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关键词:建筑;工业化;标准化设计;装配式
引言
随着我国社会经济以及建筑行业的迅猛发展,尽快实现建筑工业化已成为广大建筑工作者的一项重要工作任务。标准化设计是建筑工业化的核心,为了达到系列化、规模化生产的目的,必须重视准化设计手法的推广与完善。
1建筑工业化
建筑业是我国国民经济的支柱产业之一,被称为国民经济的先行。但是长期以来,分散的建筑手工业生产模式无法跟上大规模的经济建设步伐,要想改变目前这种相对落后的状况,必须明确工业化生产是建筑行业发展的必然趋势,也是加快建筑产业发展步伐的关键所在。
1.1建筑工业化的特点
建筑工业化从根本上来说属于是一种新的生产方式和技术手段,即充分利用现代工业手段、现代工业组织、先进科学技术手段对建筑工业化生产中的全部过程的生产要素进行集成和系统性的整合,进而实现建筑设计的标准化、构件生产工业化、住宅部品系列化、现场施工装配化、土建装修一体化以及生产经营社会化,形成有序的工厂流水作业,从而不断的提高建筑施工质量和效率,同时还能降低成本和能耗。建筑工业化与以往的建筑设计和生产方式完全不同,相较传统的建筑生产方式,其主要特点和突出特征就是实现设计阶段和施工阶段的一体化。
1.2建筑工业化的内容
(如图1所示)建筑工业化主要包括四个方面:建筑设计标准化、构配件生产工厂化、施工机械化和管理科学化。(1)设计标准化是实现建筑工业化目标的前提,指的是从同一设计配件入手,对配件类型进行尽可能的减少,进而形成单元或者整个房屋的标准设计。(2)构配件生产工厂化是建筑工业化的手段,指的是构配件生产集中在共产进行,不断的实现商品化。(3)施工机械化是建筑工业化的核心,指的是利用机械代替传统的繁重的体力劳动,利用机械在施工现场进行构件和配件的安装。(4)管理科学化是建筑工业化的保证,指的是采用科学的方法和手段进行建筑工程项目管理,避免因为主观臆断或者仅凭经验对其进行管理。
2建筑设计标准化
建筑设计标准化,是将建筑构件的类型、规格、质量、材料、尺度等统一标准,将其中建造量大、使用面积广、共性多、通用性强的建筑构配件及零部件、设备装置或建筑单元,经过综合研究编制成配套的标准设计图,进而汇编成建筑设计标准图集。标准化设计的基础是采用统一的建筑模数,减少建筑构配件的类型和规格,提高通用性。建筑设计标准化主要包括两个方面的内容:①建筑设计的标准,包括制定各种法规、规范、标准、定额与指标。②建筑的标准设计,根据建筑设计的标准,设计通用的构件和配件、单元和房屋。标准化设计可借助国家或地区通用的标准构配件图集来实现,设计者根据工程的具体情况选择标准的构配件,避免重复劳动,构配件生产厂家和施工单位也可针对标准构配件的应用情况组织生产和施工,形成规模效益。建筑设计标准化是为了促进最佳的全面经济管理,为有序地推行建筑工业化而制定的一套统一措施和规定。建筑设计标准化的目的是合理利用原材料,促进构配件的通用性和互换性,实现建筑工业化,以取得最佳经济效果。建筑设计标准化要求建立完善的标准化体系,其中包括建筑构配件、零部件、制品、材料、工程和卫生技术设备以及建筑物和它的各部位的统一参数,从而实现产品的通用化、系列化。建筑设计标准化工作还要求提高建筑多样化的水平,以满足各种功能的要求。
2.1标准构件、配件设计
由国家或地区编制一般建筑常用的构件和配件图供设计单位选用,以减少不必要的重复劳动。
2.2整个房屋或单元的标准设计
由国家或地方编制整个房屋或单元的的设计图供设计单位选用。整个房屋的设计图,经地基验算后可据以建造房屋。单元标准设计,经过设计单位用若干单元拼成一个符合要求的组合体,成为一栋房屋的设计图。图2为某住宅以一户为定型单元的布置。
2.3外墙标准化设计
外墙标准化设计,设置统一的建筑外圈构件梁高;设置形状及其宽度相近的外墙;采用统一的窗户大小。对端头外墙构件进行合理的使用,有效的减少构件的类别。在实际操作中尽可能的利用二维外墙构件,尽量避免采用三维外墙构件,二维外墙构件不管是在模具成本还是在运输成本上都优于三维构件。如果确实需要采用三维构件,应该尽可能的选用二维构件分解或者简单的三维构件代替。
2.4预制楼板设计
预制楼板设计,根据结构的特征,采用统一的尺寸对房间的开间和进深进行设计。平面布置时尽可能的将降板的功能区集中布置,楼板等构件形状布置应该尽量的方正,并且应该有一边低于2.5m。根据实际工程的要求选择合理的项目应用,比如跨度相等、柱网规整的住宅公寓、商务公寓或者酒店项目最适合大规模使用预制叠合楼板。建筑设计标准化的作用是对工程项目规模、内容、建造标准进行控制;保证项目的安全性和预期的使用功能;提供设计所必要的指标、定额、计算方法和构造措施;为降低工程造价、控制工程投资提供方法和依据;减少设计工作量、提高设计效率;促进建筑工业化、装配化,加快建设速度。
3案例分析
3.1工程概况
某保障性住房总建筑面积为21万m2,住宅地上为6~21层,最高的建筑高度为58.6m,结合实际情况,研究决定该项目住宅楼地上部分全部采用建筑标准化设计,构配件生产工厂化的建造方式,对各住宅楼加强区以上采用装配式剪力墙结构体系,四预制一叠合方式,对外墙板、阳台板、空调板和楼梯板进行预制,对楼板进行叠合。
3.2建筑标准化设计
建筑工业化必须充分的进行标准化设计,才能够保证在生产和安装过程中对成本进行有效的控制。建筑标准化设计主要包括以下四个方面:
3.2.1户型标准化
该保障性住房全部采用小户型,一居室建筑面积为40m2左右,两居室建筑面积为60m2左右。经分析和研究,一居室设计为一种户型,一共2316套;两居室设计为三种户型,一共684套。户型的标准化设计能够进一步保证预制构件模具的重复利用率,有效的降低预制构件的生产成本,为该项目的工业化建造打下坚实的基础。
3.2.2厨卫标准化
厨房和卫生间高度标准化,总户数中90%的厨房和卫生间采用同一种模块。厨房分成三种,见图3,厨房的开间统一为1.6m,为橱柜的标准化提供了条件。卫生间分成四种,见图4。
3.2.3管井标准化
为了确保住户的私密性,管井设计借鉴酒店设计,将管井布置在户外走廊中,利用房间凹口统一设置,经过管井标准化设计归纳成一种尺寸,不但方便且经济,能够对设备管道的安装效率进行有效的提高,实现了户内无立管,为户内楼板的工业化提供便利。
3.2.4预制构件标准化
结合建筑单体平面和立面进行预制构件的拆分和优化,以实际情况为依据,合理确定预制率和预制构件范围。预制构件的设计必须关注以下三点:①预制构件吊点的数量、位置和起吊方式必须合理,确保在制作和吊装阶段能够满足受力要求;②做好预制构件的设计验算;③预制构件上必须预留好机电设备预埋管线和线盒、预留孔洞,要求预留位置精确,如果构件性能存在削弱的情况,必须采取针对性的强化措施。只有保证方案阶段预制构件标准化设计工作到位,才能够保证预制构件的少规格和多组合。
4结语
建筑设计标准化是建筑工业化重要的基础和前提,对整个建筑工程的建设效率和经济效益进行提升,从而加快建设速度,降低劳动强度,减少人工消耗,提高施工质量和劳动生产率,大大改善国内人居面积小的现状,满足现代城市的发展需要。
参考文献
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[2]刘东卫,奥茂谦仁,张密,等.公共租赁住房标准化设计与部品化建造的技术研究———北京公共租赁住房示范工程•众美光合原著项目的建设实践[J].中国住宅设施,2012(5):15~21.
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【关键词】工业化;建筑
(1)建筑工业化的含义和基本特征(四化一改);工业化建筑的类型。
(2)砌块建筑:特点设计要求;常用砌块的类型及砌块墙体构造。
(3)大板建筑:特点设计要求;内外墙板楼板及屋面板类型(材料受力复合);节点构造,外墙板缝防水构造(材料防水构造防水)。
(4)装配式框架板材建筑:骨架结构系统,框架结构特点;按材料分类,按施工方法分类;结构布置及传力系统;柱网形式及常用尺寸;框架节点连接;框架结构外墙构造,外墙的类型及材料(砖砌块板材及幕墙),外墙的搁置位置与建筑立面造型,外墙与外墙外墙与框架的连接;板柱结构系统及其外墙,板柱结构组成形式和力的传递,板柱的节点连接,墙体材料及构造。
(5)大模板建筑:特点设计要求;类型墙体材料及节点构造。
(6)滑模建筑:特点设计施工要求及类型。
(7)升板建筑:特点施工要求;楼板类型及构造节点。
(8)盒子建筑:特点及类型;组装方式与构造。
建筑工业化:
1.建筑工业化的基本内容
1.1建筑工业化是指建筑业要从传统的以手工操作为主的小生产方式逐步向社会化大生产方式过渡,即以技术为先导,采用先进、适用的技术和装备,在建筑标准化的基础上,发展建筑构配件、制品和设备的生产,培育技术服务体系和市场的中介机构,使建筑业生产、经营活动逐步走上专业化、社会化道路。
1.2建筑工业化的基本内容是:采用先进、适用的技术、工艺和装备,科学合理地组织施工,发展施工专业化,提高机械化水平,减少繁重,复杂的手工劳动和湿作业;发展建筑构配件、制品、设备生产并形成适度的规模经营,为建筑市场提供各类建筑使用的系列化的通用建筑构配件和制品;制定统一的建筑模数和重要的基础标准(模数协调、公差与配合、合理建筑参数、连接等),合理解决标准化和多样化的关系,建立和完善产品标准、工艺标准、企业管理标准、工法等,不断提高建筑标准化水平;采用现代管理方法和手段,优化资源配置,实行科学的组织和管理,培育和发展技术市场和信息管理系统,适应发展社会主义市场经济的需要。
2.建筑工业化的发展
建筑工业化是我国建筑业的发展方向。近年来,随着建筑业体制改革的不断深化和建筑规模的持续扩大,建筑业发展较快,物质技术基础显著增强,但从整体看,劳动生产率提高幅度不大,质量问题较多,整体技术进步缓慢。为确保各类建筑最终产品特别是住宅建筑的质量和功能,优化产业结构,加快建设速度,改善劳动条件,大幅度提高劳动生产率,使建筑业尽快走上质量效益型道路,成为国民经济的支柱产业。我们主要吸取我国几十年来发展建筑工业化的历史经验,以及国外的有益经验和作法;考虑我国建筑业技术发展现状、地区间的差距,以及劳动力资源丰富的特点;适应发展建筑市场和继续深化建筑业体制改革的要求;重点是房屋建筑,特别是量大面广、对提高人民居住水平直接相关的住宅建筑。
3.实现建筑工业化的措施
建筑工业化,首先应从设计开始,从结构入手,建立新型结构体系,包括钢结构体系、预制装配式结构体系,要让大部分的建筑构件,包括成品、半成品,实行工厂化作业。一是要建立新型结构体系,减少施工现场作业。多层建筑应由传统的砖混结构向预制框架结构发展;高层及小高层建筑应由框架向剪力墙或钢结构方向发展;施工上应从现场浇筑向预制构件、装配式方向发展;建筑构件、成品、半成品以后场化、工厂化生产制作为主。二是要加快施工新技术的研发力度,主要是在模板、支撑及脚手架施工方向有所创新,减少施工现场的湿作业。在清水混凝土施工、新型模板支撑和悬挑脚手架有所突破;在新型围护结构体系上,大力发展和应用新型墙体材料。三是要加快“四新”成果的推广应用力度,减少施工现场手工操作。在积极推广建设部十项新技术的基础上,加快这十项新技术的转化和提升力度,其中包括提高部品件的装配化、施工的机械化能力。
在新型结构体系中,应尽快推广建设钢结构建筑,应用预制混凝土装配式结构建筑,研发复合木结构建筑。在我国,进行钢结构建设的时机已比较成熟,我国已连续8年世界钢产量第一,一批钢结构建筑已陆续建成,相应的设计标准、施工质量验收规范已出台;同时,钢结构以其施工速度快、抗震性能好、结构安全度高等特点,在建筑中应用的优势日显突出;钢结构使用面积比钢筋混凝土结构增加面积4%以上,工期大大缩短;在工程建设中采用钢结构技术有利于建筑工业化生产,促进冶金、建材、装饰等行业的发展,促进防火、防腐、保温、墙材和整体厨卫产品与技术的提高,况且钢结构可以回收,再利用,节能、环保,符合国民经济可持续发展的要求。
【关键词】:全装配式 发展前景 未来预估
随着近年来建筑行业的快速发展,建筑行业逐渐消去原来的势头。刚刚结束的中央经济工作会议明确,在经济发展新常态下,生产能力智能化、专业化将成为产业组织的新特征。
一.市场前景展望
发达国家和地区发展装配式住宅经历了三个阶段:第一阶段为起始期,重点建立工业化生产体系;第二阶段为发展期,重点提升装配式住宅的质量;第三阶段为成熟期,侧重降低物耗和对环境的负荷,并解决住宅多样性、个性化和低碳环保等问题。上世纪六七十年代,依靠行政手段,中国掀起了一场全国范围的建筑工业化运动,提出了“三化一改”的方针,即“设计标准化、构配件工厂化、施工机械化”和“墙体改革”,用大板房技术取代砖混结构建造住宅。这种技术因其抗震性能差、易出现渗漏问题,到了人力成本比较低的时候,这种模式就很快没了。尽管中国1998年起陆续出台了住宅产业化的相关政策,行业发展的主要动力却来自于市场的倒逼,“劳动力成本上升是装配式住宅普及的主要动力”。
数据显示,建筑业城镇单位就业人员平均工资从2003年的1万多元上升到2012年的近4万元。“开发商选择传统施工方式的空间会越来越小,而工业化生产的能力远远不够。传统的劳务涨价、质量不可控还在加剧,传统施工的报价越来越高,开发商未来承受不了,自然要接受标准化的建造。”未来建筑公司只有两条路,要么被淘汰,要么进入园林工程等细分市场。
二、发展制度的障碍
政府高层将装配式住宅和绿色建筑一起提出。业内人士认为,政府旨在解决社会问题,一个是用工荒的问题,另一个是建筑工地造成的空气污染问题。“这些因素促使政府加快推动建筑产业现代化,企业也有积极性。” 目前地方政府正在热捧住宅产业化,沈阳、北京、上海、天津、合肥、杭州等地均表现出了积极兴趣。远大住工正在10个省份布局制造中心。“到今年年底,产能能到2000万平方米,2018年年底能到5000万平方米,那时准备不再扩厂,采取加盟方式。” 仇保兴认为:“现在到了有坚强动力的时候了,我们需要找到主要问题。”推进住宅产业化市场化运作。
据了解,我国装配式住宅的发展存在几大瓶颈:一是技术标准滞后,缺乏装配式住宅的设计、生产、施工、验收标准体系,试点成果无法大规模推广,同时跟绿色建筑的标准尚不能完全融合。二是项目建设管理体系不利于装配式住宅的发展,具有总承包资质的企业不具备专业化生产的能力,少数具备能力的企业又没有总承包资质。目前有些地方已经解决上述问题。以深圳市的保障房住宅建设为例,当地采取图纸标准化、施工工厂化、管理可视化、现场整洁化,建筑质量得到提升,施工周期都缩短了,达到绿色建筑二星以上的评价标准。
三.成本的预控和限制
还有一个瓶颈是装配式住宅的建造成本相对较高,比传统方式高出500元/平方米左右,同时构件生产企业交纳17%的增值税等税收体系的不合理,增加生产成本。
不过,建造成本相对较高是暂时的,“这个问题应该向前看,现在的劳动成本过几年又要翻一番”。“建筑工业化有两大门槛,一是资金门槛,前期投入很大,远大也是因为原来做空调赚了钱,现在才有实力投资做住宅产业化。二是技术门槛,目前确实技术比较繁多。”建筑工业化必须由工业企业来做,“建筑企业、设计院是完不成工业化的,原来我们也是这样做,但成本降不下来”。工业化的一个条件就是规模化,没有规模化的工业化,成本会极高。“现在的问题在于,有了工业化,才可以降低成本,没有成本的降低根本推不开。”军说,“远大的建筑工业化产品原来没有成本优势,开发企业都不用,我们只能在自己开发的楼盘上用,这侵蚀了我们房地产开发方面的利润”。
随着规模化的实现,目前远大住工的综合成本基本等同于传统建造方式。“争取两年之内,将产业化的建筑成本报价降低到传统报价的90%,我们已经找到路径,保证即使这样的报价也还能有10%的利润,这是行业平均利润的五到六倍。”
首先,加大科研投入,突破关键性技术,做到速度、质量、安全、环境友好和效益五个方面的统一,尤其是环境应遵循绿色建筑的标准,如加强高强度、自保温、阻燃、长寿命、可循环、健康的轻型建材开发,加快有关设计软件和绿色评估软件的开发应用,加强装配式住宅新型结构的研发。
其次,改革项目建设的体制。这需要解决装配式住宅的研发、生产、推广、应用的管理体系,同时加快施工企业的营业税改增值税的过程,优化建筑企业结构,淘汰技术力量比较薄弱的挂靠分包小队伍。未来的工程规模小无法盈利,自然就淘汰了小队伍。
第三,有关部门正在扶持式;以一些企业为龙头,形成构件生产、原材料供应、结构设计、施工建造、部品生产和住宅物业管理等企业参与的企业集群;利用互联网覆盖到全产业链,构成零库存的装配式住宅生产体系。
【结语】:在新时期下全装配式楼房的出现将给建筑行业增添一股新鲜的血液,在很大程度上促进建筑行业的不断发展,全装配式楼房克服掉潜在的危险之后带来的必将是一场很好的效果。不断促进建筑行业的蒸蒸日上。
【参考文献】:
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关键词:新材料, 新技术, 新工艺, 绿色施工
Abstract: With the progress of science and technology, human knowlege on the nature is more profound understanding, engineering vision increasingly open, building technology in recent years have made great progress. New engineering materials, building structure form, construction technology emerge. Greatly improve the overall level of construction projects, ensure the engineering quality and safety.
Keywords: new materials, new technology, new technology, green construction
中图分类号: TU198 文献标识码: A 文章编号:
随着科技的进步,人类对自然的认识更加深刻,工程视野日益开阔,建筑工程技术在近年来也取得了长足发展。新的工程材料、建筑结构形式、施工技术不断涌现。大大提高了项目建设的整体水平,保证了工程的质量和安全。下面根据我多年的经验和实践谈谈对建筑工程技术中新材料、新技术、新工艺和绿色建筑几个方面的一些认识,与大家共勉。
一、建筑工程新材料方面
建筑工程的发展离不开工程材料,建筑材料的更新是新型结构出现与发展的基础,而新型结构的出现又是新材料出现的驱动力。近年来,工程材料的发展可谓空前活跃,在高强度、轻质、高耐久性、绿色环保等方面都取得了长足的进步。
下面针对我这几天的学习和切身体会就目前正在或已经推行的几种新材料做简单的介绍。
(一)高强度材料
我国建筑工程实际应用的混凝土强度和钢筋强度等级均低于发达国家,结构安全度总体上比国际水平低,但材料用量并不少,为提高材料的利用率,建筑结构材料强度宜适当提高。因此,近年来,高强度的建筑结构材料不断涌现,所取得的经济社会效益明显,不但能直接减少材料使用量,而且还可缓解原料对生产、加工、交通运输、电力等耗费,有利于国家减少工业投入,更好地落实节约资源能源的基本国策。
1、高强度高性能混凝土
1.1其定义为:高强高性能混凝土指具有高强度、高工作度、高体积稳定性和高抗渗性的混凝土。《建筑业10项新技术》(2010版)将强度等级超过C80的高性能混凝土定义为高强度高性能混凝土。
1.2该材料的特点:采用高强度高性能混凝土可以减小截面尺寸,增大建筑的使用面积和空间,从而减轻结构自重,降低施工工作量,并达到更高的耐久性,获得较大的经济效益。
小结:经证实,该种混凝土在高层或超高层中使用较广,一般的民用建筑等很少涉及,鉴于其带来的优越性,应大力推广。
2、高强度钢筋
2.1其定义为:在国内,高强度钢筋是指《钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋》(GB1499.2-2007)中规定的屈服强度为400MPa和500MPa级的普通热轧带肋钢筋(HRB)和细晶粒热轧带肋钢筋(HRBF)。
2.2该材料的特点:高强度钢筋可广范应用于非抗震和抗震设防地区的民用与工业建筑和一般构筑物,可用作钢筋混凝土结构构件的纵向受力筋和预应力混凝土构件的非预应力筋以及用作箍筋和构造钢筋等。其强度价格比随强度增加而逐步提高,高强度钢筋具有良好的经济效益。若能将我国混凝土结构的主导受力钢筋强度提高到400MPa~500MPa,则可节约钢筋用量30%。
小结:目前,根据新的技术规范要求,一级钢(Q235)已取消,市场已淘汰,更换为HRB300螺纹钢,使现浇顶板的钢筋含量减少,大大减少了混凝土裂缝等质量缺陷。
(二)轻质材料——轻骨料混凝土
轻质材料对于减轻建筑自重、节约材料用量、提高构件运输和吊装效率、减少地基荷载及改善建筑物功能等有重要意义。
1、其定义为:轻骨料混凝土是指采用轻骨料(轻粗骨料、轻细骨料或普通砂)、水泥和水配制而成的混凝土。
2、该材料特点:可以提高结构的比强度、增加水化程度和减少运输成本,同时力学性能只有微小下降或基本不下降,单方混凝土的原材料成本增加不多。轻骨料混凝土除了轻质的特性以外,其保温隔热、耐火、隔声及抗震性能也是普通混凝土所无法比拟的。
小结:此种材料在现实施工中已得到广泛应用,主要集中在二次结构和装修地面的垫层施工。收到了良好的经济效益和社会效益。
(三)绿色环保建筑材料
在我国新建建筑中,高能耗建材、高能耗建筑较为普遍。为实现建筑业节能减排的目标,需要大力发展绿色建筑,绿色环保材料是绿色建筑发展的基础。
1、绿色高性能混凝土
绿色高性能混凝土具有下列特征:更多地节约熟料水泥,减少环境污染;更多地掺加工业废渣为主的细掺料;更大地发挥高性能的优势,减少水泥与混凝土用量;具有较大的应用范围等。
2、再生骨料混凝土
指将废弃混凝土块经过破碎、清洗与分级后,按一定比例与级配混合形成再生混凝土骨料,部分或全部代替砂石等天然骨料配制而成新的混凝土。目前,我国再生混凝土应用主要集中在非承重构件、混凝土楼面、道路路面等。
3、绿色墙体材料
绿色墙体材料是指无毒或低毒的健康型墙材、防火或阻燃的安全型墙材、耗能低的节能型墙材及各类新型多功能墙材。按其构造要求可分为建筑板材、轻质板材和复合墙体三类。
小结:上述三种材料为国家正在积极推广的新型材料,市场的占有率比较小,但作为绿色环保材料,必定会成为日后建筑材料应用发展的主要方向。
二、建筑施工新技术方面
随着科学技术的发展,建筑结构和材料技术的推动,涌现出一批新的施工工艺,如为满足高层/超高层建筑发展需要而产生的爬模、爬架技术,为提高施工质量和建设速度而产生的预制混凝土装配整体式结构施工技术等。
(一)建筑工业化新技术
为确保各类建筑最终产品特别是住宅建筑的质量和功能,优化产业结构,加快建设速度,改善劳动条件,大幅度提高劳动生产率,使建筑业尽快走上质量效益型道路,建筑工业化势在必行。
1、建筑用成型钢筋制品加工与配送技术
1.1其定义为:是指在固定的加工厂,利用盘条或直条钢筋经过一定的加工工艺程序,由专业的机械设备制成钢筋制品供应给项目工程。
1.2其特点为:集中化、专业化的钢筋加工配送不仅是提高建筑工业化和施工技术发展水平的重要体现,也是推进低碳建筑业发展的有效途径。
【关键词】BIM技术;装配式建筑;建筑产业化;应用案例
1 装配式建筑与BIM概述
1.1 装配式建筑
在生产车间中预制好建筑的部品、构建、原料后,向施工现场运送加以安装,最后采用后浇筑砼或浆锚法相连而产生建筑产品称之为装配式建筑[1]。板材、砌块、盒式、升层升板、骨架板材等五种建筑类型均为装配式建筑。因为该类建筑有很多在车间加工完毕的建筑补品,因此导致原始现浇作业大大低于装配作业。采取建筑、装修相融合的设计,使功能现代化、设计多元化、生产车间化、施工装配化的模式形成,推动建筑行业转变成节省、集成、科技、环保等现代化形式,与绿色建筑的诉求相契合。
1.2 BIM技术
Building Information Modeling即建筑信息模型简称为BIM,其是通过数字技术对某一建筑项目的功能、物理信息进行表述,可以将BIM技术在项目各个阶段和参与方式各异的情况下完成录入、修正、输出项目信息等操作,拥有仿真性、可视性、改良性、协调化、可输出图等特征。作为项目信息协同、共享的载体-BIM技术,能够提供给项目从策划概念到维护拆掉整个生命周期决策根据[2]。
2 应用案例
2.1 工程概况
南京万科上坊北面地块6-05栋经济适用房项目是整体型钢筋砼架构加钢支撑结构体系为全预制型的装配,地上和地下分别为45层和1层,有10380m2的建筑面,建筑有45m高,是国内第一栋全预制式高层建筑。装配式预制构件涵盖区间为:使用预制砼框架柱作为竖直的结构主体构件;使用预制砼叠合梁作为梁;用框架结构加钢支撑体系作为抗侧向力剪力构件;预应力砼叠合板预制来作楼板;砼梯板预制完成后在标准层楼梯上使用,砼叠合阳台板预制完安装在阳台上,预制K板后用作阳台上的隔板;使用NALC板;预制好的楼板运用在下沉式或者整个厕所中。
2.2 工程实施难点
整栋楼全部预制的高层建筑项目,需要在较短的时间内完成设计、制造、施工,且保持良好的质量。即使用该种装配式技术,应在短期内把设计到施工整个流程的所有工作高质量的实现,这时传送和协调建筑信息的工作十分关键。有以下问题需要攻克:1)在设计环节。进行归纳深化,需要将预制构件彼此间的碰撞检测精细到钢筋层级,在短期内凭借老员工的经验,很难完成二维图纸辨别工作;2)制造构件环节。生产商要吃透一万多张构件图纸,完成计划、制造、供应工作根本不可能实现。3)施工环节对构件进行精准迅捷的定位,高品质安装没有新技术扶持难以实现。以项目的特征为据,工程将BIM模拟研究中心建成,利用该技术达到项目管理的信息化。
2.3 BIM在设计阶段的应用
本工程使用Autodesk Revit系列三维建模平台建立BIM模型,对本项目的建筑、给排水、结构这些三维信息化模型构建时使用了各专业得力的设计员,并在Autodesk协同环境中实现,高效精准。在2D环境中,一张图纸则是独立的“小项目”,应从绘制平面展开,接着绘制剖面、立画,然后根据项目的进程对全部图纸进行修正。而建筑师之所以工作时间长、繁重最大的因素就是需要反复、永不停歇的更改图纸所致,珍贵的精力和时间白白的浪费在了这一工作上[3]。而BIM技术改变了这种工作方式。即把设计搬至仿真建筑中,设计的核心并非图纸而是在模型上,全部图纸均在模型中直接产生,而图纸则沦为设计的附属品。所有视图都有与之相应的数据库,在其中的数据库中完美展现视图的各个角度,建筑师只需以自身所需随时将视图生成即可。从建筑模型中可生成立体、平面、3D、剖面、大样图等视图。
因为在装配中应当精细化预制构件彼此间的撞击检测到钢筋层级,精细化设计员可采用TeklaStructures内部的校核撞击管理器对钢筋进行精细化检查,点开后只需对要校验的模型或构件选定之后,直接对校核这个菜单单击方可。实现撞击检查,像撞击对象的类型、名称、对象ID、构件等全部撞击位置会在管理器对话框中罗列出来,对表中的一个撞击位置选中时,在模型中会用高亮的方式显示出碰撞实体,从而方便修正和检测。
2.4 BIM在构件生产阶段的应用
建筑的设计到生产整个信息传输都可以在BIM模型中完成,生产环节可以提炼和更新设计环节中生成的BIM模型。在制造构件环节使用BIM的明显优势是信息传送的高时效性和精准性,这从很大层面上能够达到制造构件技术的精益。在保证精益建造的理论引导下,将BIM信息化平台运用其中,将其集中化储存优势和技术功能支持的作用充分施展出来,确保实时、精准、有效的呈现整个项目全生命周期内的信息流,进而使精益生产的目的达成。
2.5 BIM在施工阶段的应用
在吊装施工构件环节。以3D-BIM模型数据库设计完成为前提,采用施工进展信息关联模型对象的方式,将有时间属性的4D模型设计出来。进行Autodesk Navisworks中的API的运用,采取BIM前沿性的管理模式和质量技术办法,能够使传送信息流程中的衰减率下降,确保施工质量更加优良,施工中的安全管理得到强化。使用手持便携式电脑,进行施工管理系统研发,可对施工员确定吊装位置给予指导,查询构建参数特性,提示施工质量指数等,达到可追踪整体施工质量数据的目的。
在安装水电管线环节。在综合标准层中,秉承综合性原则,借助BIM的可视化成效,对各种专业管线进行妥当的布置,设立综合性的支吊架,集约化部署各类管线,接下来透过BIM对感官成效进行检验,同设计交流,展开校核核算,妥当设定固定支架、膨胀节等。在地下室,对无压力管道朝向进行改良,避免有压力管道对无压管道的挤压,使用BIM模型对支吊架进行妥当设定,将同其余管线的撞击难题处理好。在管井层,利用BIM设计创建模型,对安装设备的方位进行改良,定位好施工序列,并且在BIM中进行管道支架的设置,对妥当性进行验证,并采用三维建模检验管井维修空间的合理性。
3 结语
BIM技术在装配式建筑中使用,能够使工程质量和生产率卓效提升,能够保证构建规整化、户型规范化的装配式建筑出炉,降低了设计失误率,出图率提升,特别是能够紧密连接生产中的上下游公司,信息化推动产业化的发展模式切实完成[4]。不过在装配式建筑中还需要化解BIM技术还存在软件太过封闭、软件同我国制图标准有一定分歧、信管智能化程度低下等问题[5],进而能保证建筑产业化得到稳健发展,进而推动建筑产业改变旧的发展模式。
【参考文献】
[1]贾晓英.建筑工业化与工业化建筑[J].科技信息,2012,22(8):435.
[2]美国国家建筑信息模型标准项目委员会.美国国家建筑信息模型标准(NBIMS-US)[M]2014.
[3]宫文军,曹杨,巩俊松.基于BIM技术的装配式构件系统设计与优化[J].安装,2014(1):55-57.
根据联合国提出的标准,“住宅产业化”要达到6项要求:生产的连续性,生产物的标准化,生产过程的集成化,工程建设管理的规范化,生产的机械化,技术生产科研的一体化。住宅产业化是用工业化生产的方式来建造住宅,是机械化程度不高和粗放式生产的生产方式升级换代的必然要求,以提高住宅生产的劳动生产率,提高住宅的整体质量,降低成本,降低物耗、能耗。实现住宅产业化的基本条件是:采用工业化的建造方式,住宅用构件和部品大多实现了标准化、系列化。
《全国城镇住房发展规划(2011—2015年)》阐明“十二五”时期我国城镇住房发展的指导思想、基本原则和发展目标,明确城镇住房发展的主要任务和政策措施,是我国“十二五”时期完善城镇住房供应体系、强化住房保障工作、加强和完善房地产市场调控、促进住房发展方式转型、引导相关资源合理配置的重要依据。《规划》在具体发展目标中明确提出,要实现住宅质量水平进一步提升。住宅工程质量验收合格率达到100%,住宅质量投诉率下降,住宅工程质量总体水平稳中有升。进一步提高新建住宅全装修比率,扩大产业化住宅施工面积。在主要任务中明确提出:提高住宅产业化发展水平。以中小套型普通商品房和保障性住房为重点,进一步加强住宅产业化成套技术的研究开发,完善住宅产业标准化体系和产业技术政策。积极推行住宅性能认定和住宅部品认定制度。通过税费减免、信贷优惠及政府补贴等措施,鼓励新技术、新材料、新设备、新工艺在住宅建设中的推广应用。鼓励和推广新建商品住房全装修。继续组织实施国家康居住宅示范工程。住宅产业化重点工程包括推进国家康居住宅示范工程、培育国家住宅产业化基地。通过示范工程率先推广应用装配式工业化住宅建造技术及节能、节水、节地、节材等先进、适用的成套技术,推广全装修住宅,引导和促进住宅建设技术创新,科学规划,合理设计建设节能省地环保型住宅。培育一批产业关联度高、带动能力强的龙头企业和试点城市,推进住宅建筑工业化,促进技术集成创新。
住房和城乡建设部住宅产业化促进中心技术与产品处处长叶明今年年初曾撰文指出,就新阶段住宅产业现代化发展的新特征可以概括为八个字:机遇、热潮、困惑、期待。新阶段我国经济社会发展所面临的新形势、新特征,为住宅产业化提供了前所未有的发展机遇:一是国家“十二五”规划的战略发展要求为住宅产业化突破发展提供了契机。实现住宅产业现代化,就是转变发展方式,走新型工业化道路,符合建设领域落实科学发展的具体要求。二是大规模保障性住房建设为住宅产业发展带来了广阔的市场。保障性住房主要以政府投资建设为主,具有套型面积小、建筑设计相对简单等特点,非常易于标准化和工业化生产。“十二五”期间保障房建设总量将达3600万套,如此大规模的建设,无疑为住宅产业化发展提供了广阔的市场。三是人口红利的淡出为加快推进住宅产业化提供了内驱动力。而依靠农民工廉价劳动力的生产方式已经难以为继。改变这一状况的根本出路在于走新型工业化道路,实现产业升级。由此,推进住宅产业现代化已经成为大小企业自身发展的迫切需求,成为企业技术创新和转型升级的内在动力。
叶明在文中指出,无论是宏观的政策环境、市场条件还是企业发展的内在需求,均已构成了住宅产业化发展的有利因素,可谓天时、地利、人和均在,这对于一个产业的发展来说,可谓千载难逢。
关键词:建设产业现代化特征途径
一、引言
随着新型城镇化的推进、人民生活水平的提高,全社会对建筑产业提出了更高的要求。但我国现阶段的建筑产业仍属于劳动密集型产业,高能耗、高污染、低效率、粗放的传统建造模式仍然存在,面临的能源、环境压力越来越大,建筑产业的现代化势在必行。建筑产业的现代化是解决当前建筑业成本较高、环境污染的必然选择,是推动建筑业产业升级和发展方式转变的必经途径。
二、建筑产业现代化的内涵和特征
(一)建筑产业现代化的新内涵
建筑产业现代化是指将当代先进的科学技术、管理方法应用到整个建筑产业链过程中,对建筑全产业链进行改造、升级。也就是说,建筑产业现代化是指整个建筑产业链的产业化,是建筑产业生产方式从粗放型生产方式向集约型生产方式的根本转变。而从产业升级的角度来看,包含了建筑工业化、住宅工业化,住宅产业现代化、成品住房等等这些概念,但最终的目标都是绿色建筑、绿色产品。
(二)建筑产业现代化的特征
1建筑生产工业化。建筑生产工业化即用现代化科学管理的大工业生产方式代替传统分散的手工业生产方式,包括建筑设计标准化、中间产品工厂化以及施工作业机械化。这也就是说尽量利用先进的生产技术,在保证质量的前提下,在比较短的时间内用最合理的价格建造满足各种要求的房屋。
2产业链组织集成化。产业链组织集成化即借助于信息技术手段,把工程建设全过程组织起来,使建筑产业链的各种要素得到优化,采用工程承包的组织管理模式,提高资源的利用效率,在有限时间内创造最大的价值。
3管理手段和产品的信息化。信息化是建筑产业现代化的一个重要特征。建筑产业现代化非常注重先进信息技术在建筑生产过程和产品中的应用。如应用建筑信息模型技术在建筑设计、建造、维护、管理等阶段,实现建筑的全过程监督、跟踪,从而有效提高建筑产业信息化水平。
4生产过程和最终产品的绿色化。建筑产业的绿色化主要包含生产过程和最终产品的绿色化,即最大限度地节水、节地、节能、节材、减少污染和保护环境,提供健康、经济、绿色的建筑产品,做到生产过程和最终产品绿色化。
5建筑全生命周期价值最大化。建筑产业的现代化能够完善产品的使用功能,延长产品生命周期,提高生命周期质量,促进利益主体的满意,从而实现价值增值。
三、建筑产业现代化的实现途径
(一)建筑产业现代化是未来发展的必然趋势
传统建筑方式的弊端日益凸显,不仅质量差、进度慢,而且消耗大、污染多。与传统建筑方式相比,建筑产业现代化不仅可以极大地提高建筑质量,而且可以加快建造速度,缩短资金周转时间,降低现场施工的技术难度,从而节省巨额的建设成本。此外,还能达到节能、节地、节水、节材和环境保护的标准。 毫无疑问,建筑产业现代化是未来发展的必然趋势。
(二)建筑产业现代化是一个循序渐进的发展过程
任何产业的发展都是一个循序渐进的过程,对于建筑产业同样适用。当前我国建筑产业现代化发展迅速,呈现良好趋势。但由于我国现阶段经济基础、技术和管理水平等各方面的限制,总的来说,我国建筑产业现代化仍处于初期阶段。因此,我国相关企业和政府部门仍需认清现实情况,遵循建筑产业发展规律,做好规划,逐步推进建筑产业现代化。
(三)政策引领是推进建筑产业现代化的保障
建筑产业的现代化需要政策的引领以及政策的保障。我国当前在建筑产业现代化方面缺乏有效的政策支持体系,尤其在工程投标、结算、测量等方面相关条例不够清晰、不够规范,并且缺乏相应的经济政策。因此,相关政府部门应完善现有的相关建筑产业条例,并出台相应的包括财政补助、税收优惠、投标加分等在内的经济政策,从而加快建筑产业现代化。
(四)开发企业是推进建筑产业现代化的中坚力量
[JP+2]企业是建筑产业现代化的主体,在建筑产业现代化过程中发挥着不可估量的作用。当前,我国建筑产业现代化仍处在初期阶段,企业的专业化技术体系尚未成熟,企业的现代化管理模式尚未建立,企业在设计、生产、施工、管理各环节也缺技术、缺人才,因此,加强企业能力建设尤其重要。加强企业能力建设应从以下几点出发。首先应重点培育一批龙头企业。发挥龙头企业优势,带动后进企业,建立和完善技术体系和管理模式。其次是加强人[JP]才培训。充分利用教学资源,发挥技能学校、职业院校以及培训机构的优势,定向培养适应建筑产业现代化要求的技术人才和技术工人,并强化职业技能考核,引导农民工转为产业工人,为建筑业输送更多合格的产业工人。
(五)标准体系是推进建筑产业现代化的基础
只有建立一定的标准体系,企业才能实现规模化生产,从而实现规模效益。为推动建筑产业的现代化,一方面需要引导企业提升生产技术水平,互相融合、科研集成,榻立标准化体系创造条件。另一方面也要组织有关专家,尽快出台统一的有关建筑产业现代化的标准体系,为推进建筑产业现代化提供良好的市场环境。
参考文献:
[1]江苏省人民政府.省政府关于加快推进建筑产业现代化促进建筑产业转型升级的意见[Z] 苏政发〔2014〕111号,2014
[2]启明 建筑产业现代化需破解“四个瓶颈”[J] 住宅设计,2014(12)
关键词:装配式建筑;制约因素;DEMATEL
1、引 言
随着城市化进程的日益加快和城市建设力度的不断增强,建筑业得到了飞速发展,与此同时,建筑业作为高耗能产业对资源环境带来的浪费和污染问题得到各方的高度关注。传统的建造方式是粗放式经营,已经不能适应当今社会的低碳发展模式,因而,改革建造方式,实现绿色生产是建筑业未来发展的必然之路。装配式建筑是将各类通用预制构件经专有连接技术提升为工厂化生产,现场机械化装配为主的专用建筑技术体系,其构件的生产、物流和现场作业充分体现出现代建筑产业化特征,是建筑生产方式的根本转变,是实现节能、减排、低碳和环保,构建“两型社会”的有力保障,是建筑产业走可持续发展道路的一种新型生产方式。
2、制约装配式建筑发展影响因素分析
与传统建造方式相比,装配式建筑能够大大提升建筑业科技水平和管理水平,提高建筑产品的附加值,由于是采用预制构配件工厂化、现场施工机械化、能有效提高工程建设效率,提升了工程建设品质,装配式生产方式可以大大节约水资源、土地资源、建筑材料和能源消耗,体现出了良好的经济效益、环境效益和社会效益。虽然装配式建筑是未来建筑业发展的必然趋势,但目前我国装配式建筑发展缓慢,阻碍其发展的影响因素较多,本文从市场因素、经济因素、政策因素、技术因素四个方面来分析制约其发展的原因。
2.1市场因素
(1)认识不足
装配式建筑发展,必须意识先行。装配式建筑参与主体较多,主要包括房地产开发企业、设计单位、施工单位、建材供应商和社会公众,要想真正发展装配式建筑,这就要求这些参与主体对其有其一定的认识和了解,而现阶段装配式建筑的理念尚未普及,社会各界对其理解不够深入和全面,有些地方存在一定的误区,低碳建筑意识淡薄,严重阻碍了装配式建筑的发展。
(2)缺乏市场需求
任何产业的发展都是以市场需求为导向的。现阶段,装配式建筑比较稀缺,其价格比传统建造方式生产的建筑产品价格要昂贵,加之消费者对装配式建筑的优越性缺乏认知,未能形成有效的市场需求,缺乏市场刺激,从而阻碍了装配式建筑发展的进程。
2.2技术因素
(1)模数体系不健全
模数体系是建筑工业化最基本单元和最关键的技术体系,只有实现了模数协调才能进行构件与部品的标准化和通用化的生产,从而实现不同的建筑体系和构造体系。模数化是装配式建筑发展的基础,我国目前形成的模数体系内容还不够完善,模数化协调不足,标准编制的数量仍然不够,严重影响了装配式建筑的推广。
(2)部品和构件缺乏有效集成和标准化
部品和构配件是推动装配式建筑发展的关键,装配式建筑生产科技含量要求较高,对某些部品和构配件的生产和安装要求精确到毫米级水平,但目前大部分建筑企业科技含量不足,达不到这种水平。整体上看,我国部品体系的发展相对国外建筑业水平较高的国家还较为落后,相关技术标准缺失。因此,加快建筑部品标准体系建设,形成标准设计、规模生产、模数协调、技术集成的部品体系,是推进住装配式建筑发展的重要任务。
(3)施工难度大
装配式建筑由于是在现场进行组装,很多构件体积大,质量重,而为了满足建筑产品质量的高要求,在施工上有一些难度,与传统建造方式差别较大,建筑企业对于一些先进的施工方法还未能掌握,造成施工困难,这也是制约装配式建筑发展的因素之一。
2.3经济因素
(1)科研投入不足装配式建筑的发展,必须以科技为支撑。特别是在发展初期,需要很多基础性技术的研发。目前我国对建筑业的科研投入远低于其他产业,科研投入不足严重影响一些相关技术标准的研发,也阻碍了我国装配式建筑的发展。
(2)成本认识存在误区
人们普遍的观念是装配式建筑的建造成本比传统建筑要高,但是装配式建筑能够提升建筑产品品质,节省使用成本;提高生产效率,节约时间成本;促进劳务升级,降低劳动力成本;能够节能资源和能源,环保效益明显。从建筑的全寿命周期来看,装配式建筑的社会效益、经济效益、环境效益较高,实际总成本比传统建筑低。另一方面,建筑工业化发达国家在装配式建筑发展道路上都经历了性能优势阶段――性价比优势阶段――性价双优势阶段的发展过程。目前我国装配式建筑规模较小,存在短期的成本劣势,导致其难以大面积推广,但随着规模的不断扩大,其成本优势将更加明显。
2.4 政策因素
(1)行业政策法规不完善
我国在装配式建筑方面的政策、法规体系不完善,针对性不强,约束力较小,实际执行效果不理想。而欧美一些建筑产业化发达国家,都是以强有力的政策法规来保障装配式建筑的发展,而在我国由于缺乏有力的政策保障,推进成效较低,区域间发展极不均衡,导致装配式建筑发展难以大规模展开。
(2)缺少政府激励措施
装配式建筑发展初期,对于一些企业来说必然会为此而支出更多的成本费用,由于缺乏一些完善的市场化激励机制,企业往往缺乏动力来参与推进装配式建筑的发展,他们更愿意维持传统的建造方式,这也影响了装配式建筑的发展。通过以上分析,将制约装配式建筑发展的影响因素分为以下9个因子:认识不足S1、缺乏市场需求S2、模数体系不健全S3、部品和构件缺乏有效集成和标准化S4、施工难度大S5、科研投入不足S6、成本认识存在误区S7、行业政策法规不完善S8、缺少政府激励措施S9。为了更加深入的分析各影响因素之间的关系,本文借助决策与试验评价实验室(decision-making and trial evaluation laboratory DEMATEL)定量揭示各影响因素之间的相互影响程度,以确定制约装配式建筑发展的关键因素,为相关部门进行科学的决策提供依据。
3、DEMATEL模型基本原理
DEMATEL是在20世纪70年代初由美国巴特尔研究所学者Gabus和Fontela首次提出的,它是采用矩阵与图论分析分析因素间的逻辑关系,通过建立直接影响矩阵,计算出各因素影响度、被影响度,中心度和原因度,来定量分析各因素之间的关系,实现复杂问题简单化。DEMATEL应用的具体步骤如下:
(1)确定系统影响因素,设为S1、S1……Sn。
(2)确定直接影响矩阵,对所研究的问题进行调查汇总,通过Delphi法确定影响因素之间的相互逻辑关系,建立直接影响矩阵X(X=[xij] m×m),xij=0、1、2、3、5,分别表示因素i 对因素j的直接影响程度无影响、影响较弱、影响弱、影响强、影响很强。
(3)规范化直接影响矩阵,得规范化直接影响矩阵Y(Y=[yij]m×m),Y=X/
(4)计算系统影响因素间的综合影响矩阵T(T=[tij]m×m),T=Y(I―Y)-1,其中I为单位阵。
(5)计算各因素的影响度和被影响度。对矩阵T中元素按行相加得到相应因素的影响度,对矩阵T中元素按列相加得到相应因素的被影响度,因素i的影响度和被影响度分别如下: i=1,2….m ; i=1,2….m
(6)计算各因素的中心度与原因度,系统因素的影响度和被影响度相加得到其中心度;影响度和被影响度相减得到其原因度。因素i的中心度和原因度分别如下:
e(i)= p(i)+ q(i) i=1,2….m ; f(i)= p(i)- q(i) i=1,2….m
4、装配式建筑发展制约因素DEMATEL分析
4.1 数据获取及处理
通过专家调查的方法确定各因素之间的影响关系,各因素之间的直接影响关系依据上述步骤,计算出范化直接影响矩阵,运用运用MATLAB7.0软件计算出各因素间的综合影响矩阵,在此基础上计算影响因素体系中各因素的影响度和被影响度,中心度和原因度。
4.2 结果分析
影响度较大的因素为行业政策法规不完善、成本认识存在误区、科研投入不足,说明了这些因素对其他因素影响较大,应加快装配式建筑领域的政策、法规建设,加大科研投入这样才能更好的推动装配式建筑的发展。被影响度较大的因素为认识不足、科研投入不足、成本认识存在误区,表明这些因素受其他因素影响较大,也同时再次反映了加快科技研发对助推装配式建筑发展的重要性。中心度较大的因素为成本认识存在误区、行业政策法规不完善、科研投入不足,说明这些因素是阻碍装配式建筑发展最直接的影响因素,应引起着重的关注。原因度较大的因素为模数体系不健全、部品和构件缺乏有效集成和标准化、施工难度大,说明技术标准深刻影响着其他因素,完善行业标准是装配式建筑发展的迫切需要。
5、结 语
当前我国正处在城镇化的高速发展期,而建筑业必将迎来蓬勃发展的局面。但我国建筑业目前总体还处于高投入、高消耗、高污染、低效益的粗放型运作阶段,已成为影响低碳经济建设的重要因素。因此,我国要想实现低碳发展,建筑业就必须向低碳转型,改革传统生产方式,大力发展装配式建筑,在建材生产过程,建筑产品建造过程和使用过程中实现全程的减碳行为,真正走可持续发展道路。
参考文献:
[1] 李纪华.我国住宅工业化发展制约因素及对策研究[D].重庆:重庆大学,2012.