关中地区结构保温板农宅标准化设计研究

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农宅作为农村居民的生活载体,对于传承农村特色文化、发展农村经济、改善人们生活品质等方面起着至关重要的作用。当前,我国农村地区住宅普遍存在建筑质量较差、能源效率偏低、装配式建筑比例与规模化程度低等问题,亟待向绿色节能型建筑进行转型升级。本文所研究的结构保温板建筑是一种新型轻木结构建筑体系,采用可再生或可循环再造材料构成墙体、楼板等模块,具有轻质高强、高效保温、低碳环保等特点,且符合装配式建筑要求。然而,目前国内对结构保温板建筑的研究多集中于其结构性能和物理性能上,缺乏结构保温板建筑设计方面的研究,在一定程度上限制了该技术的推广应用。因此,综合上述背景,本文以陕西省关中地区既有农宅建筑为研究对象,将标准化设计方法引入到结构保温板农宅设计当中,最终形成适用于陕西关中地区的结构保温板农宅标准化设计方法。主要工作及研究成果如下:(1)通过实地调研分析,总结出既有农宅典型平面布局和各功能空间尺寸。同时通过走访、问卷调研等形式,得出不同农户的生产生活方式及家庭人口结构对农宅空间的多样化需求。(2)通过查阅国内外标准化设计相关文献,依据结构保温板建筑自身特性、构件和部品等的尺寸要求,确立了适宜结构保温板农宅的基本模数和模数协调规则。将既有农宅各功能空间尺寸与结构保温板农宅基本模数相适配,设计出不同功能标准单元模块。将各功能单元模块进行组合设计,形成关中地区结构保温板农宅户型标准化设计方案,根据不同生产生活方式及人口结构进行多样化设计,形成6套户型设计方案。(3)开展结构保温板农宅关键节点构造研究。按照模数协调原则,参考起居室、卧室、卫生间等功能单元模块尺寸,对结构保温板墙体、楼板及屋面板等构件尺寸进行归纳,简化形成一套适用于标准化设计与生产的构件库。(4)依据陕西关中地区气候、地貌特征,计算结构保温板标准化农宅屋面、楼面和内、外墙体所受风荷载、地震荷载作用下的承载力。建立结构保温板标准化农宅的有限元模型,通过ABAQUS有限元模拟软件对农宅整体结构性能进行计算验证。(5)运用本文所提出的结构保温板农宅标准化设计方法,成功设计建造结构保温板农宅试点房屋,对标准化设计方法的可行性给予验证。
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