建筑工业化的核心问题精选(九篇)

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第1篇：建筑工业化的核心问题范文

论文关键词：装配式建筑,预制,施工

从古至今，盖房屋都离不开砖瓦砂石，在现场进行人工砌筑或浇注，也就是说，房屋是现场建造出来的。其缺点很多：建筑工人劳动强度大，生产效率低，施工速度慢，建设周期长，材料消耗多……，这一系列问题已远远不能适应现代社会对住宅的需求。因此，要使建筑工业适应现代化的需要，就得开创新路，采用新型建材，用新技术建房，于是装配式建筑就应运而生。

所谓装配式建筑就是用预制的构件在工地装配而成的建筑。它采用最新的冷压轻钢结构以及各类轻型材料组合房屋的各个部分，使其具备卓越的保温、隔音、防火、防虫、节能、抗震、防潮功能。这种建筑的优点是建造速度快，受气候条件制约小，节约劳动力并可提高建筑质量。

装配式建筑历史悠久，17世纪向美洲移民时期所用的木构架拼装房屋，就是一种简单的装配式建筑。1851年伦敦建成的用铁骨架嵌玻璃的水晶宫是世界上第一座大型装配式建筑。第二次世界大战后，欧洲国家以及日本等国房荒严重，迫切要求解决住宅问题，促进了装配式建筑的发展。到19世纪60年代，装配式建筑在国外得到大量推广。

1分类

装配式建筑按结构形式和施工方法一般分为五种。

1.1砌块建筑

用预制的块状材料砌成墙体的装配式建筑，适于建造3～5层建筑。砌块建筑适应性强，生产工艺简单，施工简便，造价较低，还可利用地方材料和工业废料。建筑砌块有小型、中型、大型之分。小型砌块适于人工搬运和砌筑，工业化程度较低，灵活方便，使用较广；中型砌块可用小型机械吊装，可节省砌筑劳动力；大型砌块现已被预制大型板材所代替。

砌块有实心和空心两类，实心的较多采用轻质材料制成。砌块的接缝是保证砌体强度的重要环节，一般采用水泥砂浆砌筑，小型砌块还可用套接而不用砂浆的干砌法，可减少施工中的湿作业。有的砌块表面经过处理，可作清水墙。

1.2板材建筑

由预制的大型内外墙板、楼板和屋面板等板材装配而成，又称大板建筑。它是工业化体系建筑中全装配式建筑的主要类型。板材建筑可以减轻结构重量，提高劳动生产率，扩大建筑的使用面积和防震能力。板材建筑的内墙板多为钢筋混凝土的实心板或空心板；外墙板多为带有保温层的钢筋混凝土复合板，也可用轻骨料混凝土、泡沫混凝土或大孔混凝土等制成带有外饰面的墙板。建筑内的设备常采用集中的室内管道配件或盒式卫生间等，以提高装配化的程度。大板建筑的关键问题是节点设计。在结构上应保证构件连接的整体性（板材之间的连接方法主要有焊接、螺栓连接和后浇混凝土整体连接）。在防水构造上要妥善解决外墙板接缝的防水，以及楼缝、角部的热工处理等问题。大板建筑的主要缺点是对建筑物造型和布局有较大的制约性；小开间横向承重的大板建筑内部分隔缺少灵活性（纵墙式、内柱式和大跨度楼板式的内部可灵活分隔）。

1.3盒式建筑

从板材建筑的基础上发展起来的一种装配式建筑。这种建筑工厂化的程度很高，现场安装快。一般不但在工厂完成盒子的结构部分，而且内部装修和设备也都安装好，甚至可连家具、地毯等一概安装齐全。盒子吊装完成、接好管线后即可使用。盒式建筑的装配形式有：

（1）全盒式，完全由承重盒子重叠组成建筑。

（2）板材盒式，将小开间的厨房、卫生间或楼梯间等做成承重盒子，再与墙板和楼板等组成建筑。

（3）核心体盒式，以承重的卫生间盒子作为核心体，四周再用楼板、墙板或骨架组成建筑。

（4）骨架盒式，用轻质材料制成的许多住宅单元或单间式盒子，支承在承重骨架上形成建筑。也有用轻质材料制成包括设备和管道的卫生间盒子，安置在用其他结构形式的建筑内。

盒子建筑工业化程度较高，但投资大，运输不便，且需用重型吊装设备，因此，发展受到限制。

1.4骨架板材建筑

由预制的骨架和板材组成。其承重结构一般有两种形式:一种是由柱、梁组成承重框架，再搁置楼板和非承重的内外墙板的框架结构体系；另一种是柱子和楼板组成承重的板柱结构体系，内外墙板是非承重的。承重骨架一般多为重型的钢筋混凝土结构，也有采用钢和木作成骨架和板材组合，常用于轻型装配式建筑中。骨架板材建筑结构合理，可以减轻建筑物的自重，内部分隔灵活，适用于多层和高层的建筑。

钢筋混凝土框架结构体系的骨架板材建筑有全装配式、预制和现浇相结合的装配整体式两种。保证这类建筑的结构具有足够的刚度和整体性的关键是构件连接。柱与基础、柱与梁、梁与梁、梁与板等的节点连接，应根据结构的需要和施工条件，通过计算进行设计和选择。节点连接的方法，常见的有榫接法、焊接法、牛腿搁置法和留筋现浇成整体的叠合法等。

板柱结构体系的骨架板材建筑是方形或接近方形的预制楼板同预制柱子组合的结构系统。楼板多数为四角支在柱子上；也有在楼板接缝处留槽，从柱子预留孔中穿钢筋，张拉后灌混凝土。

1.5升板和升层建筑

板柱结构体系的一种，但施工方法则有所不同。这种建筑是在底层混凝土地面上重复浇筑各层楼板和屋面板，竖立预制钢筋混凝土柱子，以柱为导杆，用放在柱子上的油压千斤顶把楼板和屋面板提升到设计高度，加以固定。

外墙可用砖墙、砌块墙、预制外墙板、轻质组合墙板或幕墙等；也可以在提升楼板时提升滑动模板、浇筑外墙。升板建筑施工时大量操作在地面进行，减少高空作业和垂直运输，节约模板和脚手架，并可减少施工现场面积。升板建筑多采用无梁楼板或双向密肋楼板，楼板同柱子连接节点常采用后浇柱帽或采用承重销、剪力块等无柱帽节点。升板建筑一般柱距较大，楼板承载力也较强，多用作商场、仓库、工场和多层车库等。

升层建筑是在升板建筑每层的楼板还在地面时先安装好内外预制墙体，一起提升的建筑。升层建筑可以加快施工速度，比较适用于场地受限制的地方。

2特点

装配式建筑有以下特点:

（1）设计多样化

装配式住宅，采用大开间灵活分割的方式，根据住户的需要，可分割成大厅小居室或小厅大居室。住宅采用灵活大开间，其核心问题之一就是要具备配套的轻质隔墙，而轻钢龙骨配以石膏板或其它轻板恰恰是隔墙和吊顶的最好材料。

（2）功能科技化

外墙有保温层，最大限度地冬季采暖和夏季空调的能耗；提高墙体和门窗的密封功能，保温材料具有吸声功能，避免外来噪音的干扰；使用不燃或难燃材料，防止火灾的蔓延或波及；大量使用轻质材料，降低建筑物重量，增加装配式的柔性连接；外观不奢，但立面清晰而有特色，长期使用不开裂、不变形、不褪色；为厨房、厕所配备务种卫生设施提供有利条件；为改建、增加新的电气设备或通讯设备创造可能性。

（3）生产工厂化

装配式建筑外墙板通过模具，机械化喷涂、烘烤工艺就可以轻易做到这点；木窗，钢门窗，薄壁铝门窗日渐淘汰。塑钢门窗正在兴起，其制造工艺也更为先进；散装保温材料完全被板、毡状材料所替代；屋架、轻钢龙骨、各种金属吊挂及连接件，尺寸精确，都是机械化生产；楼板屋面板为便于施工亦应工厂预制；室内材料如石膏板、铺地材料、天花吊板、涂料、壁纸等等都要经过复杂的生产流水线才能制造出来。况且，工厂在生产过程中，材料的性能诸如强调，耐火性，抗冻融性，防火防潮，隔声保温等性能指标，都可随时进行控制。如果把房屋看作设备，现代化的建筑材料就是这台设备的零部件。这些零部件经过严格的工业生产可以保证其质量，组装出来的房屋才能达到功能要求。

（4）施工装配化

装配化施工具有下列优点：进度快，可在短期内交使用；劳动力减少，交叉作业方便有序；每道工序都可以像设备安装那样检查精度，保证质量；施工现场噪音小，散装物料减少，废物及废水排放很少，有利于环境保护；施工成本降低。

3总结

装配式建筑工地现场的建筑材料完全是由工厂运来的半成品，施工单位在现场对地势做一定处理后，将半成品进行房屋的组装。建筑工地不再把瓦工、木工、钢板工等工种分得那么细，建筑工人由过去那种复杂的多工种角色，转变为单一的背阗射钉枪，电钻等工具的装配工角色。这种装配化制造房屋已经避免了传统建房的缺点，施工速度非常快，可在短期内竣工。房屋制造对企业来说，工人劳动强度大幅度减少，交叉作业方便有序；房屋装配中的每道工序都可以像设备安装那样检查其精度，以确保房屋制造的质量；施工时的噪音降低，物料堆放场地减少，有利于环境的保护；由于工厂化的生产和现场的标准装配，使房屋制造成本降低，并容易满足室内设备安装和装饰装修的要求。因此，装配式制造房屋的许多优点是传统房屋建造方法无法比拟的。

目前我国钢产量较大，价格也不高，完全可以在建筑市场上大量使用。如果采用钢结构，配以石膏板、轻钢龙骨、岩棉、GRC彩色外墙板、塑钢门窗、彩钢复合板等材料制造装配式房屋。无论从价格上还是从功能和舒适性上，都将优于现在的砖混和混凝土结构房屋。因此，我们相信本世纪装配式建筑在我国大有可为，会成为住宅产业现代化中的生力军。

参考文献

第2篇：建筑工业化的核心问题范文

关键词：钢结构 建筑表现

建筑自人类产生以来都是人们生活的重要组成部分，但在很长时间里运用的都是石材，木材等。随着科技的发展新型材料的运用越来越广泛，其中钢材是其中普遍采用的一种。而以钢结构为主体的建筑是现代空间结构发展的主流，钢结构建筑与钢筋混凝土，砌体，木结构建筑相比有一定的差别，钢结构建筑通常由型钢、钢管、钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，有的还用钢铰线、钢丝绳（束）组成，其连接方式采用焊缝、螺栓或铆钉连接，探讨现代钢结构建筑设计与表现具有重要的意义和价值。

一、钢结构建筑的发展历史

最早在建造房屋中使用钢结构的国家可以追溯到十八世纪末的英国，一百年后法国工程师埃菲尔建造了著名的铁塔，人们也开始尝试建造钢结构的独户住宅，从此钢结构建筑彻底改变了以往建筑造型的模式，建筑设计的理念与方法亦随之嬗变。早期的钢结构仅是部分构件、配件用铸铁、熟铁制成，到了19世纪80年代结构型钢的出现加快了钢结构在建筑工程中的发展，使钢结构建筑在20世纪60年代实现了其第二次理论和实践的飞跃与创新的发展，德国包豪斯学派就是其理论的发源地。

我国自1949年全国解放后，钢结构就在大跨重型工业厂房、大型公共建筑和高耸结构中得到了应用。尤其是近20年来，钢结构更加广泛应用于土木工程的公共建筑中，比如沈阳桃仙国际机场屋盖，北京天文馆新馆工程等，我国目前不仅能生产各种类型的建筑钢材，同时钢材生产的新技术、新工艺、新产品日益也增多，如彩钢压型板、彩钢复合板、彩钢扣板、拱形厂房及彩钢制品等的生产，使建筑结构充满现代化时代气息，实际证明钢结构建筑在我国更具有广阔的发展前景。

二、现代钢结构的建筑特点

（一）预工程化程度高，建设成本降低，工期缩短

钢结构建筑模数协调统一标准实现了建筑工业化大规模生产，提高了建筑预工程化，使不同材料、不同形状和不同制造方法的建筑构配件具有一定的通用性和互换性。同时钢结构建筑的预工程化使材料加工和安装一体化，大大降低了建设成本；并且加快了施工速度，使工期能够缩短40％以上，从而加快了房地产开发商的资金周转速度，使建筑能更早投入使用。

（二）建筑与结构的设计与功能一体化，使建筑更富有功能化

在钢结构建筑中，结构成为形象构成的重要因素，结构的形体，构件，节点从很大程度上导致并制约着建筑的形象。建筑与结构的设计与功能只有做到一体化，才能使建筑更富有功能化以便随后的各个设计环节进行下去，创造出技术与艺术融为一体的钢结构建筑。北京2008年奥运会国家体育场投标方案中有许多方案都体现了钢结构建筑的这一特点。例如清华大学建筑设计院设计的可开合式方案，在体育场大屋面的中央设置两个半圆型的玻璃顶面，同时相对旋转、平行滑动完成大屋面的开合；又如中国建筑设计研究院场馆方案外观即为建筑的结构，形象完美纯净，功能与结构达到了完美的统一；还有日本朱式会设建筑事务所设计的折叠式方案，屋顶由悬臂的钢架结构支承，可在30分钟内完成开闭的动作，确保全年比赛的及活动不受天气影响。

（三）钢结构建筑能够满足超高度和超跨度的要求

钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体，强度高，弹性模量亦高。其密度与强度的比值远小于砖石，混凝土，木材，在同样受力情况下钢结构自重小，从而可以做成跨度较大和高度较高的结构以及灵活的结构形体。现在人类已具有建造跨度超过1000米的超大穹顶与高度超过1000米最高至4000米的超高层建筑的能力。并且钢索与膜结构相结合形成索膜结构体系更能满足建筑对跨度的要求，使这类型建筑成为标志性建筑，比如日本东京后乐园棒球场屋盖是钢索与气承膜组成的索膜结构，面积达28000平方米，英国政府为迎接21世纪而兴建的标志性建筑伦敦千年穹顶――大型综合性展览建筑也是索膜结构体系，其穹顶直径达到320m。

（四）原材料可以循环使用，有助于环保和可持续发展

发展钢结构对于资源，能源都非常短缺的我国意义尤为重大，因为中国是世界上最大的砖砌体建筑与混凝土建筑大国。钢材是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值，边角料也有价值，不需要制模施工。目前国际上引人瞩目的新型住宅产品已引入我国，其环保节能的特点主要体现在两个方面：

（1）该类型住宅采用全封闭式保温隔热防潮系统，温度变化小，热损失低。不论冬夏，都具有舒适当居住环境。室外0摄氏度时，室内仍可以保持17摄氏度以上；在室外温度达到30摄氏度的情况下，室内温度仅为21摄氏度左右。

（2）与砖混结构住宅相比，可节能60％以上，冬夏季空调设备可节约耗电30％以上，结构的废旧利用为100％，与砖混结构比较，同样楼层净高条件下，钢结构维护墙体面积小，节约空调所需能源，减小维护费用。

三、钢结构建筑设计与技术表现

钢结构建筑设计的构思成功关键所在是技术构思与表现，在方案设计的深化中，需要同结构工程师，设备工程师，甚至包括机械工程师密切配合。此时技术表现是自然而然的事情，无论是空间形式，形式体量还是构造节点对其建筑设计与表现影响都是很重要的，下面就分别从几个方面来阐述这一点。

（1）钢结构建筑设计的技术表现

建筑形象的构思是一个概念形象的创作过程，是建筑创作的难点之一，也是建筑设计中备受关注的核心问题之一。回顾工业革命以来建筑与科学技术关系的发展，可以明显地发现建筑对技术变革反应的迟滞性，这从一个侧面反映了建筑学在社会文化当中的深层地位，以及建筑学与人的生活方式的密切联系。另外现代方兴未艾的信息革命正在广泛地渗透并涉及社会活动的每个领域，使现代科学思维被融入到建筑设计中，新项目的规划、建筑和景观设计方法发生了巨大的变化。建筑设计的宗旨也从单纯的追求美发展到追求问题的合理解决，从根本上改变了人们以往对建筑的认识和设计方式，并最终影响了人类千百年来形成的传统建筑观，比如高技派建筑就是其主要代表，其以精致的节点和精细的加工来体现高超的技艺，以更高的工艺水平来设计和“制造”建筑。

（2）钢结构建筑细部设计有较高要求

钢结构建筑设计的复杂化与精致度要求越高，对细部设计的要求也越高。因为细部设计决定一个地方最终是否得到确认及其质量。在现代钢结构建筑中，各种金属结构杆件，连接金属杆件的节点细部，常常暴露在外，使建筑带有强烈的科技感，比如建于1977年法国的巴黎蓬皮杜艺术与文化中心，它的钢柱、钢梁、桁架等结构构件都裸露在外，从中不仅体现出技术美，而且体现出人的智慧和能力。因而，对钢结构建筑来说细部质量保持较高的设计要求是非常重要的，在钢结构建筑中应受到特别重视。

（3）建筑策划也是钢结构建筑设计与表现的影响因素

因为钢结构建筑设计具有建筑设计的一般属性，建筑师不是随心所欲在作设计，业主设计任务书对建筑师的平面和设计构思等发生的作用是重大的。客户希望设计师有更好的业绩，而且希望在其最终产品的确定过程中，设计师和市场专家都能更高效的参与决策。在这个阶段，建设项目更强调整体设计、更强调

专业设计师、市场专家及开发商之间的协调，设计过程包括了持续的信息和知识的交流与整合。另外，钢结构建筑的专业化不但能提供丰富的设计知识而且能有效的整合设计资源和市场专家共同对建筑负责，使设计和业主的经营意图有效的结合起来，使项目获利和减少风险。

四、现代钢结构中建筑设计所面临的问题

（一）钢结构中建筑设计的防火问题

火灾是对钢结构建筑的最大危害，钢材虽为非燃烧材料，但钢不耐火，温度为400度时，钢材的屈服强度将降至室温下强度的一半，温度达到600度时，钢材基本损失全部强度和刚度，因此当建筑采用无防火保护措施的钢结构时，一旦发生火灾，很容易使建筑损坏，比如美国世贸中心大楼外墙是排列很密的钢柱，外面包以银色铝板，在美国911事件中两个塔楼分别受飞机撞击后所产生的大火使钢材软化，最终导致大楼倒塌。从发生的钢结构建筑火灾案例可以发现两类现象，一类为防火保护的钢结构在火灾中没有达到规定的耐火时间而破坏，另一类防火保护的钢结构在火灾中超过了预期的耐火时间而并没有破坏。建筑的构造防火问题一般在钢筋混凝土结构上较易解决，而在钢结构建筑上则需考虑更多的因素，以下为两种常用防火措施：.一是采用进口的新型防火板——保全板；二是根据钢结构的部位不同分别采用厚型或薄型的防火涂料，并在露明部位加涂装饰漆。

（二）钢结构中建筑设计的防腐问题

钢材如果长时间暴露在室外受到风雨等自然力的侵蚀，必然会生锈老化，其自身承载力会下降，建筑的美观也会受影响。因此防腐问题也是钢结构建筑设计需要解决常见问题，目前的做法主要是采用新型防腐和构造材料。在实际建筑设计中设计人员在遇到钢结构建筑中对所设计的建筑都做出特别的要求，比如涂刷防锈涂料，防火涂料属于油漆类。防火涂料一般做法为先刷红丹防锈底漆两度，再刷钢结构面漆两度（面漆颜色由甲方定）。另外对钢结构建筑的钢结构构件施工也有确定的要求，比如构件出厂前涂红丹防锈底漆一道；钢结构安装调整后，将其清洗干净，然后再刷一度底漆，两度面漆。然而现在虽然有各种不同类型的防腐涂料但较为有效的防腐涂料还需外国进口，我想随着中国综合国力的增强，中国将会生产出更优秀的新型防腐涂料。

（三）钢结构中建筑物理问题

（1）保温。外部环境对建筑的热辐射主要从两个方面影响建筑的热环境：一是透过窗户进入室内，并被室内表面所吸收，产生了加热的效果；二是被建筑的外围护结构表面吸收，其中一部分热量通过建筑围护结构的热传导逐渐进入室内。由于玻璃可以让阳光直接射入室内从而迅速升高室温，特别是随着新型玻璃材料的不断出现，玻璃的热工性能逐步改进，建筑采光与建筑保温之间的矛盾已日趋淡化，“遮蔽”与“阻隔”走向平衡。所以对建筑的保温措施主要集中在外围护结构上，而目前对此解决办法有两种较为有效：

1）研制、优化保温材料的构造，提高建筑热环境性能。例如在建筑物得内外表面或者外层结构的空气层中，采用高效反射材料，可以将大部分的红外射线反射回去，从而建筑物起到保温和隔热作用；此外还可运用高效节能玻璃，硅气凝胶，新型节能墙体材料，达到节能的目的。

2）防止保温材料凝结水外保温和中间保温作法。可防止保温材料由于蒸汽的渗透积累而受潮。内保温作法则保温材料有可能在冬季受潮，外保温可避免主要承重结构受到室外温度的剧烈波动影响，从而提高其耐久性。外保温作法对外表面的保护层要求较高内保温和中间层保温则由于外表面是由强度大的密实材料构成，饰面层的处理比较简单。

（2）吸音。在一些建筑大厅中，尤其是在音乐厅中顶棚反射板增加的反射声几乎同时到达听众的双耳，缺少侧向反射带来的围绕感。在这类建筑的设计中，需要综合考虑材料的使用，包括吸声性能以及装饰性、强度、防火、吸湿、加工等多方面。目前广泛地应用于音质设计和噪声控制中的解决途径是吸声材料和吸声结构。

1）吸声材料：材料本身具有吸声特性。如玻璃棉、岩棉等纤维或多孔材料具有良好的吸声性能，由于空气的粘滞阻力、空气分子与孔隙壁的摩擦，使声能转化为摩擦热能而吸声。

2）吸声结构：材料本身可以不具有吸声特性，但材料制成某种结构而产生吸声。如穿孔石膏板吊顶。

（3）隔音。噪声于建筑密不可分，噪声污染的防治与治理已经成为建筑声学重要的组成部分。噪声规划、噪声控制等理论也逐渐演化开来。人们可以听到的声音都属于声环境范畴。人们可以听到谈话、鸟鸣、音乐、泉水叮咚、歌声等；但也能听到吵闹、机器轰鸣、车辆的轰鸣等噪声。但主要是有安静要求的房间，如录音室、演播室、旅馆客房、居民住宅卧室等建筑对隔声隔振要求非常高，需要专门的声学设计。对于旅馆、公用建筑、民用住宅人们对安静的要求也越来越重视。并尽量靠近声源，会提高隔声效果。一般隔声间外墙使用隔声性能较好的材料或结构，如砖、混凝土、纸面石膏板墙等，观察部分使用隔声窗，进出部分使用隔声门或吸声迷道等。

五 结论

由本文以上讨论可以得出下面三点看法和结论：

（1）钢结构建筑设计应根据不同具体条件的不同而有所侧重，一个好的建筑设计，必须做到形象构思与结构构思的一体化。

（2）钢结构建筑的科技含量很高，结构本身往往就是建筑表现，钢结构的表现与工艺不仅是实现形象构思的必要手段，而且对建筑形象的影响极为显著，这就决定了结构构思是形象构思成功与否的关键所在。