基于模糊数学对低层装配式建筑结构设计方案选择的研究

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自改革开放以来,我国综合国力和人民生活水平不断提高,房屋建造风格也渐渐地在发生转变,在遮风挡雨的房屋功能上,人们更加注重其节能环保效益,因此,装配式建筑以其高效建造速度和节能环保能力备受人们的关注。在2016年上半年,国务院就提出,到2026年之前,我国的装配式建筑要在新建建筑中占比达到百分之三十,这表明,我国每年需要建造几千平方米甚至几亿平方米的装配式建筑,自此可以看出,我国的房建行业在未来几年里面临着巨大压力,因此我们需要改变传统的建造模式,升级传统施工工艺,房建行业更加标准,推进住宅工业化。然而,目前装配式建筑主要在大城市中发展,并且大部分是多高层建筑,低层装配式建筑相对较少,基于造价成本、原材料提供等方面的原因,将低层装配式建筑引入农村面临着巨大的挑战。若能筛选出一套造价成本低以及适合在农村建造的低层装配式建筑结构设计方案,采用常规装配式构件,改变乡村建筑布局面貌,推进农村住宅产业化,为国家推动城镇化进程添砖加瓦。本文通过分析装配式住宅的结构受力体系,初步筛选出适合农村发展的装配式住宅结构体系,以模糊数学理论结合层次分析法,总结出影响低层装配式建筑结构设计方案的因素(造价成本、房屋性能、环境影响、技术程度、社会效益、以及构件自重等),筛选出一套集成本低廉、房屋性能优良等多功能为一体的低层装配式建筑方案。最后,结合模糊数学理论对低层装配式建筑信息进行提取,以BIM技术建立信息化模型,不仅在很大程度上对设计方案进行优化,还可以为预制构件提供参数化依据,减少构件加工过程中的出错率。主要与成果如下:(1)分析装配式建筑结构体系(即装配式混凝土结构体系与装配式钢结构建筑结构体系)与围护系统的优缺点与适用范围,初步筛选出装配式混凝土结构与钢结构的设计方案:采用混凝土框架结构和钢结构为主,柱梁采用预制混凝土或者钢结构,板采用常规叠合板。(2)综合造价成本、房屋性能、环境影响、技术程度、社会效益以及构件自重等因素,通过模糊数学理论,通过建立低层装配式建筑结构设计方案评价指标体系,最终计算各方案与理想方案的贴近度,贴近度由大到小的顺序为方案六(0.683)、方案三(0.598)、方案一(0.381)、方案五(0.345)、方案四(0.276)、方案二(0.219),其中方案六为最优方案,即综合各因素,冷弯薄壁型房屋为最优方案。对于框架结构体系,内外墙采用蒸压加气混凝土板优于混凝土轻质条板和预制混凝土外挂墙板。(3)通过BIM技术,以Revit软件建立建筑信息模型,精细化制作各构件族,统计工程量,将revit创建的rvt项目文件,以IFC格式导入广联达进行造价预算。方案六(冷弯薄壁型房屋)构件造价最低,自重最轻。
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