全国首例!“嵌入式钢结构模块单元建筑体系” 解决传统装配式建筑“三板问题”

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核心提示:全国首例!“嵌入式钢结构模块单元建筑体系” 解决传统装配式建筑“三板问题”5月17日,全国首例“嵌入式模块化建筑”交付暨湖南

全国首例!“嵌入式钢结构模块单元建筑体系” 解决传统装配式建筑“三板问题”

5月17日,全国首例“嵌入式模块化建筑”交付暨湖南农业大学神农英才公寓入住仪式举行。

作为全国首例"嵌入式钢结构模块单元建筑体系"永久性建筑项目的建成在国内模块建筑发展领域具有里程碑意义。项目是国内第一座获得建设行政审批通过的嵌入式模块建筑,目前已申请/授权国家专利20余项,获评2022年湖南省装配式建筑行业示范项目。代表了当前国内建筑工业化的最高水平。

项目概况


项目位于长沙市芙蓉区,南临滨河路,西靠致远路。总建筑面积3853.73㎡,高度为23.94m,其中计容建筑面积:3824.08㎡,层数为地上8层,共计388个单元模块。项目自2020年10月中标,2021年3月正式开始动工建设,2021年7月第一批箱体出厂,2021年12月完成第388个箱体吊装。在行政审批、设计图审、生产制造及标准、现场验收标准、安装吊装工法等环节均为业内首例,既是一次科研成果转换的探索,也为该体系技术走向成熟积累了过程经验。

项目是全国首例50年使用寿命的嵌入式钢结构模块单元房建筑,同时是新体系下国内建筑高度最高的永久性模块化建筑。“嵌入式钢结构模块单元建筑体系”,主要由“钢框架+单元箱体”组成。采用汽车吊,由北往南,由东往西,钢框架和箱体依次推进吊装依次推进,进行流水作业,2个月完成8层吊装。该技术体系采用BIM正向设计,以标准化、集成化和可扩展化为理念,通过模块化建筑的方式解决传统钢结构装配式住宅存在的“三板”问题。


嵌入式钢结构模块单元建筑体系


嵌入式钢结构模块单元建筑体系主要包括单元房箱体和钢框架结构两个部分,可全部在工厂预制完成,现场连接工艺简单、安装便捷、质量可靠、无湿作业、建筑垃圾少,且便于拆卸、异地重建,对比传统钢筋混凝土建筑,每平米质量减轻80%,施工现场无湿作业,建筑垃圾减少70%,节能降耗60%,最终实现材料使用最优、人工使用最省。


“嵌入式”&“叠箱式”


当前在模块建筑领域,主要有“叠箱式”与“嵌入式”两种建造模式。


“叠箱式”顾名思义,像垒箱子一样,即在建造过程中将一个个模块化的建筑单元垒砌在一起;“嵌入式”则是先将建筑的整体框架设计建成,然后再将建筑单元填充进去。

两种建造模式有着不同的应用场景。“叠箱式”的建造方式多用于中低层建筑,而“嵌入式”则可使用在中高层建筑当中。


实现了“五个一”的突破


全国首例50年使用寿命的嵌入式钢结构模块化单元房建筑;


国内建筑高度最高的永久性模块化建筑;


国内第一座获得建设行政审批通过的嵌入式模块建筑,在行政审批、设计图审、生产制造及标准、现场验收标准、安装吊装工法等环节均为业内首例;


国内首个开展线上施工图审查的嵌入式钢结构单元体模块化建筑;


湖南省首次使用节能变更审查的嵌入式钢结构单元体模块化建筑。


“技术亮点”


通过钢框架单元箱体系连接节点实验验证,减少水平荷载下的箱体抗剪滑移。通过单元箱体系楼板静载实验,验证了新型结构体系楼板承载力满足设计需求;

通过研究建筑节点防水建筑构造做法及单元箱室内三板体系墙、地、顶拼缝处做法工艺,有效解决了单元箱室内三板体系墙、地、顶拼缝处美观问题,并解决了单元箱体系水平、垂直拼缝处漏水,内墙面及顶棚开裂、外墙面渗水及开裂等问题;

通过完善钢框架单元箱体的跨箱体拼装缝隙控制措施以及增加箱体限位装置,保障了吊装嵌入精度同时减少了水平跨箱体缝隙;通过多规格单元箱体的整体吊架设计,统一吊架完成不同规格尺寸箱体的吊装,防止吊车直接吊起箱体角件引起的局部受力不均衡;

通过单元箱体系楼板动载实验,针对性的进行结构补强,提升建筑舒适性,完成钢框架单元箱体系的阴极保护防腐验证,并通过镁合金牺牲阳极改善钢结构整体防腐性能;

单元箱体物理中心和质量中心不一致的吊装平衡控制方法,解决了钢框架单元箱体吊装嵌入的精度和整体平衡控制问题;

完成节能、隔音、防火、防水、防腐等性能分析共计41项,并与材料选型系统,各类计算及试验指标全部合格;


解决传统装配式建筑“三板问题”

项目采用了嵌入式钢结构模块单元建筑体系,解决了传统装配式建筑“三板问题”,依托传统钢结构受力计算理论方法,结合BIM技术强大的过程管理功能,以实际项目应用为载体,完成新体系在永久建筑的研究与实践。


通过对实际项目的框架结构、连接节点、模块单元、楼板的受力性能分析实验,材料性能、焊接工艺、吊装方案的全面论证,将新体系建筑全方位与永久建筑对标,形成完善自洽合规的技术体系,实现独有的适用于永久建筑的嵌入式钢结构模块单元建筑体系。




 
 
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