钢结构工业化系统集成建筑

　　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