南京市某装配式混凝土住宅设计开题报告

全文总字数：2941字

1. 研究目的与意义

作为一名土木工程专业的学生，毕业设计是大学阶段的最后一次课程设计，是大学阶段最为重要的一个环节，是对大学四年所学专业知识的一次全面运用与训练，使我们所学的各方面知识系统化、实践化。通过毕业设计能巩固我们所学专业课程知识，比如《材料力学》《结构力学》《基础工程》《混凝土结构设计》及《工程结构抗震与防灾》等课程，在毕业设计中的运用都十分重要。同时在整个设计过程中我们能深入了解工程建设设计及施工过程，培养独立分析并解决问题的能力。此次毕业设计我的课题是南京市某装配式混凝土建筑结构设计，在设计过程中我需要查阅各种相关规范、规程、标准图集及设计常用方法，掌握并运用CAD、PKPM-BIM等软件进行计算和绘图工作。在此过程中我不仅能学习到装配式建筑的建筑、结构设计的内容、方法、步骤，还能熟悉施工图绘制、施工组织设计等内容，学会运用知识到现代建筑的具体实践中，从设计中培养分析解决实际问题的能力及创新能力，并发现自己的不足之处且通过查阅资料和请教导师来弥补自己的短板。除此之外，通过完成毕业设计我将尝试以工程师的身份对待一项工程，并得到训练，为自己以后向工程师发展打下进一步基础。

2. 国内外研究现状分析

预制装配式房屋主要分为三大开发模式：预制钢筋混凝土结构、轻钢结构、预制集装箱房屋。具体来说：（1）预制钢筋混凝土结构：预制装配式混凝土结构是以预制混凝土构件为主要构件，经装配、连接、结合部分现浇而形成的混凝土结构。PC构件是以构件加工企业工厂化制作而形成的成品混凝土构件。PC住宅具有高效节能、绿色环保、降低成本、提供住宅功能及性能等诸多优势。（2）轻钢结构：轻钢房屋具有自重轻、跨度大、抗风抗震性能好、保温隔热、隔声等各项指标卓越的特点，是一种高效、节能、环保、符合可持续发展方针的绿色建筑体系。适用于别墅、多层住宅、度假村等民用建筑及建筑加层、屋顶平改坡等。可预拼装墙体包括事先安装好的外墙围护、保温和窗户。（3）预制集装箱房屋：以集装箱为基本模块，采用制造模式，在工厂内以流水线制造完成各模块的结构建造和内部装修后再运输到工程现场，按不同的用途与功能快速组合成风格各异的房屋建筑。装配式结构的概念自1875年被提出之后，由于其整体性、刚度以及抗震性能弱于现浇混凝土结构体系，在建筑行业鲜有应用。然而由于我国劳动力价格与国家对抗震设计节能环保等要求的不断提高，以及现代建筑技术以及工业化的发展，在我国装配式结构体系逐渐走出了行业低谷。装配式混凝土结构由于其具有质量好、效率高、现场湿作业、建筑垃圾少、施工噪音小等特点，被越来越广泛地应用到非抗震设计及抗震设防烈度为6-8度抗震设计的乙类及乙类以下的建筑结构中，是建筑行业发展的主流趋势。装配式结构在许多地震高烈度国家，尤其是建筑技术水平发达国家，例如美国、日本、欧洲等国家都已经广泛应用多年。（一）国内：随着《装配式混凝土建筑技术标准》《装配式钢结构建筑技术标准》《装配式木结构建筑技术标准》及《装配式建筑评价标准》等技术标准的相继出台，标志着我国已基本建立了装配式建筑标准体系，为装配式建筑发展提供了坚实的技术保障。与国外相比，我国装配式混凝土结构的发展有三个特点：1、由于住宅建设尤其是保障房建设的需求，装配式混凝土结构的应用以剪力墙结构体系为主。近年来由于装配式剪力墙结构体系发展十分迅速，不断涌现出不同形式不同结构特点的装配式剪力墙结构，如套筒灌浆连接装配整体式剪力墙结构、浆锚搭接连接装配整体式剪力墙结构等。由于高层装配式剪力墙结构在国外应用较少，因此我国的装配式剪力墙结构技术体系基本是借鉴装配式大板建筑和国外的一些钢筋连接、节点构造技术基础上自主研发的；2、从结构设计的角度来看，主要是借鉴日本等同现浇的概念，以装配整体式结构为主，节点和接缝较多且连接构造比较复杂，造成了成本较高和施工效率较低的问题；3、目前发展速度较快，对材料技术和结构技术的基础研究显得不足。（二）国外：北美国家如美国、加拿大等，从二十世纪二十年代开始探索预制混凝土的开发和应用，到二十世纪六、七十年代PC技术得到大面积普遍应用。目前PC技术在居住建筑、学校、医院、办公楼等公共建筑，停车库，单层工业厂房等建筑中都得到官方的应用。美国和加拿大PCI组织都完成了PC技术的规范和标准的制定工作，拥有完备的使用手册。日本的装配式建筑在地震区的高层和超高层建筑中得到十分广泛的应用，且这些建筑的预制技术达到世界领先水平。欧洲国家装配式混凝土建筑具有较长的历史，在技术上积累了大量经验，强调设计、材料、工艺和施工的完美结合。法国预制混凝土结构构造体系以预应力混凝土装配式框架结构体系为主，钢、木结构体系为辅。焊接、螺栓连接等干法作业并行，结构构件与设备、装修工程分开，减少预埋，生产和施工质量高。德国主要采用叠合板混凝土剪力墙结构体系，剪力墙板、梁、柱、楼板、内墙隔板、外板、阳台板、空调板等构件采用预制与现浇混凝土相结合的建造方式，并注重保温节能特性。目前已发展成系列化、标准化的高质量、节能的装配式住宅生产体系。

3. 研究的基本内容与计划

内容：南京市某装配式混凝土建筑结构设计（住宅楼）。建筑物地上十一层，地下一层。地上建筑面积9016㎡，地下建筑面积1008㎡，总建筑面积10024㎡。建筑总高39.3m。结构设计使用年限50年，抗震设防烈度7度，地下工程防水1级，主体建筑屋面工程防水1级，建筑耐火等级为二级，耐久等级为二级，建筑结构安全等级为二级，基础设计等级为乙级。计划：1-2周，完成外文资料翻译（或文献综述）。查阅相关资料，熟悉设计内容并完成开题报告。3-4周，建筑设计及结构选型和布置。5-7周，建筑结构主体计算。8-11周，绘制施工图，进行施工组织设计。12-14周，审核修改资料，准备PPT及毕业答辩。

4. 研究创新点

1. 本项目为装配式混凝土建筑结构，采用PC技术进行设计施工。与现浇式混凝土结构不同，装配式结构具有质量高、工业化水平高的特点，且能有效避免工地扬尘、减少工地湿作业、节约材料、减少建筑垃圾。由于装配式体系，梁、柱、板、墙均可由工厂制造加工后运送到现场进行拼装，且构件在工厂中加工可利用最先进的技术进行全自动化生产，并可用计算机进行精确控制及管理。装配式结构提倡采用三部分装配化集成技术系统，将预制构件分为主体结构构件、内装修部分及管线设备，实现室内装修、管道设备与主体结构分离，提高住宅的耐久性和空间灵活性，并赋予建筑结构可更新的特点。同时BIM技术的应用使建筑设计生产全流程可视化、可控化，更有利于对项目总进度的把控和调整。2、预制构件连接技术是装配式结构的关键核心技术，与传统建筑方法相比装配式建筑有更多的连接接口与接缝，构件连接破坏是地震时的主要破坏形式。因此节点的牢固程度直接关系到整体结构的刚度、整体性。本项目预制构件之间的钢筋连接将采用钢筋浆锚连接和钢筋套筒连接搭配使用。套筒灌浆连接作为一种机械连接形式应用时，在接头受力机理与性能指标要求、施工控制、验收等方面对三种材料（钢筋、灌浆套筒、灌浆料）共同作用考虑有时不周全，需结合浆锚连接一起应用以提高结构可靠性。