钢框架片体装配式集成房屋的研究与应用（论文）.pdf

·79· 钢框架片体装配式集成房屋的研究与应用 张大宝，  赵    飞，  亓    群 （山东莱钢绿建国际建筑工程有限公司，266555，山东青岛） 　　摘　要 ：钢框架片体装配式房屋作为集成建筑的重要组成部分，是一种采用束状结构体理念为基础，适 用于低层建筑的集成房屋。采用钢框架片体搭建房屋，以合理的结构形式，减少主体框架的用钢量，同时片 体在工厂以模数化加工，更好地实现工厂流水线式部件生产，整体装配化建造的模式。房屋以片体组合而成， 在运输的过程中是以片体的形式，放入集装箱内，大幅降低了超出标准的房屋模块运输成本。 　　 关键词：钢框架；模数化；装配式；绿色房屋 　　 中图分类号： TU 375.2 文献标志码： B 文章编号： 1000 -4726(2018)09 -0079 -02 目前，国外集成建筑住宅市场已经日趋成熟，集 成住宅（又称活动集成住宅）诞生于上个世纪 50年 代末，经过近 50年的发展，在欧美与日本市场发展 规模以及行业集中度都已达到较高水平。集成住宅是 一种专业化设计，标准化、模块化、通用化生产，易 于拆迁、仓储，可多次重复使用、周转的临时集成住 宅。广泛用于建设工地的临时办公室、宿舍；交通、 水利、石油、天然气等大型野外勘探、野外作业施工 用房；城市办公、民用安置、展览等临时用房；旅游 区休闲别墅、度假屋；抗震救灾及军事领域等用房。 在国家主推装配式建筑的政策下，集成建筑是未来发 展趋势，结合钢结构住宅的优点，研发一种快速生产 和安装的现代化住宅将是目前亟待解决的课题。 1 钢框架片体装配式房屋的设计原理 随着我国集成建筑住宅的不断发展，集成建筑包 括预制混凝土装配式房屋、轻钢结构房屋、集装箱模 块组合式房屋及木屋等。钢框架片体装配式集成房屋， 是以钢结构装配式住宅为基础设计，吸收预制钢筋混 凝土结构和轻型钢结构房屋的优点，以钢结构框架和 轻型钢为主体结构，既保证了如钢筋混凝土片体的强 度，又减轻了墙体重量，因此，可在工厂完成片体装 修达到预制混凝土墙体整体的效果。 钢框架片体装配式房屋的主要原理：打破现有的 从基础开始整体建造的理念，以不同模数化的片体作 为单元体，通过不同单元体的组合，来完成整体建筑。 通过相邻片体间的有效连接形成的束状柱来代替原有 结构柱，同时不同片体共同组合成为一个整体框架， 增加稳定性及抗震性能。 结合某研发项目，该工程是一个多功能的居家式 联排房，为了提高生产效率，实现流水化作业，降低 运输成本，以标准化模数的墙体、吊顶、地板片体为 单元工厂加工，现场进行装配化组装，迈出“像造汽 车一样造房子”的理念，缩短生产周期。以此课题为 研究对象，开展钢框架片体装配式房屋的研究体系， 目的旨在适用于低层临时办公、营地以及酒店别墅等 用房需求。 2 技术实施方案 2.1 建筑设计及模数化设计 建筑设计是依据客户的功能需求，充分考虑建筑 风格与空间利用率，设计具有卫生间、洗浴室，厨房， 起居室，客厅，健身房以及连廊等多功能于一体的联 排别墅。 通过建筑布置图进行技术分析，考虑运输集装箱 的内部高度，方便包装运输，使用 2 m和2.5 m 为主 要模数对建筑进行整体划分围护片体、地板片体、吊 顶片体等，达到固定模数化片体来组装建造。 2.2 整体结构设计和 BIM仿真模拟 依据建筑布置，进行结构设计、片体归类、连接 节点研究，力学分析，最终完成主体结构设计。片体 装配式房屋重点研究在于墙片体及吊顶片体连接节点 设计，此节点设计既可以增加整体强度，又便于拆分 为不同单体，形成一套可靠的结构固定方式。对于墙 片体连接点设在结构柱部分，一是以角钢或 U形折 弯件为辅助件，组合成为束状柱形式（图 1）；二是 以连接板拼接固定成组合结构（图 2）。对于屋面片 体，采用多点连接固定方式，以螺栓通过辅助连接角 件与主框梁连接（图3）。 在主体结构设计完成后，利用 BIM协同设计软 件 Revit 建立装修、结构、给排水、电气模拟模型， 进行各专业整体模拟。对建筑、结构、水、电进行不 同专业安装的碰撞检查，并对碰撞处研究分析提出解 收稿日期：2018 -06 -30 作者简介：张大宝（ 1986—），男，山东淄博人，主任工程师， e-mail ：564709234@qq.com. ?1% T  Architecture Technology 2018 H9 ? ? 49 

9 < ·80· 墙体角柱 2 墙体 角柱 1 连接角铁 决方案，对相关设计和安装做出调整，最终完成施工 图纸。 2.3 工厂流水化施工 工厂具体加工流程如图 3所示。 部防水处理；（4）进行屋面框架及屋面瓦安装；（5） 进行屋面造型安装；（6）片体接缝处理以及做防水， 依据三维安装方案，可合理组织人力与物力，减少现 场施工量，减少现场施工时间，提高施工效率。 3 钢框架片体装配式房屋的环保节能性能 在建筑的整体布局方面，结合当地整体地理环境， 利用 BIM设计软件对本建筑进行了空气流通方向以 及日照情况分析。按照分析结果在设计过程中，对本 建筑布局进行了科学合理的