1. 研究目的与意义（文献综述）
| 装配式建筑，是一种将工厂预制的建筑部品部件运输到施工现场装配而成的新型建筑。相较于传统建筑的建造方式，装配式建筑具有施工速度快，节约人力成本，节能减排等诸多优势[1]。装配式建筑作为一种绿色环保产品，是我国建筑业未来发展的方向。2016年，国务院办公厅专门发布《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，提出力争用10年左右的时间，使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%[2]，并创新装配式建筑设计，真正实现装配式建筑的标准化和模块化。在这种形势下，进行装配式建筑的设计就显得尤为必要。 早在20世纪20年代，德国就提出了建筑工业化的理念，此后便在住宅区进行大规模的推广和应用[3]。目前，装配式小型住宅在德国市场上最受欢迎。法国建筑的装配率已达到75%，俄罗斯采用预制混凝土结构率达50%，欧洲其余各国为35%—40%[4]。装配式建筑在北美国家也被广泛推广，美国不同于欧洲以多样化、个性化的低层木结构和轻钢结构装配式住宅为主。日本则因频繁地震通过进行深入的技术研究，制定了发展装配式建筑的政策。除上述德、美、日等国家的装配式建筑技术体系外，还有其他发达国家也在装配式建筑的发展中形成了各自的体系，比如英国、法国和新加坡、瑞典等。这些国家预制装配式构件的发展已比较成熟并广泛应用于各类建筑[5]。 国外不仅在发展上有自己独特的风格，在研究方面也有许多出彩之处。国外有一项关于强化纤维在装配式建筑中的应用的研究，它证实了这个新型材料的重要作用，也提出了相应的防火要求[6]。同时，国外也有研究运用新的AR工具增加对建筑过程的检查以提高效率和可靠性[7]。还有来自联邦大学里约热内卢学者的关于规划和控制工程师到预制建筑系统交付和装配的模型的研究，通过协同效应达到精益求精[8]。由此可见国外对于装配式建筑的研究也有许多值得我们学习的地方。 预制混凝土结构在中国的应用可以追溯到 20 世纪 50 年代。但是由于落后的经济基础和施工技术以及管理体系和生产体系的不完善等因素，装配式建筑在我国的发展受到了很大的阻碍。直到90 年代时，随着人民居住水平的提高，我国开始关注建筑产品的综合性能，提出了发展装配式建筑的长远理念[9]。国务院、住建部等相继发布了多个关于节能减排、城市规划、装配式建筑发展等相关文件，给予了非常大的政策支持。 目前我国各个省、市、自治区均已发布文件表示在未来 10 年内发展装配式建筑，并制定了工作目标和政策支持[10]。作为建筑工业化的发展重心，中国装配式建筑市场正迎来爆发式的增长机遇。在中央政府的装配式建筑发展计划和激励政策的引导下，各级省市的装配式建筑蓬勃发展。 除了政策方面的鼓励，装配式建筑人才的培养是非常必要而且紧急的[11]，各高校抓住机遇，根据自己的办学特色和专业设置，制定出符合自身发展的人才培养方案，培养足够的人才[12]。 然而我国的装配式结构发展仍然存在一些问题，比如成本高，缺乏熟练的技术工人，标准化程度低等问题[13]，但在技术方面，我们也有许多先进技术来推动它的发展。BIM技术建立信息化数据平台，实现各参与方之间的信息共享和协同作业；RFID（无线射频识别）可以使企业准确地掌握施工过程中各种构件的制造、运输、到场、吊装等信息，增强企业对预制构件的管理。这两种技术的集成运用运用将极大的促进装配式建筑的发展[14]。我们对装配式建筑的发展前景表示认可，党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央深刻总结人类文明发展规律,将生态文明建设纳入中国特色社会主义“五位一体”总体布局和“四个全面”战略布局。发展装配式建筑已成为未来的趋势[15]。 本题便是装配式建筑设计的典例，它采用装配式混凝土框式墙结构（简称FPC结构）。它由预制构件现场通过螺栓连接而成，是一种新型的装配式结构。本题的设计是装配式混凝土框式墙结构的一个实际应用，通过此设计可将装配式混凝土框式墙结构的理论研究成果得到实际的发挥。 |
2. 研究的基本内容与方案
| 2.1设计的基本内容 进行位于湖北省黄冈市的建筑面积约300m2的3层低层装配式框式墙结构的建筑方案设计，在此基础上完成建筑施工图的绘制。内容包括进行框式墙结构布置，选择一榀典型框式墙进行内力计算和组合，并验算墙体和典型节点及进行钢楼梯和基础设计。 2.2主要任务 （1）建筑部分设计：根据设计任务书的要求，确定建筑方案及完成初步设计；进行建筑平面、立面和剖面设计；确定主要部位的构造设计及材料做法；绘制建筑施工图。完成8—10张2号图，包括底层平面图、标准层平面图、屋顶平面图、正立面图、背立面图、侧立面图、1-1剖面图（剖到楼梯、门窗等）、楼梯详图、卫生间局部平面图、屋面构造详图、门窗表、装修表和总说明。设计说明内容为：设计依据与规范、建筑名称、总建筑面积、建筑等级、抗震设防烈度、结构类型。 （2）结构部分设计：结合建筑设计选择合理的结构方案，进行结构布置、结构计算和构件设计等，并绘制结构施工图。完成8—10张2号图，包括钢结构设计说明、基础平面布置图、基础大样图、钢柱定位图、钢梁平面布置图、楼板平面布置图、典型钢框架详细。 （3）书写主体工程的详细计算书：工程概述及设计方案的选择；完整的计算过程及必要的计算图形、内力图形、施工图等，计算过程应条理化和图表化。 （4）完成与设计题目有关的英文翻译1篇：不少于5000汉字。 2.3拟采用的技术方案 本工程采用预制混凝土框式墙结构（简称FPC结构），由预制墙板、门窗过梁和转角柱现场通过螺栓连接而成。预制墙板和门窗过梁宽度、转角柱中心至其边缘距离均为300mm的倍数。 工程采用的预制构件包括： （1）预制墙板：高度为层高，宽度为300mm的倍数，综合考虑生产、运输及安装的方便，常见宽度为900mm、1200mm、1500mm。墙板由上框和下框组合预制而成，上框用于楼板梁的穿设和连接，并能方便水电管线的埋设和贯通；下框空当既可在工厂填充轻混凝土等保温材料，亦可现场砌筑轻混凝土条板或砌块。墙板下框可设置钢支撑，以提高FPC结构的抗震承载力。 （2）转角柱：包括L型、T型和十字型柱，柱中心至其边缘距离一般为300mm和600mm两种情形，由上下框组成。 （3）预制门窗：宽度一般为900mm、1200mm、1500mm及2400mm，高度为900mm和1200mm。也由上下框组成。 预制件之间的连接方式：预制墙板、门窗过梁和转角柱四周均预设有两排螺栓孔，预制件上下、左右之间全部通过螺栓连接。一层预制墙板和转角柱通过预埋螺栓与基础相连，预埋螺栓可调节墙板和转角柱的高度和垂直度，以保证框式墙体的精度。 |
3. 研究计划与安排
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2020.02.24-2020.03.01 毕业实习 2020.03.02-2020.03.15 完成建筑方案、建筑施工图设计 2020.03.16-2020.03.22 完成开题报告、外文翻译 2020.03.23-2020.05.31 完成结构设计计算书，绘制结构施工图 2020.06.01-2020.06.07 整理、汇总资料，准备答辩 2020.06.08-2020.06.13 完成答辩
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4. 参考文献（12篇以上）
| [1]金通宇,胡引杰,任亚楠,刘拓,周帅,茅峻溶.促进装配式建筑发展的对策研究[J].江西建材,2019(09):8-9. [2]国务院办公厅.国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见[z].国办发(2016)71号. [3]徐伟,武春杨.国外装配式建筑研究综述[J].上海节能,2019(10):810-813. [4]冯彤瑶.生态效率视角下装配式混凝土结构装配方案评价研究[D].哈尔滨工业大学,2018. [5]齐宝库,张阳.装配式建筑发展瓶颈与对策研究[J].沈阳建筑大学学报,2015. [6]Kate T.Q. Nguyen,SatheeskumarNavaratnam,Priyan Mendis,Kevin Zhang,Jonathan Barnett,Hao Wang. Fire safetyof composites in prefabricated buildings: From fibre reinforced polymer totextile reinforced concrete[J]. Composites Part B,2020,187. [7]Inma García-Pereira,CristinaPortalés,Jesús Gimeno,Sergio Casas. A collaborative augmented realityannotation tool for the inspection of prefabricated buildings[J]. MultimediaTools and Applications: An International Journal,2020,79(4). [8]Engineering - Civil Engineering; ReportsSummarize Civil Engineering Study Results from Federal University Rio Grandedo Sul (Model for planning and controlling the delivery and assembly ofengineer-to-order prefabricated building systems: exploring synergies betweenLean and ...)[J]. Journal of Engineering,2020. [9]郭星星.装配式建筑发展现状与前景[J].四川水泥,2020(01):283. [10]装配式建筑的发展现状与未来走势[J].施工企业管理,2020(01):41-42. [11]张李莉.高职院校装配式建筑人才培养研究[J].科技风,2020(08):212. [12]章纯.高职建筑工程类专业装配式建筑教学课程改革[J].居舍,2019,10(下):195. [13]贾晓英.建筑工业化与工业化建筑[J].科技信息,2012. [14]常春光,吴飞飞.基于BIM 和RFID技术的装配式建筑施工过程管理[J].沈阳建筑大学学报(社会科学版) ,2015(02):170-174. [15]姜国凡.积极发展装配式建筑助推建筑业绿色发展和转型升级[N].中国建设报,2020(006). |
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