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以工业化筑基,用信息化赋能,推动建筑业智慧转型

以工业化筑基,用信息化赋能,推动建筑业智慧转型

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  • 发布时间:2021-05-08
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​  与先进制造业相比,建筑业主要依赖资源要素投入和大规模投资拉动发展,劳动密集特征明显,资源消耗大、科技创新能力不足等问题突出。特别是今年受新冠肺炎疫情影响,建筑业传统建造方式受到较大冲击,粗放型的发展模式难以为继。面对内外部发展形势的倒逼,中国建造向以工业化、信息化、智能化为基础的绿色建造转型,已成为必然。
住房和城乡建设部等9部门联合印发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》(以下简称《指导意见》),旨在推进建筑工业化、数字化、智能化升级,加快建造方式转变,推动建筑业高质量发展,打造具有国际竞争力的“中国建造”品牌。

《指导意见》的出台为今后一个时期内指导建筑业转型升级、高质量发展明确了路径,描绘了蓝图。

传统建筑高消耗多隐患
 

建筑业占国内生产总值的16%,对国民经济影响很大。“我国是建造大国,建筑业创造了诸多世界第一,同时也面临着产品性能欠佳、资源浪费巨大、安全问题突出、环境污染严重、生产效益低下等问题。”中国工程院院士丁烈云说。

 

 

 

“现场浇(砌)筑的方式导致资源能源利用效率低,建筑垃圾排放量大,扬尘和噪声环境污染严重,工程质量和安全没有保障。”住房和城乡建设部科技与产业化发展中心副主任文林峰说,就建材消耗而言,建筑业用量最大的钢材、水泥都是高耗能产品,我国钢材、水泥生产总量多年处于世界第一,并且建材循环使用比例很低。传统建房过程易产生安全隐患,用材及使用时间都不易精确监控。

今年3月7日,福建省泉州市鲤城区常泰街道南环路欣佳酒店发生楼体坍塌。据公开资料,该坍塌建筑建设于2013年,主体7层,为钢结构建筑物。在分析楼体坍塌原因时,有建筑领域的专家猜测,或是超载或损伤导致钢柱失稳从而引起连锁反应;也有人分析认为是改建(或装修)增加建筑荷载导致的坍塌。

业内人士认为,按照此次《指导意见》提出的建筑工业化发展,采用标准模块建材以及主体大空间可变结合装配化装修技术,再运用物联网、大数据等新科技,不断创新安全管理、培训和检测诊断技术,就能实现施工安全“零事故”,最大限度避免欣佳酒店楼体坍塌事故的重演。

 
装配式建筑受到行业青睐
 

《指导意见》提出“要以大力发展装配式建筑为重点,推动建筑工业化升级”。

装配式式建筑,可以像搭积木一样盖房子。发展装配式建筑是建造方式的重大变革,有利于促进建筑业与信息化工业化深度融合。因其提高质量、缩短工期、节约能源、减少能耗、绿色环保等优势特征,装配式建筑受到行业青睐。但装配式建筑并非预制部品部件的简单堆叠,而是从生产到施工都有严格的技术与工艺要求。

“装配式装修的地板是架空的,把传统的水管、电管通过架空的空间进行预留预埋,后期如果发现哪个位置的水管或者电管有质量问题,局部维保非常便捷便利。”北京一家建筑公司项目负责人说,《指导意见》对设计有专门的表述,即“完善设计选型标准,实施建筑平面、立面、构件和部品部件、接口标准化设计,推广少规格、多组合设计方法,以学校、医院、办公楼、酒店、住宅等为重点,强化设计引领,推广装配式建筑体系”,这样一来,今后房建有了统一标准,不仅使用后少维修,而且即使维修也将更便捷。

研究数据表明,装配式混凝土建设项目在施工过程中相比传统方式可减少建筑垃圾排放70%,节约木材60%,节约水泥砂浆55%,减少水资源消耗25%。
 
 
智慧建造与建筑工业化协同发展

《指导意见》提出:“要提升信息化水平,积极应用自主可控的建筑信息建模(BIM)技术,加快构建数字设计基础平台和集成系统,实现设计、工艺、制造协同。加快部品部件生产数字化、智能化升级,推广应用数字化技术、系统集成技术、智能化装备和建筑机器人,实现少人甚至无人工厂。”

此次《指导意见》还强调,要加强智能建造及建筑工业化应用场景建设,发挥龙头企业示范引领作用,定期发布成熟技术目录,并在基础条件较好、需求迫切的地区,率先推广应用。

对此,业内专家表示,要以加强示范应用为重点,提升智能建造与建筑工业化协同发展整体水平。探索适合我国国情的智能建造与建筑工业化协同发展路径和模式,但这个过程技术含量高、创新性强、工作难度大,需要充分调动企业和地方的积极性,组织开展试点示范,建设应用场景,推广成熟技术,打造一批可复制、能推广的样板工程,带动工作全方位推进。

此外,《指导意见》还提出,要探索具备人机协调、自然交互、自主学习功能的建筑机器人批量应用,以工厂生产和施工现场关键环节为重点,加强建筑机器人应用。专家表示,加大建筑机器人研发应用,有效替代人工,进行安全、高效、精确的建筑部品部件生产和施工作业,已经成为全球建筑业的关注热点。建筑机器人应用前景广阔、市场巨大。目前,我国在通用施工机械和架桥机、造楼机等智能化施工装备研发应用方面取得了显著进展,但在构配件生产、现场施工等方面,建筑机器人应用尚处于起步阶段,还没有实现大规模应用。因此,应积极推广应用建筑机器人,促进建筑业提质增效。
 

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、柱网布置及温度伸缩缝的设置 1、  当钢结构厂房的横向长度较大时,一般可将边列柱的上段柱刚度减小,使之产生塑性变形,从而避免设计纵向温度伸缩缝。 2、  温度伸缩缝一般采用设置双柱的办法处理。在非地震区也可采用设计单柱的办法处理。 3、  为减少构件类型,采用双柱的伸缩缝,柱轴线与横向定位轴线的关系应与厂房端部柱的处理相同,一般采用不加插入距的方案,亦可采用加插入距的方案。 4、  双柱伸缩缝处两相邻柱中心线间的距离C,由柱脚的外包尺寸确定,并留出不小于30~50MM的净空,设计时可参考下列数值选用: 轻、中型厂房C=1000MM; 重、特重型厂房C=1500或2000mm。 在特殊情况下,当伸缩缝两相邻柱脚相碰时,按下列办法处理。A值要与锚栓的顶部长度相协调。               二、柱的种类及其适用范围 1、  等截面实腹柱和等截面缀条柱,一般用于吊车起重地不超过20T,柱高不超过10M的厂房中。 2、  等截面缀板柱一般在厂房中较少采用,多用于平台柱。但当厂房无吊车时,或者吊车起重时不超过5T,厂房跨度不超过15M、轻屋面、同时柱高不超过9M时,也可采用。3、  分离式柱:具有构造简单、计算简便和施工方便等优点。一般在下列情况下采用: A、  吊车起重量较大(Q≥125T),而吊车轨顶标高又不太高(10M左右)时; B、  厂房设有双层吊车,而下层吊车轨顶标高又不太高(10M左右)时; C、  厂房中列柱两侧轨顶标高相差悬殊且低跨吊车较重不宜设置牛腿而做双阶柱又较复杂时。 D、  厂房横向扩建并增设吊车时。 E、  吊车起重量有可能增大,需要加固时; F、  其他特殊情况下,如当厂房很高,吊车垂直荷载的偏心作用对柱子的工作很不利时。 三、柱的截面形式和尺寸的选用 1、  实腹式柱常用于截面高度小于或等于1M的情况,其截面形式如图示。 2、  格构式柱常用于截面高度大于1m的情况,其截面形式。 四、柱脚设计 1、  当柱脚埋在地下时,为了防止柱脚的锈蚀,应采用C7.5或C10砼将柱脚包至室内地面以上0.1~0.2m。柱脚埋置深度一般可根据车间类别参考下列数值采用: 轻、中型厂房:0.6~1.0m; 重、特重型厂房为:1.0~1.5m。 五、肩梁和牛腿的构造及计算 1、  实腹式上段柱在肩梁处的连接有两种方式: 1.  一般将上段柱腹板与肩梁上盖板用两条角焊缝相连,并按与腹板等强度考虑。上段柱翼缘的连接则根据不同情况分别考虑:对于边列柱的上段柱,可将外侧翼缘直接与下段柱外侧翼缘或屋盖肢腹板对焊;而边列柱的上段柱内侧翼缘及中列柱的上段柱的翼缘与肩梁的连接,均将翼缘开槽口插入肩梁腹板上,用4条角焊缝传力。 2.  亦可将实腹式上段柱直接对焊在肩梁上,此时宜将上盖板下移,变为两块加强板的形式,焊于肩梁腹板的两侧。 3.   当实腹式上段柱截面较小,设计假定与肩梁为铰接连接时,也可将上段柱直接对焊在肩梁上盖板上。 4.  吊车梁支承垫板的宽度一般比吊车梁支座宽80mm,其厚度一般为20~40mm。
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