国家土建结构预制装配化工程技术研究中心-南通研究院

国家土建结构预制装配化工程技术研究中心（以下简称为国家中心）于2020年携手南通装配式建筑与智能结构研究院（以下简称为研究院）合作建立了国家土建结构预制装配化工程技术研究中心-南通研究院（以下简称为南通研究院）。基于南通研究院在装配式钢结构体系与部品、装配式混凝土结构体系与部品、装配式智慧建造与运维平台、结构健康监测与智慧基础设施系统、结构减振控制与智能防震减灾系统、结构高性能加固材料、部品与智能监测维护系统等方面形成一批有影响力的科研成果，促进实现科研成果产业化，提升南通研究院在绿色智慧建筑产业的研究能力和研发层次，进而为智慧建筑行业注入科技力量，促进传统建筑业转型升级。具体合作内容如下：

一、新材料应用项目（技术合作）。合作打造新材料研发与应用平台，互推建筑工业化转型发展，在装配式钢结构体系、装配式混凝土结构部品、建装一体化平台三大领域，稳步推进UHPC等新材料的开发与应用。

二、智能建造实训室产教融合项目（技术合作）。为助力技术创新成果转化，通过实际项目需求合作于拓展，将产业发展与实训教学密切集合，使智能建造实训室配备了最新的智能施工相关教学软件、相关教学设备及相应的模拟场景。新建的智能建造AI相关教学实训室将为学生提供一个模拟实际工作的教学环境，使学生们能够在安全的环境中获得行业前沿的知识和经验。

合作技术1：再生轻骨料高性能混凝土（RLA-HPC）

再生轻骨料高性能混凝土（RLA-HPC）是将废弃煤矸石制成的高强陶粒与高性能混凝土（HPC）结合制备而成，具有表观密度低、防收缩、免蒸养的特性，能够有效利用煤矸石固废资源，响应国家绿色低碳发展要求，实现“双碳”目标。产品抗压强度最高可达100MPa以上，抗氯离子渗透性、抗硫酸盐侵蚀性和抗碳化性强，可广泛应用于桥梁、高速、幕墙与外立面、装配式建筑构件、结构维修加固和国防防护工程、市政、电力、轨道交通工程等领域。

图1 再生轻骨料混凝土楼板

合作产品2：装配式建筑智能建造实训实验室建设、教材及培训服务

建设装配式建筑实训基地，学生通过实训教学，可了解装配式建筑从设计、生产、运输到施工、管理等装配式建筑全过程，产品建设包含吊装连接工位、灌浆连接工位、防水打胶工位、墙板安装工位等。

图2 装配式建筑实训实验室部分产品

建设智能建造实训基地，培养具有实践能力、创新能力的人才。产品建设包含智能测绘、BIM协同、智能施工、智能安全监测等。

图3 智能建造实训实验室部分产品

为进一步做好实训实验室建设实践，推动实训实验室、师资、课程、教材等资源要素协调发展，研究院与国家中心共同编写了装配式建筑培训系列工具书，丛书共有五本，分别是《装配式混凝土建筑预制构件生产》、《装配式混凝土建筑质量管理》、《装配式混凝土建筑施工技术》、《装配式混凝土建筑深化设计》、《装配式轻质墙板技术与质量通病防治》。

为促进教育界与产业界之间的合作和知识共享，研究院基于实际需求,强化管理狠抓落实，开展了一系列新建筑工种培训，如装配式建筑质检员、装配式建筑施工员、装配式建筑资料员等，切实提高产业工人理论实操能力素质。

图4 装配式建筑培训系列书籍

南通装配式建筑与智能结构研究院属科研型事业单位，是由南通高等研究院与国家土建结构预制装配化工程技术研究中心及院士团队共同发起成立的具有独立法人资格的新型研发机构，于2019年8月成立，坐落在风景优美、环境宜人、配套齐全的南通创新区紫琅科技城。研究院立足国家平台和知名高校，依托“建筑之乡”南通的行业优势，聚焦绿色装配智慧建筑，开展新一代装配式建筑与智能结构领域的研究工作。通过聚集优势科研资源，进行高端人才引进和本土优秀人才培养，打造一支集研发、孵化、产业化为一体的、市场化运作的高层次队伍。

图5 研究院内景

技术创新成果1：超高性能混凝土肋装配式楼板

超高性能混凝土（UHPC）是一种高性能混凝土材料，具有高强度、高韧性、高耐久性和高密实性等优点，可以显著提高混凝土构件的整体刚度、强度及施工效率。通过UHPC与钢筋桁架复合形成UHPC桁架肋，与预制底板共同浇筑成混凝土构件，可以显著提高楼面的刚度和强度，降低预制构件损耗率，使其适用于更大跨度的建筑结构。此外，还可以减少模板及临时支撑的使用，降低楼面预制板施工过程中的各项措施费用。UHPC肋装配式楼板按照应用场景分为UHPC肋叠合板和UHPC肋楼承板，UHPC肋叠合板包括：TF板（UHPC桁架肋叠合板）和TY板（UHPC桁架肋预应力叠合板）；UHPC楼承板包括TM板（UHPC桁架肋楼承板）和TZ板（UHPC条形肋可拆卸楼承板）。

①TF板为普通混凝土实心平板和UHPC桁架肋组成；

②TY板为预应力筋混凝土实心平板和UHPC桁架肋组合，适用于大跨度结构形式；

③TM板为抗裂高性能混凝土实心平板和UHPC桁架肋组成；

④TZ板为可拆卸高分子建筑再生模板及加强C型肋条和UHPC条形肋组成。

图6 UHPC肋叠合板

技术创新成果2：智能数字产品系列

①智慧监管

智慧监管平台主要由“装配式建筑部品质量追溯平台”和“装配式建筑行业统计平台”构成，服务于区县质监站和行业监管部门，旨在搭建涵盖装配式建筑项目建设管理全过程的大数据平台，以“电子质保书”体系为核心，实现部品生产全过程质量信息可追溯。

图7 智慧监管平台

②智慧运维

智慧运维平台通过软硬件结合，实现环境监测可视化、设备运维可视化、能耗监测可视化、门禁、访客、考勤、防疫、空间管理可视化，实现建筑数字化管理。

图8 智慧运维平台

③智慧工厂

智慧工厂管理软件包含PC-MES和ALC-MES。其具有以下功能特点：

基于物联网技术，生产进度实时把控；

一键生成排产计划，系统自动完成组模；

产品库存与发货联动，数据实时更新；

可与企业财务系统进行无缝对接，一键生成对账单。

图9 智慧工厂管理软件

④建筑机器人

由南通装配式建筑与智能结构研究院、南通职业大学和逆动科技(深圳)有限公司三家共同发起，围绕建筑机器人的研发及应用推广、机器人应用人才的培养、智能建造领域创新创业孵化开展三方战略合作，三方共同组建建筑机器人创新创业中心。

图10 建筑机器人