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装配式建筑构件生产设计及工艺设备探究侯伯涛

发表时间：2021/7/23 来源：《建筑科技》2021年8月上作者：侯伯涛

[导读] 现如今，随着我国经济的快速发展，由于建筑技术的不断革新，我国建筑行业的工业化水平得到了大幅的提升。与传统的现浇建筑技术相比，装配式建筑技术更环保、更标准、更节约人力，成为建筑技术的未来发展方向。而作为装配式建筑技术的核心———预制建筑构件的工业化生产过程尤为关键。

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摘要：现如今，随着我国经济的快速发展，由于建筑技术的不断革新，我国建筑行业的工业化水平得到了大幅的提升。与传统的现浇建筑技术相比，装配式建筑技术更环保、更标准、更节约人力，成为建筑技术的未来发展方向。而作为装配式建筑技术的核心———预制建筑构件的工业化生产过程尤为关键。文章从建筑构件的模具设计开始，通过建筑构件的生产设备、生产工艺以及最后的修整验收几个方面，阐述其中的工艺关键。
关键词:装配式建筑;构件生产设计;工艺设备
        引言
        随着国民经济的不断发展，新的建筑技术和材料预制件是未来建筑发展的重要方向之一，然而，装配式建筑的成本高于传统建筑，也是制约预制构件发展的主要障碍。成品构件最重要的制造方法是相关的预制设计，它可以优化和建造成品建筑，从而降低成品建筑的成本。
        1装配式建筑构件设计的必要性
        (1)中国的能源消耗远远高于许多发达国家。目前，它在建筑改造减排领域的应用显示出了一定的节能减排效果，但建筑节能发展缓慢，大量使用混凝土结构，造成了一定的资源浪费，施工过程中也会产生一定的污染，资源利用率高。相比之下，预制建筑施工新技术的工业化和模块化可以更好地保护环境。建筑能耗和低能耗可以改变高能耗问题。在我国的建筑,住宅建筑采用混凝土预制外墙板、外墙不需要当场,适用的叠层阳台也有效地解决了木材和钢铁、谷蛋白和促凝剂的问题,可以节省40%的木材。(2)节能环保混凝土预制施工技术使用的建筑废料少，材料工人生产少，废料处理成本低，有利于控制施工成本。工厂成品结构新颖，建材利用率高，车间环境更加稳定，促进了预制构件的质量控制。预制构件是现场生产的，具有工作量小、噪声强度低、施工进度快的优点。施工对周边居民正常生产生活影响不大，施工过程中产生的水、粉尘、垃圾等有害物质也能有效缓解施工对环境的影响。(3)工期和成本优势。对于主体结构在2个月内，传统的施工时间是选择开窗、防水和次框封闭。采用装配式施工技术。主体结构覆盖后，在预留墙体上安装与外窗相连的预制木砖墙，可直接封闭环境，节省近两个月时间。预制件施工技术也适用于内城提前使用，施工装修工程可以提前启动，传统建筑、外墙装饰、保温等，需要2~3个月插入和应用抗裂砂浆。相比之下，新型装配式建筑施工技术可用于预制外墙和窗台的保温装饰层的制作，可节省近3个月的建筑装饰时间。
        2生产加工设备
        2.1混凝土输送机、布料机
        打标机在底模上标出侧模和预埋件的位置后，需要将混凝土从搅拌站中储存、运输到分布器中，然后分布器到模具中。混凝土输送机由料斗、轨道、倾覆设备和控制系统组成。混凝土从搅拌站进入料斗后，料斗通过特定的轨道输送到设定位置，通过翻转装置带动其旋转，混凝土在料斗中倒入分配器，浇注后通过电子控制系统控制清洗平台，搅拌站下方设有清洗平台。混凝土分布器由支架、料斗、清洗装置和控制系统组成。它主要用于将混凝土均匀定量地分布到混凝土构件的模具中。分配器通过控制系统与计算机连接，直接读取图纸数据，将数据读给控制器，然后通过平面两坐标运动控制纵向料斗升降，这样就可以根据PC部件设计图纸尺寸，设计厚度要求由程序控制布料均匀。分配器采用整布，操作快捷方便。
        2.2加强专业人员的施工技术
        相较传统的建筑施工方式，装配式的施工建筑设计是将全部建筑环节分解成能单独生产的预制部件，分别进行生产，生产完毕后再运送回指定地点进行施工。

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这会使整个施工生产的步骤与传统方式相比更加专业化，也更注重生产效率。生产预制部件所采用的机械设备，并不会随着施工团队而进行迁移，在预制部件生产的方式中，变成了专业生产某一种预制部件的专用机械设备，这使各施工团队很可能会专注于某一种预制部件的生产，能加快预制部件生产的熟练程度，也能提高效率。但这需要专业的技术人员高超的生产技术来保证预制部件的生产质量，故而相对于传统的建筑施工方式而言，装配式的施工建筑设计更应提升专业人员施工技术。
        2.3堆码机、养护窖
        振动压实、刮刮后的混凝土建筑构件需要用堆垛机运送到养护窖指定位置。堆垛机由行走系统、大框架、提升系统、吊板输送框架、取模/送模机构、纵向定位机构、横向定位机构、电气系统等组成。横向行走由变频制动电机驱动，并配有夹轨导轨装置和横向定位装置，保证横向定位的准确性。码垛车和维修窖的重复定位精度保持不变，保证零件送到维修窖的精确位置。构件送养护窖储存，经过静置、加热、恒温、冷却等几个阶段，水泥构件的固化强度达到要求。固化窖由窖体、蒸汽系统(或散热系统)、温度控制系统等组成。具体维修站数量根据生产需求设定。基本结构由几个孔的维修站和两个进出输送站组成。维修地下室有一扇保温门。养护坑采用钢结构支撑，在坑内安装辊子，用于输送和支撑模板。其中，温度控制系统可以根据需要适应不同的固化工艺。三维固化窖体由型钢制成框架，框架上安装有支撑轮。支撑轮采用模块化设计。窖的外墙由保温材料制成，每根柱子形成独立的固化空间，可以控制每个孔的温度。在三维固化窖中，预制构件通过立井、升温、恒温、降温等几个阶段的固化强度可以满足设计要求。在窖体底部有两个楼板滚轮通道用于输送进出，模板可沿楼板滚轮通道通过。固化后的混凝土构件由堆垛机的取模设备取出，然后通过吊板输送架等设备准确送到脱模位置。
        2.4在装配式建筑构件的设计优化中，结构工艺系统的优化是关键
        技术系统不同于结构系统。它包括框架结构、组合剪力墙结构和组合整体剪力墙结构。技术系统与生产过程有关，属于制造企业自身的生产技术。一般来说，不同系统的应用需要根据具体项目的要求来确定。因此，每个组件以及每个组件之间的连接也需要逐个确定，因为没有绝对固定的连接方式。例如，在结构优化技术中，可以使用预制组合板或组合梁，而组合板可以是桁架或预应力结构。例如，当剪力墙是预制时，可以预制组合剪力墙或完全预制剪力墙。垂直连接可采用剪力墙和钢套管。管道根部的连接可采用管道根部的连接或波纹管的连接。
        结语
        构件的工艺设计与生产组织是个较复杂的问题，看法多样，但最终大家可能都会归结到产品 的产量、质量、生产率、成本和投入资金（包括占地面积）等诸方面来衡量工艺的成败。一个先进、合理的生产工艺，不是说产量越高越好，或者说设备投资越多、投入越大越好而是要根据 投资方的内部和外部具体情况和条件，来找到上述诸方面的一个较理想的平衡点。在我国装配式混凝土建筑是新兴的行业，预制构件拥有巨大的市场潜力。虽然目前很多工厂 的工艺设计和生产组织还存在很多问题。但是我们只要认真思考和分析，加强管理，对工艺设计把控好各个环节，还是可以大有作为的。
参考文献
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