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AATU學術 | 國家裝配式建筑領軍企業巡禮——勇于創新 譜寫裝配式建筑新篇章
2023-03-20
近年來,我國以裝配式建筑為代表的新型建筑工業化快速推進,標準規范不斷完善,建造水平和建筑品質明顯提高,掀起了發展裝配式建造的高潮。國家裝配式建筑產業基地已成為我國新型建筑工業化高質量發展的重要載體和抓手,成為我國建筑業轉型升級的重要推動力量。
為全面展示裝配式建筑基地企業的奮斗歷程,弘揚勞模精神,全方位宣傳領軍企業的重要作用和突出貢獻,2022年9月7日起,住房和城鄉建設部建筑雜志社全媒體推出“國家裝配式建筑領軍企業巡禮”專欄,聚焦裝配式建筑基地領軍企業在發展過程中進行的有益探索和積累的寶貴經驗,集中展示基地領軍企業的核心優勢、發展活力和風采。
天津大學建筑設計規劃研究總院有限公司(以下簡稱“天大設計總院”)始建于1952年,隸屬于天津大學,是國家重點高校中最早成立的建筑、規劃雙甲設計研究院之一。2020年5月企業完成改制,現擁有建筑設計、城鄉規劃、工程咨詢、文物保護工程勘察設計等13項國家級設計資質與許可,已成長為具備規劃、建筑、景觀、文保、市政、環境、電力、檢測等多專業綜合解決能力的工程設計咨詢機構。
天大設計總院現有員工1000余人,一線設計及科研人員占全院總人數90%,其中注冊人員336人,博士17人、碩士442人。擁有全國勘察設計大師1名、天津市規劃設計大師4名、省級勘察設計大師4名。
“實事求是”作為天津大學的校訓,已經深深融入總院的企業文化與服務理念之中。依托天津大學的人才、學科和技術優勢,憑借嚴謹的工作作風和良好的服務意識,天大設計總院在教育、辦公、商業、醫療、體育建筑、城市規劃、城市設計、旅游規劃、古建筑修繕保護規劃等方面都有不同凡響的建樹??傇簹v年榮獲國家級和省部級各類獎項800余項,承擔各類科研項目80余項,獲得發明專利21項、實用新型專利127項,編寫、修訂規范規程140余個。
2017年,天大設計總院被認定為第一批國家裝配式建筑產業基地。自基地成立以來,總院一直以促進天津市預制裝配式建筑產業化推廣與發展為目標,以提升全產業鏈整體生產效率、降低資源及能源消耗為主旨,從構件、部品、連接節點等單項新技術研發優化入手,在試驗研究的基礎上,通過全產業鏈效能、資源及能耗技術經濟指標測評,提出適合天津地區、環渤海地區的各類建筑工業化技術體系,為推動天津市裝配式建筑發展作出積極貢獻。
河北北方學院體育館
2010年,正值建筑業迎來轉型升級、實現跨越式發展的新局面,裝配式建筑即將成為未來發展的重點和熱點。天大設計總院以問題為導向,從裝配式建筑結構技術難點入手,歷經十載,譜寫了科研新篇章:
2010年,緊跟國家戰略布局、瞄準行業發展動態,“裝配式剪力墻住宅抗震節點研究”被列為天津市建交委科技項目,正式在裝配式技術的攻關道路上邁出探索的步伐。
2013年,獲得裝配式剪力墻齒槽式連接技術發明專利。
2014年,“裝配式剪力墻齒槽式連接節點的抗震性能研究”被列為天津市應用基礎與前沿技術研究計劃項目。
2015年,“裝配式剪力墻結構技術集成”榮獲天津市科學技術獎三等獎。
2016年,“裝配式剪力墻齒槽式連接節點破壞機理與抗震性能研究”被列為國家自然科學基金項目。
2017年,被認定為第一批國家裝配式建筑產業基地;“高性能裝配式框架關鍵技術研究”“裝配式建筑在新疆地區中小學建筑中的創新應用研究”被列為天津市重點研發計劃項目。
2018年,承接國家重點研發計劃項目“基于縣域控碳體系的數據驅動型應用規劃設計技術集成與示范”。
2019年,“城市與住區配建停車設施研究與示范—以天津市為例”被列為住房和城鄉建設部科技計劃項目;“勘察設計企業裝配式建筑EPC項目信息化系統的研發與應用”被列為天津市科技領軍培育企業重大項目;建立博士后科研工作站。
2020年,“裝配式剪力墻復合齒槽連接技術理論與應用”榮獲華夏建設科學技術獎三等獎。
2021年,“基于人工智能的風、光、地能綜合利用關鍵技術研究與應用”被列為天津市“新能源·育動能”院市合作重點任務專項項目。
2022年,“耗能段可更換裝配式RCS框架-偏心支撐結構震損機制與韌性抗震設計方法研究”被列為國家自然科學基金面上項目;被認定為天津市企業技術中心。
(一)裝配式剪力墻復合齒槽連接技術
天大設計總院先后完成45個足尺試件試驗,申請并完成10余項國家及省部級科研課題,獲得授權專利60余項(其中發明專利11項);在國內外重點學術期刊上發表論文27篇(SCI、EI檢索15篇);主編天津市工程建設標準《裝配整體式混凝土剪力墻結構設計規程》(DB/T 29-244-2016),該規程榮獲2019年“海河杯”天津市優秀勘察設計建筑工程標準一等獎;主編《天津市裝配整體式框架結構技術規程》(DB/T 29-291-2021),現已頒布實施。
該技術解決了預制剪力墻標準化程度低、連接節點復雜,以及鋼筋套筒灌漿、漿錨連接和螺栓連接中存在的制作與施工精度要求高、安裝就位困難、施工效率低、連接數量多成本高、灌漿質量難以保證等共性技術問題,對推動新型建筑工業化發展具有重要意義。
技術成果已在天津大學北洋園校區碩士公寓二期、萬科中新生態城、天津市雙青家園、河北潤景康城等多個工程項目中成功應用。其中,天津大學北洋園校區碩士公寓的首層及以上部分采用齒槽連接裝配整體式剪力墻結構,建筑裝配率52.3%,榮獲2022年度“海河杯”天津市優秀勘察設計建筑工業化二等獎,現已竣工并投入使用。
天津大學北洋園校區碩士公寓二期
(二)高性能裝配式框架結構體系與應用
針對當前裝配式混凝土結構中預制構件標準化程度低、梁柱節點連接構造復雜、施工困難和成本高等問題,基于預制構件設計和生產標準化、機械化和現場施工裝配化理念,天大設計總院研發了兩種高性能裝配式框架結構體系,即裝配式混合框架結構體系和鋼節點連接裝配式混凝土框架結構體系。
在天津市科技計劃項目重大專項、天津市建委科技項目等基金資助下,天大設計總院完成了63個足尺預制混凝土管柱的受剪和抗震性能試驗,11個足尺鋼-混凝土預制混合梁的受彎和抗震性能試驗,4個鋼節點連接預制混凝土柱、30余個新型梁柱連接節點抗震性能試驗;在國內外重點學術期刊上發表論文13篇(SCI、EI檢索11篇);獲得授權專利12項(其中發明專利5項)、軟件著作權1項;研發技術經鑒定達到國內領先水平,相關研究成果已納入天津市地方標準。
該體系已在壩道工程醫院學員宿舍、中鐵建大橋工程局集團建筑裝配科技有限公司職工宿舍及食堂等多個工程項目中得到應用。其中,壩道工程醫院學員宿舍主體結構采用預制混凝土管組合柱-鋼梁混合框架結構體系,裝配率87%,裝配式建筑評價等級為AA級。預制混凝土管組合柱采用管樁廠離心工藝生產,實現了模具標準化和生產工業化,施工現場實現了機械化裝配,項目主體現已竣工。
壩道工程醫院學員宿舍
壩道工程醫院學員宿舍主體結構
(三)新型裝配式鋼結構住宅技術發展與應用
針對裝配式鋼結構住宅體系關鍵技術難題,天大設計總院提出了新型異形柱構造,開展以組合異形柱為主的裝配式鋼結構體系力學性能研究。團隊已在滄州福康家園等鋼結構住宅建筑項目中成功把方鋼管組合異形柱體系推廣應用到25層的高層住宅建筑中,充分發揮了該體系截面形式靈活、尺寸小、柱子隱藏于墻體內部、不露柱子凸角等優點,提高建筑裝配效率,縮短施工周期,取得顯著的社會和經濟效益。
目前滄州??导覉@鋼結構住宅項目已竣工驗收,被評為住房和城鄉建設部裝配式建筑科技示范工程,榮獲2019年度行業優秀勘察設計優秀建筑結構二等獎、中國鋼結構金獎。
滄州??导覉@
天大設計總院牽頭天津建工集團、中冶天工集團、天津住宅科學研究院等公司成立天津市裝配式建筑工程技術中心,積極為天津市相關企業提供技術支持;與萬科、天房集團、金隅等企業組建合作團隊,在設計、生產和施工階段開展了BIM技術集成化及輕量化應用,為智能制造奠定信息化基礎,目前已在金隅天津金城府住宅項目、天津中電光谷歐威優科創園等項目中推廣應用,取得良好成效。
除民用建筑領域外,天大設計總院還與中建六局綠建公司合作,在城市交通軌道領域開展相關研發工作,研發了適用于地鐵站臺的新型裝配式站臺結構體系,并在天津地鐵項目中進行工程應用示范。在港口碼頭領域,天大設計總院為天津港集團提供技術支持,在裝配式碼頭方面開展裝配式評價、智慧碼頭、零碳碼頭的相關研發工作。此外,團隊多次受邀在全國行業學術交流中做專題報告與會議主持,在行業內發出“天大聲音”,宣傳工程業績和技術成果,得到各地同行認可。
原文見《建筑》2023年2期第82~84頁
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