装配式混凝土结构施工在住宅产业化中的应用研究(开题报告）.doc

北京建筑工程学院工程硕士研究生学位论文开 题 报 告 1 课题来源及目的本研究的选题是基于近几年北京两会上，多位政协委员提交了有关住宅产业化的提案。将房子的部分或者全部构件在工厂生产完毕，现场组装，不仅减少耗能、环保，而且房屋质量更有保证。同时北京市部门联合发布了关于推进本市住宅产业化的指导意见，未来，北京市计划扶持建设若干家预制部品生产企业，使生产能力适应产业化住宅建设需要；在鼓励行业内企业转型，鼓励开发、设计、部品生产、施工、物流企业和科研单位组成联合体，组建住宅产业化企业联盟，形成产业链推进住宅产业化的发展。近年来，国家对装配式住宅的政策导向和优惠政策陆续出台，住宅产业化经过了一个惊人的发展过程，现在正处在一个的重要转型发展的阶段。装配式混凝土结构住宅，由于其符合国家9070的政策导向，功能分区较合理，结构合理，体型简单，户型对称，平面布局便于墙板优化，装配式程度较高，能大规模复制，符合装配式生产模式。同时在结构抗震受力体系中，能够满足预制构件和现浇构件协同受力，满足装配式预制剪力墙结构体系要求，所以能得到飞速发展。近三年来，以万科等为代表的房地产开发商，大力推广装配式混凝土结构住宅，竣工和在施面积达100多万平方米。随着城市建设节能减排、可持续发展等环保政策的逐步明朗， 装配式混凝土结构建筑，迎来了可以健康发展的新机遇，装配式建筑将成为我国房屋建设的必然趋势。作为建筑施工企业应紧跟行业发展，适应发展需要，形成企业持续发展的能力优势，同时结合北京市节能减排、环保、大气污染防治等发展形式，深入研究更适应时代发展的施工组织与方法，为社会贡献建筑施工企业的力量。2 研究意义装配式混凝土结构住宅的工业化，主要是改变建筑住宅原有的生产模式，实现设计标准化、生产机械规模化、施工专业化、管理集约化模式。工业化建筑模式下，首先应强调设计标准化的特点，建筑部品的生产要机械化，通过先进的生产设备，解决人工生产技术水平低下、工艺落后等问题，减少建筑部品生产对劳动力的依赖。其次要求建筑部品生产的规模化，要实现定型建筑部品在各项目间的通用，实现建筑部品的长期、持续、循环使用，才能通过规模化生产效应逐渐降低生产成本。这两个关键环节一般由科研单位（院校）来完成。装配式住宅的很多构件需要在构件厂生产，为了更有效的把与预制构件相关的各专业需求（建筑、电气、设备）有效的捏合在一起，就需要预先进行深化设计。预制构件深化设计是装配式住宅实施具有实质性意义的一步，是连接设计图纸与构件生产的纽带，合理的深化设计流程及对深化设计要点的准确把握，是保证深化设计高效、准确进行的关键。本人通过参与金域国际019地块2号装配式住宅楼预制构件深化设计及直接组织装配式住宅楼施工的体会，阐述当前预制构件深化设计所存在的弊病及其可能改进的方向，并对预制构件深化设计要点进行分析与总结，为类似装配式项目的实施提供参考和借鉴经验。 工业化建筑模式下的施工虽然减少了对劳务工人的过度依赖，但对先进的施工技术、技术稳定而娴熟的产业化安装工人和先进的施工机械及工具的依赖程度也日益增加。工业化建筑模式下的项目管理，具有非常强的计划性，合理施工组织策划是工业化建筑模式的核心。现阶段，北京市装配式住宅装配化率仅达到35%，且没有装配式住宅成熟的施工经验和施工技术、没有配套的产业化工人、甚至没有与之匹配的合同承包模式，在这样的情况下，装配式住宅的优势不够明显，尤其其施工工序增加导致了结构工期较传统现浇结构住宅工期有了明显延长，而装配式住宅使得装饰工期减少、装饰作业提前插入而带来的宏观工期缩短的效益却不容易被发现，相反更容易被认为具有增加结构施工难度、拖延结构工期等问题。这也是由于目前装配式住宅装配化率水平低下所导致的必然结果。但随着住宅装配化率逐步提高、施工组织经验进一步积累、产业化工人及相关行业逐步成熟、承包模式的进一步完善，装配式住宅的施工组织必将发生根本变化，装配式住宅的终将成为住宅产业的主流。本课题就是针对金域国际019地块装配式住宅的预制构件深化设计、施工组织及施工技术进行总结，金域国际2号装配式住宅楼也是目前北京市装配化率最高的住宅项目达到78%，同时也是装配式结构住宅首个超过80米的工程试点项目，通过过程中预制构件进场及安装施工过程中获取的基础测控数据为基础，以其施工过程中所采取的施工组织管理、质量控制等措施、施工标准和相应的国家标准为依托，总结形成质量验收依据，为类似工程的质量验收提供参考数据。本选题具有重要的理论意义和工程意义，预期研究成果具有一定的应用价值。 3 国内外研究现状3.1 国外研究现状20世纪50年代，欧洲由于受“二战”的严重创伤，对住宅的需求非常大。为解决房荒问题，欧洲一些国家采用了工业化方式建造了大量住宅，工业化住宅逐渐发展成熟，并延续至今。60年代，工业化住宅的发展高潮遍及欧洲各国，并发展到美国、加拿大、日本等经济发达国家。美国的工业化住宅起源于20世纪30年代，据美国工业化住宅协会统计，到2001年，美国的工业化住宅已经达到了1000万套，占美国住宅总量的7%，为2200万的美国人解决了居住问题。PCa也最早起源于19世纪的欧洲，如1875年英国的首项PCa专利，1920年美国的预制砖工法、混凝土“阿利制法”（Earley Process）等，这些都是早期的预制构件施工技术。20世纪50年代，欧洲一些国家采用了装配式方式建造了大量住宅，形成了一批完整的、标准的、系列化的住宅体系，并在标准设计的基础上生成了大量工法，并延续至今。 20世纪50年代，战后的日本为了医治战争创伤，为流离失所的人们提供保障性住房，开始探索以工业化生产方式、低成本、高效率的制造房屋，工业化住宅开始起步。1955年设立了“日本住宅公团”，以它为主导，开始向社会大规模提供住宅。住宅公团从一开始就提出工业化方针，以大量需求为背景，组织起学者、民间技术人员共同进行了建材生产和应用技术、部品的分解与组装技术、商品流通、质量管理等产业化基础技术的开发，逐步向全社会普及建筑工业化技术，向住宅产业化方向迈出了第一步。20世纪70年代也是日本住宅产业逐渐迈向成熟的时期。这一时期，大企业联合组建集团进入住宅产业，在技术上产生了盒子住宅、单元式、大型壁板式住宅等多种形式，同时设立了工业化住宅性能认证制度，以保证其质量和功能。工业化住宅已抛充了呆板、单调、廉价的形象，走向了成熟阶段，并成为优质、安定、性能良好住宅的代名词。工业化方式生产的住宅占竣工住宅总数的10%左右。到80年代中期，日本产业化方式生产的住宅占到竣工住宅总数的15%20%，住宅的质量和功能也有了较大提高。到90年代，开始采用产业化方式大量生产住宅通用部件，各种新的工业化施工技术在日本被广泛采用。产业化方式生产的住宅占竣工住宅总数的25%28%。2000年以后，全日本装配式住宅真正得到大面积的推广和应用。施工技术也逐步得到优化和发展。 从1960年初开始，到1973年的第一次石油危机结束的期间，PCa技术也有了一定的积累，各国在标准设计基础上逐步形成了PCa的大板施工工法。1970年以后，住宅装配式施工技术逐步发展和丰富，在世界各地形成了扎根于各个的地域的技术特色的施工技术。特别是近年来，以日本为代表的装配式出现了多元化的尝试，施工技术也日趋完善。 3.2 国内研究现状我国建筑工业化建筑模式应用起于 20 世纪 50 年代，借鉴前苏联的经验，在全国建筑生产企业推行标准化、工厂化和机械化，发展预制构件和预制装配建筑。从 20 世纪 60 年代初到 80 年代中期，预制混凝土构件生产经历了研究、快速发展、使用、发展停滞等阶段。20 世纪 80 年代初期，建筑业曾经开发了一系列新工艺，如大板、升板体系、南斯拉夫体系、预制装配式框架体系等，但在进行了这些有益的实践之后，均没有大规模的推广。究其原因，主要有以下方面： （1）在建筑高度、建筑形式、建筑功能要求等方面有较大的局限。 （2）受到当时的经济条件制约，建筑机具设备和运输工具落后，运输道路狭窄，无法满足相应的工艺要求。 （3）受技术水平的限制，体系及构件接头处理不善，极易造成漏水，影响正常使用。 （4）节点构造复杂，受力可靠性差，尤其在抗震设防区对结构产生较大的影响。 （5）劳动力价格低廉，自 20 世纪 80 年代初期我国改革开放后，农村大量劳动者涌向城市，由于这些劳动者未经过专门技术训练，大部分涌入了建筑工地，从事劳动强度大、收入低的现场浇筑混凝土结构施工，从而使得需要有一定技术难度的预制混凝土结构发展停滞。总之，这些客观的技术经济条件严重阻碍了以预制混凝土技术为核心的建筑工业化建筑模式在我国的发展。 20 世纪 90 年代后期，住宅产业化迈向了一个新的阶段，国家相继出台了诸多重要的法规政策，并通过各种必要的机制和措施，推动了住宅领域的生产方式的转变。1999 年国务院发布了关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意见(国办发(1999) 72 号)，明确了推进住宅产业现代化的指导思想、主要目标、工作重点和实施要求，开启了住宅产业化新的航程。直到 2008 年，北京市新时期的住宅产业化才得以重新起步。2010 年年初，北京市 8 个部门联合发布了关于推进本市住宅产业化的指导意见(京建发(2010) 125 号)和关于产业化住宅项目实施面积奖励等优惠措施的暂行办法(京建发(2010) 141 号)。同时，北京市正在扶持建设若干家预制部品生产企业，鼓励传统建材企业向以住宅产业化为特点的部品生产企业转型，力争在 2015 年前，培育 4 至 5 家联合体和大型住宅产业集团。另据北京市住房和城乡建设科技促进中心透露，今后几年北京市将推进住宅产业化，20102011 年为试点期，住宅产业化试点项目建筑面积分别为 50 万和 100 万平方米。从 20122013 年为住宅产业化推广期，产业化住宅项目建设面积比例将分别提高至 7%和 10%，根据住宅建设的特性及北京市住宅产业化的目标，鼓励开发、设计、部品生产、施工、物流企业和科研单位组成联 合体，或形成优势互补、实力雄厚、信誉良好的大型产业集团，力争在 2015 年前，培育 45 家联合体和大型住宅产业团。 随着新一轮新型工业化住宅热的到来，不仅北京市，上海、深圳、重庆等省市均出台了类似促进住宅产业化发展，鼓励工业化建造方式的政策法规。 2010 年 3 月 30 日，北京万科联合 32 家行业企业，成立北京市住宅产业化企业联盟，进一步促进了产业链的形成。近年来，装配式住宅在一些大城市获得了飞速发展，如北京万科新里程等装配式住宅项目陆续完工，以及金域国际019地块2号装配式住宅项目的启动，装配式住宅成果初显。我公司继承建回龙观金域华府028地块装配式住宅项目后，又承接了金域国际019地块住宅项目，其中2号住宅楼为北京市首个超过80米高的全装配式住宅。随着工程实践的不断深入，装配式住宅的施工技术越来越成熟。 4.研究内容1) 本课题主要针对装配式住宅的特点，以金域国际019地块装配式住宅工程为依托，对混凝土装配式住宅施工组织与管理进行研究，对装配式住宅施工前的深化设计流程、施工组织、施工技术、质量控制进行研究，阐述了预制板的深化设计、加工、运输、堆放、安装过程中的施工部署、技术创新，对施工组织和施工管理进行创新设计，并对质量验收标准及控制提出了合理化建议，力求在施工技术和组织管理环节解决目前装配式住宅施工中存在的技术难题和缺陷，达到提高装配式结构的施工效率、保证施工质量、节约资源的目的。本文的研究内容主要包括： （1）阐述预制构件深化设计的流程和方法，为类似装配式住宅项目的预制构件深化设计问题提供参考和借鉴。 （2）借鉴传统混凝土现浇结构的施工经验，在机械选型、施工流水段划分、资源投入、施工工序、关键施工技术形成等方面形成了完善的施工组织。 文章拟采取的写作框架如下：1 绪论 1.1 问题的提出 1.1.1 研究的背景 1.1.2 研究的目的与意义 1.2 研究内容 1.3 研究方法2装配式混凝土结构施工原理及操作要点 2.1 工法特点及施工原理 2.2 施工工艺流程及操作要点 2.3 预制墙板安装及节点施工操作要点2.4 预制叠合阳台板安装施工操作要点2.5 预制叠合板安装施工操作要点2.6 预制飘窗安装施工操作要点2.7 预制楼梯板安装施工操作要点3 国内外装配式混凝土结构的应用现状及存在的问题 3.1 国外装配式混凝土结构在产业化中应用现状及存在的问题 3.1.1 应用现状 3.1.2存在的问题 3.2 国内装配式混凝土结构在产业化中应用现状及存在的问题 3.2.1 应用现状 3.2.2存在的问题4金域国际019地块2#住宅楼案例分析5 建议与结论 5.1 建议 5.2 结论6 参考文献5.拟采取的研究方法 文章在写作过程中拟采用的研究方法如下所示。(1)理论与实际结合法本论文以装配式结构理论文献为学习基础，结合金域国际019地块2号住宅楼的实施，理论与实践相结合，通过参与组织与实施管理，总结经验、收集数据实现预期目标。(2)学习考察法本论文通过关于住宅产业化技术交流会、讲座等形式的学习，聆听专家、学者的观点，启发思路，同时通过优选国内关于住宅产业化住宅工程的工程观摩考察，交流学习、收集资料，实现预期目标。(3)系统性和重点性结合法在研究的过程中突出装配式结构施工流程的系统研究，同时结合自身工作实际突出重点问题，尤其突出装配式结构以构建设计加工、现场安装、组织把控为重点，形成符合企业需要的研究成果。（4）个案研究法 个案研究法是认定研究对象中的某一特定对象，加以调查分析，弄清其特点及其形成过程的一种研究方法。个案研究有三种基本类型：(1)个人调查，即对组织中的某一个人进行调查研究；(2)团体调查，即对某个组织或团体进行调查研究；(3)问题调查，即对某个现象或问题进行调查研究。（5）实证研究法是科学实践研究的一种特殊形式。其依据现有的科学理论和实践的需要，提出设计，利用科学仪器和设备，在自然条件下，通过有目的有步骤地操纵，根据观察、记录、测定与此相伴随的现象的变化来确定条件与现象之间的因果关系的活动。主要目的在于说明各种自变量与某一个因变量的关系。（6）文献研究法 文献