新技术在土木工程中应用

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1、新技术在土木工程中的应用,远大可见，长沙一57层高楼19天建成_标清.flv,一、装配式住宅新技术,在我国推行建筑工业化以及住宅产业化程度不断加深的情况下，加之我国在人口红利方面呈现出一种不断减少的趋势，在建筑行业内出现了一定程度的用工荒，因此，住宅产业化的发展趋势也不断明显起来。混凝土装配式住宅的建筑结构逐渐成为了目前研究的一个热点所在，在全国各处也不断出现混凝土装配式住宅施工技术的新研究与新成果。 二十世纪八十年代，我国非常流行装配式预制模式的大板住宅，但是因为整体的结构性能较差，容易出现渗漏以及楼板出现裂缝等情况，这些存在的问题直接对结构的安全和正常的使用产生了很大的影响，因此在发展中逐

2、渐被更为合适的现浇混凝土这种结构所替代。但是，在目前新近产生的装备式混凝土这种结构逐渐流行的情况下，尤其是近些年以来不断引进国外先进的技术，我国本土化比较明显的装配式混凝土这种新型结构施工技术正在一步步的成形。,国内外发展现状,我国住宅产业正处在一个重要的转折点,建筑材料向部品转化是住宅建造工业化和实现住宅产业化的关键,通过建筑工业化方式来渡过大规模建设阶段保证建筑质量和耐久性，满足建筑节能环保、绿色多功能和舒适性，是我国建筑业发展的必由之路,1.1 我国建筑工业化发展,(一)关于我国住宅产业化和建筑工业化的再认识,住宅建设的 工业化阶段,住宅建设的 工业化,住宅生产的 工业化阶段,住宅生产的

3、 工业化,方式转变,我国住宅工业化生产及技术的五大问题：第一，加快健全我国住宅工业化生产的制度和技术机制； 第二，大力促进住宅工业化的部品化工作； 第三，重点引进开发先进住宅建设体系； 第四，加强住宅工业化生产关键集成技术攻关； 第五，积极促进我国集合住宅工业化生产的试点项目建设。,阶段过渡,(二)关于我国住宅工业化与技术发展的思考,住宅开发建设受到各种资源的制约，特别是土地等紧缺性资源的制约，同时，住宅的开发效率和品质成为了住宅建设发展的重中之重。,标准化是住宅产业化的基础，而模数协调则是标准化的重要内容。,什么样的结构形式是我国未来建筑的主流结构呢？,我国目前没有与市场经济相协调的住宅产业

4、运行机制，单靠市场和学术界的推动是很难实现住宅产业化的。,(三)我国建筑工业化和住宅产业化发展面临的挑战,建筑工业化，首先应从设计开始，从结构入手，建立新型结构体系，包括钢结构体系、预制装配式结构体系，减少现场施工作业，让大部分的建筑构件，包括成品、半成品，实行工厂化生产，现场装配为主。,建立新型结构体系,加快施工新技术研发,加快“四新”推广,融合发展,在模板、支撑及脚手架施工方向有所创新，减少施工现场的湿作业。 在清水混凝土施工、新型模板支撑和悬挑脚手架有所突破； 在新型围护结构体系上，大力发展和应用新型墙体材料。,减少施工现场手工操作。在积极推广建设部十项新技术的基础上，加快这十项新技术的

5、转化和提升力度， 其中包括提高部品件的装配化、施工的机械化能力。,建筑工业化与信息化融合发展， 建筑工业化与新能源融合发展 自动控制和智能建筑融和发展。 使得高品质住宅/建筑成为人与自然、建筑与自然、城市与环境和谐共生的桥梁。,1,2,3,4,多层建筑应由传统的砖混结构向预制框架结构发展； 高层及小高层建筑应由框架向剪力墙或钢结构方向发展； 施工上应从现场浇筑向预制构件、装配式方向发展； 建筑构件、成品、半成品以后场化、工厂化生产制作为主。,(四)实现我国建筑工业化的措施建议,从国际住宅建设科技发展趋势来看，高耐久性住宅研发和SI住宅及生产技术开发，是21世纪住宅建设和研发设计的两大发展方向。

6、,具有我国自主研发和集成创新能力的“百年住居LC（Lifecycle Housing System）体系”的住宅通用体系项目正在试点。,对高品质住宅的追求将是我国建筑中长期的发展方向。,节能、环保、生态技术广泛应用是建筑发展的必然趋势；太阳能、风能、地热能等新型能源在建筑上将得到有效利用。,1,2,3,SI住宅及建设生产技术体系既是当今住宅工业化发展的主流，也成为集合住宅工业化生产技术的典范。,(五)我国住宅建筑的发展方向和发展趋势,1997年起，远大住工逐步建成占地4万平米、装备先进、品类齐全的工业化住宅部品部件生产线,1.2 远大工厂化可持续建筑,钢结构公寓（1999年6-9月）,PC模块

7、装配式住宅（2000年5月）,PC模块装配式住宅（2000年5月）,33层90平方米三室两厅两卫公寓（2007年）,柱模作业,围护墙模作业,PC生产,房屋主体结构工装模具化浇注施工作业与部品部件工厂化生产、装配式施工相契合的工业化生产作业体系。 具有符合现行规范、八度抗震设防、施工周期缩短四成，人工减少九成，杜绝质量通病，基础主体水电内装一体化成型的特点。 建筑节能约72%，土地利用率提高11%，干法作业节水达65%，精细施工节材达17%，环境免受破坏。,新型集成住宅体系有以下特点：,典型案例,典型案例,1.3 以万科、中南集团为典型代表的混凝土装配式住宅施工技术,1.万科集团较早即开始了工业

8、化住宅建造技术的探索和试点，先后向香港及日本学习，目前主要形成了两大技术:PC( precast concrete) 技术，该技术主要用于全预制混凝土构件，如阳台、楼梯、空调板、部分内隔墙板等;PCF(precast concrete form) 技术，即预制混凝土模板技术，该技术主要用于预制混凝土剪力墙外墙模以及叠合楼板的预制板等。结构其他部分，如内部剪力墙、部分内隔墙、电梯井等仍然采用支模现浇。,万科海上传奇二期工地， 一块预制墙体正被吊起， 准备安装,预制阳台板,装配式住宅内部结构,2、中南集团的NPC技术,NPC技术，这一项技术主要引自于外国所实行的预制混凝土的专项技术，并与我国特殊的

9、设计要求进行了结合，逐渐形成了有着明显的本土特点的技术系统。在竖向构件当中的剪力墙以及填充墙上使用的是全预制，在水平构件当中的梁以及板上使用的是叠合形式。每两个相邻部位的构件进行连接时，竖向方面一般是通过位于下方部位的构件来完成钢筋浆锚的一个连接，而水平方面的构件一般是通过在适合的部位来进行现浇混凝土中连接带的设置，用现浇混凝土来实现连接；水平方面的构件以及竖向方面的构件都是通过竖向方面的构件预留出来的插筋经合理操作伸入到梁与板之间的叠合层来完成连接的；通过各种形式如叠合现浇形式、现浇连接带形式使竖向方面的构件以及水平方面的构件逐渐形成一个较为完整的整体结构。,预制加工现场,南世纪城 33号楼

10、,(1)日本住宅建设量 据统计调查，早在1968年日本全国的住宅户数已超过家庭的总数，1973年各都道府县（包括东京、北海道、京都府、大畈府和其它43个县）均实现了一个家庭拥有一户（近似于中国的“套”）以上的住宅。可以说从那时起全社会已基本解决了居住问题。但住宅的供给仍维持着每年新建100多万户的数量。 据日本总务省2003年住宅与土地统计调查，2003年日本有住宅达5400万户，比当年全国总家庭数4700万户多出了700万户。,(2)日本住宅的种类 从日本住宅种类分析，可分为单户住宅（一栋一户）、长屋住宅（水平联排住宅）、集合住宅（水平联排、垂直重叠的复数住宅）等。 随着城市化的发展及地价的

11、上涨，单户住宅占全国住宅总量的比例下降，由1978年的65.1%降至2003年的56.5%；集合住宅占全国住宅总量的比例由1978年的24.7%上升至2003年的40%（见图1）。在大都市集合住宅比例上升的倾向更为明显，如以东京为中心的关东大都市圈集合住宅占55%，远高出日本全国40%的平均水平（见图2）。,1、日本住宅建设现状自“二战”以来，日本住宅建设走过了一条从不足到积压、从量到质，从传统建筑业向产业化、从应急政策转向可持续发展的历程。,1.4 日本住宅建设工业化的发展进程,图1 19782003年日本各类型住宅所占比例,(二)日本住宅建设工业化的发展进程,图2 2003年日本三大都市圈

12、集合住宅所占比例,%,(二)日本住宅建设工业化的发展进程,(3)日本住宅的结构日本住宅所采用的结构形式多种多样，即使是同一结构形式，也会因开发者、施工者不同而出现许多派生形式。据2003年日本总务省调查统计，笼统地按材料划分，单户住宅绝大部分是木结构和防火木结构。从总体看，木结构、防火结构、钢筋混凝土结构（包括钢骨钢筋混凝土结构）各占三成左右。,图3 2003年日本住宅各种结构形式所占比例,(二)日本住宅建设工业化的发展进程,其中集合住宅所采用结构形式，除了砖混结构之外，如下表所列举的形式，它们分别被应用于不同规模的建筑。日本集合住宅的结构种类和采用频率,(二)日本住宅建设工业化的发展进程,注

13、：日本传统的住宅绝大多数是木结构的单户住宅，直至今天，这种住宅无论是现有户数还是新建户数仍占大半。且以分布在日本全国范围的各个地方角落为多，在东京等大城市并不多见。 住宅的工业化生产方式主要有两种：一种是将住宅的墙和楼板等分解为平面构件，在工厂进行生产，结构形式包括钢筋混凝土结构住宅、钢结构住宅、木结构住宅等。有的在工厂直接将门窗安装好，甚至有的将外装修、内装修、保温层等全集成为一体，最大限度地减少现场安装。 图3-13、3-14示意图的日本MISAWA HOME株式会社提供。,1,2,(四)工业化生产,另一种方式是将住宅分解为立体空间单元，每一个单元体在工厂的流水线上生产，出厂时将单元体的墙

14、、楼板、设备、装修等所有构件和部品都已安装完毕，运到现场进行大的组装，然后进行室内连线和连接部处理。,（1）设计多样化,（3）制造工厂化,（2）功能现代化,（4）施工装配化,Title,B,C,D,4、工业化住宅的功能与特点,(四)工业化生产,A,(1)PCa的涵义； PC(Precast Concrete)工法，或PCa工法，称作预制组装工法，又叫预制组装(混凝土结构)工法。为区别于预应力混凝土结构(Prestressed Concrete),一般称为PCa工法。 PC工法将建筑商品化、部品化、构件化分解，将以现场建造为主的方式转变为以现场装配组装为主，通过部品和构件的工业厂化生产和现场装配

15、，从而实现建造房屋就像汽车零部件组装成汽车一样完成，彻底改变以现场湿作业为主的现场建造方式。,1、建筑工业化的实现工法PCa工法,(2)预制组装(混凝土结构)工法发展历程;PCa年表,(五)日本建筑工业化技术的发展,PC构件,梁,柱,楼板,墙板,PC工法施工现场楼板支架,PC工法施工现场,PC工法施工现场,PC工法施工现场吊装过程,PC工法施工现场,PC工法施工现场,循环周期工程第1天,安装内梁PC,安装外梁PC,控震装置梁翻转,灌注混凝土地面,先行搬进PC柱的涂刷,安装中心梁,向上搬运支撑柱,安装中心梁PC,安装中心部铁骨,调整支撑柱水平,安装铁骨台阶,铺设中心部甲板,循环周期工程第2天,先行搬入（N层）,铺设FR板,向上搬运钢筋,混凝土地面铺设钢筋,先行搬入PC柱,安装外柱PC,循环周期工程第3天,外部连层脚手架连接安装,安装内柱PC,内部连层脚手架连接安装,接口部模具,安装控震装置,灌注接口部分混凝土,循环周期工程第4天,循环周期结束,I（内装饰）安装外墙与窗户,I（内装饰） 安装分户墙、内隔墙,I（内装饰） 管线布置,I（内装饰） 安装部品,建筑工业化技术集成发展管道与布线技术,建筑工业化技术集成发展管道与布线技术,(2)减震结构,(3)抗震鉴定与抗震加固,(1)隔震结构,5、日本建筑工业化的最新技术和最新进展隔震与减震,(五)日本建筑工业化技术的发展,