机械自动化在装配式建筑中的应用论文_李冰瑶

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摘要:十九大提出了人与自然和谐共生,绿水青山就是金山银山的理念,装配式建筑具有节约资源,生产效率高,生产质量好等诸多优点,完全符合此目标的实现。目前,国家相关部门正着力推广,装配式建筑是目前建筑可持续发展的主要方向。装配式建筑采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工等技术,其中涉及到诸多机械自动化的应用,包含在装配式建筑部件的生产、安装中。因此结合机械自动化的优异成果助力装配式建筑的发展具有重要意义,以下我们便对机械自动化技术在装配式建筑各流程中的运用进行了概述与探讨。

关键词:机械;自动化;装配式;建筑;应用

引言

推进建筑工业化、住宅建筑产业化,是保证建筑业可持续发展的重要途径。2013年1月1日,发改委和建设部颁布的《绿色建筑行动方案》,明确提出“住房城乡建设等部门要不断完善我国的建筑工业化设计体系,尽快建立设计、生产、施工等相应的标准体系,推广适合工业化生产的预制装配式混凝土、钢结构等建筑体系,不断提高建筑工业化技术集成水平”。2016年2月,国务院颁布了《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》,提出要大力发展装配式建筑,实现建筑建造的新型发展,力争10年之后装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。2017年3月23日,住房城乡建设部印发了《“十三五”装配式建筑行动方案》明确提出了今后重点任务和发展要求和发展目标,到2020年,装配式建筑占比达到15%以上;10年左右时间,装配式建筑占比达到30%。未来数年后,装配式建筑将成为我国建筑业主流方向。

1机械自动化生产技术的应用

目前主要的机械化生产设备主要包括预制叠合楼板的自动化生产线,由于流水作业,机械化生产,所需要的人工较少,可以实现大批量、高效率生产,同时制作质量完全按照规范要求进行,具有较好的精度控制,以满足广大的装配式构件市场需求。目前国内的装配式构件生产线的自动化程度相比于德国等技术还有不足,使用的人工较多,自动化程度有待进一步提升。理想的装配式建筑部件生产工厂应当实现零人工,人力仅用作机械设备的检修与监控调试,当出现突发事故时,人工作为维护力量出现,预制构件的生产则完全由自动化的机械设备全程完成。目前可以实现叠合板钢筋桁架的自动化焊接,但是,钢筋的截断仍然需要几个人工操作,全自动的生产设备必是一个发展趋势,也是生产效率的要求,对于大量的装配式建筑的在建状态,预制构件的供应仍然是出于不足的状态。如何将全自动化的生产设备加以应用,提升生产效率仍然是面临的重要改进。

2机械自动化的在装配式建筑安装中的应用

2.1自动识别位置的机械技术

安装预制部件时,机械设备以机械自动化技术进行位置确定,可以实现零误差安装,位置识别技术分为内部位置识别和外部位置识别,内部位置意思是通过内部传感器来实现对机械设备的移动速度等进行控制,再将实际的运动数据实时返回到计算中心,就能够确定机械设备的位置以及运动方向。外部位置识别功能指的是以施工场地为基准点,以电磁波和超声波的形式来对机械设备的位置开展定位。

2.2自动校正竖向构件垂直度的机械技术

装配式建筑的各个部件需要实现完美安装,不仅是生产过程的严格把控,还需要进行安装过程的精度控制,不仅需要水平位置的合理放置,还需要进行预制柱、预制墙板、预制剪力墙的垂直度监控,只有将竖向垂直度把握在规定之内,才能实现后续上层构件的安装,目前,常采用的是斜向可调节支撑的设计,此种设计需要人工调整,将斜向支撑的螺纹进行正反向拧进,已达到伸缩的目的,从而校正预制竖向构件的垂直度,再通过水准仪等设备进行垂直度检测,若不符合垂直度要求,则进行上述重复调整,直至达到垂直度要求为止,因此,工序较为繁琐,需要开发相关配套自动机械设备,可以在作为支撑的同时,避免人工作业的误差,实现垂直度自动校准,此技术可以为装配式建筑的竖向受力构件安装提供高效安装的技术支撑。

2.3钢筋网焊接生产线

装配式构件生产需要大量采用钢筋网,其加工和焊接非常消耗人工。因此构件厂需要引入合适的钢筋网自动焊接生产线。目前国内常用数控钢筋网焊接生产线来自天津建科,以最为常用的GWC(Z)3300型为例,可以生产最大宽度3.3米的钢筋网(钢筋直径5~12mm),纵筋间距最小100mm(以50mm递增),横筋间距最小50mm。其纵筋及横筋全部采用盘条钢筋自动上料方式,整个操作仅需要一名人员。目前国内部分装配构件厂开始引入国外较为先进的成套设备,以EBAWE的M-System Evolution网焊机为例,它提供的钢筋直径范围在4-20mm之间,其先进性是可以弯折,以及可接收BIM软件提供的加工数据。

2.4自动化钢筋弯箍机

除了钢筋网网片加工外,构件厂箍筋用量也非常巨大,目前国内典型常用自动化钢筋弯箍机也来自天津建科,以最为常用的WG12F型为例,可满足双线加工10mm及单线加工12mm箍筋的要求。整个板筋或双钩筋实现一次性从调直、弯曲及切断自动成型,提高工作效率,降低工人劳动强度,实现一机多用,确保成型精度。目前国外的设备更加先进些,以EBAWE的EBA S全自动钢筋折弯机为例,它不仅能实现国内设备的全部功能,还可以实现箍筋的3D弯折,以及更加便利地接收BIM软件提供的加工数据。

结语

全面贯彻落实党的十九大精神,为发展绿色装配式建筑献计献策,我们行业人员需要实现各学科交叉,优势互补,在装配式建筑生产、安装各个过程中对机械自动化技术进行合理应用,并结合实际情况进行创新和改进,就能全面装配式建筑的生产、安装的技术水平,并且施工现场的安全管理效果可以得到相应的提升。

参考文献

[1]李海建.冀志江.孙义永.装配式建筑的发展现状和前景分析[J].中国建材科技,2017(3):72-75.

[2] 张俊,汪大洋,刘梦泽.基于Revit的装配式建筑协同设计研究[J].工程经济,2017,27(9):73-76.

论文作者:李冰瑶

论文发表刊物:《建筑实践》2019年第10期

论文发表时间:2019/10/29

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