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AATU学术 | 国家装配式建筑领军企业巡礼——勇于创新 谱写装配式建筑新篇章
2023-03-20
近年来,我国以装配式建筑为代表的新型建筑工业化快速推进,标准规范不断完善,建造水平和建筑品质明显提高,掀起了发展装配式建造的高潮。国家装配式建筑产业基地已成为我国新型建筑工业化高质量发展的重要载体和抓手,成为我国建筑业转型升级的重要推动力量。
为全面展示装配式建筑基地企业的奋斗历程,弘扬劳模精神,全方位宣传领军企业的重要作用和突出贡献,2022年9月7日起,住房和城乡建设部建筑杂志社全媒体推出“国家装配式建筑领军企业巡礼”专栏,聚焦装配式建筑基地领军企业在发展过程中进行的有益探索和积累的宝贵经验,集中展示基地领军企业的核心优势、发展活力和风采。
天津大学建筑设计规划研究总院有限公司(以下简称“天大设计总院”)始建于1952年,隶属于天津大学,是国家重点高校中最早成立的建筑、规划双甲设计研究院之一。2020年5月企业完成改制,现拥有建筑设计、城乡规划、工程咨询、文物保护工程勘察设计等13项国家级设计资质与许可,已成长为具备规划、建筑、景观、文保、市政、环境、电力、检测等多专业综合解决能力的工程设计咨询机构。
天大设计总院现有员工1000余人,一线设计及科研人员占全院总人数90%,其中注册人员336人,博士17人、硕士442人。拥有全国勘察设计大师1名、天津市规划设计大师4名、省级勘察设计大师4名。
“实事求是”作为天津大学的校训,已经深深融入总院的企业文化与服务理念之中。依托天津大学的人才、学科和技术优势,凭借严谨的工作作风和良好的服务意识,天大设计总院在教育、办公、商业、医疗、体育建筑、城市规划、城市设计、旅游规划、古建筑修缮保护规划等方面都有不同凡响的建树。总院历年荣获国家级和省部级各类奖项800余项,承担各类科研项目80余项,获得发明专利21项、实用新型专利127项,编写、修订规范规程140余个。
2017年,天大设计总院被认定为第一批国家装配式建筑产业基地。自基地成立以来,总院一直以促进天津市预制装配式建筑产业化推广与发展为目标,以提升全产业链整体生产效率、降低资源及能源消耗为主旨,从构件、部品、连接节点等单项新技术研发优化入手,在试验研究的基础上,通过全产业链效能、资源及能耗技术经济指标测评,提出适合天津地区、环渤海地区的各类建筑工业化技术体系,为推动天津市装配式建筑发展作出积极贡献。
河北北方学院体育馆
2010年,正值建筑业迎来转型升级、实现跨越式发展的新局面,装配式建筑即将成为未来发展的重点和热点。天大设计总院以问题为导向,从装配式建筑结构技术难点入手,历经十载,谱写了科研新篇章:
2010年,紧跟国家战略布局、瞄准行业发展动态,“装配式剪力墙住宅抗震节点研究”被列为天津市建交委科技项目,正式在装配式技术的攻关道路上迈出探索的步伐。
2013年,获得装配式剪力墙齿槽式连接技术发明专利。
2014年,“装配式剪力墙齿槽式连接节点的抗震性能研究”被列为天津市应用基础与前沿技术研究计划项目。
2015年,“装配式剪力墙结构技术集成”荣获天津市科学技术奖三等奖。
2016年,“装配式剪力墙齿槽式连接节点破坏机理与抗震性能研究”被列为国家自然科学基金项目。
2017年,被认定为第一批国家装配式建筑产业基地;“高性能装配式框架关键技术研究”“装配式建筑在新疆地区中小学建筑中的创新应用研究”被列为天津市重点研发计划项目。
2018年,承接国家重点研发计划项目“基于县域控碳体系的数据驱动型应用规划设计技术集成与示范”。
2019年,“城市与住区配建停车设施研究与示范—以天津市为例”被列为住房和城乡建设部科技计划项目;“勘察设计企业装配式建筑EPC项目信息化系统的研发与应用”被列为天津市科技领军培育企业重大项目;建立博士后科研工作站。
2020年,“装配式剪力墙复合齿槽连接技术理论与应用”荣获华夏建设科学技术奖三等奖。
2021年,“基于人工智能的风、光、地能综合利用关键技术研究与应用”被列为天津市“新能源·育动能”院市合作重点任务专项项目。
2022年,“耗能段可更换装配式RCS框架-偏心支撑结构震损机制与韧性抗震设计方法研究”被列为国家自然科学基金面上项目;被认定为天津市企业技术中心。
(一)装配式剪力墙复合齿槽连接技术
天大设计总院先后完成45个足尺试件试验,申请并完成10余项国家及省部级科研课题,获得授权专利60余项(其中发明专利11项);在国内外重点学术期刊上发表论文27篇(SCI、EI检索15篇);主编天津市工程建设标准《装配整体式混凝土剪力墙结构设计规程》(DB/T 29-244-2016),该规程荣获2019年“海河杯”天津市优秀勘察设计建筑工程标准一等奖;主编《天津市装配整体式框架结构技术规程》(DB/T 29-291-2021),现已颁布实施。
该技术解决了预制剪力墙标准化程度低、连接节点复杂,以及钢筋套筒灌浆、浆锚连接和螺栓连接中存在的制作与施工精度要求高、安装就位困难、施工效率低、连接数量多成本高、灌浆质量难以保证等共性技术问题,对推动新型建筑工业化发展具有重要意义。
技术成果已在天津大学北洋园校区硕士公寓二期、万科中新生态城、天津市双青家园、河北润景康城等多个工程项目中成功应用。其中,天津大学北洋园校区硕士公寓的首层及以上部分采用齿槽连接装配整体式剪力墙结构,建筑装配率52.3%,荣获2022年度“海河杯”天津市优秀勘察设计建筑工业化二等奖,现已竣工并投入使用。
天津大学北洋园校区硕士公寓二期
(二)高性能装配式框架结构体系与应用
针对当前装配式混凝土结构中预制构件标准化程度低、梁柱节点连接构造复杂、施工困难和成本高等问题,基于预制构件设计和生产标准化、机械化和现场施工装配化理念,天大设计总院研发了两种高性能装配式框架结构体系,即装配式混合框架结构体系和钢节点连接装配式混凝土框架结构体系。
在天津市科技计划项目重大专项、天津市建委科技项目等基金资助下,天大设计总院完成了63个足尺预制混凝土管柱的受剪和抗震性能试验,11个足尺钢-混凝土预制混合梁的受弯和抗震性能试验,4个钢节点连接预制混凝土柱、30余个新型梁柱连接节点抗震性能试验;在国内外重点学术期刊上发表论文13篇(SCI、EI检索11篇);获得授权专利12项(其中发明专利5项)、软件著作权1项;研发技术经鉴定达到国内领先水平,相关研究成果已纳入天津市地方标准。
该体系已在坝道工程医院学员宿舍、中铁建大桥工程局集团建筑装配科技有限公司职工宿舍及食堂等多个工程项目中得到应用。其中,坝道工程医院学员宿舍主体结构采用预制混凝土管组合柱-钢梁混合框架结构体系,装配率87%,装配式建筑评价等级为AA级。预制混凝土管组合柱采用管桩厂离心工艺生产,实现了模具标准化和生产工业化,施工现场实现了机械化装配,项目主体现已竣工。
坝道工程医院学员宿舍
坝道工程医院学员宿舍主体结构
(三)新型装配式钢结构住宅技术发展与应用
针对装配式钢结构住宅体系关键技术难题,天大设计总院提出了新型异形柱构造,开展以组合异形柱为主的装配式钢结构体系力学性能研究。团队已在沧州福康家园等钢结构住宅建筑项目中成功把方钢管组合异形柱体系推广应用到25层的高层住宅建筑中,充分发挥了该体系截面形式灵活、尺寸小、柱子隐藏于墙体内部、不露柱子凸角等优点,提高建筑装配效率,缩短施工周期,取得显著的社会和经济效益。
目前沧州福康家园钢结构住宅项目已竣工验收,被评为住房和城乡建设部装配式建筑科技示范工程,荣获2019年度行业优秀勘察设计优秀建筑结构二等奖、中国钢结构金奖。
沧州福康家园
天大设计总院牵头天津建工集团、中冶天工集团、天津住宅科学研究院等公司成立天津市装配式建筑工程技术中心,积极为天津市相关企业提供技术支持;与万科、天房集团、金隅等企业组建合作团队,在设计、生产和施工阶段开展了BIM技术集成化及轻量化应用,为智能制造奠定信息化基础,目前已在金隅天津金城府住宅项目、天津中电光谷欧威优科创园等项目中推广应用,取得良好成效。
除民用建筑领域外,天大设计总院还与中建六局绿建公司合作,在城市交通轨道领域开展相关研发工作,研发了适用于地铁站台的新型装配式站台结构体系,并在天津地铁项目中进行工程应用示范。在港口码头领域,天大设计总院为天津港集团提供技术支持,在装配式码头方面开展装配式评价、智慧码头、零碳码头的相关研发工作。此外,团队多次受邀在全国行业学术交流中做专题报告与会议主持,在行业内发出“天大声音”,宣传工程业绩和技术成果,得到各地同行认可。
原文见《建筑》2023年2期第82~84页
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