院校裝配式建筑實訓仿真模型探討

楊道宇 石秋生 魯志強

摘要：近年來我國裝配式建筑行業(yè)發(fā)展勢頭良好，與此同時院校人才培養(yǎng)也隨即開啟，理論知識不斷完善，但是針對裝配式建筑安裝施工的實踐操作教學仍很難實現(xiàn)。據(jù)此，哈爾濱建筑云網(wǎng)絡科技有限公司推出可拆解與組裝的仿真實操沙盤有效的解決了這一問題，既滿足了相關(guān)理論知識教學的需求，也便于在院校實踐教學的開展。

關(guān)鍵詞：高校；裝配式；實訓；仿真；模型

習近平總書記在黨的十九大報告中提出了“加快生態(tài)文明體制改革、推進綠色發(fā)展、建設美麗中國”的重要戰(zhàn)略部署。隨著國家和地方相關(guān)標準規(guī)范陸續(xù)出臺，標準體系不斷完善，為裝配式建筑項目建設提供了技術(shù)支撐，國家鼓勵各地因地制宜地制定建筑業(yè)優(yōu)化升級的發(fā)展政策逐步趨穩(wěn)。在國家利好政策推動下，全國各地掀起了建設預制混凝土工廠和發(fā)展裝配式建筑的熱潮，裝配式混凝土建筑占新建建筑的比例逐年增長，行業(yè)發(fā)展熱度空前高漲。

一、市場現(xiàn)狀

裝配式建筑的生產(chǎn)方式相對傳統(tǒng)模式是一個重大變革，專業(yè)性的技術(shù)人才的短缺和有針對性的培養(yǎng)是現(xiàn)階段行業(yè)亟待解決的問題?，F(xiàn)在的裝配式建筑教學過程往往只依靠理論的講解，無法使學生對裝配式建筑結(jié)構(gòu)的疊合梁、疊合板、預制柱及預制剪力墻等的構(gòu)造以及連接節(jié)點的裝配形式形成清楚的認識。而與此對應的實訓手段也相對單一：或是建立裝配式建筑實訓基地，搭建各種裝配式建筑施工的半成品，使教學時有實物可依；或是聯(lián)系在建的施工單位，由教師帶領(lǐng)學生到工地進行親身體驗。前者雖然較為方便，但建立實訓基地的成本十分之高，會對院校造成較大的經(jīng)濟負擔，而且也不是所有院校都有能力建立實訓基地；后者則十分麻煩，不僅是教師與學生在工地存在安全方面的隱患，而且工地當時的施工階段也不一定能夠滿足教學知識點的需求。

因此，一種既能夠滿足對裝配式建筑建筑教學知識點講解，又便于在院校內(nèi)進行教學實施的低成本教學手段顯得十分必要，而最為方便的建筑教學用具就是制作建筑模型。

二、仿真模型介紹

哈爾濱建筑云網(wǎng)絡科技有限公司，通過兩年的技術(shù)積累，打造了適合于院校教學和實操的仿真模型，該仿真模型以實際裝配式建筑工程案例為原型，結(jié)合設計、生產(chǎn)及施工等綜合考慮，等比例縮放建造的可拆解與組裝的裝配式建筑教學仿真模型。該裝配式建筑仿真模型以裝配式建筑生產(chǎn)廠家深化設計圖紙為依據(jù)，以裝配式建筑安裝實際工藝流程為規(guī)范，以裝配式建筑企業(yè)標準為基礎，結(jié)合一線工程師和技術(shù)專家的工作經(jīng)驗，完成把裝配式建筑設計、生產(chǎn)及安裝施工搬到教室。

我們以裝配整體式框架結(jié)構(gòu)仿真模型為例，整體仿真模型軸測圖見下圖1，整個仿真模型由底座、預制柱、疊合梁、疊合板、樓梯等組成。每一個構(gòu)件均為可拆解與組裝的，同時模型大小可以由院校需求進行調(diào)節(jié)，按跨度為單元可隨意進行組裝。在組裝過程中，教師可直擊教學實訓難點，實現(xiàn)多維仿真和真實場景模擬操作，在操作過程中，體驗真實項目。結(jié)合定制的課程和層層遞進的教學思路，使企業(yè)的先進技術(shù)在學校的教學過程中得以展現(xiàn)。同時滿足日常培訓及校內(nèi)的頂崗實習。

仿真模型中的單個構(gòu)件也可用于課堂教學中，課堂中講解某個構(gòu)件時，讓學生能更直觀的感受到構(gòu)件的幾何尺寸及非幾何信息。把抽象的概念具體化、形象化，建立與實物之間的關(guān)聯(lián)性，更深刻的將構(gòu)件知識融會貫通。

圖1中底座的軸側(cè)圖見下圖2，其中底板為鐵木材質(zhì)相結(jié)合，同時也是相互拼成一體，如果尺寸過大，不好進行搬運。底板上面有預埋好的連接鋼筋，展示一層預制柱與底板相連接的施工工藝。

圖1中預制柱的軸側(cè)圖見下圖3，預制柱為鋁木材質(zhì)相結(jié)合，鋁材質(zhì)的作用為外觀美觀，木材質(zhì)為內(nèi)置，鋁木相結(jié)合使得仿真構(gòu)件質(zhì)感和手感都非常的好。學生拿在手里有重量感，但重量不會有安全隱患。上面有連接鋼筋，連接上下層預制柱的用途。連接鋼筋與下面的鋁包木柱身是通過連接鋼板相結(jié)合。在整體仿真模型中，預制柱分為整體預制柱和分離式預制柱。分離式預制柱圖1有有所示意，中間部位為柱中鋼筋展示區(qū)域，讓學生直觀的了解柱中豎向受力鋼筋與箍筋，同時學習鋼筋的綁扎等相關(guān)知識。

圖1中疊合梁的軸測圖見下圖4，疊合梁材質(zhì)也為鋁木材質(zhì)相結(jié)合，基本同預制柱。疊合梁上部為開口箍示意，梁身為凹口截面疊合梁，兩側(cè)伸出鋼筋為梁柱節(jié)點區(qū)域鋼筋。疊合梁分為整體疊合梁和分離式疊合梁。分離式疊合梁中間部位為梁中鋼筋展示區(qū)域，讓學生直觀的了解梁中下部縱筋與箍筋，同時學習鋼筋的綁扎等相關(guān)知識。

圖1中疊合板的軸測圖見下圖5，疊合板的底板為鐵木材質(zhì)相結(jié)合。底板上部為桁架筋示意，四周均有鋼筋伸出，側(cè)邊鋼筋為疊合板與疊合板相交的帶彎鉤鋼筋，上下鋼筋為疊合板與疊合梁搭接鋼筋。

以上為仿真模型的整體及相關(guān)構(gòu)件的介紹，除此以外還有支撐及斜撐等相關(guān)構(gòu)件，在此不做特殊說明。

三、仿真模型的組裝

院校致力于為企業(yè)輸送技能型人才，在校期間重視技能培養(yǎng)、注重素質(zhì)提升，使得人才培養(yǎng)與企業(yè)需求相適應?？刹鸾馀c組裝的裝配式建筑仿真模型的實訓實操注重技能培養(yǎng)、加強技能訓練，將企業(yè)崗位規(guī)范嵌入其中，讓學生明晰企業(yè)崗位需求，緩解人才供需不對稱。

空間實物的實操能夠讓學生更清晰、全方位的表達節(jié)點構(gòu)造，對結(jié)構(gòu)施工圖紙有了空間上的深入理解，有利于學生專業(yè)技能的快速提升。以全新的思維和最大的效率煥發(fā)老師和學生教與學的熱情。

仿真模型的組裝結(jié)合上面圖1中的內(nèi)容，①從底座的組合安裝，之后進行預制柱的安裝，預制柱的下部灌漿套筒連接預留孔洞與底座上的鋼筋相互插入；②進行預制柱的斜向支撐的連接，保證預制柱的臨時固定；③進行疊合梁的安裝，疊合梁與預制柱直接進行螺栓連接，疊合梁下放置臨時支撐；④放置板下支撐，進行疊合板的安裝，同時進行預制樓梯的連接；⑤放置仿真二次混凝土澆筑樓板。這樣就完成了一層的構(gòu)件安裝，如有第二層及第三層也按此步驟進行安裝。

以裝配整體式框架結(jié)構(gòu)為列，除上述構(gòu)件安裝外，還有外掛墻板及預制內(nèi)墻等安裝。在安裝過程中，以工程圖紙為基礎，創(chuàng)設情境，化整為零進行項目教學和案例教學解決的思路。以完整的工程圖紙為載體，推行項目教學和案例教學，可以改變傳統(tǒng)學科教學中理論技能“空對空”的脫節(jié)現(xiàn)象，使“做中教、做中”得到落地。而采用“化整為零”的方式，在真、完整的工程情境中進行典型構(gòu)件的實踐教，使系統(tǒng)性和實用性得到統(tǒng)一，可以節(jié)約資，提高教學質(zhì)量和教學效果

以上的可拆解與組裝的裝配式建筑仿真模型的組裝操作，操作過程中針對裝配式建筑安裝施工的工藝進行教學，結(jié)合課堂講課與安裝實操，使理論教學與案例討論相互補充。在操作過程中針對不同構(gòu)件的施工工藝進行基本概念、原則、理論、方法及重點與難點的詳細講解。讓只有在實踐中才能呈現(xiàn)的內(nèi)容，得以呈現(xiàn)在學生面前，使學生擺脫由紙面空想為實際工程的傳統(tǒng)課堂教學，這將是裝配式建筑專業(yè)教學的一個重要改革。結(jié)合仿模型從整體上重點強調(diào)教學內(nèi)容，提高學生進入企業(yè)后的專業(yè)度。

四、總結(jié)

通過可拆解與組裝的裝配式建筑仿真模型的實訓，結(jié)合定制的裝配式建筑課程，能夠在為學生提供系統(tǒng)化的技能知識點串聯(lián)，消除了以往學生生產(chǎn)實習的時間和空間限制，將理論與實踐完美結(jié)合。實訓基地如此建設，即提高了學生的自主學習能力，又增加了學習的趣味性和實踐性，同時讓學生熟悉和了解實際施工現(xiàn)場的具體施工方法、施工工藝，提高學生崗位核心競爭力，也為以后的職業(yè)發(fā)展奠定良好的基礎。