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1、绿色模块化建筑体系介绍（高层）,卓达学院,讲师：侯 小 明日期：2015年7月,课程目录,卓达学院,目录,卓达学院,绿色建筑体系同其它装配式钢结构住宅成套体系一样主要由结构体系、围护体系等组成。,绿色模块化建筑系统预览,第一部分 主结构体系,卓达学院,卓达学院,钢结构体系根据抗侧力体系不同主要分为下属三种体系，优劣势比较如下：钢框架钢支撑体系：属于全钢结构，大幅减少了与混凝土核心筒交叉作业对工期的影响，现场作业少，有利于产业化生产，但是用钢量较高，并且在住宅中支撑的布置受到门窗洞口的限制；钢框架混凝土核心筒结构体系：用钢量低，但钢框架和核心筒刚度相差太大，抗震性能不好，并且混凝土的施工量大，混
2、凝土核心筒的施工进度直接影响钢框架的施工进度；,钢结构主结构,卓达学院,钢框架钢板剪力墙结构体系：抗震性能好，也易于产业化生产，但现阶段使用较少，基本的设计计算软件对钢板剪力墙的模拟不够成熟，而且用钢量最高，不利于成本控制，此体系可进行研发局部应用。卓达集团的绿色建筑体系使用的是钢框架钢支撑体系，这样有利于产业化生产，现场施工少，绿色环保。,钢结构主结构,卓达学院,与普通的钢框架-支撑体系相比，卓达集团绿色建筑钢结构体系采用的是异形梁柱-钢支撑体系。 如图所示，钢柱分别为T、L、十字型以及Z型（即双L型），钢梁根据墙体宽度需要采用窄翼缘H型钢梁。 该体系最大的技术优势是： 1、 能够适应目前市
3、场主流户型需求；传统的钢结构住宅，大都需要特殊户型设计，外立面以矩形为主（如远大可建），不能很好适应现代住宅外立面美观大方和户型采光的需求。 2、与卓达新材结合，可以做到室内不露梁柱；传统钢结构住宅为人诟病的主要一点，就是室内凸梁露柱，影响美观和用户使用； 3、 充分考虑住宅产业化从设计、加工到施工各个环节，是整个产业链互动式设计的结果。,异形梁柱,远大可建住宅典型立面,钢结构主结构,卓达学院,以右侧户型的设计为例，传统的钢结构住宅设计方式难以实现，一般会要求外立面尽量拉齐，各轴线墙体试设计也尽量对齐。但这些将会严重影响该住宅建筑的美观和居住舒适性，产品品质大打折扣。 采用卓达集团新型绿色建筑
4、体系（图中黄色块体为异形柱），不仅可以完美的适配户型，而且可以取得较好的经济效果。,钢结构主结构,卓达学院,柱构造,主结构技术体系,卓达学院,柱高频焊接矩形管组合异形柱,角柱,边柱,中柱,采用冷弯高频焊接矩形管组合而成的异形柱，根据不同位置分为L,T,十字形柱。通过控制肢厚，肢高厚比，满足相应现行规范。解决室内凸角问题。,卓达学院,梁构造,主结构技术体系,卓达学院,梁造,梁H型钢,H型钢梁主要热轧H型钢梁和高频焊接H型钢梁：热轧H型钢，加工制作简单，质量稳定，生产效率高；无需在加工厂焊接成型，大幅减小加工工作量；质量更有保证。焊接H型钢梁，是将厚度合适的带钢裁成合适的宽度，在连续式焊接机组上将
5、边部和腰部焊接在一起。焊接H型钢有金属消耗大、生产的经济效益低、不易保证产品性能均匀等缺点。优点是截面尺寸的选用具有灵活性，规格、材质一致时热轧H型钢完全可代替焊接H型钢，并且前者比后者质量有保证。在工期起决定性作用的情况下，可选择热轧H型钢，但当工期要求不严格或某些形象工程，是可本着节约资源的原则选用焊接H型钢。目前，卓达集团绿建钢结构绿色建筑体系根据两者的缺点和优点，均有采用。,热轧H型钢梁,高频焊接H型钢梁,卓达学院,偏心支撑,主结构技术体系,卓达学院,偏心支撑即支撑轴线与梁轴线交点同梁柱交点有一定的距离，两交点间的梁段即所谓耗能梁段。在体系中的作用：主要抗侧构件。偏心支撑有如右图所示的
6、两种。采用偏心支撑，支撑斜杆与梁、柱的轴线偏离一段距离，形成一个先于斜杆屈服的耗能梁段，支撑保持弹性。支撑包裹在内外墙体中，根据门窗洞口调整位置，不影响建筑功能。卓达新材绿色钢结构体系采用的是上面“倒V字形布置”，选择的原因是有利于门窗的布置，以及地下车库的车辆进入，材料是以冷弯钢管形式实现。,偏心支撑,卓达学院,节点构造,主结构技术体系,卓达学院,钢结构节点的处理对加工制作成本、加工制作效率、运输及施工工期有相当大的影响。目前通常做法有如下三种：,箱式内隔板（柱贯通）,方柱外隔板（梁贯通）,外套管式节点,目前卓达集团采用的梁柱节点是：外套管式节点。采用外套管式梁柱连接节点，梁柱节点区域直接在
7、柱外侧贴焊钢板，省去了隔板工艺（将钢管柱截断以安装隔板），可提升钢结构加工效率80%以上，摆脱了传统连接节点费时费事且质量不易保障的缺点，可大幅提升加工效率。特点简介：通过一定厚度的外套管使柱腔在无隔板的情况下仍然保持了节点的刚性；无需增加内隔板，保证了冷弯管的应用；因无隔板，柱芯内浇筑混凝土较为密实；节点构造简单，对住宅户内装修影响较小。,梁柱链接节点,卓达学院,外套管式节点,卓达学院,防火、防腐、隔音,卓达学院,众所周知，与钢筋混凝土结构、砖混结构相比，钢结构抗火性能较差，因此，在钢结构住宅建设中要特别重视建筑防火问题；经过防火处理的钢结构比比普通混凝土结构防火效果更佳。 目前使用较多的防
8、火处理有两种方式：1、防火板；2、厚涂型防火涂料。卓达新材模块化建筑体系是采用防火板包覆，将建筑装修与防火合二为一。 该法具有如下特点： 1耐火性能好； 2成本低，与现有喷涂法和包裹法相比，成本明显节省； 3装饰性好，表面光滑平整； 4气密性好，有利于钢构件防腐。,防火处理钢柱,卓达学院,钢构件锈蚀会影响建筑物的寿命，因此，集团对钢结构住宅建筑中的防腐工程给予了充分的重视。 目前，在钢结构住宅工程中，以涂料防腐措施应用面最广，也是目前最经济和最简便的防腐方法。涂料层基本上由底层涂料、中层涂料和面层涂料组成，各涂层有其各自的主要用途。底层涂料主要作用是作为涂料层与钢材表面的附着基础，所以它对钢材
9、表面与上层涂料之间必须有良好的粘结能力，一般采用附着力较强的具有阻蚀或电化学保护作用的涂料;中层涂料主要是为增加涂层厚度，增强涂层保护效果，一般采用橡胶型涂料，在一般空气环境中，可以不用中层涂料;面层涂料是直接与大气环境接触的，要有较好的耐候性、致密性、抗渗性等。在钢结构工程设计中，应根据结构的实际使用环境，以及构件外型的特点，选用不同的涂层组合、正确的涂料品种以及适当的涂层厚度。 集团绿色建筑体系采用的防腐措施即为涂料防腐。,防腐处理,卓达学院,注：传统混凝土结构，一般采用剪力墙结构，人工支模工作量大，施工周期长；市场一般钢结构柱，均采用焊接柱，加工量大，综合成本较高。,优劣势比较,卓达学院
10、,第二部分 围护体系,卓达学院,备注：围护体系是钢结构绿色建筑系统的重点和难点，经过大量工程实践和试验研究，卓达集团开发了保温装饰一体化外墙板系统、轻质内隔墙板、钢筋桁架楼承板、预制楼梯等。,集团钢结构绿色建筑系统墙板体系,外墙板,内墙板,楼层板,预制楼梯,围护体系预览,卓达学院,外墙,卓达学院,外墙目前市场上主要有三类：加气砼砌块、预制墙板、现场复合外墙板。加气砼砌块应用较广泛，但也存在一些质量通病：1、由于钢结构的变形比砼结构要大,相应砌块产生裂缝的几率也要大，2、由于单一普通加气混凝土砌块难以满足北方寒冷及严寒地区建筑节能设计标准要求，因此在应用时一般增加外墙外保温，普通的薄抹灰外墙外保
11、温技术就其技术本身而言是成熟可靠的，但是在推广应用过程尚存在以下问题： 1）空鼓、开裂、渗水、脱落等施工质量问题时有发生； 2）存在着很大的火灾安全隐患；,3）无法实现保温与建筑物同寿命；4 ) 后期维护更换保温层、饰面层需要投入大量资金。目前这些问题都无法解决，为此市场上出现了另外两大类：1、现场复合外墙板：目前主要是杭萧钢构使用。2、一体化预制外墙板：目前很多厂家都有自己的研发成果，集团的研发成果目前走在前列。,外墙,卓达学院,外墙,一体化外墙是采用绿色低碳环保的卓达新材板为基础材料，把现场的施工作业转移到工厂完成，如下图所示：保温装饰一体化外墙板由新材板+保温+新材板叠合而成。具有以下特
12、点： 1、工厂内加工制作可与主体施工同时进行； 2、现场主要以安装为主，无湿作业； 3、工序简单，施工速度快； 4、现场高空作业次数少，安全隐患大大降低； 5、主体结构挂件可实现工厂化安装，减少现场 施工难度，加快施工进度,卓达学院,内墙板,卓达学院,内墙板,轻质复合条板（SIP复合保温墙板），工厂加工，现场安装，轻质高强,卓达学院,楼板方案（两种方案备选）,卓达学院,钢筋桁架模板是将楼板中的钢筋制作成钢筋桁架，并将钢筋桁架与压型钢板连接成一体的楼板专用构件。在其上浇注混凝土，形成楼板。待混凝土达到强度后，下部薄铝板可方便拆除，象普通现浇板一样抹灰。具体做法是工厂焊接好钢筋桁架，现场浇铸混凝土
13、。特点：现场钢筋绑扎工作量可减少50%60%，现场钢筋绑扎量在58kg/m2之间，可进一步缩短工期；桁架受力模式可以提供更大的楼承板刚度，可大大减少或无需用施工用临时支撑；底模不参与使用受力，无需考虑防腐及耐火问题，且可撕掉，便于装修。,方案一：钢筋桁架楼板,卓达学院,注：采用的楼（屋）面板结构为钢筋桁架混凝土叠合板。其特点如下： （1）与普通现浇混凝土楼盖相比，取消了繁琐的脚手架工程，同时也简化了钢筋绑扎工作， 因此可以提高施工速度，缩短施工周期。 （2）与普通压型钢板相比，其下表面比较平整，顶部容易处理，降低了造价;改善了防火、防腐性能。 （3）与普通预制板相比，其整体性能好，刚度大，能够
14、用于抗震设防区。 （4）钢筋桁架自成整体并与模板连接，钢筋水平间距及混凝土保护层厚度能够得到有效控制， 施工质量得到了有力保证。,方案一：钢筋桁架楼板,卓达学院,预制装配桁架式楼承板方案主体思路是，将楼板设计为正交桁架，上面表面材料为卓达新材或卓达新材叠合其它材料而成。 这种楼板方案的优点：现场基本无湿作业，装配化程度高，加工和安装效率高； 但是在我国现行规范体系下，该方案也存在明显的问题： 现阶段，对于类似高层住宅这样的建筑体系，在分析计算时有一个基本假定：即刚性隔板假定，也就是说认为楼板体系是一个刚性无穷大的构件。如果采用完全装配式，当地建设主管部门和审图结构很难认可。现状是，即便是预制混
15、凝土住宅结构，为了保证符合此假定，预制楼板要保留至少60mm的现浇层。 如要突破这一点，需要同当地建设主管部门，审图办、及相关领域专家前提充分沟通，在他们的相关建议和指导下进行充分论证，保证安全可靠地前提下进行应用。,方案二：预制装配桁架式楼板,卓达学院,楼梯（两种方案备选）,卓达学院,1.简介：预制楼梯。2.在体系中的作用：楼梯。3.生产工艺简介：工厂预制，现场安装。4.特点简介：无需现场支模安装。,方案一：预制混凝土楼梯+卓达新材面层,卓达学院,装配式钢结构桁架+卓达新材板楼梯优点：自重轻，装配化程度高，便于工厂化制造和现场安装；缺点：由于自重轻，振动频率较高，人在上面走过时容易产生不舒适
16、感和缺乏安全感，尤其是高层住宅的楼梯作为重要的逃生和消防通道，要慎重选用。,预制楼梯的两个备选方案中，在目前情况下选用预制混凝土楼梯+卓达新材面层方案，不仅可以满足装配化需求，同时可满足各种现行规范的要求。,方案二：装配式钢结构桁架+卓达新材板楼梯,卓达学院,优劣势比较,卓达学院,第三部分 住宅产业化及BIM集成化应用,卓达学院,集团住宅产业化的核心是“六个化、一条链”，即利用“设计标准化、部品生产工厂化、现场施工装配化、产品部品模数化、全过程管理信息化、产业链集成现代化”来建造、使用、管理和维护房屋，并将住宅规划、设计、部品部件生产、施工、管理和服务等环节联结为一个完整的体系。集团住宅产业化
17、不能简单理解为住宅技术，它是一个完整的产业链。而且住宅产业化需要政府、行业、企业三方联合行动，由试点城市、产业园区、基地企业三轮驱动。,集团住宅产业化,卓达学院,集团“三化融合”：即以标准化为协同，以集成化为平台，以信息化为手段。 一是标准化。标准化是产业化的基础，现有住宅产业的一些标准已经远远落后于时代发展，虽然企业为主体的标准体系研发与应用积极性很高，但客观上也造成了制标、贯标、对标的“各自为政”。因此，集团建立统一标准，制定标准化制度，真正实现技术通用，实现“产业化一盘棋”。,集团住宅产业化三化融合,卓达学院,二是集成化。打破传统分工，进行紧密的技术集成在一个平台上工作，实现跨界整合，包
18、括上下游产业的整合和集成，内部资源整合等。在行业内部打造一个贯穿全产业链的集成平台，形成现场工厂化施工体系、部品部件集成内装体系等，加强对现有技术的创新与集成。同时分析每项技术的优势和局限，根据各种体系的不同适用性形成优势互补、全方位发展。 三是信息化。住宅产业化比传统的住宅建造工序至少要多30%以上，涉及对行业数据的收集、整理、分析、管理和决策。如果没有信息化，分析这些数据不可想象，因此集团用信息化去处理，实现集成化。同时信息化不仅可以提高企业产业化的效率性能，也可以帮助政府部门对产业化进行管理。,集团住宅产业化三化融合,卓达学院,项目BIM集成化应用,卓达学院,通过BlM技术在设计、施工、
19、运维阶段的应用，大大提高建筑工程项目的集成化、信息化管理水平。在控制项目成本、缩短施工工期，提高建筑质量的同时，为工程项目管理带来更安全、更低碳的管理手段。通过在该工程项目中BIM技术的应用和研究，将为公司未来建设和管理工程项目中，利用先进的信息化技术、科学的管理手段带来全新的解决方案和管理思路。,项目BIM集成化应用,卓达学院,效果图,建筑模型,地下车库和综合管线,机电模型,集成化应用-某钢结构住宅实例,卓达学院,第四部分 集团体系与同行业对别优势,卓达学院,1、高层住宅体系国内技术领先； 2、外墙保温装饰一体化预制外墙板、内墙板、楼承板墙摒弃传统施工工艺，成本低廉，施工速度快，外观效果好；
20、 3、在钢结构建筑中由于结构支撑体系与传统框架剪力墙结构不同的特点在地下室 的设计上可由 实现使用功能的转变（比如传统框架剪力墙结构为储物间、自行 车停放场地，钢结构住宅为地下停车场），从而实现地下室的增值收益，并可实现售； 4、钢结构设计与BIM技术相结合，项目BlM技术在设计、施工、运维阶段的应用，大大提高建筑工程项目的集成化、信息化管理水平。在控制项目成本、缩短施工工期，提高建筑质量的同时，为工程项目管理带来更安全、更低碳的管理手段；,集团体系与同行业对比优势,卓达学院,集团体系与同行业对比优势,5、有利于提高建筑空间利用率 采用钢结构住宅体系，可建造开间，进深较大(避免设置转换层利于各
21、种建筑功能要求), 户型户内不设柱的灵活分隔的住宅来满足建筑平面功能的要求；同时可提高住宅的空间利用率，适于住宅竖向的夹层、局部错层的改造。而且，所需构件的截面小，在相同建筑面积下的建筑空间利用率增加58%，这一点对于销售宣传上，是极为有利的。 6、能合理布置功能区间 利用钢材强度高的特点，使建筑平面能够合理分隔，灵活方便，创造开放式住宅。而传统结构（砖混结构、砼结构）由于材料性质限制了空间布置的自由，以往开间一般常在3.2米、3.4米、3.6米，如果过大，就会造成板厚、梁高、柱大，出现肥梁胖柱现象，不但影响美观，而且自重增大，增加造价，购房者在二次装饰时，经常由于自行改变墙体位置，增加隐患。
22、,卓达学院,7、符合住宅产业化的发展趋势和特点 住宅产业化发展的一个重要的趋势就是SI分离（也称为CSI）。S是指Skelton（骨架），主要是住宅的承重结构骨架、外墙、外窗、分户墙、楼板等外部结构部分；I是指Infill，住户私有部分的内装修、内隔墙、各项管线系统、厨房、卫生 间等非结构部分。CSI住宅即China Skelton Infill 中国支撑体住宅，是 指结构支撑体和填充体完全分离施 工的住宅。,集团体系与同行业对比优势,卓达学院,8、有利于实现结构部品的标准化生产 钢框架部分采用大柱网，构件数量较少，以下图户型为例，标准层仅有12根柱。对于提高结构部品的标准化率、提升结构构件加
23、工效率有很大好处。此外，如果碰到窄小的施工现场，减少构件吊次可以大幅提高安装效率。,集团体系与同行业对比优势,卓达学院,第五部分 、卓达下一代3D模块化体系介绍,卓达学院,建设工期长；质量难控制；施工污染大；安全隐患大。,建设工期短；质量更可控；施工污染少；安全隐患小。,传统建筑模式,工业化建筑模式,卓达集团下一代3D模块化建筑，将以现代汽车制造企业作为标杆，将建筑业转变为制造业，实现建筑行业工业化的革命性突破！,建筑工业化,卓达学院,将建筑分成若干立体模块，在工厂造好并完成精装修；建造工期缩短一半，建造品质是传统无法实现的；建设过程环保节能、施工安全隐患低；建设成本控制、工期控制、品质控制的最有效手段；工业化率最高的建筑体系。,好房子、模块造,卓达学院,模块化房屋与钢框架结构进行组装，即将主体钢框架设计成一个个的框架模块，用轻质材料制成许多住宅单元或单间式盒子；先建造安装好钢框架，然后将这些模块化的盒子嵌入承重骨架上形成建筑。模块化与筒体结构进行组装，即预先建造一个“核心筒”，“核心筒”主要包含楼梯、电梯、水暖电井等，然后将模块化的盒子围绕着核心筒进行组装。如下图所示：,好房子、模块造,卓达学院,
