(shè)計(jì)模板，模板可以是一個(gè)配置文件，可以是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，里邊規(guī)定了本項(xiàng)目中應(yīng)用的一些構(gòu)件屬性的限制值。比如使用的入戶門寬不能小于多少，梁、柱的承載力不能小于多少等等。設(shè)計(jì)室負(fù)責(zé)人將從設(shè)計(jì)師的草圖中挑出相對(duì)較好的創(chuàng)意，通過(guò)各種繪圖軟件進(jìn)行精細(xì)效果圖的繪制，建筑項(xiàng)目的信息化從這里的開(kāi)始。

二、裝配式建筑的詳細(xì)設(shè)計(jì)與并行化

設(shè)計(jì)精細(xì)的效果圖的目的是為了進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，數(shù)字模型工程師能夠使用BIM 軟件使建筑模型由精細(xì)效果圖變?yōu)槿S建筑信息模型。這種模型包含各種基本的建筑構(gòu)件以及構(gòu)件的尺寸、材料、強(qiáng)度等等物理特性。在裝配式建筑的詳細(xì)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，基本包括3 個(gè)專業(yè)：建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備。BIM 軟件的發(fā)展使建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備進(jìn)行并行設(shè)計(jì)成為可能。

2.1構(gòu)件的詳細(xì)設(shè)計(jì)、分析與制造流程

裝配式建筑的模型的建立是一個(gè)建筑信息模型，應(yīng)包括裝配體、子裝配體和單個(gè)設(shè)備等相關(guān)的所有數(shù)據(jù)，都會(huì)與三維模型的數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起，包含在一個(gè)統(tǒng)一的建筑信息模型中，同時(shí)連裝配體如何裝配，裝配的順序都會(huì)有所說(shuō)明。在裝配式建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中，有包括建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)、構(gòu)件生產(chǎn)工藝、構(gòu)件裝配工藝、后期的構(gòu)件維護(hù)工藝人員參與其中。經(jīng)過(guò)BIM 軟件系統(tǒng)仿真后獲得結(jié)果，知道滿足需要為止。

2.2設(shè)計(jì)領(lǐng)域的改變――并行化

并行工程已經(jīng)在制造業(yè)十分成熟了，但在建筑行業(yè)，并行工程的提法還很少見(jiàn)，并行技術(shù)是綠色建筑與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的必然選擇，建筑設(shè)計(jì)的并行化是面對(duì)建筑領(lǐng)域的綠色倡導(dǎo)，同時(shí)降低成本，縮短時(shí)間的唯一捷徑。

實(shí)現(xiàn)并行工程，需要建立一個(gè)并行工程集成管理環(huán)境。其中關(guān)鍵方面包括以下幾點(diǎn)：

1）建筑軟件（包括建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備專業(yè)）的信息化。BIM 軟件的大力發(fā)展，為并行工程提供統(tǒng)一的協(xié)同平臺(tái)與數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，便于各個(gè)專業(yè)充分在數(shù)據(jù)層面表達(dá)自己的設(shè)計(jì)。

2）建筑的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程改變。詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程變成一個(gè)類似敏捷開(kāi)發(fā)的過(guò)程，逐次修正迭代。一個(gè)項(xiàng)目在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段由眾多專業(yè)的工程師參加，每個(gè)專業(yè)都會(huì)對(duì)模型做出本專業(yè)的修正，但每次修正表現(xiàn)在整體的模型上不一定總是積極的，出現(xiàn)消極沖突的時(shí)候，就需要相關(guān)專業(yè)的人員對(duì)修正進(jìn)行討論迭代，趨向于共同解決消極修正，以此避免建設(shè)過(guò)程中的設(shè)計(jì)沖突返工。

3）分布式管理、統(tǒng)一協(xié)調(diào)、持續(xù)的跟蹤，也就是人的作用。隨著并行工程的進(jìn)行，工程內(nèi)部系統(tǒng)復(fù)雜程度進(jìn)一步加劇，問(wèn)題也多樣化，分布式管理便于信息收集、統(tǒng)一協(xié)調(diào)，并與信息整理，持續(xù)跟蹤便于問(wèn)題的解決。

隨著B(niǎo)IM（建筑信息模型）技術(shù)的大力推廣，并行工程一定會(huì)得到重用。

三、裝配式建筑的全壽命周期中的BIM 與射頻技術(shù)

裝配式建筑的統(tǒng)一制式，有利于BIM 軟件的管理，同時(shí)裝配式建筑的大空間的移動(dòng)離不開(kāi)BIM（建筑信息模型）技術(shù)和射頻技術(shù)的大力支持，射頻技術(shù)是BIM 數(shù)據(jù)從虛擬三維計(jì)算機(jī)空間輸出到現(xiàn)實(shí)的捷徑，兩者都是裝配式建筑轉(zhuǎn)向綠色全壽命周期建筑的關(guān)鍵技術(shù)。

3.1 BIM 技術(shù)

BIM 技術(shù)是建筑工程全壽命周期的核心管理技術(shù)，避免在虛擬的三維空間中產(chǎn)生階段性的信息孤島。建筑設(shè)計(jì)多專業(yè)協(xié)同與建筑全壽命周期的數(shù)據(jù)管理是BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，裝配式建筑需要的管理系統(tǒng)正式這樣管理系統(tǒng)。BIM 以裝配式建筑全壽命周期的數(shù)據(jù)為核心，對(duì)裝配體、子裝配體和單個(gè)設(shè)備等相關(guān)的所有數(shù)據(jù)繼續(xù)管理，同時(shí)提供通用有限元分析軟件的接口，便于導(dǎo)入數(shù)據(jù)到分析軟件進(jìn)行建模計(jì)算，也可以實(shí)現(xiàn)一些耦合軟件，在整體與構(gòu)件之間做分析。

3.2射頻技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

射頻技術(shù)能隨時(shí)隨地的記錄構(gòu)件的幾何、物理信息。因裝配式建筑是在工廠內(nèi)生產(chǎn)，項(xiàng)目地組裝，會(huì)涉及到構(gòu)件的生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、物流、安裝與驗(yàn)收，各個(gè)環(huán)節(jié)都需要能隨時(shí)識(shí)別出構(gòu)件的身份，避免產(chǎn)生階段性的信息孤島，減少人工信息錄入出錯(cuò)的可能性，有利于BIM 模型信息及時(shí)更新。同時(shí)射頻技術(shù)有利于工程材料的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理，極大方便構(gòu)件的動(dòng)態(tài)運(yùn)輸。

3.3維護(hù)的技術(shù)難點(diǎn)

在裝配式建筑的全壽命周期中，建筑的維護(hù)、加固是不可忽視的問(wèn)題，輕型裝配式物流中心倉(cāng)庫(kù)有過(guò)替換的實(shí)際工程，但是又太多裝配式建筑還沒(méi)有發(fā)揮出這一優(yōu)勢(shì)。如何找到那個(gè)合理的“千斤頂”是裝配式建筑能夠像機(jī)械一樣做替換的關(guān)鍵。

四、結(jié)束語(yǔ)

未來(lái)預(yù)制裝配式技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)充分發(fā)揮工廠預(yù)制件和現(xiàn)場(chǎng)裝配的優(yōu)勢(shì)，將新材料、新工藝不斷應(yīng)用到建筑上，使結(jié)構(gòu)與建筑及設(shè)備等專業(yè)密切配合，充分優(yōu)化建筑性能與功能。 隨著低碳、節(jié)能、綠色、生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展等理念的深入人心，預(yù)制裝配式建筑會(huì)在我國(guó)有廣闊的發(fā)展前景。作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，應(yīng)密切關(guān)注國(guó)家建筑產(chǎn)業(yè)政策，轉(zhuǎn)變觀念，積極推進(jìn)新型裝配式結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用，從而推動(dòng)我國(guó)建筑工業(yè)化的進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

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[2]嚴(yán)薇，曹永紅，李國(guó)榮.裝配式結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展與建筑工業(yè)化[J].重慶建筑大學(xué)學(xué)報(bào).2004（05）

篇5

關(guān)鍵詞：混凝土裝配式建筑；保障性住房；標(biāo)準(zhǔn)化；模數(shù)化；工業(yè)化生產(chǎn)

中圖分類號(hào)：TU241.92

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-0422（2012）06-0140-05

1 前言

保障房建設(shè)是當(dāng)前重要的民生工程，牽涉到億萬(wàn)居民的切身利益。社會(huì)意義和政治意義都非常深遠(yuǎn)，所涉及的方面很多、政策性很強(qiáng)，需投入的資金量巨大、運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)。因此從政府的角度出發(fā)，把保障房的建設(shè)辦好是頭等大事。

住宅建筑工業(yè)化生產(chǎn)是住宅生產(chǎn)方式的變革，推動(dòng)預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化，是住宅建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的必然需求。當(dāng)今世界，能源緊張，節(jié)能減排已是全球共同的話題，建筑的工業(yè)化勢(shì)在必行。

裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)運(yùn)用在住宅建筑中，通常有裝配式框架體系、裝配式混凝土框架—剪力墻體系、裝配式剪力墻體系。根據(jù)閔行浦江基地的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，本文僅對(duì)裝配式混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系在保障性住房中房型設(shè)計(jì)上的運(yùn)用進(jìn)行討論。

2 裝配式建筑簡(jiǎn)述

裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)是由預(yù)制混凝土構(gòu)件或部件通過(guò)鋼筋，連接件或施加預(yù)應(yīng)力加以連接并現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土而形成整體的結(jié)構(gòu)，又簡(jiǎn)稱為預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)（precast concrete，PC結(jié)構(gòu)）。按照此工藝建造的建筑，稱為裝配式建筑，也可稱為PC建筑。裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)是工業(yè)化住宅的理想結(jié)構(gòu)體系。

2.1裝配式建筑的特點(diǎn)

1)預(yù)制構(gòu)件表面平整、外觀美觀、尺寸準(zhǔn)確，建筑物的質(zhì)量明顯提高；

2)施工方便，模板和現(xiàn)澆混凝土作業(yè)減少，預(yù)制樓板無(wú)需支撐，疊合樓板模板較少；

3)建造速度快，對(duì)周圍的環(huán)境影響小；

4)預(yù)制結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)時(shí)還可以充分利用工業(yè)廢料，變廢為寶，以節(jié)約資源和其他材料。

2.2裝配式建筑的要求

我國(guó)建筑行業(yè)一直走的是粗放型的發(fā)展道路，標(biāo)準(zhǔn)化缺失，模數(shù)化沒(méi)有真正落實(shí)。住宅開(kāi)發(fā)及部品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化概念淡薄，對(duì)模數(shù)協(xié)調(diào)理論不重視。

我們號(hào)召向制造業(yè)學(xué)習(xí)，像造汽車那樣造房子，向機(jī)械行業(yè)、計(jì)算機(jī)行業(yè)學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)他們的標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化及模塊化，結(jié)合建筑行業(yè)的實(shí)際，解決難以標(biāo)準(zhǔn)化的問(wèn)題。

裝配式建筑一定要用標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化、模塊化的理念進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3 裝配式建筑在保障性住房中運(yùn)用的可行性

3.1保障性住房的社區(qū)規(guī)模大、易形成規(guī)模效應(yīng)，適合住宅工業(yè)化的推行

上海市政府為了加快推進(jìn)全市配套商品房的建設(shè)、解決城市低收入住房困難家庭的住房問(wèn)題、完善現(xiàn)有的保障性住房建設(shè)體系，積極部署規(guī)劃了多個(gè)大型居住社區(qū)保障房建設(shè)是當(dāng)前重要的民生工程。市政府規(guī)劃了顧村、泗涇、浦江、三林、周康航等多個(gè)保障房的大型居住社區(qū)。每個(gè)大型居住社區(qū)的規(guī)模都在100~200萬(wàn)平方米左右。只要將其中部分建筑量以裝配式建筑的工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造，就能形成一定的規(guī)模效應(yīng)，對(duì)降低建造成本提供了一定量上的保證。現(xiàn)閔行浦江基地，建設(shè)單位已將其中的30萬(wàn)m2的住宅，以PC工法的工藝進(jìn)行建造。

3.2保障性住房的房型面積小、房型式樣不多，適合標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化生產(chǎn)

受政策等各方面的影響，保障性住房的套型建筑面積均不大。經(jīng)濟(jì)適用房在90m2以內(nèi)，公共租賃房在60m2以內(nèi)。小面積的戶型增加了設(shè)計(jì)難度。但從另一方面講，由于是小面積的戶型，各功能房間僅滿足基本功能的需求，戶型的變化少，這對(duì)推廣標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化是有利的。在實(shí)際工程中，保障性住房對(duì)個(gè)性化的設(shè)計(jì)要求并不是很高；一個(gè)項(xiàng)目中房型的種類基本在3~4種；在建筑設(shè)計(jì)上退臺(tái)、錯(cuò)層等的設(shè)計(jì)手法，很少使用。所以適合工業(yè)化設(shè)計(jì)的要求。

3.3政府政策層面上支持

保障性住房是政府的重大民生工程，政府在政策上肯定是大力支持的。裝配式建筑、工業(yè)化生產(chǎn)，這與國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改革、節(jié)能減排、原材料的循環(huán)利用、提升建筑質(zhì)量等是密切相連的，政府在政策層面上必定是支持。上海市已經(jīng)出臺(tái)了《關(guān)于加快推進(jìn)本事住宅產(chǎn)業(yè)化的若干意見(jiàn)》和《關(guān)于本市鼓勵(lì)裝配整體式住宅項(xiàng)目建設(shè)的暫行辦法》。此辦法，對(duì)于裝配式建筑在容積率上給予3%的獎(jiǎng)勵(lì)。

4 保障性住房向工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)型

4.1當(dāng)前保障性住房的設(shè)計(jì)狀況

目前建筑的建造模式以現(xiàn)場(chǎng)澆筑為主。在此建造工藝的前提下，保障性住房的設(shè)計(jì)存在以下幾方面的狀況：

1)由于建筑面積小，建筑尺寸的模數(shù)化概念不強(qiáng)。例如：主臥室的開(kāi)間尺寸通常會(huì)設(shè)計(jì)成3.3~3.6m之間，但次臥室的尺寸往往就多種多樣了；

2)房型平面凹凸多，體形系數(shù)大，對(duì)節(jié)能不利。為了解決平面凹凸所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)問(wèn)題，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)增加了大量的結(jié)構(gòu)連板，這些結(jié)構(gòu)連板在建筑上沒(méi)有功能要求；

3)有些開(kāi)發(fā)單位過(guò)分地追求建筑形象，在立面設(shè)計(jì)上添加了大量的裝飾構(gòu)件。這些裝飾構(gòu)件通常是沒(méi)有功能作用的。這與綠色建筑的理念是相違背的。

上述幾點(diǎn)情況，是目前保障性住房設(shè)計(jì)對(duì)工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化建造不利的地方。在國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)能減排、發(fā)展裝配式建筑的前提下，保障性住房的設(shè)計(jì)必須要有所改變和調(diào)整。

4.2初步嘗試，采用裝配式框架—剪力墻體系做戶型設(shè)計(jì)

最初做設(shè)計(jì)時(shí)，在常用的剪力墻戶型的基礎(chǔ)上，做一些規(guī)則化處理。將其改成框架剪力墻的結(jié)構(gòu)形式，預(yù)制外墻板掛在梁柱外側(cè)。主要在以下幾個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整：

1)將原先的剪力墻體系調(diào)整成框架—剪力墻成體系；

2)主要柱網(wǎng)和剪力墻縱橫兩個(gè)方向基本對(duì)齊；

3)東西山墻和北向外墻拉平；

4)內(nèi)部隔墻盡量對(duì)齊；

5)將戶型設(shè)計(jì)成對(duì)稱的式樣，以減少預(yù)制構(gòu)件的種類。見(jiàn)圖1。

關(guān)于本戶型預(yù)制及現(xiàn)澆構(gòu)件的說(shuō)明：

1）主體框架柱和剪力墻現(xiàn)場(chǎng)澆注；

2）樓板、陽(yáng)臺(tái)板和框架梁為疊合構(gòu)件；

3）護(hù)墻板、內(nèi)隔墻、空調(diào)板、樓梯等為預(yù)制構(gòu)件。

按此方案實(shí)施預(yù)制率為50%，如將框架柱改為預(yù)制構(gòu)件預(yù)制率為70%。

經(jīng)過(guò)各方的協(xié)同努力后，本方案在閔行浦江基地進(jìn)行試點(diǎn)實(shí)施。從目前實(shí)踐的情況來(lái)看，本方案存在的問(wèn)題主要是：室內(nèi)存在凸出的梁柱，與常規(guī)的剪力墻戶型相比，帶來(lái)使用上的不方便，北向的次臥室尤為明顯；中間套型的起居室偏暗；整體造價(jià)較高等。針對(duì)上述的問(wèn)題，我們進(jìn)行了反思。

1）以成本考量為導(dǎo)向，標(biāo)準(zhǔn)化工作必須先行，且初期不宜追求過(guò)高預(yù)制率；

2）標(biāo)準(zhǔn)化涉及到可拼裝組合的戶型、構(gòu)件拆分等多個(gè)方面，只有實(shí)現(xiàn)了徹底的標(biāo)準(zhǔn)化才能真正有效的降低成本；

3）實(shí)施PC之前需從項(xiàng)目策劃、概念設(shè)計(jì)的源頭開(kāi)始，拿任何已有的現(xiàn)澆體系的住宅改成PC，成本控制的難度會(huì)非常大；

4）不能為了預(yù)制而預(yù)制，應(yīng)著眼于PC技術(shù)體系的成熟和進(jìn)一步發(fā)展；

5）而建立一套自己特色的技術(shù)體系則需要長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐和堅(jiān)持，只有不斷改進(jìn)和優(yōu)化才能進(jìn)一步降低成本，將技術(shù)的推廣應(yīng)用找最為成熟；

6）PC技術(shù)體系不能僅僅為了做住宅；

7）住宅采用PC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就是每年住宅的建設(shè)規(guī)模大，傳統(tǒng)住宅的戶型的諸多變化導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)化的缺失。

綜上所述，在傳統(tǒng)戶型基礎(chǔ)上調(diào)整出來(lái)的裝配式建筑、為了裝配式建筑而去裝配等的做法是不合適的。要使裝配式建筑能在保障性住房中推廣，為市場(chǎng)接受，必須在建筑房型平面設(shè)計(jì)上有一定的改變和突破。

4.3設(shè)計(jì)提升，在裝配式框架—剪力墻體系下戶型平面設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)型

由于初步嘗試的戶型存在一些不足，我們進(jìn)行了反思。突出標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化的設(shè)計(jì)理念。標(biāo)準(zhǔn)為“在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對(duì)活動(dòng)或其結(jié)果規(guī)定共同的和重復(fù)使用的規(guī)則，導(dǎo)則或特征的文件。該文件經(jīng)協(xié)商一致并經(jīng)一個(gè)公認(rèn)的機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)。”標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該以科學(xué)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的綜合成果為技術(shù)，以促進(jìn)最佳社會(huì)效益為目的。標(biāo)準(zhǔn)化的形式和方法主要是：簡(jiǎn)化、統(tǒng)一化、通用化、組合化、系列化、模塊化。

如某些家具設(shè)計(jì)最能體現(xiàn)此概念（見(jiàn)圖2）。

裝配式建筑的設(shè)計(jì)應(yīng)該充分體現(xiàn)此理念。結(jié)合保障性住房的實(shí)際情況，對(duì)戶型的設(shè)計(jì)提出了若干原則。

1）裝配式框架—剪力墻體系的預(yù)制率的高低可調(diào)節(jié)性大，且此體系還可以用于辦公、商業(yè)、學(xué)校等一系列的公共建筑中，市場(chǎng)前景廣闊。因此，新的戶型設(shè)計(jì)依舊選用裝配式框架—剪力墻體系。

2）如果是大空間的建筑，房間內(nèi)存在凸梁凸柱對(duì)建筑的使用功能影響不會(huì)太大。但保障性住房的房間面積小，凸梁凸柱的影響不能不考慮。提出將梁柱外凸到室外，以減弱凸梁凸柱對(duì)室內(nèi)的影響。

3）建筑尺寸盡量統(tǒng)一，從而可以較少預(yù)制構(gòu)件的種類和規(guī)格。通過(guò)構(gòu)件之間不同的組合來(lái)達(dá)到各種戶型的使用要求。

4）廚房、衛(wèi)生間、陽(yáng)臺(tái)等小構(gòu)件尺寸盡可能一致。

在上述原則的指導(dǎo)下，提出了以下的戶型設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖3）。

此戶型構(gòu)件的種類少，大部分的構(gòu)建是以6.6m和3.3m為基本尺寸。平面規(guī)則，基本沒(méi)有凹凸，體形系數(shù)小，對(duì)節(jié)能有利。柱網(wǎng)規(guī)則，縱橫兩個(gè)方向均能對(duì)齊，對(duì)結(jié)構(gòu)受力有利。沒(méi)有凹口，對(duì)房間采光有利。梁柱外凸，減少了結(jié)構(gòu)構(gòu)件對(duì)平面的影響。此戶型設(shè)計(jì)成一房、二房、三房，三種不同戶型的組合形式，滿足了保障性住房的基本功能需求。戶型單元之間可分可合（見(jiàn)圖4、圖5）。

此戶型的建筑構(gòu)（部）件可拆分為：交通核剪力墻部分、樓梯、框架柱、框架梁、護(hù)墻體、陽(yáng)臺(tái)、樓板、空調(diào)板等。剪力墻為現(xiàn)澆構(gòu)件、樓板和陽(yáng)臺(tái)為疊合構(gòu)件、其它的均可做成預(yù)制構(gòu)件。可根據(jù)工程實(shí)際情況，自主選擇預(yù)制構(gòu)件。調(diào)整預(yù)制率的高低比較方便（見(jiàn)圖6）。

4.4戶型的可延展性設(shè)計(jì)

僅一種戶型是不可能滿足市場(chǎng)的需求。在上述對(duì)裝配式建筑的認(rèn)識(shí)、實(shí)踐和設(shè)計(jì)原則的指導(dǎo)下，提出了一系列的戶型設(shè)計(jì)方案。同樣的建筑構(gòu)件，通過(guò)不同的組合，再配以不同的現(xiàn)澆的交通核，來(lái)滿足不同住宅需求。讓裝配式建筑在保障房中實(shí)現(xiàn)：簡(jiǎn)化、統(tǒng)一化、通用化、組合化、系列化、模塊化。

在此，衍生出來(lái)了三種系列的戶型平面圖,如下：

A系列：由三戶組成一個(gè)單元，開(kāi)間模數(shù)3300，進(jìn)深模數(shù)4500。通過(guò)現(xiàn)澆交通核的不同，來(lái)滿足11~24層的戶型要求（見(jiàn)圖7、圖8、圖9）。

B系列：由四戶組成一個(gè)單元，開(kāi)間模數(shù)3300，進(jìn)深模數(shù)3300和3600。通過(guò)現(xiàn)澆交通核的不同，來(lái)滿足11~24層的戶型要求（見(jiàn)圖10、圖11、圖12）。

C系列：由四戶組成一個(gè)單元，開(kāi)間模數(shù)3300，進(jìn)深模數(shù)由三種。通過(guò)內(nèi)天井來(lái)實(shí)現(xiàn)中間戶型廚衛(wèi)等房間的通風(fēng)和采光。此設(shè)計(jì)建筑進(jìn)深大，有利于節(jié)約用地（加圖13、圖14、圖15）。

通廊式戶型（見(jiàn)圖16）。

上述系列的房型都體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化、系列化的概念。戶型平面規(guī)整，有利于建筑節(jié)能。但建筑的進(jìn)深不大，對(duì)節(jié)約土地不利。如果能提倡暗衛(wèi)生間，那對(duì)裝配式建筑的戶型設(shè)計(jì)是非常有利的。既可以減少凹凸和內(nèi)天井，又能加大建筑進(jìn)深。小面寬、大進(jìn)深的建筑可以節(jié)約土地。

4.5裝配式建筑立面設(shè)計(jì)

裝配式建筑的立面設(shè)計(jì)同樣應(yīng)體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化的理念。在二進(jìn)制的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域里“0”和“1”創(chuàng)造了數(shù)字世界，簡(jiǎn)單卻擁有無(wú)限可能。在做立面設(shè)計(jì)時(shí)可以借鑒這個(gè)概念。“0”可以看做裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)，“1” 可以看做標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化的通用部件。兩者相結(jié)合，并以不同的排列和組合來(lái)達(dá)到立面設(shè)計(jì)的變化與同一性。

上述建筑戶型的立面上已經(jīng)存在有四種元素——柱、梁、板、陽(yáng)臺(tái)（欄桿）。此四種元素是建筑的基本構(gòu)件。現(xiàn)代住宅建筑中通常會(huì)在空調(diào)板外加百葉，來(lái)隱蔽空調(diào)室外機(jī)。因此，立面上總共有柱、梁、板、陽(yáng)臺(tái)（欄桿）、百葉共五種元素。通過(guò)五種元素的不同組合方式、柱和墻面的顏色和材質(zhì)的變化，來(lái)到達(dá)立面設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化、多樣化（見(jiàn)圖17）。

4.6裝配式建筑相關(guān)構(gòu)造示意圖

住宅窗戶損失的熱量占到總量的接近一半，增強(qiáng)外窗的節(jié)能措施將起到很好的作用。PC墻板預(yù)埋窗框，解決了窗框與墻體之間的氣密性問(wèn)題；凸梁凸柱的結(jié)構(gòu)形式，增加了南向外窗的遮陽(yáng)效果，形成一個(gè)天然的外遮陽(yáng)效果。夏季高太陽(yáng)方位角的直射強(qiáng)光被凸梁凸柱遮擋，冬季低太陽(yáng)方位角的光線可以直射入室內(nèi)，增強(qiáng)戶內(nèi)得熱效果（見(jiàn)圖18）。

墻板豎向上下端與結(jié)構(gòu)體連接處構(gòu)造見(jiàn)圖19。

標(biāo)準(zhǔn)墻板標(biāo)準(zhǔn)墻板與立柱連接處構(gòu)造見(jiàn)圖20。

標(biāo)準(zhǔn)墻板水平連接處構(gòu)造見(jiàn)圖21。

5 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)20世紀(jì)50~60年代，混凝土裝配式建筑曾經(jīng)推廣過(guò)。但由于技術(shù)等各種原因，被市場(chǎng)所淘汰。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，如今混凝土裝配式建筑的技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，但國(guó)內(nèi)發(fā)展較慢。在經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)面臨轉(zhuǎn)型之際，混凝土裝配式建筑必定會(huì)迎來(lái)大發(fā)展的時(shí)期。保障性住房是國(guó)家重大的民生工程，混凝土裝配式建筑對(duì)國(guó)家的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，節(jié)能減排等有著積極的意義。兩者如能完美結(jié)合，必定是利國(guó)利民的好事。

參考資料：

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