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摘要: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。基于此,本文针对相关问题进行分析,以供参考。
关键词:机械;自动化;装配式;建筑;应用
一、发展装配式建筑的意义
1、提高了建筑产品的质量。装配式建筑构件生产是在装配式建筑生产工厂进行,完全按照工厂的管理体制和标准体系来选择原料和进行生产,并对装配式构件出厂前的质量检验进行把关。发展装配式建筑对于保证建筑工程产品质量有很好的促进作用和保障作用。
2、节能环保。大型的剪力墙,楼板、梯板等主要构件的生产都在装配式生产工厂进行,减少了建筑施工现场的模板使用量和相关的安全文明施工措施费用,并且有利于促进绿色环保的新型材料的应用,以及减少了环境污染。
3、提高了劳动生产率。装配式建筑的构件的生产均在工厂中进行,这种构件大都是标准化构件,有专业的工业化生产车间流水线和熟练的建筑从业者来进行生产,大大提高了劳动生产率。
二、装配式建筑的结构体系
1、钢结构体系。钢结构住宅体系建筑与常规住宅建筑相比,耗费的材料更少。建筑工程的主体结构体系采用钢结构,结构中的材料的重复回收率用能够达到70%~80%;龙骨采用冷弯薄壁型钢,可回收冶炼,并且施工中采用的灌浆量也可以进行粉碎处理,再次利用。减少粉尘污染:建筑工程施工中,会产生大量的粉尘,这会对施工环境造成较为严重的污染。在钢结构的施工过程当中,其中比较常用的焊接方式为气体保护焊、氩弧焊以及手工电弧焊等焊接方法,由于在焊接工作当中经常处于一种高温工作环境下,这种高温环境会对钢材内部的晶体排列顺序产生不良的影响,造成了整个钢结构焊接缝处都脆性增加,进而加大了整个钢结构的断裂风险。由于在焊接工作当中处于焊接区域附近的钢铁材料直接会受到高温的影响,因此会形成一片热影响区域,在这一区域当中的钢体材料的性质会出现一定的变化,因此,在焊接过程当中会在钢铁材料内部出现大面积的组织结构改变,同时在高温区域当中金属晶体会慢慢变大,造成了整个钢结构的韧性和塑性的下降。由于在焊接过程当中的次数不断增加,这一问题会表现得尤为明显,要想有效防止这一问题的产生,需要相关焊接工作人员在焊接过程当中尽可能一次成型,最多不能超过两次焊接。在具体建设过程中,在施工中坚持工业化、标准化、产业化和绿色化。在工厂中完成原本需要在工地进行的内容,将室外工作转为室内工作,将高空作业转为地面作业,降低工程施工难度,同时,对于施工中涉及的危险工作都交给机械完成,降低了施工的危险性。
2、混凝土结构体系。预制装配式混凝土结构形式(装配整体式钢筋混凝土结构)预制装配式混凝土结构是以预制的混凝土构件(也叫PC构件)为主要构件,经工厂预制,现场进行装配连接,并在结合部分现浇混凝土而成的结构。其结构形式可采用框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙(核心筒)等结构体系。预制装配式混凝土结构的整体刚度与受力构件刚度与节点刚度有关,节点设计对整体力学和抗震性能影响较大,因此,必须开展大量的科研攻关,弄清节点动静力特性,形成成套安全可靠的节点连接系统。另外,还可以使用全自动激光切割机,其主要是在电脑的智能操控下,通过软件来调制,可以在预定的切割区域作业出理想的图案、加工效果。“全自动”的实现,是在技术人员把软件母体输入到电脑中,激光机按照设置好的轨道进行切割,由自动收送料装置进行收、送料,全程无需工作人员在场,完全自动化,大大提高了生产加工时间。还有一种由邢台路桥建设总公司开发的称之为“盒子房”的装配式房屋,即将每间屋子整体预制,后通过横向和层间拼装形成多层建筑。该结构目前在临时建筑中开始得到应用,其采用工厂化制造、装配化施工,质量容易控制,工期快、成本低。盒子房的应用较为受限,其属于高宽重构件,在吊装、运输过程中成本偏高,如进行分体设计,在美丽乡村建设中的民居、岗亭等领域应用前景不错。
三、机械自动化的在装配式建筑生产中的应用
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、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。
3、自动校正竖向构件垂直度的机械技术。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。
结束语
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:
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