浅谈模块化建筑结构

浅谈模块化建筑结构

陈奇

优必（上海）建筑科技有限公司上海200000

摘要：模块化概念最初来自于计算机领域，但近年被越来越多运用于建筑行业。模块化建筑是指采用工厂预制的结构集成模块在施工现场组合而成的装配式建筑，也可以是与框架、剪力墙、筒体结构等组合的装配式建筑。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和施工质量。这种新型建筑模式能迅速推动我国建筑施工技术的发展。社会经济的发展使大型建筑工程的制作向模块化发展。

关键词：模块化、建筑工程、发展

引言：随着科学技术的发展，房屋的建造方式已走向预制化形式，显然，预制化形式中首当其冲的则是模块化。模块化拆分了讲就是将一栋建筑分割成若干的标准模块和少量非标模块。每个模块都在工厂进行预制建设，并在其中集成内装修与外饰面。等所有模块运输到现场之后，再进行干式施工让模块组合成一栋建筑物。最后再进行后期的收缝收口处理即可。与传统建造方式相比，其优点在于施工质量可控，建造时间迅速，人力资源节省等。

1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。

2模块化建筑结构综述

2.1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。

2.2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安全、经济、耐用以及美观。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。

3模块化建筑施工工艺

3.1探究建筑模块化类型。建筑模块通过进行其功能和结构上的划分可分为以下几种类型：第一，墙体承重模块。墙体承重模块主要可以将建筑空间划分成大小合适的空间区域，满足建筑物对空间格挡的需求。它主要由水平横杆、支撑、立柱和墙体组成的承重模块。这种模式的模块化适用于宾馆或宿舍等对空间均匀性划分表较高的建筑。第二，非承重模块。非承重模块主要依靠其他模块进行整体结构强度承接，同时需要考虑自身的结构重量，非承重模块在移交在建建筑时已经预先在工厂安装完成，同时还包括其相应的配套设施。例如厨房等较小空间的结构化所需配备的水暖等。第三，角柱支撑模块。角柱支撑模块最大的优点就是空间开放性大，通过像传统热轧钢结构的作用布置在结构的纵向边缘部位。将角柱模块整体拼装后便可形成多面的开放空间[4]。第四，楼梯模块。楼梯模块同非承重模块有相似性，它们都需要依附于主题承重结构，但是与非承重结构模块所不同的是楼梯模块更多的用于完全模块化建筑。它主要在楼梯和平台两个预制单元中结合整体结构延伸至更高楼层。

3.2探究模块化施工工艺流程和方法。模块化施工主要分为几个特点，首先，对于模块而言，是预先在工厂中依据设计所需进行流水线化加工而成的。其次，在进行内装修作业和外饰面施工。最后把模块运输到现场后进行组装和收口处理。但是在现场组装之前必须做好土建基础工程，只有做好了基础工程才能保证接下来施工工作的顺利进行。以下将重点介绍现场施工环节的内容。

3.2.1进行土建基础建设。基础建设是进行其他主体建设的基础，对于现场施工来说，需要仔细阅读施工建筑图纸，做好地下工程的排水、打桩、压实等工作，这些工作是更好地进行模块化组装的前提。

3.2.2运输吊装后由现场进行组装。其次在基础工程完工后就是最重要的一步，进行建筑整体结构组装。进行这一步施工同样要对施工图纸有一个很好的把握，因为模块化建筑本身就具有极强的结构性，虽说施工知识进行相应的组装，但是，在组装过程中一定要能看懂图纸中设计人员需要表达的具体内涵和设计理念。对于组装过程中的节点部位细节一定要仔细研究，运用重点论注重建设的细节施工。因为模块化分区域的特殊性，因此在进行组装时还要注意整体性功能的建设。

3.3进行给排水等安装工程建设。给排水安装时建筑物整体功能性不可缺少的阶段，因此在建筑物整体模块建设完成的基础上，进行给排水安装。安装过程中同样要进行模块化划分，像厨房、卫生间等具有独立体系的模块已提前在工厂整体加工好，运输到施工场地只需吊装安插便可。

3.4进行建筑的收缝收口处理。在完成了基本建设和安装的基础上进行收缝收口，这是模块化施工的第四个步骤，这道工序的质量优劣决定了最后建筑物的使用性能，所以必须慎重，监理也应重点检查该处。

3.5进行工程的整体验收。最后一步就是进行工程的整体验收，在验收过程中需要把握建筑节点、细节，同时也要注重整体结构的检验。

结束语

虽然模块化建筑能通过新型建造方式起到了入住更加舒适更加环保的效果，但如今模块化建筑仍是建筑结构设计的一个难题。模块化建筑结构设计通常在自然界动物建造自己的巢穴中比较多见，但是真正弄清楚其中的道理所在却是科学家仍需面临的问题。但是，目前通过模块化结构和模块化施工为建筑行业带来了新的契机，仍是建筑行业值得学习的前沿科技。

参考文献：

【1】闫玉红，袁广林，沈华.现代建筑结构体系及其抗震的分析与展望[J].工程建设与设计，2005，（03）.

【2】周杰.建筑结构体系的再造和重构――对高层建筑的设计尝试[J].四川建筑，2004，（04）.

【3】曲可鑫.钢结构模块化建筑结构体系研究[D].天津大学，2013.

【4】俞宝达，俞宝明.从模块化建筑到模块化施工[J].浙江建筑，2013，30（5）：56-59.