中国工程师参观日本装配式建筑有感

1、东京&伊豆


结构加固方案的小思考




五花大绑式的加固方式


下部采用钢筋混凝土形式，结合纯钢结构形式


可能是利用了原有的一些混凝土构件，但结构设计中的阻尼设定存疑


城市肌理


同样是资本主义，对比希腊与巴黎，差距不小




中国推动城市设计全覆盖，希望真正落实


停机坪小知识








日本结构界著名的“软硬之争”


日本结构界曾经对抗震主流技术使用“柔性耗能”还是“主体抵抗”有不同见解，并在规范建议体系中有不同的指引。目前似乎“柔性耗能”占主流，如同日本汽车碰撞性能的原理。


先来个小案例：




在室内工艺上，结构师虽不太了解其安装工艺的技巧，但从收缩而言，角部是容易出现拉裂的风险，且这种自然现象难以避免，巧妙的遮挡是个好办法。




地上60层，地下2层，普通的超高层藤田建设设计+建造


经采访，2-44层使用耗能阻尼墙技术进行抗震设计，小震时提供刚度，大震时充分耗能，是典型的耗能结构，大幅度提高罕遇地震下的安全性能。日本这类高层很多采用类似的技术，这项技术不复杂，中国的工程界也有大量应用，但为何在普遍性上差距较大，有我的一些思考。


1、国家经济实力不同，所以规范标准水平不同，不是我们不会做，目前我们不能花这么多钱。


2、还有些问题需要解决。阻尼墙的原理是通过大变形，将动能转化为摩擦能或热能，使用的材料一般为油性或特殊砂浆，因此，耐久性理论上低于主体结构，在使用周期内需要更换，因此对物业管理有一定要求。


3、通过局部构件的耗能损伤，保护整体结构安全，是高效率的做法，在我国超限结构中也有所应用，但由于我国对于规范的执行、低成本的习惯做法，造成对新材料和新工艺有一定阻碍，需要时间进行改善。


1.制定合理的定量评价标准。清华大学曾进行过抗震性能设计定量评价的课题，但未在业内引起足够的重视，这与课题执行期当时的国内经济水平有关。


2.随着国家经济实力的不断提高，尤其是几次重大地震灾害，如同国际常规做法，经历严重震害后，设防标准会不断上升。日本使用这类高效率手段，归根结底是设防水平高，不使用这些手段，构件尺寸等经济性不合理，这是经济手段推动的必然结果，因此我们也必将如此。


3.结合以上因素，推行地震保险，设防水平高，保险费率低，用经济手段指引 。目前北京师范大学正在进行相关课题。


保护措施到位




建设体制不同




本项目土地协商20年，拆迁2年，建设3年半


根据同行同仁介绍，国内类似项目建设周期4年半至5年


管理效率高，招投标制度不同


建筑师责任制及工程管理领域的资质改革，也许是未来的缩影


成套的设备解决措施




除隔振垫外，该支座采用空心做法，进一步改变振频




保护型材的连接部位，提高设备耐久性




拉丝处理，提高玻璃的防粉碎能力


模数化已很发达，但不够纯粹




模数化≠以某个数值为模数，而是完成面的数学控制系统，中银大厦以575为基本模数，是结合层高、室内外条件确定的数学原则


对比贝聿铭先生的中银大厦（北京），日本建筑师还有很长的路要走，中国亦然。


小结构大想法




中心筒+周边大悬挑


周边保持空气流动，对抗风设计极为有利


清水混凝土




伊豆的气候湿润，空气清新，非常适合清水混凝土建筑。


清水混凝土的工艺及环境要求均较高，虽然有界面保护剂，但在干燥、污浊空气环境下，混凝土失水、碳化等都容易造成开裂。


修养是一种生活方式




将鞋子码放整齐这个小细节，需要成为生活习惯的修养。




2、神户


结构防连续倒塌设计小案例




非张紧铁索，支座限位失效时提供约束。


桥梁常见做法，民用建筑的节点设计也有原理近似的防脱落措施。


日常国民教育中的建筑学







寺庙中的古法屋顶构造模型


大和建设研制的消能装置制震装置




本项技术在中国也属于较为成熟的构造


思考：
1.强震下耗能段大变形耗散地震动输入，需要进行检查甚至更换，未来应发展智能技术，自动判断损伤程度远程传输数据。
2.国内应通过税收调节，给予高技术产品政策支持，用经济手段推动。


目前，其他专业人士对中国的结构水平或材料水平尚存疑。我们不是在技术有差距，而是在设计标准上有差距，随着国力提高，必将改变。


轻型钢板墙







钢板剪力墙在超高层中有不少应用，大和建设借鉴技术原理，将其轻型化，应用在多层建筑中，可有效减小结构竖向构件尺寸，方便安装，抗震性能优越，是一项非常好的综合经济措施。


但钢结构也并非完美无缺，其防火性能需要防火涂料实现，防火涂料很难与主体构件同等寿命，因此要考虑维护方法，或者进行材料研发，提高防火涂料的性能。


预制混凝土构件与钢骨梁连接节点




钢梁与预制混凝土的连接新节点，不使用常规的钢牛腿做法，个人判断适用于端部剪力较小的情况。





预制梁中的有钢骨，个人判断适用于端部剪力较大的情况。钢骨应延伸过刚域。


大和建设的抗震加固节点




采用防屈曲支撑，简化过去钢构件加固的复杂程度，且避免钢结构构件在强震下早于混凝土构件退出工作，中国也采用同样的方法。


大和建设的结构检测机器人




大和建设研发的绿化墙面技术





大和建设研发的农业设施




以色列以及我国均有类似技术，未来殖民火星可能会用到此项技术。


艺术化的小结构




过街天桥钢结构节点


关于智能化技术


限于大和建筑的要求，未能拍摄照片，大和建设展示了pad控制空调、门锁


等物联网技术，在我国物联网已有大量应用，如摩拜单车，智能空气净化器等。


物联网必将如同网上支付一样大行其道，但有必要关注两个问题：


1.网络安全，如恐怖分子不能轻易操作无人驾驶汽车，使之成为攻击武器。


2.传统智能化性能稳定，已有超大规模的应用，物联网不是要扼杀传统物联网，而是要通过协议转换，打通两种模式的通路，这需要大量的研发工作。


大和建设展示了可以向上反射光线的窗户、户内吸音材料、防夹手门、燃烧时不会释放有害气体的保温材料等，通过对人需求的研究，提高产品品质。中国企业只要专注于本行业或本细分专业的深耕，以我们的智慧和精神，遣唐使终将再次出现。





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