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装配式建筑标准化研究毕业论文

 2020-02-17 10:02  

摘 要

本文以标准化理论、公共管理理论和产业链理论为基础,基于政府的角度,对装配式建筑项目设计和生产阶段的标准化实施进行系统分析,并利用南京万科上坊保障性住房项目6-05栋装配式建筑项目对本文所用理论进行案例分析,研究结果对于我国建筑工业化的发展具有重要参考意义。

论文首先比较分析了传统式建筑劣势和装配式建筑的优势,随后以标准化理论、公共管理理论和产业链理论为理论基础,对装配式建筑项目设计和生产阶段标准化实施进行系统分析,最后,基于政府的角度,针对我国装配式建筑发展的不足,提出建议。

研究结果表明:装配式建筑标准化是实现建筑工业化的必由之路,而政府是实现标准化的主导力量。只有实现设计和生产的标准化才能实现设计的规范化、高效化和生产的规模化、工厂化。政府要采取一系列举措,以标准化筑牢我国装配式建筑发展之基。

关键词:建筑工业化;公共管理;标准化;产业链;

Abstract

Based on standardization theory, public management theory and industry chain theory, and from the perspective of the government, this paper systematically analyses the standardized implementation in the design and production stages of prefabricated building projects, and uses 6-05 prefabricated building projects of Nanjing Vanke Shangfang Affordable Housing Project to analyze the theory used in this paper, and concludes the research. The results have important significance for the development of China's building industrialization.

Firstly, the paper compares and analyses the disadvantages of traditional buildings and the advantages of prefabricated building. Then, based on standardization theory, public management theory and industrial chain theory, the paper systematically analyses the standardized implementation of the design and production stages of prefabricated building projects. Finally, from the perspective of the government, some suggestions are put forward in view of the disadvantages of the development of prefabricated building in China.

The results show that the standardization of prefabricated building is the only way to realize building industrialization,and the government is the leading force to achieve standardization. Only by realizing the standardization of design and production can we realize the normalization and high efficiency of design and the scale and industrialization of production. It is necessary for the government to take some measures to build the foundation of prefabricated buildings with standardization.

Key Words: building industrialization; public management; standardization; industrial chain;

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究的目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 国外研究现状 1

1.2.2 国内研究现状 2

1.3 研究内容及技术路线 2

1.3.1 研究内容 2

1.3.2 研究技术路线 3

第2章 装配式建筑与传统式建筑的对比分析 5

2.1 装配式建筑概述 5

2.2 传统式建筑的优缺点分析 5

2.3 装配式建筑的优缺点分析 5

第3章 装配式建筑标准化理论分析 7

3.1 研究理论基础分析 7

3.1.1 标准化理论 7

3.1.2 公共管理理论 9

3.1.3 产业链理论 11

3.2 设计阶段标准化系统分析 12

3.2.1 标准化设计概述 12

3.2.2 标准化设计的问题 12

3.2.3 标准化设计问题的对策 13

3.3 生产阶段标准化系统分析 14

3.3.1 标准化生产概述 14

3.3.2 标准化生产的问题 15

3.3.3 标准化生产问题的对策 16

第4章 案例分析 18

4.1 项目概况 18

4.2 项目设计 18

4.2.1 结构体系设计及分析 18

4.2.2 主要构件及节点设计 19

4.3 项目总结和思考 21

第5章 结论、建议与展望 22

5.1 结论及建议 22

5.2 展望 23

参考文献 24

致谢 26

绪论

本文以标准化理论、公共管理理论和产业链理论为基础,对装配式建筑项目设计和生产阶段标准化实施进行了系统分析,并基于政府的角度,针对我国装配式建筑标准化的不足,提出建议。

  1. 研究目的及意义

当前我国经济由高速发展转变为高质量发展,改革开放不断深入,粗放型经济正在逐步向集约型经济转变。对于仍以现场湿作业建造方式为主的传统建筑业来说,若不从根本上转变建造方式,传统建筑业资源消耗巨大、污染日益严重以及生产效率低下的困境还会日益恶化,这不仅使发展建筑业集约型经济的目标难以实现,也使我国经济健康高质量发展的战略目标受到严重制约。

装配式建筑将预制构部件的生产带进工厂,并实现设计施工的一体化,彻底改变了传统建筑业的建造方式,给建筑工业化产业链的各个环节带来了革命性的转变。装配式建筑的生产方式不仅大大削减了资源消耗,也大大降低了环境污染程度,不仅大幅提高了建筑业生产效率,也为建筑业接入信息化和智能化等高科技提供了无限可能。

参考国内外建筑工业化的经验,且深知传统建筑业的劣势所在,我们明白,装配式建筑标准化是实现建筑工业化的必由之路,只有装配式建筑项目全寿命周期内的各个阶段,尤其是设计和生产阶段都达到较高的标准化水平,才能促使我国建筑工业化与国际先进水平接轨。为此,我们需要更加努力地去学习和研究标准化,以先进的标准化思想筑牢我国装配式建筑发展之基,促进我国装配式建筑的健康高效发展。

  1. 国内外研究现状

国外研究现状

二战后,装配式建筑起源于欧洲工业化进程以及战后重建的大量房屋需求。二十世纪七十年代,欧共体委员会和欧洲标准化委员会建立了包含预制构部件质量控制相关标准的装配式建筑技术规范。欧洲的建筑工业化经过数十年的发展,已较为完善。

瑞典是世界上建筑工业化最发达的国家之一。二十世纪五十年代,为解决二战后的“房荒”问题,瑞典政府开始着手发展建筑工业化,并制定了“百万套建房计划”,一方面借助工业化建造体系提高生产效率,另一方面大力发展高性能的装配式建筑体系。经过七十余年的发展,瑞典国内所有的建材及构部件都已实现工厂化、标准化和条码化,可以方便地在网上进行查询及购买。

德国早已形成完善且强大的建筑工业化产业链,并能实现建筑结构子系统与其他子系统的有效衔接。在此基础上,德国政府联合众多高校和研究机构不断对装配式建筑技术进行创新。德国装配式建筑在已达到较高水平标准化的基础上,已能不受规定建筑模数的限制,取得了较好的效果。

美国已出台一系列配套的装配式建筑规范与标准。装配式建筑标准化程度较高,并已得到普遍的商业化应用,其预制构部件也极易实现机械化生产。

日本的建筑工业化同样起源于二战后的“房荒”问题。直到二十世纪六十年代,在政府的主导下,“房荒”的问题得到初步解决。二十世纪末,日本政府对建筑工业化提出了更高的要求,并给予更大力度的支持。在国家政府层面,日本政府主导了一系列装配式建筑的方针政策和标准体系的制定;在社会团体组织层面,日本预制建筑协会编写了《预制建筑技术集成》丛书等,并建立了预制构部件质量认证和结构审查等制度。此外,日本装配式建筑创新性地将各种抗震技术进行有效地融合,并在实践中取得了十分显著的抗震效果[1][2]

国内研究现状

二十世纪五十年代,我国从国外引入预制混凝土技术,并推广到工业与民用建筑领域,由此开启了我国装配式建筑应用的大幕。二十世纪八十年代,我国发生唐山大地震,装配式建筑大多倒塌,造成了巨大的人员伤亡和财产损失,当时我国装配式建筑的发展渐趋消亡。此后,国家颁布了《装配式大板居住建筑设计和施工规程》等标准以规范国内装配式建筑的发展。进入新时代,随着我国经济发展转型和建筑工业化的兴起,装配式建筑重新回到了我们的视野中。

上海市规定,对建筑面积达到一定要求且装配率满足最低标准的工程,给予现金奖励。北京市规定,纳入保障性住房年度建设计划的项目要全面推行装配式成品房进行交易。湖南省颁布了多项装配式建筑地方标准,如《装配式钢结构集成部品主板》等[3]

东南大学吴刚、冯德成等人分别从试验研究、数值模拟和设计方法等方面,系统整理了国内外关于装配式混凝土框架节点的研究,这有利于提高我国装配式混凝土框架结构设计水平,对我国推广装配式混凝土结构具有重要的应用价值[4]。国内大型企业也正在积极推动装配式建筑的研发工作,并探索出了三种具有代表性的模式:第一种是以万科和远大住宅工业有限公司等为代表的钢筋混凝土模式;第二种是以东南网架和中建钢构等为代表的钢结构模式;第三种是以远大可持续建筑等为代表的全钢结构模式。这三种模式分别适用于不同的建筑形式,但均能有效压缩施工成本及时间,且能极大地提高装配率[5]

  1. 研究内容及技术路线

研究内容

本文共分为五章:

第1章,绪论。本章分为三个部分,第一部分介绍研究目的及意义;第二部分介绍国内外研究现状;第三部分介绍研究内容及技术路线。

第2章,装配式建筑与传统式建筑的对比分析。本章分为三个部分,第一部分是装配式建筑概述;第二部分分析传统式建筑的优缺点;第三部分分析装配式建筑的优缺点,并将传统式建筑和装配式建筑进行比较分析。

第3章,装配式建筑标准化理论分析。以标准化理论、公共管理理论和产业链理论为理论基础,对装配式建筑项目设计和生产阶段的标准化实施过程进行理论分析,并从政府的角度出发,针对我国装配式建筑发展的不足,提出建议。

第4章,案例分析。选取南京万科上坊保障性住房项目6-05栋装配式建筑项目进行案例分析,对该装配式建筑项目设计和生产阶段的标准化实施的问题及对策进行分析,为理论分析提供案例支撑。

第5章,结论、建议与展望。本章分为两个部分,第一部分结合前文总结,并给出我国装配式建筑标准化的建议;第二部分结合本文指出研究中的不足及对未来研究的展望。

本文的研究目标是基于政府的角度,对装配式建筑项目设计、生产阶段标准化实施进行研究,指出我国目前装配式建筑现存的不足,进而为提高我国装配式建筑标准化程度提出建议,以促进建筑行业在我国经济发展转型大局中朝着高效健康发展的方向稳步前进。

研究技术路线

本文利用文献综述法对相关文献资料的信息进行了提取和总结,在大量理论分析的基础上,明确了装配式建筑与传统式建筑的优劣,分析了装配式建筑设计、生产阶段的标准化实施过程,针对我国装配式建筑标准化发展过程中的问题,提出建议,以促进建筑行业在我国经济发展转型大局中朝着高效健康发展的方向稳步前进。本文的研究技术路线如图1.1所示:

图 1.1 研究技术路线

装配式建筑与传统式建筑的对比分析

  1. 装配式建筑概述

装配式建筑是指将在工厂生产的预制构部件现场装配的建筑。它是装配式结构体系和与之相协调的关键支撑技术的一体化集成。从结构体系来看,装配式建筑包括钢结构、木结构和混凝土结构等。从关键支撑技术来看,装配式建筑包括装配式装修、智能系统和BIM技术等。

推动装配式建筑快速发展,体现了我国政府推进建筑业转型升级的决心。作为一种新兴的生产方式,新时代装配式建筑对国家经济转型和建筑工业化的中长期发展都具有重要意义。我国正面临经济发展方式转型的大格局,粗放式生产的低品质建筑必将被精细化、工业化生产的高品质建筑所代替,传统式建筑必将被装配式建筑所代替,将来还将进入全新的信息化和智能化时代。装配式建筑契合绿色、可持续发展的理念,紧跟建筑工业化的发展趋势,紧密贴合国家经济转型的战略目标,必将带动建筑业转型升级,必将引领行业发展[6]

  1. 传统式建筑的优缺点分析

一直以来,传统建筑业都是我国支柱性产业之一,在推动我国经济高速增长的过程中起着举足轻重的重要作用。传统式建筑整体性较好,刚度较大,抗震性能优良。现浇的施工方式满足了人们对建筑形式的各种要求。在技术可行的前提下,传统现浇建筑对于不规则平面的适应性极强,从而能设计出各类具有创意的建筑作品,如北京鸟巢等。

十八大以来,我国经济发展目标已由高速增长向高质量增长转变,在这样的背景下,粗放式生产的传统式建筑已越来越与经济高质量发展的目标相悖,传统式建筑的弊端日益凸显。

传统建筑业是粗放型和劳动密集型行业,现场湿作业建造的生产方式造成建筑项目用工较多,工期较长,效率低下;传统建筑业科技含量和标准化程度偏低,这导致我国建筑业成本偏高,建筑质量差、寿命短,间接抬高了房价;传统建筑业资源浪费多,环境污染大,噪音污染、建筑垃圾和施工扬尘等一系列问题都是传统建筑业的通病;传统建筑业劳动生产率总体偏低,建筑施工人员劳动素质低等。这些问题的存在不仅会激化社会矛盾,更会严重掣肘我国经济健康高效的发展[7]

  1. 装配式建筑的优缺点分析

十八大以来,全国各级政府出台了大量的政策以促进装配式建筑的健康快速发展,这意味着我国装配式建筑将逐步走向标准化、规范化和系统化,充分表明了装配式的建造方式契合国家经济发展的基本要求和大政方针。

与传统建筑业相比,装配式建筑建造速度快,其预制构部件可在工厂进行规模化生产,受气候等外界因素影响小;装配式建筑质量好,标准化设计和生产、精细化施工使其具有更加可靠的质量;装配式建筑绿色环保,材料浪费和施工垃圾均大大减少;装配式建筑机械化程度高,劳动力需求低,且装配式建筑的机械化生产和装配化施工减少了工作程序和工作量,降低了施工人员的劳动强度;装配式建筑减少了模板和脚手架的应用,既减少了材料的消耗浪费,又能有效降低高空坠物、物体打击等事故发生的概率,可大大减少建筑业的施工安全隐患。

当然,装配式建筑作为新生事物,难免存在缺点,具体如下:

  1. 易发生底板脱落

装配式建筑施工需要用到大量预制底板,它们一般呈八字形状,并且易出现裂缝,如果不及时采取抗裂砂浆勾缝等补强措施,短时间内极易脱落。此外,就算采取补强措施,长期仍然会出现砂浆脱落的问题。这是装配式建筑最明显的缺点之一,不仅严重影响工程质量,也会产生安全隐患,威胁人身安全。

  1. 预制构部件尺寸误差大

装配式建筑预制构部件的尺寸都是系统提前设定的,虽然经历了标准化的生产环节,但总存在由于操作不当或其他原因造成的尺寸误差,从而导致生产出来的预制构部件存在严重的误差。此外,预制构部件生产工人劳动素质不高,技术水平参差不齐,总会存在操作不当引起的偏差。这些误差一旦产生,最终会影响到预制构部件的拼装精度,影响工程质量。

  1. 耐候胶更换困难

预制构部件拼装后,在实际运用中,为了保证各个预制构部件之间的有效连接,需要利用耐候胶对缝隙进行处理。然而,耐候胶在长期使用之后,会出现脱落等问题。因此,耐候胶需要及时更换。但是,耐候胶更换的技术门槛十分高,且其对于密封性的要求极其高。一旦出现更换问题,装配式建筑的寿命将会受到严重的消极影响。

  1. 成本管理不足

装配式建筑标准化的程度决定了其成本的高低。成本问题涉及到建筑工业化产业链的全过程,例如预制构部件价格的浮动成本、工厂到现场的运输成本等。标准化程度较低,直接决定了我国装配式建筑成本偏高的现状[8][9]

装配式建筑标准化理论分析

  1. 研究理论基础分析

标准化理论

  1. 标准化发展简史
  2. 远古时代人类标准化思想的萌芽

远古时代,在长期同大自然搏斗、群居生活和大脑不断发育的过程中,人类逐渐学会了使用工具和语言。远古人类使用的各种工具和语言等都具有萌芽状态的标准化意义,这也是人类历史上首次伟大的标准化创举。

  1. 以手工业为基础的古代标准化

古代社会,人类的两次社会大分工带来了产品的交换。这促使人类有意识地制定交换标准,例如用粮食交换兽皮,用工具交换粮食等。这种简单的交换方式遵循着等价交换的原则,同时交换的出现和发展促进了计量器具的产生。就本质上而言,计量器具就是标准化思想的实际运用。

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