建筑模块化研究进展综述

结合国内外研究状况,从发展背景、市场需要等角度对建筑模块化技术进行了分析,就不同的建筑模块化研究思路分别提出了其发展优势以及现阶段存在的一些问题,基于各种不足,从成本、设计、安全性能等方面提出了改进措施。

混凝土建筑模块化体系的设计研究与应用

近年来随着住宅产业化的不断推进,装配式建筑的体系不断改进,以我国香港某8层福利服务综合大楼为背景,对混凝土模块化建筑体系的设计和应用进行探索,针对混凝土模块之间的连接、混凝土模块与框架梁和剪力墙的连接,提出一种新式连接构造,实现了混凝土模块化之间的可靠连接,为模块化建筑的推广与应用提供了借鉴意义。

模块化建筑阵列多调谐质量阻尼系统的实现与减震研究

基于建筑模块化和悬挂楼板减震的原理提出了悬挂楼板模块体系(modularized suspended floors system,MSFS)。利用楼板作为质量块,组成分布阵列式多调谐质量阻尼器(distributed array multiple tuned mass dampers,d-array-MTMDs)系统。通过输入32条远场和近场地震动记录进行时程分析,对平均调谐频率比η、调谐频带宽度系数β、调谐阻尼比ζ_(T)、TMD数量n以及主结构层数N,共5个参数展开研究。结果表明:d-array-MTMDs的减震效果优于普通MTMDs系统;ζ_(T)对系统减震性能影响较小,当η为0.7~1.0、β为2.0时,系统具有更好的减震效果;当n大于某阈值时,系统的减震效果趋于稳定,阈值与η线性正相关,与ζ_(T)非线性负相关。随着模块建筑层数的增加,系统也能维持较好的减震效果。

模块化建筑刚性桩复合地基共同作用试验分析

本文依据某模块化示范楼,制作了简化后的1∶10的模块化建筑刚性桩复合地基的室外缩尺模型,考虑了上部模块结构与地基基础共同作用。通过模型试验分析了上部模块刚度变化对上部模块钢柱、筏板基础和刚性桩复合地基各受力体的影响。结果表明:模块化建筑中部柱轴力>边部柱轴力>角部柱轴力;随上部模块刚度的增加,中部柱轴力逐渐减小,边部柱和角部柱轴力逐渐增大;筏板基础中部沉降最大,边部沉降最小,整体沉降随上部模块楼层的增加逐渐增大;角部桩身轴力>边部桩身轴力>中部桩身轴力,桩身轴力沿着桩深度方向先增大后减小;桩身上部一定范围内产生负摩阻力。分析结果能够为模块化建筑单元构件设计及刚性桩复合地基基础优化设计提供参考。

模块化建筑物化阶段减排效率评价研究

相比于传统现场浇筑方式,模块化建筑物化阶段特有的生产方式在理论上可以有效减少碳排放。模块化建筑物化阶段减排活动复杂,对减排管理提出了新挑战。首先,识别模块化建筑物化阶段碳排影响因素,从项目概况、建材消耗、能源消耗、运输与仓储、施工组织、生态环境6个方面建立评价指标体系;其次,采用模糊层次综合评价法(Fuzzy Analytic Hierarchy Process,FAHP)评价法构建减排效率评价模型;最后,结合模块化项目案例提出节能减排措施。通过案例分析发现,建材消耗对减排效率影响最大,其次为项目概况和施工组织;模块化项目案例在项目概况、施工组织上存在巨大的节能减排优势,在其他方面的节能减排还有待加强。通过模块化建筑物化阶段减排效率评价研究,探索其节能减排潜力,可为模块化建筑节能减排策略提供参考。

利益相关者视角下模块化集成建筑物化阶段碳排影响因素研究

建筑业是当今世界碳排放的重要来源,该研究领域受学界广泛关注。但是,较少有学者从利益相关者的角度对模块化集成建筑(Modular Integrated Construction, MiC)物化阶段碳排放影响因素展开研究。研究系统地考虑MiC物化阶段的碳排放影响因素,并形成利益相关者导向的影响因素清单;运用社会网络分析法构建影响因素网络模型,从整体和个体网络两个层面确定关键影响因素;对关键影响因素进行控制,从利益相关者的角度提出定向减排措施,并检测控制的效果。通过识别出的物化阶段的11个关键影响因素,研究对影响因素控制效果进行检测,显示定向减排措施可显著降低各影响因素之间的相互作用。通过探究MiC物化阶段碳排放影响因素的关联关系,可为利益相关者做相应的减排策略提供理论支持。

装配式模块化建筑研究进展

模块化建筑是在工厂预制并对模块内部进行装饰完成,然后运输至施工现场进行吊装并通过可靠的连接最终形成建筑整体。与传统建筑相比,模块化建筑具有施工周期短、资源浪费少、施工过程安全及低碳循环发展等优点。对模块建筑关键节点的分类及力学性能研究进行了梳理,提出全螺栓节点具有大力推广的优势;综述了模块化钢框架试验和数值模拟的研究现状,认为应对于整体结构根据传力机理进行模型简化分析,准确探究其整体结构的抗震性能。

模块化钢结构建筑平面布局方案智能生成式设计方法

为研究模块化钢结构建筑平面布局方案的智能生成式设计方法,分别基于平面可行域的有限离散化、不同的变量定义方法、约束条件和目标函数,形成了多目标非线性约束整数规划问题和线性整数规划问题,并分别提出了基于遗传算法和平面密铺算法的求解方法。通过一例基于L形平面可行域的数值算例,阐释了所提出方法的可行性和有效性。数值算例结果表明,在相同目标函数下的模块化钢结构建筑布局方案最优解不唯一;基于遗传算法的智能生成式方法可在较小的计算代价下得到较优的可行解,并可为模块单元尺寸的选型提供依据;基于平面密铺算法的智能生成式方法适应于不同的模块单元集,并在给定模块类型的基础上给出模块单元总数最低的布局方案。通过对比2种智能生成式方法的寻优结果,建议采用基于遗传算法的智能生成式方法初步确定模块单元的尺寸,并进一步结合2种智能生成式算法求解不同的最优平面布局方案。

钢结构模块化建筑深化设计中BIM信息的传递与应用

钢结构模块化建筑深化设计中存在大量的零件、构件、分总成和总成,在BIM设计中,如何传递这些信息,成为制约装配式深化设计效率的关键因素。本文基于BIM Revit平台应用程序,通过进行二次开发,实现达成信息传递和信息优化,提出了信息思路和方法,优化了设计流程,提高了30%~40%的设计工作效率。

模块化建筑数字定义方法及编码规则研究

结合模块化建筑由结构、围护、机电、内装四大系统的建构特征,形成了用目标函数定义模块化建筑系统的数字建构方法,并结合工程实际,提出了一套面向模块化建筑产品的数字定义方法和编码规则,以期对建筑产业数字化全过程的贯通给出启示。

智能建造技术在模块化建筑工程中的应用

对模块化建筑与智能建造技术进行了介绍,并阐述了两者之间的关系。此外,通过相关案例的研究,阐明了智能建造技术在模块化建筑工程的应用路径及效果。模块化建造采用工业产品的生产和安装方式,是建造方式的重大变革。智能建造技术贯穿模块化建筑设计、生产、运输、安装、验收、运维等各阶段,助力实现建造过程的数字化、可视化及自动化,是模块化建筑以现代化工业手段实施建造的主要抓手,对于推动模块化建筑的市场应用具有重要作用。实践表明,通过智能建造技术的科技赋能,可有效减少资源浪费,减少人力需求,提高产品质量控制能力,极大降低建造成本。

模块化建筑(MiC)技术的研究综述与进展

装配式建筑作为重要抓手,推动着建筑工业化和行业转型升级的持续深化。高度符合“标准化设计、工厂化生产、低碳绿色建造、集成化装修”理念与特点的模块化建筑(MiC),正成为当下国内发展装配式建筑的又一重要方向,现已逐步在实际工程中推广应用。本文对模块化建筑的研究历程与进展进行梳理和总结,包括模块间连接安装技术,混凝土MiC物流运输、吊重设备布置规划及智能建造等施工技术方面的研究进展。最后,搜集了相关混凝土MiC项目发展历程与应用案例,总结模块化建筑现有研究的不足和发展趋势。

模块化钢结构建筑体系应用与研究进展

近年来,模块化钢结构建筑以其施工高效、绿色环保等优点,逐渐成为国家大力推广的新型装配式建筑体系,国内外学者针对模块化钢结构建筑受力性能做了大量研究。从模块连接节点、模块单元抗侧力体系、模块柱受力性能、结构整体性能分析等方面,系统综述了近年来模块化钢结构建筑体系的应用与研究成果。结合现有模块化钢结构建筑相关规程和标准,给出该领域的研究方向及未来发展趋势,为工程实践和科学研究提供一定参考。

模块化建筑研究应用现状及未来发展趋势

模块化建筑是一种高度集成的预制装配体系,具有建造周期短、品质易控、绿色环保、对劳动力依赖小等突出优势,符合中国人口密度大、住宅相对短缺,而制造业水平非常高的基本国情,是建筑工业化未来发展的重要方向,近年来在全国范围内得到了广泛关注和快速发展。然而,随着模块化建筑的持续推进,其存在的一系列问题逐渐暴露出来。在系统梳理模块化建筑国内外研究和应用现状的基础上,总结了模块化建筑在当前发展过程中面临的几个关键问题,并结合新型绿色建筑材料的发展,为其未来发展方向提出了建议,旨在促进模块化建筑的高质量发展。

融合先进制造技术的建筑机电设施模块化施工分析

由协同机制和循环机制共同生成的调度优化机制,目的是为用户提供符合期望标准的模块化施工方案,并致力于持续改进模块化施工质量和提升用户满意度。提出一种基于改进粒子群算法的多目标建筑机电设施模块化施工调度优化方法,构建了改进的模块化施工调度模型结构,并设计相应的适应度函数、惩罚项、搜索策略和选择策略,有效应对施工任务的约束条件和质量标准,为建筑业高质量发展提供技术支撑。

模块化钢结构住宅外墙对建筑能耗的影响研究——以上海地区为例

外围护结构的热工性能直接影响建筑能耗。为寻找有利于夏热冬冷地区模块化钢结构居住建筑的外墙,基于某典型乡村住宅项目,对采用6种外墙的设计建筑和参照建筑进行全年能耗模拟,分析建筑能耗差异。结果显示,保温模卡砌块砌体墙和水泥纤维板轻钢龙骨组合墙对模块化钢结构建筑节能更有利,保温材料及其厚度显著影响节能效果,不同外墙的的参照建筑热工参数不同时无法以围护结构节能率简单反映外墙的节能效果差异,为类似项目的外墙选型提供参考。

深圳地区模块化学校建筑的全生命周期碳排放研究

基于建筑全生命周期理论,研究装配式模块化钢结构学校建筑的碳排放计算模型,结合模块化建筑的特点,将其生命周期划分为7个阶段,并确定各个阶段碳排放的计算方法,并采用排放系数法,计算各阶段的碳排放指标和年单位建筑面积碳排放量。同时为探讨模块化技术在节能减排上的作用,选取钢筋混凝土和装配式钢结构两种结构的学校建筑进行定量计算并与模块化学校进行对比。研究结果表明:模块化技术能有效降低建筑物化阶段的碳排放量,并在循环再利用上具有独特优势。

混凝土模块化集成建筑技术在老旧小区改造中的应用

老旧小区改造作为重大的民生工程和发展工程,是提升老百姓获得感的重要工作,也是实施城市更新行动的重要内容。本文以“北京桦皮厂胡同8号楼老旧小区改造项目”为案例,阐述了混凝土模块化集成建筑技术(C-MiC)在老旧小区改造项目上的应用效果,分析本项目在设计、生产、运输和施工阶段运用的多项智能建造技术,实现3个月快速完成旧房改造,“像造汽车一样”改造成满足抗震防火等要求的永久建筑,真正破解老旧小区改造难题,同时为老旧小区提供了模块化改造的新方案。

模块化建筑在酒店中的应用及其优势

模块化建筑在酒店行业中的应用具有诸多优势。它可以缩短酒店建设时间,提高投资回报率。模块化建筑具有高质量和稳定性,使酒店更耐久可靠。再者,模块化建筑降低了建设成本,减少了错误和浪费。此外,它还有助于环境保护,减少噪音、废弃物和能源消耗,提高可持续性。总的来说,模块化建筑为酒店业带来高效、可持续和质量可控的建筑解决方案。

基于某高层钢结构模块化建筑工程的新型节点连接技术研究与应用

以山东省烟台市某高层钢结构模块化建筑项目为例,通过对新型钢结构灌浆连接节点技术进行研究与应用分析,将传统钢结构建筑节点连接技术与新型钢结构模块建筑灌浆连接节点技术做了对比。介绍了新型钢结构模块化建筑灌浆连接节点的设计原理、灌浆料性能试验、灌浆连接技术,并且对其带来的工程应用效益做了相应的分析。同时,通过应用实例展望了新型灌浆连接节点技术在钢结构模块化建筑以及新型建筑工业化中的应用前景。