模块化建筑结构范文

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第1篇

关键词：模块化；建筑结构；分析

中图分类号： TU8文献标识码： A

模块化通常运用于计算机领域。模块化建筑，就是将复杂的建筑结构进行分解，制作成各类构件。分解过后能有效降低结构的建设难度。在建筑行业对建筑结构进行模块化，能显著提升建筑工程的施工速度，只需要明确建筑工程的施工次序，然后依次将其拼装完成。这种新型建筑模式能迅速推动我国建筑施工技术的发展。

一、模块化建筑发展的必要性

社会经济的不断发展对生活的各方各面都产生了深远的影响，也对建筑物的各方各面提出了更高的要求。建筑模式的多样性对促进建筑行业的的发展能起到十分重要的作用，模块化建筑是建筑的一种新模式，应用前景十分广阔。由于传统砖混结构对耕地可能造成的破坏，相关政策已经明确规定不能在建筑物中继续使用粘土砖，这种情况下新型建筑模式由于其技术上的优越性能取得更进一步的发展。

目前我国建筑产业的发展速度较快，市场对建筑的需求量较大，但是由于传统建筑施工技术建设周期长的特点，无法满足当前我国居民的建筑物需求，并且由于我国制定的可持续发展战略对见地建筑物施工过程中的环境资源消耗量提出了更高的要求，所以发展以及推广模块化建筑是十分必要的。

二、盒子式建筑

目前阶段，模块化建筑中应用范围最广的就是盒子式建筑，盒子式建筑的外形也最符合模块化建筑的特点。盒子式建筑，其外形就像一个方盒子，线条简洁明了，能很好的符合未来建筑外部轮廓直线化的发展趋势。

（一）盒子式建筑概述

盒子式建筑的材质多变，能根据具体需要选择钢筋混凝土、铝材、木材、玻璃钢甚至塑料等进行构件制作。制作的构件通常是一个长方体，有顶板、底板以及四面墙体（可以根据需求少制作一面或者两面墙）。这些构件在工程设计完成后，只需要运输至施工现场进行组装，其中的水电、暖气等部分，甚至放置在房屋中的家具都能在整体构件中制作完成，所以需要的施工时间较传统建筑施工来说非常短。此种建筑模式的特点就是能满足批量生产的需求、现场施工用时少、工人劳动强度小、工作效率较高、工期不受或者少受外部环境的影响、建筑建设效率高，并且其安全性有保障，抗震系数较高，施工材料用量较少，建筑建成后可使用的空间较大，建筑整体质量较小。但是其生产及施工对构件生产设备以及交通运输能力有较高的要求，在建筑组装环节还需要用到较多的起重设备。

目前世界各国对盒子式建筑技术都有所应用。盒子式建筑构件的材质各有特点：①钢筋混凝土材质的盒子刚度与强度相对较大，使用期限较长，批量生产效率较高。但是由于其重量较大，运输难度较大，拼装时需要利用吨位较大的起重设备。②轻质混凝土就是利用各种轻质混凝土制成，这种构件多用于低层或者独栋建筑的搭建。③金属骨架型盒子构件的制作多使用各类钢材，例如普通钢、轻型钢或者铝合金等。在搭建好的骨架上铺设水泥板或者石棉、模板或者金属板皆可。使用这种方式制成的盒子运输较方便、组装难度较小，使用的起重设备吨位较小。④木盒子应用时间较长，发展较为成熟，在美国地区应用的较多。森林资源丰富的地区可以选用此中材质制作盒子构件。⑤塑料盒子，由于塑料的强度较低，可用期限较短，目前多用于制作灾区安置点。

通常情况下，盒子构建会被制作成四边形，此中盒子由于与传统建筑模式较为贴近，受到大部分人的喜爱。但是目前人们对建筑物的外形有了不同的需求，许多人会将盒子构件制作成五边形或者六边形。六边形的盒子构件自身也存在一定的优点，例如由于其墙面增多，能拥有更多的窗口，对于通风能更好的满足需求，并且由于此种形状自身的特点，能很好的实现自身房屋的相对封闭性，隔音性能较好，能有效屏蔽邻居传来的噪音。

（二）盒子构件的组合方式

1、全盒子建筑。通常情况下，全盒子建筑中的承重盒子都是钢筋混凝土材质的，将盒子构建组合起来时，其重量会沿着构件四周向下传递，完成承重。全盒子构件的组合方式有两类，重叠组合以及交错组合。重叠组合就是讲盒子构件一个一个的堆叠起来，这种方式形成的盒子建筑刚度强、施工现场环节少，有效利用了工厂的批量化生产设备。但是在堆叠完成后楼层、各组件之间有两层楼板，在对其进行后续处理时较复杂。交错组合就是讲各构件错开排列，在墙面缺失的地方使用墙板补齐。

2、板材盒子建筑。板材盒子建筑由盒子构建、大型楼板以及墙板和设计承重的卫生间、厨房构件组成，用楼板隔开各个盒子，用墙板划分各个房间。

3、筒体盒子建筑。在楼层中间部分设置一个承重的筒，然后使各构件的重量施加到此筒体上。筒体盒子建筑中，构件大都被固定在中央的筒上，可以使用的固定方式有将构件用工具焊接或者使用螺栓固定、利用筒体上设置的吊杆将构件吊起或者利用筒体上设置的悬臂装置对构件进行固定。由于技术原因，此种建筑方式的总楼层不能超过12层。

三、模块化建筑结构综述

（一）模块化建筑设计的特点及优点

严格意义上来说，模块化建筑的建造不算是一种建筑施工技术，只能算是一种建筑组装技术。其将事先制作完成的各类构件组装在一起，形成房屋。其发展来源于目前建筑资源的紧缺，许多资金有限、对房屋灵活性要求较高的客户对模块化建筑需求度较高。模块化建筑从接受订单到完成建筑的制作只需要几个月甚至更短的时间，并且由于其构件组装以及拆卸的方便性，能很好的满足客户未来的扩充或者改装要求。工业化的生产让其构件的精度有了更好的保证，对所有材料能有效利用，成本低廉、品质有保证，未来发展的潜力巨大。目前由于顾客对此中建筑工艺的深入了解，对其也提出了更多样化的要求，也进一步促进了其技术的进步。

相较于传统建筑施工工艺，模块化建筑施工周期短，并且对于住房急缺这类问题能迅速解决。由于其施工周期短，对企业的流动资金能很好的利用。并且高度的工业化使其对人力资源的需求较小，需要付出的人工成本更少。对于天气的依赖程度较低，生产环节在室内进行，不受天气影响，组装环节耗时较短，受天气影响较小。总而言之，模块化建筑本身拥有常规建筑的绝大部分优点，在日常生活中的使用甚至更方便更灵活，是未来建筑模式的发展方向。

（二）模块化建筑设计施工方面应遵守的原则

与传统建筑设计原则一样，模块化建筑设计的一般原则同样是适用、经济、坚固以及美观。因为建筑在日常生活中起到了非常重要的作用，使用过程中的体验对此模式的未来发展有决定性作用。并且由于模块化建筑的先进性，在满足上述条件之后，还需要在传统的基础上进行发展创新。自古以来建筑在人们生活中都扮演了十分重要的角色。作为新型技术需要对建筑内部的舒适性有更高的追求，让此种建筑模式在市场经济中更具竞争力。由于模块式建筑大都是可移动的，可能会给客户造成不稳定、不安全的负面印象，所以需要在设计时对建筑的安全性、稳定性更加重视。

结束语

目前我国部分省市正在大力发展构件生产厂，这对推动我国模块化建筑的发展十分有利。由于模块化建筑的特殊性，以及我国目前阶段的特殊国情，应用潜力巨大，目前能使用此技术的领域有住宅修建、旅游地区的旅馆建设以及各类公共服务设施例如养老院以及学校的建设等。

参考文献：

[1]郭艳艳.模块化房屋建筑结构[J].城市建设理论研究（电子版）,2011(23)

[2]梁佳，高辉，张海涛等.模块化建造体系新特点――以SDE2010竞赛的小型住宅建筑为例[J].新建筑,2012(4)

[3]刘晓升，吴延宏，王开强等.模块化低位顶升钢平台模架体系在超高层建筑施工中的应用管理[J].施工技术,2012(15)

第2篇

关键词：建筑结构；课程模块；项目化教学；教学目标

中图分类号：TU；G6423 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2013）02-0076-04

在高职建筑工程技术专业人才培养课程体系中，建筑结构课程是进行职业能力培养的一门职业核心课程，集理论与实践于一体，培养学生从事房屋建造、工程管理、工程监理、建筑设计等岗位工作中所必需的结构分析能力，掌握房屋结构构件的基本计算原理和初步设计方法，同时为后续专业课程准备必要的结构概念及结构知识。针对职业岗位职业能力培养需要，为提高课程的针对性和实效性，课题组成员对建筑结构课程进行了模块及项目化教学改革研究，并在教学中进行了具体实施，收到了很好的教学效果。

一、课程教学目标设计

（一）总体目标（职业综合能力目标）

通过建筑结构课程的学习，要求学生：能胜任一般建筑工程的结构计算及设计能力；能运用电子计算机和结构设计软件从事较为复杂的结构分析和计算能力；具备从事房屋建造、工程管理、工程监理、建筑设计等岗位工作中所必需的结构分析能力。

（二）具体目标

1.专业能力目标

以结构分析与设计能力为目标，培养具有基本构件的设计计算能力及一般结构的设计能力、较强的利用计算机解决复杂问题的设计与计算能力、正确识读及绘制结构施工图的能力、正确查阅和利用设计参考资料的能力，以及分析和处理技术岗位的一般技术问题的能力。

2.核心能力目标

通过结构设计计算训练，培养学生：理论联系实际、结构严谨细密的思维方式；一丝不苟

的工作作风和工作方法，以及严谨的科学态度；

遵循设计规范和创新的能力，能用发展的观点来灵活运用设计规范，处理遵守与创新的矛盾；对多种因素进行综合分析和综合应用的能力。无论工程设计还是工程施工都是一个综合性的问题，同一问题，往往有多种可能的解决办法。

二、模块及项目化教学改革方案设计

（一）教学改革思路

根据土建工程技术领域和二级建造师、施工员、质量员、安全员、标准员、材料员、机械员、劳务员、资料员等岗位职业资格标准，以岗位分析和具体工作过程为导向改革课程教学内容。会同企业技术人员设计教学实训项目和职业情境，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。图1为职业综合能力形成进程示意图。

建筑结构课程由混凝土结构、砌体结构、钢结构和建筑结构抗震等结构模块内容组成，讲授结构用材料的基本力学性质，结构设计标准，钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构基本构件的受力特点。通过该课程的学习，学生能掌握钢筋混凝土梁、板、柱、楼（屋）盖，砌体结构的墙、柱及钢结构的连接，梁、柱的设计计算方法和一般结构的构造知识；同时掌握与施工和工程质量控制有关的结构基本知识；能进行一般民用房屋和单层工业厂房结构选型与结构计算，熟练识读结构施工图，并能绘制结构施工图。

（二）课程内容设计

将教学内容按职业能力培养的需要规划为13个模块，设计70个单项训练项目，2个综合训练项目模块（含4个综合训练项目），加强工学结合教学，开设职业体验训练项目并进行考核。教学内容围绕训练项目组织，理论知识作为能力培养的补充，注重态度养成；将岗位资格考证的内容同教学内容融为一体，优化教学与培训进程，增强学生上岗就业的竞争能力；学完该课程和相关课程后考取施工员岗位证书。课程整体教学内容设计如表1所示，相对独立的综合训练内容设计如表2所示。

三、模块及项目化教学改革实施

根据模块及项目化教学改革方案，进行了为期四年的教学实践。

（一）课程教学条件建设

1.实训场地建设

针对课程培养的岗位能力要求，校内建设制图中心、建筑设计工作室、建筑设计院和结构实验室、建筑模型制作实训室和建筑公司，打造真实的教学情景。为培养学生职业素质，使学生有机会进行岗位体验，学校与企业建立了深度融合的校企合作关系，聘请兼职教师指导学生综合技能，并参与对学生学习的评价。

2.立体化教材建设

（1）结合2008年国家精品课程建筑结构教学经验，项目组编写模块及项目化教材《建筑结构》和配套助学教材《建筑结构学习指导与技能训练》，由北京大学出版社出版并在全国发行使用。教材编写中突出能力训练，以能力训练为切入点，体现内容围绕训练项目组织、理论知识作为能力培养的补充的思想；突出用现行的结构软件进行结构设计能力训练，与实际职业工作岗位接轨。

（2）开发建筑结构课程实验实训仿真教学系统进行教学；制作多媒体教学课件辅助教学；购买PKPM结构网络版设计软件进行实际工作训练。

（3）网络资源建设。搭建师生共享的网络环境，拓宽教学的时间和空间，将课程理论基础知识和技能训练任务以及考核资源上传，供学生随时查阅和自我检测；开通专业资料网站，教师备课时可以及时查阅，利用网络优势快捷获取有价值的学习和研究资料，提高教学水平；将现行的建筑工程相关规范上传，将其作为教学标准的重要组成部分，保障学生毕业后就能上岗。

（二）课程教学实施方法

（1）教学内容注重基本概念、基本理论和基本方法的教学，将职业岗位证书考试要求与教学内容融合。

（2）探索以岗位所需能力为培养目标的教学方法，加强计算技能的训练，每一个单元的实施要采取实际案例教学，其中单项能力训练采用能力训练任务引入、操练、深化、训练巩固、总结归纳、课业布置与要求等为主要教学环节。

（3）职业体验训练采取集中讲解训练要求、下发职业体验指导书、职业体验完成后撰写职业体验报告的方式进行，培养学生的自学能力、创新精神和团队协作能力。

（4）课程设计、结构软件应用训练主要采取任务驱动方式，以真实的工作任务为载体，要求学生在规定的时间内完成实训任务。学生自已查找资料，并灵活应用所学知识，自主进行训练，教师跟踪指导，并根据学生完成任务的情况和所提交的实训报告进行考核。

（5）教学实施过程充分体现能力训练、支撑知识学习、技能形成、态度养成能力整合；以每次上课两课时为一个教学单元进行教案编写。课程教学模式采取案例引入、任务驱动、实际项目训练、行业软件训练的“行动导向”教学模式。

（6）教学中增加案例教学中分析与提问的比例，增加课堂练习和课业训练；注意职业标准（涉及到的规范）的理解与运用。

（7）教学中注重现代化结构设计和施工手段的应用，多介绍当前的主流技术和发展趋势。

（8）重视学习方法的指导。重视课业的设计与布置，督促学生及时、独立完成课外作业；强化计算机软件计算训练，严格遵守国家规范，培养严谨、认真、一丝不苟的敬业精神。

四、模块及项目化教学改革效果

该课程自2008年被确定为国家精品课程建设项目以来，课程组采用模块化、项目化教学改革方案，经过四年的教学实践，培养学生严谨的工作态度和结构分析能力，增强了学生职业岗位能力培养的实效性，有效提高了建筑工程技术专业人才培养质量工作。学生毕业后普遍反映适应岗位能力强，上手快；用人单位普遍认为毕业生工作作风严谨，实际分析结构安全能力高，可持续发展能力强。“十二五”期间，随着国家精品资源共享课建设工作的推进，课程组成员正在努力将该课程建设成为国家精品资源共享课程，进一步引领该课程教学内容和教学方法改革，以期在同类课程中形成一定的影响力和较强的示范性。

参考文献：

[1]全国高职高专教育土建类专业教学指导委员会.高等职业教育建筑工程技术专业教育标准和培养方案及主干课程教学大纲[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.

[2]陈翔.高职《建筑结构》模块化课程体系的有效构建[J].中国科教创新导刊，2010（22）：187.

Teaching reform and practice of building structure course based on module and project

XU Xiquan， SHEN Shurong

（School of Architectural engineering， Rizhao Polytechnic Architectural Engineering Institute， Rizhao 276826， P. R. China）

第3篇

中国新兴（集团）总公司战略科技发展部副总经理模块化施工在建造阶段可节约工期70%，一般人工费约占建造成本的20%，能直接降低造价15%。在建造的过程中，还能大量减少建筑垃圾，使项目尽快投入使用。

模块化建筑

模块化建筑是一种新型的建筑结构形式，模块化建筑结构体系，以单个房间作为一个模块在工厂进行预制，并可在工厂对模块内部空间进行布置与装修，然后运输到现场通过吊装将模块可靠地连接为建筑整体，模块化结构体系预制比例高，可节约人力、物力，减少工期，绿色环保。

与传统建筑相比，模块化建筑其优点在于能把复杂的建筑结构简单化，把复杂的功能系统分解为子系统，从而更易于管理和实施。模块化建筑设计和建造是基于以下理念：一是适应的建筑设计比较广泛，建筑过程能满足任何新颖的建筑设计方案；二是空间模块都是由二维平面组件构成，通过模块化建筑制造工厂的生产装配线以及严格的质量监控系统，能把所有二维构件组装成一个个空间模块，运输方便，建造灵活i三是减少建筑垃圾和重复投入，绿色环保；四是减少现场的施工量，大量节约人力。

据统计，模块化建筑结构体系的预制比例可高达85%以上，其余为现场基础施工与模块安装的连接工作。模块化建筑得到了很多建筑大师的首肯，取得了很多成功案例。比如，远大集团在长沙盖起30层酒店。就是采用模块化解决方案建筑酒店，一共用了15天就完成了整个建筑的施工。施工过程中，工人像搭积木一样，快速地安装框架和建筑钢材，整个建筑施工场所，没有任何的建筑垃圾。模块化建筑及其模块化施工技术可谓是建筑史上的一场空前革命。

模块化施工

模块化施工技术更加注重小生态环境的建设，最大优点是能够实现平行施工，大量的施工工作在制造工厂完成，有效地减少在现场的施工量，从而缩短整个项目的建设工期。不仅能够降低施工难度，更好地保证施工质量，还能提高生产率，体现人工智能的特点，实现绿色建造达到可持续发展。

与传统建筑施工相比，模块化施工通过完善而严格的“车间”质量管理体系控制建筑质量，建筑牢固性能好，投资回报快，符合城市可持续发展战略，环保节能性能大大高于传统建筑模式，实现了绿色可持续发展。

模块化施工的成功案例之一。坐落于华中科技大学建筑系馆东侧的石榴居，就是关于新型建筑结构体系并按照模块化施工的有益实验。石榴居所有建筑构件均由当地建筑工厂预制，并在现场装配而成，建筑以胶合竹作为主要结构材料，进行整体预制，它的主体结构为30mm×600mm的门式钢架体系，建筑结构直接暴露在室内并作为家居和储物空间，使用较为方便。整个竹制建筑体采用轻型的预制体系，基础为点式桩基。现场工人只需将预制工厂的主要构件以及次级构件进行对位装配即可，而且其中85%的主体构件可以被拆解。

存在的困惑

模块化建筑技术标准还不完善。这是制约模块化建筑及其施工技术的关键因素。在我国，建筑业推广使用模块化建筑结构的现象越来越热，但仍然未形成系列的规范来指导这项工作，这就使得建筑商们尤其是施工单位望而却步，有积极采用模块化施工技术的热情，又担心缺乏相关标准和规范，不能通过质量验收。

技术工人相当匮乏。任何一项工作，都必须依靠专业技能来完成，否则就不可能得到长足发展。工厂化模块式生产对工人的技术要求较高，而我们施工企业的工人基本上是农民工，文化程度低，无法满足工厂化预制构配件的要求。虽然说通过工厂预制，将施工现场对技术工人技能的要求转嫁到预制工厂，在施工一线的技术工人的数量大大减少，一线施工人员就转移到预制工厂从事生产。但在施工现场，由于模块化建筑的设计及施工属于新事物，模块化建筑的设计比较复杂，如何将模块化建筑各个模块单元进行连接组装，保证结构的稳定、牢固、可靠，对现场技术工人的要求，远远大于传统施工方法对工人技术素养和施工能力的要求。这也是制约我们大力推广模块化建筑的一个瓶颈。

模块化建筑在普及率不高的情况下，其高昂的造价也是制约发展的瓶颈之一。由于受施工规模和异地运输的影响，在个地方预制构建数量较少不宜开办工厂而异地运输费用较高的情况下，模块化施工就会因为新开办工厂制造成本高而放弃，只能采取现场现浇方式生产。由于目前模块化建筑尚不普及，当建筑物规模较小，而当地又缺少预制工厂时，施工企业只能自己建厂预制构配件，或从异地预制工厂运输预制构配件。这样就极大地增加了施工成本，使得模块化建筑施工不经济最终放弃。目前，我国进行工厂化预制建筑构配件的企业主要以施工企业为主，其生产线大多从德国等发达国家进口，造价比较昂贵，如果制作的预制件达不到一定规模，就无法摊薄成本，企业就会出现亏损，要实现产业化就比较困难。

采取的措施

提高全社会对模块化施工方法的认识和接受程度。使用者和投资人能否接受模块化建筑及其施工方法，是关键因素。该建筑物是否按照模块化建筑设计，其实对于施工企业来说，都可以对其中的部分单元或全部单元采取模块化施工，但使用人或投资人，由于对模块化施工方法在结构的稳定性可靠性存在疑虑，就可能加以拒绝。由于模块化施工近阶段主要采取钢结构的形式，业主对钢结构在居住时的宜居性不能接受，比如钢结构冬凉夏热，住宅或公共建筑采用钢结构在冬天或夏季保温效果较差，如何节能就是需要考虑的首要问题。由于新技术的应用和新型节能材料的使用，可以通过加大保温层等方法，不仅使建筑物能完全满足使用要求，相比传统施工方法还提高了宜居性，这就需要加大宣传，让全社会都认识到模块化建筑和模块化施工方法带来的重大革新，能对我们的生活带来很多好处。