模块化建筑结构体系与案例.pdf
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1、追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城卓达模块化建筑结构体系与案例追求卓越 德达天下 卓达新材推广集团卓达新材推广集团2015.7追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城目 录追求卓越 德达天下从工地到工厂、从建造到制造从工地到工厂、从建造到制造三、重钢框架三、重钢框架+SIP或轻钢维护体系简介或轻钢维护体系简介四、四、3D模块化建筑简介模块化建筑简介一、冷轧轻钢建筑结构体系简介一、冷轧轻钢建筑结构体系简介二、二、SIP建筑结构体系简介建筑结构体系简介五、五、2D模块化建筑简介模块化建筑简介七、我的集
2、成建筑实践七、我的集成建筑实践六、预切割建筑简介六、预切割建筑简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城1一、冷轧轻钢建筑结构体系简介一、冷轧轻钢建筑结构体系简介 (一)轻木(或冷弯薄壁轻钢)建筑 现代轻骨架建筑的雏形气球骨架是在19世纪发明的,经过多次改进,直到1850年左右才最终定型。这就是北美经常说的24建筑体系,它的孪生兄弟是薄壁轻钢建筑。平台骨架气球骨架追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城2 1、冷弯薄壁轻钢建筑的基本力学思想 重复与复合作用同样的构件连续排列三件以上为重复。用结构面材把
3、重复构件联系到一起为复合。荷载共享有福同享,有难同当,大家共同承担荷载。一、冷轧轻钢建筑结构体系简介一、冷轧轻钢建筑结构体系简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城3 2、轻骨架建筑的设计思想 传统的混凝土砌块建筑是燕子衔泥垒窝式的施工,建筑师的工作就像一个雕塑家在做雕塑艺术创作。所以土木建筑师一般不需要懂太多的建筑结构知识,只需要把建筑形状和色彩画出来,交给结构工程师就算完活了。轻骨架建筑是喜雀叼枝架巢式的施工,往往需要建筑师、结构工程师和装修工程师三位一体,在做建筑设计时必须要同时考虑结构设计和装修设计。所以轻骨架建筑师必须要懂一点建筑结构
4、知识,以及建筑材料的标准模数尺寸。一、冷轧轻钢建筑结构体系简介一、冷轧轻钢建筑结构体系简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城结构龙骨结构龙骨-C型型结构龙骨结构龙骨-U型型非承重墙龙骨非承重墙龙骨3、冷弯薄壁轻钢龙骨分类3、冷弯薄壁轻钢龙骨分类4一、冷轧轻钢建筑结构体系简介一、冷轧轻钢建筑结构体系简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城 卓达先进的冷弯薄壁轻钢构件制造设备,是生产优质产品的基础条件。引进世界先进的冷弯薄壁轻钢制造流水线,所有冷弯薄壁轻钢卷材在电脑的控制下轧制、冲孔成型,精度和长
5、度得到充分保障。是国内轻钢结构建筑领域的“绝对实力派”。4、冷弯薄壁轻钢构件制造4、冷弯薄壁轻钢构件制造5一、冷轧轻钢建筑结构体系简介一、冷轧轻钢建筑结构体系简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城 制造人员按照图纸采购原材料将卷材放入轧制机将型材按指定长度切割将龙骨按一定数量打包并做标记。6一、冷轧轻钢建筑结构体系简介一、冷轧轻钢建筑结构体系简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城执行标准:低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程JGJ227-2011 7一、冷轧轻钢建筑结构体系简介一、冷轧轻钢建筑结
6、构体系简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城8 (一)SIP结构保温板建筑 SIP结构保温建筑已经有近80多年历史。北美、澳大利亚、新西兰、日本都在研发SIP结构保温板建筑技术。二、二、SIP建筑结构体系简介建筑结构体系简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城9 1、什么是SIP建筑结构?国内建筑界目前还很少听说过SIPs这种建筑结构体系。在1990年之前,美国是把SIPs称为预制木基承重应力皮肤板(Prefabricated wood-based loadbearing stressed s
7、kin panels),有时也简称其为应力皮肤板(stressed skin panels)或应力皮肤保温芯板(Stressed-skin insulating core panels,简称SSIC板),1990年之后,该产业已经决定把它命名为结构保温板(Structural insulating panels,简称SIPs)。早在1930年,美国森林产品实验室(FPL)就开始了结构保温板(SIPs)的长期试验项目,经过几十年的试验,在1979写出了总结报告。但多年来,结构保温板(SIPs)的结构力学理论一直没有什么重大突破。与大多数现代建筑结构理论一样,结构保温板(SIPs)的结构力学要点是
8、计算弹性粘结复合结构系统的组合作用效果(图1a、图1b、图1c)。二、二、SIP建筑结构体系简介建筑结构体系简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城10 二、二、SIP建筑结构体系简介建筑结构体系简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城11 如果可以把皮肤考虑为刚性复合单元,就可以按芯的剪切变形,采用古典梁理论计算复合结构的结构保温板(SIPs)的组合作用效果。也可以采用Kreuzinger method来计算复合结构的结构保温板(SIPs)的组合作用效果,德国Mnchen大学的Kreuzing
9、er教授已经给出了计算复合要素的一般模型。也可以采用“格子骨架静力学”程序来计算复合结构的结构保温板(SIPs)的组合作用效果,欧洲也有人给出了该模型的计算方法,。也可以采用弹性粘结的微分方程解或微分法计算复合结构的结构保温板(SIPs)的组合作用效果。二、二、SIP建筑结构体系简介建筑结构体系简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城12 简单的说,,SIP板工作起来就像I-型梁。面壳作用像I-型梁的边缘,芯作用像I-型梁的腹板(图2)。二、二、SIP建筑结构体系简介建筑结构体系简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行
10、 三产联动 新生产力造城13 科学实验可以解决设计理论不足的问题,这是我在进行SIP轴向荷载试验。二、二、SIP建筑结构体系简介建筑结构体系简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城14 2、SIP制造 图示为卓达SIP制造车间,以及卓达SIP建筑建造过程。二、二、SIP建筑结构体系简介建筑结构体系简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城15 3、SIP结构保温板建筑 SIP结构保温建筑是把建筑保温和建筑结构融为一体。当然,采用卓达新材还可以把建筑保温、建筑结构和建筑美学融为一体。右图是采用卓达构
11、造板设计建造的SIP建筑即所谓的“免装修”建筑。二、二、SIP建筑结构体系简介建筑结构体系简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城16 卓达将实现30天,乃至更短时间内建造。以及把建筑结构、建筑保温和建筑美学融为一体,实现快速建造。卓达将利用国内外成熟的模块化住宅设计和制造技术,建成国内和国际一流的模块化住宅生产线。二、二、SIP建筑结构体系简介建筑结构体系简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城17二、二、SIP建筑结构体系简介建筑结构体系简介执行标准:建筑结构保温复合板JG/T432-201
12、4 注意:1、国际上,SIP板是可以作为承重构件建造3层以下建筑的。2、目前中国规范限定为非承重维护墙。3、我们的一些样板房就是直接采用SIP墙板作为承重构件来建造的。追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城18 我们不拘泥于采用单一建筑结构体系来设计和建造房屋,更是提倡采用混合结构体系来设计和建造房屋。例如,外围护墙就可以采用SIP墙板,因为它保温性能好。内隔墙、楼面系统、屋面系统就采用冷轧轻钢结构系统,因为它便宜,方便施工。三、重钢框架三、重钢框架+SIP或轻钢维护体系简介或轻钢维护体系简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛
13、二产先行 三产联动 新生产力造城19上图是采用混合结构的案例建筑:主框架:H型钢;外围护墙:SIP;内隔墙和屋顶:冷轧轻钢三、重钢框架三、重钢框架+SIP或轻钢维护体系简介或轻钢维护体系简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城20三、重钢框架三、重钢框架+SIP或轻钢维护体系简介或轻钢维护体系简介执行标准:轻型钢结构住宅技术规程JGJ209-2010追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城21三、重钢框架三、重钢框架+SIP或轻钢维护体系简介或轻钢维护体系简介执行标准:钢结构住宅(一)统一编号GJB
14、T-883钢结构住宅(二)统一编号GJBT-884追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城22三、重钢框架三、重钢框架+SIP或轻钢维护体系简介或轻钢维护体系简介执行标准:装配式玻纤增强无机材料复合保温夹芯墙板2014CPXY-J339总442追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城 集成住宅分为三个层次,最高层次是3D模块化住宅,下一层次是2D模块化住宅,初级层次是现场“绑棍建筑”式住宅。下面我将分别介绍这三个层次的住宅制造方式,它们的优缺点。23四、四、3D模块化建筑简介模块化建筑简介 3D模块化住
15、宅有7090%的工作钢结构框架、保温、屋顶、外挂板、门、窗、配电、给排水、厨卫,以及油漆、壁纸、地毯、地板这样的内装修都在环境受到控制和保护的工厂车间内完成。然后把这些住宅模块运送到工地,并将其放置到预先建造好的基础上。一天之内(甚至是几个小时)就可以封闭并稳固到基础上。工厂制造一栋3D模块化住宅只需要不到一个月时间,到现场装配一栋模块化住宅只需要一天(甚至是几个小时)时间。追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城24四、四、3D模块化建筑简介模块化建筑简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城25四
16、、四、3D模块化建筑简介模块化建筑简介 3D模块化住宅的优点:3D模块化住宅是集中在一个环境受到控制的车间里制造而成,真正像造汽车一样在生产线上制造房子。当然,我们也会像设计汽车一样来设计住宅,这才能确保像造汽车一样造房子。在环境受到控制的车间里制造住宅的优点如下:可以按照工业化大生产方式来招聘工人,并进行高效培训,工人的工作条件和工作技能都有可靠保证。可以按照工业化大生产方式组织三班倒作业,仅仅这一项就可以提高生产效率3倍,确保按时交付。可以按照工业化大生产方式进行生产组织管理和质量控制,确保优质交付。可以采用精密的制造装备,不仅能够快速制造,也能做到很精确。我们是把计算机和激光校准设备连在
17、一起,以确保得到近乎完美的切割和连接。生产周期短,工地建造一栋住宅可能需要半年以上时间,而工厂制造一栋模块化住宅只需要不到一个月时间,到现场装配一栋模块化住宅只需要几个小时。能避免建筑材料经受日晒雨淋而损坏。住宅工厂和施工现场都几乎看不到建筑废料和建筑垃圾。追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城26四、四、3D模块化建筑简介模块化建筑简介追求卓越 德达天下中国梦“卓达新材杯”集成建筑设计大赛二产先行 三产联动 新生产力造城27 2D模块化住宅又称之为“板式住宅”。2D模块化住宅(“板式住宅”)就是在工厂车间内制造一面面整体墙板,墙面上通常都带有覆
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