本書在裝配式建筑的建筑設計、混凝土結構設計、混凝土構件生產制作、混凝土構件安裝施工、BIM技術應用等6章中,針對有關裝配式建筑的籌劃、設計、生產、施工等建設階段,闡述了相關的原理方法、工藝做法、組織管理、技術要求等方面的內容。
黨的二十大報告中指出:打造宜居、韌性、智慧城市。這是黨中央深刻把握城市發(fā)展規(guī)律,對新時代、新階段城市工作作出的重大戰(zhàn)略部署。按照推動城鄉(xiāng)建設方式綠色低碳轉型、發(fā)展綠色建造的要求,走裝配式建筑產業(yè)道路,立綠色高質量發(fā)展潮頭。一是持續(xù)開展綠色建筑創(chuàng)建行動,城鎮(zhèn)新建建筑全面執(zhí)行綠色建筑標準。二是推動建造方式轉型,大力發(fā)展裝配式建筑。三是推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展,深化應用自主創(chuàng)新建筑信息模型(BIM)技術,大力發(fā)展數(shù)字設計、智能生產、智能施工和智慧運維。新時期裝配式建筑在各級政府政策的大力引導下得到了快速發(fā)展,帶動了建筑業(yè)轉型升級和建造方式的重大變革,為建筑業(yè)改革與創(chuàng)新注入了強大活力。裝配式不僅使得建筑的人工作業(yè)和現(xiàn)場濕法作業(yè)最大程度地減少,還結合了大量數(shù)字化技術,在建筑業(yè)產業(yè)現(xiàn)代化、智能化、綠色化的發(fā)展方向上持續(xù)前行,打開未來增長空間。與傳統(tǒng)建造方式相比,裝配式建筑具有綠色的建設理念、系統(tǒng)的基礎理論和高效的技術方法。
裝配式建筑的發(fā)展,人才是基礎,教育是提升發(fā)展質量的根本。裝配式建筑的發(fā)展對人才培養(yǎng)產生新的需求,技術與管理人才、產業(yè)工人短缺的問題已經直接影響和制約了發(fā)展質量。在高等學校相關專業(yè)中設置有關裝配式建筑的課程,是教學改革發(fā)展的必然要求。而目前高等學校急需有關適用教材面世,這也是本教材能有所作為的基礎。
本教材是根據(jù)教育部頒布的專業(yè)目錄和面向21世紀土木工程專業(yè)培養(yǎng)方案,并考慮培養(yǎng)創(chuàng)新型應用本科人才的特點和需要編寫的,為推進建筑類高等院校開設裝配式建筑相關課程,構建新型立體化的裝配式建筑人才培養(yǎng)體系,提供基礎性支持。本教材編寫遵循以下原則:
(1)幫助學生建立建筑工業(yè)化的思維模式,理解掌握一體化建造的技術與方法。重點展現(xiàn)現(xiàn)代集成化建設,從標準化設計、工廠化制造、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理等方面展現(xiàn)與原有建筑的極大區(qū)別。
(2)為區(qū)別已出版的相關教材的情況,本教材適當減少出現(xiàn)實操性強的專業(yè)內容,而將注意力集中在基本理論、思維方法、基礎知識等層面上,基于基礎理論和方法來建立系統(tǒng)邏輯思維的分析方法,更加有助于學生形成科學完整的體系。
(3)系統(tǒng)地結合了目前我國裝配式建筑的生產實踐經驗,教材理論聯(lián)系實際,有助于學生加深認識、主動思考。
(4)闡述涉及各種裝配式結構,以使人才的培養(yǎng)能面向未來。著重闡述目前廣泛應用的混凝土結構,從籌備、設計、生產到施工全過程的裝配化建設方法,充分反映有著裝配建設一體化特色的相關內容。
(5)本書充分體現(xiàn)裝配式結構的獨特性,又將傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結構知識結合起來,形成較為完整的裝配式建筑工程技術系統(tǒng)。緊密結合建筑學、力學、建筑材料、混凝土結構等相關課程,闡述它們在裝配式建筑設計與建造過程中的應用。
裝配式建筑的設計和建造課程學習,要求掌握基本概念和主要原理、提供基本的分析方法和一定的計算手段。因此本書結合專業(yè)培養(yǎng)目標和編者多年從事教學的經驗,竭力做到理論部分夠用為度的同時保持知識體系的連續(xù)性,以學生就業(yè)所需的專業(yè)知識和操作技能為著眼點,在適度的基礎知識與理論體系覆蓋下,著重講解應用型人才培養(yǎng)所需的內容和關鍵點,突出實用性和可操作性;將理論講解深入淺出,注重講解理論和規(guī)定的含義、要點以及用法。
裝配式建筑的設計和建造課程學習,要把管理能力和技術能力一起提高。編者在編寫時注意了兩者的結合,通過對工程問題的分析,將有助于提高學生分析解決實際問題的能力。
本書第1~5章由徐州工程學院高向陽編寫,第6章由徐州工程學院李學田編寫。
本書在編寫過程中參考了大量的資料,作者盡力將有關情況在書后參考文獻中進行說明,在此一并向這些資料的作者表示深深的敬意和感謝!
由于編者的學識有限,懇切希望廣大讀者和工程建設及土木工程專家、教育界同仁對書中謬誤之處予以指正。
編者
2023年6月
高向陽,徐州工程學院,副教授。
建筑工程施工安全預控體系研究》江蘇省建設系統(tǒng)科技項目,JS2008ZD02;
《徐州市社區(qū)的防震減災應急體系建設》江蘇省地震局科研專項課題(蘇震函[2009]188號);
《人防高效停車場特種結構體系研究》江蘇省人防辦公室計劃項目,獲“中國技術市場協(xié)會第四屆中國技術市場金橋獎”。
第1章緒論1
1.1裝配式建筑概述1
1.1.1建筑工業(yè)化1
1.1.2裝配式建筑3
1.1.3裝配式建筑的主要特征4
1.1.4裝配式混凝土建筑指標5
1.2裝配式建筑形成和發(fā)展歷程8
1.2.1近現(xiàn)代預制建筑四個階段8
1.2.2建筑發(fā)展方向9
1.2.3建筑工業(yè)技術9
1.3裝配式建筑分類體系10
1.3.1按結構材料分類10
1.3.2按預制構件的使用程度的不同分類18
1.3.3按承重方式(或者結構形式)的不同分類18
1.3.4裝配式建筑應用范圍24
本章小結26
思考與練習題26
第2章裝配式建筑的建筑設計28
2.1建筑設計基本原則28
2.1.1裝配式建筑各設計階段及關系28
2.1.2模數(shù)化39
2.1.3標準化44
2.1.4集成化46
2.2建筑方案設計52
2.2.1建筑風格與功能52
2.2.2建筑方案協(xié)調與限制53
2.3建筑施工圖設計54
2.3.1施工圖設計要求54
2.3.2施工圖設計內容55
2.4建筑節(jié)點構造設計62
2.4.1外圍護系統(tǒng)構造62
2.4.2地樓屋面構造73
本章小結74
思考與練習題74
第3章裝配式建筑混凝土結構設計76
3.1材料與構件76
3.1.1裝配式混凝土結構主要材料76
3.1.2預制構件82
3.2結構設計97
3.2.1結構設計思路97
3.2.2作用及分析106
3.2.3構件連接、節(jié)點受剪計算110
3.2.4裝配整體式框架結構設計113
3.2.5預制混凝土柱122
3.2.6預制混凝土梁125
3.2.7裝配式樓蓋構件129
3.2.8預制剪力墻143
3.2.9外掛墻板152
3.2.10其他構件164
3.3構件拆分169
3.3.1構件拆分方法169
3.3.2裝配式框架結構的構件拆分177
3.4一般構造要求181
3.4.1結構連接181
3.4.2構件間連接構造183
3.4.3預埋件216
3.4.4混凝土保護層、構件支座225
本章小結227
思考與練習題227
第4章裝配式建筑混凝土構件生產制作229
4.1預制混凝土構件制作229
4.1.1構件生產工藝230
4.1.2預制混凝土構件制作236
4.2預制混凝土構件儲運247
4.2.1場內駁運247
4.2.2預制構件運輸257
4.2.3半成品和成品保護261
本章小結264
思考與練習題264
第5章裝配式建筑混凝土構件安裝施工266
5.1預制構件施工現(xiàn)場安裝準備266
5.1.1施工組織與管理266
5.1.2施工現(xiàn)場臨時堆放279
5.1.3安裝前準備292
5.2預制構件施工現(xiàn)場安裝319
5.2.1構件的安裝319
5.2.2預制構件連接357
5.2.3預制構件與后澆混凝土連接371
5.2.4接縫處理374
5.2.5構件安裝安全措施378
本章小結394
思考與練習題394
第6章裝配式建筑中的BIM技術應用 396
6.1BIM技術理論與應用概述397
6.1.1BIM技術基本理論397
6.1.2BIM技術軟件工具與應用402
6.2裝配式建筑設計中的BIM技術應用405
6.2.1BIM技術對裝配式建筑設計的必要性405
6.2.2基于BIM的裝配式建筑設計410
6.2.3裝配式結構設計中的BIM技術應用413
6.3裝配式建筑生產施工中的BIM技術應用417
6.3.1預制構件制作過程中的BIM應用417
6.3.2裝配式施工管理中的BIM應用419
本章小結419
思考與練習題419
參考文獻420