導(dǎo)語(yǔ)：PC構(gòu)件模具標(biāo)準(zhǔn)化和通用化分析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：針對(duì)裝配式建筑中pc構(gòu)件生產(chǎn)的模具重復(fù)利用率較低、模具配套成本較高等現(xiàn)狀，從預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)件模具標(biāo)準(zhǔn)化庫(kù)與模具零部件標(biāo)準(zhǔn)化、模具組合式通用化配置等方面出發(fā)，對(duì)PC構(gòu)件生產(chǎn)中模具設(shè)計(jì)與制作進(jìn)行了分析與研究，對(duì)降低裝配式建筑總體生產(chǎn)成本和提高預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)效率提出了建議。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；PC構(gòu)件；模具；標(biāo)準(zhǔn)化；通用化

隨著裝配式建筑產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，預(yù)制混凝土構(gòu)件（Precastconcretecomponents，以下簡(jiǎn)稱PC構(gòu)件）產(chǎn)品種類與型號(hào)也在不斷增加，但尚未形成完整標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與生產(chǎn)模式，預(yù)制構(gòu)件模具配套成本大幅增加，從而造成預(yù)制構(gòu)件整體造價(jià)偏高，阻礙了裝配式建筑產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展[1-2]。本文通過(guò)分析PC構(gòu)件模具設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，對(duì)PC構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化和模數(shù)化進(jìn)行研究，從PC構(gòu)件模具主體結(jié)構(gòu)與零部件的標(biāo)準(zhǔn)化和工程中構(gòu)件模具組合式通用化配置角度進(jìn)行分析研究，探索降低構(gòu)件模具配套成本、提高模具設(shè)計(jì)制作效率和模具重復(fù)利用率的有效途徑。

1PC構(gòu)件模具設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

PC構(gòu)件模具主要以鋼模為主，構(gòu)件類型主要包括預(yù)制剪力墻、填充墻、疊合梁、構(gòu)造柱、疊合樓板、樓梯等。模具配套設(shè)計(jì)主要依據(jù)PC構(gòu)件形狀、鋼筋布置、預(yù)埋件位置和拆裝工藝進(jìn)行，其結(jié)構(gòu)包括面板、支撐結(jié)構(gòu)和工裝吊架零部件等，且模具結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足承載力、剛度、穩(wěn)定性和拼拆方便等設(shè)計(jì)要求。PC構(gòu)件具有種類多樣、形狀復(fù)雜等特點(diǎn)。不同工程中PC構(gòu)件的拆分和設(shè)計(jì)尚無(wú)成熟的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致模具適用工程單一、周轉(zhuǎn)次數(shù)少、損耗嚴(yán)重，不能達(dá)到單一模具多次生產(chǎn)的目的，這也是預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)成本居高不下的原因之一[3-4]。

2PC構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化研究

PC構(gòu)件模具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化需建立在PC構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，整合大量已完工程，分析研究已生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件并總結(jié)其規(guī)律性，整合開(kāi)間、進(jìn)深尺寸踐行模數(shù)協(xié)調(diào)原則，綜合考慮建筑、結(jié)構(gòu)及其他專業(yè)功能要求及相互協(xié)調(diào)關(guān)系，對(duì)常用各類預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行分類歸納和統(tǒng)計(jì)，并建立標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件庫(kù)。標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件庫(kù)將預(yù)制構(gòu)件分為A類剪力墻、B類填充墻、C類陽(yáng)臺(tái)、D類樓板、E類空調(diào)板和F類樓梯等六大類構(gòu)件。同時(shí)，針對(duì)PC構(gòu)件模數(shù)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，通過(guò)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，規(guī)范預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)與拆分模數(shù)化原則，優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件數(shù)量。如標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件庫(kù)中剪力墻、填充墻構(gòu)件屬于模數(shù)化構(gòu)件，其中剪力墻高設(shè)計(jì)為2780mm，墻厚設(shè)計(jì)為200mm，墻身段長(zhǎng)度L為可變參數(shù)，以300mm為模數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)拆分，長(zhǎng)度包括1200mm、1500mm、1800mm、2100mm、2400mm、2700mm和3000mm幾種尺寸，房屋結(jié)構(gòu)中非標(biāo)模數(shù)長(zhǎng)度的剪力墻面可由調(diào)節(jié)后澆暗柱的長(zhǎng)度來(lái)控制[5-6]。采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)拆分的構(gòu)件可配置標(biāo)準(zhǔn)化模具，當(dāng)不同項(xiàng)目中采用構(gòu)件庫(kù)內(nèi)構(gòu)件，可直接調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)化模具庫(kù)內(nèi)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，模數(shù)化的構(gòu)件設(shè)計(jì)可為組合式設(shè)計(jì)方法進(jìn)行模具設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。針對(duì)PC件標(biāo)準(zhǔn)化模數(shù)化的研究并建立標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件庫(kù)，可為構(gòu)件模具標(biāo)準(zhǔn)化研究提供基礎(chǔ)，也是模具主體結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的前提條件。

3PC構(gòu)件模具的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)研究

3.1基于標(biāo)準(zhǔn)化庫(kù)的模具設(shè)計(jì)研究與實(shí)踐效果。基于對(duì)PC構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法和標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件庫(kù)的研究，將對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化模具庫(kù)進(jìn)行分析，并對(duì)不在工程實(shí)踐中的應(yīng)用效果。標(biāo)準(zhǔn)化模具庫(kù)為根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件庫(kù)配套設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的模具圖庫(kù)，即每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)一套標(biāo)準(zhǔn)化的模具，包括三維建模圖和二維加工圖紙。圖1為標(biāo)準(zhǔn)化剪力墻三維模具。當(dāng)設(shè)計(jì)構(gòu)件為構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)內(nèi)構(gòu)件時(shí)，可直接檢索模具標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中已有的模具加工圖，直接調(diào)用或者進(jìn)行適當(dāng)修改，可大幅減少模具設(shè)計(jì)的工作量，且基于標(biāo)準(zhǔn)化庫(kù)的設(shè)計(jì)，各類型構(gòu)件統(tǒng)計(jì)歸類后可優(yōu)化模具配置方案，模具配置套數(shù)也可大幅減少。本文以上海市寶山區(qū)顧村鎮(zhèn)市屬征遷安置房F-4地塊項(xiàng)目2#、3#樓為例，量化統(tǒng)計(jì)了傳統(tǒng)方案和基于標(biāo)準(zhǔn)化庫(kù)兩種模具配置方案的各類構(gòu)件模具配置套數(shù)和設(shè)計(jì)工作量，詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1和表2。通過(guò)傳統(tǒng)模式和基于標(biāo)準(zhǔn)化庫(kù)兩種模具配置。方案的各類型構(gòu)件模具配置套數(shù)和設(shè)計(jì)工作量的對(duì)比分析可知，基于標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件和模具庫(kù)進(jìn)行的構(gòu)件和模具設(shè)計(jì)可大幅減少構(gòu)件模具設(shè)計(jì)工作量和模具配置套數(shù)，從而降低模具成本。3.2零部件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與制作PC構(gòu)件模具配套零部件作為PC構(gòu)件模具設(shè)計(jì)的重要組成，且大部分具有較成熟的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，模具配套部件與模具主體結(jié)構(gòu)可靈活拆卸，故通過(guò)配套設(shè)計(jì)與制作標(biāo)準(zhǔn)化的模具配件，建立配件倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)等方式，在不同工程項(xiàng)目或不同構(gòu)件生產(chǎn)中，相同構(gòu)件結(jié)構(gòu)所需配套零部件重復(fù)使用，可大幅提高模具零部件重復(fù)利用率和減少該類配件浪費(fèi)，主要包括剪力槽、預(yù)埋窗、預(yù)留孔洞、預(yù)埋鋼筋套筒、工裝吊架等相關(guān)配件。3.2.1剪力鍵與剪力槽。經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐得出，當(dāng)剪力槽深度H≤30mm，宜采用實(shí)心鋼板，M12螺栓連接，當(dāng)H>30mm時(shí)，采用6mm鋼板折彎。剪力鍵配件較重且耐用，當(dāng)不同項(xiàng)目剪力鍵大小相同時(shí)，可重復(fù)利用。圖2為一類剪力鍵配件。3.2.2構(gòu)件窗模具配件。窗框、門洞作為必不可少的部件，不同工程有預(yù)留窗洞和預(yù)埋窗框兩種預(yù)制形式，且結(jié)構(gòu)有較多相似之處。配套模具設(shè)計(jì)時(shí)，窗框模具一般分為6～8塊，采用10mm法蘭連接，方便拆模。圖3為兩種常見(jiàn)窗洞的配套模具方案，當(dāng)窗框大小尺寸符合一定標(biāo)準(zhǔn)或模數(shù)后，窗框配套模具可實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用。3.2.3預(yù)埋、預(yù)留孔洞等配件。PC構(gòu)件中包含較多功能性預(yù)埋件或預(yù)留孔洞，包括鍍鋅鋼套管、止水節(jié)、地漏、PVC管定位、預(yù)留圓洞、預(yù)留方洞等，該類預(yù)埋件的配套模具配件大部分可實(shí)現(xiàn)不同工程間的通用。構(gòu)件埋件等需工裝吊架作為安裝定位裝置，常見(jiàn)埋件工裝架包括吊裝、調(diào)標(biāo)高、接駁用埋件、預(yù)留方洞等。另外，可通過(guò)設(shè)計(jì)可調(diào)式PC埋件工裝架，提高工裝吊架重復(fù)利用率，圖4、圖5分別為部分埋件、工裝和吊具結(jié)構(gòu)。

4預(yù)制構(gòu)件模具組合式通用化配置

經(jīng)過(guò)大量工程實(shí)踐總結(jié)，同一工程中同類型構(gòu)件不同構(gòu)件型號(hào)往往存在較多相似之處，可在PC構(gòu)件模具配套設(shè)計(jì)初期，采取組合式通用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)部分邊模或組件重復(fù)利用，優(yōu)化模具配置套數(shù)方案，從而減少模具配套總體數(shù)量。通過(guò)分析整合不同預(yù)制構(gòu)件的類型、尺寸、結(jié)構(gòu)形式等特點(diǎn)，針對(duì)不同類型構(gòu)件模具設(shè)計(jì)不同組合式通用配置方法，探索幾種降低不同類型構(gòu)件模具配置套數(shù)和減少設(shè)計(jì)工作量的途徑。4.1預(yù)制疊合梁、構(gòu)造柱、疊合樓板模具。預(yù)制疊合梁、構(gòu)造柱和疊合樓板是裝配式建筑重要的組成部分，且結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，配套模具可實(shí)現(xiàn)組件或邊模的通用化，可有效減少模具配置[7]。預(yù)制梁、預(yù)制柱多呈不同尺寸的長(zhǎng)方體形狀，當(dāng)構(gòu)件端截面相同時(shí)，可利用端模的位置移動(dòng)調(diào)節(jié)構(gòu)件長(zhǎng)度；疊合樓板多為厚度相同的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，可通過(guò)拼裝和邊模位置調(diào)節(jié)滿足不同尺寸構(gòu)件生產(chǎn)。圖6、圖7分別為上海市浦江社區(qū)MHP0-1302單元安置房項(xiàng)目中預(yù)制疊合梁和松江南站大型居住社區(qū)C19-10-04號(hào)地塊動(dòng)遷安置房項(xiàng)目疊合樓板模具配套模具結(jié)構(gòu)。4.2預(yù)制墻板類構(gòu)件模具。預(yù)制墻板類構(gòu)件包括預(yù)制剪力墻、預(yù)制填充墻構(gòu)件等，通過(guò)大量工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，較多工程為實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)不同樓層間的差異化需求，墻板的高度或形狀設(shè)計(jì)存在一定差異，利用組合式通用模具配置方法可有效減少模具配置數(shù)量，以下為兩種實(shí)際工程中遇到的不同樓層存在結(jié)構(gòu)差異的構(gòu)件生產(chǎn)的模具配置方法，其他不同工程中類似情況可參考此類方法進(jìn)行構(gòu)件模具的配套設(shè)計(jì)。以上海市靜安區(qū)市北高新技術(shù)服務(wù)業(yè)園區(qū)NO70501單元09-03地塊住辦商品房項(xiàng)目中兩個(gè)典型應(yīng)用案例，可為所述的組合式通用模具配置方法提供借鑒。工程概況如下：（1）不同樓層墻板在層高和梁筋方面存在差異，但側(cè)面結(jié)構(gòu)仍存在較多相同部分，故采取組合式通用結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可避免每類構(gòu)件配置一套模具的浪費(fèi)。圖8為其中一種情況，總層數(shù)26層的樓體有五種墻板結(jié)構(gòu)，但不同墻板下部結(jié)構(gòu)皆相同，故采用組合拼裝方式將下部結(jié)構(gòu)模具通用，替換上部結(jié)構(gòu)模具以實(shí)現(xiàn)幾種構(gòu)件的澆筑。（2）工程外墻飄窗高度與形狀存在部分差異，導(dǎo)致底模需單獨(dú)配置，利用組合式通用配置方法，可將各構(gòu)件不同部分進(jìn)行單獨(dú)制作，并與相同的通用部分進(jìn)行組合式拼裝，實(shí)現(xiàn)不同構(gòu)件的澆筑，如該33F樓層上部無(wú)凸塊部分，即可替換上部模具組件進(jìn)行組合澆筑，可有效減少模具配套數(shù)量，如圖9所示。4.3預(yù)制樓梯模具。預(yù)制樓梯是房屋建筑結(jié)構(gòu)中重要的組成部分，且不同工程中樓梯的結(jié)構(gòu)類似，當(dāng)層高和踏步等規(guī)格相同時(shí)，樓梯模具通過(guò)少量改動(dòng)或直接通用，可有效減少樓梯模具的配置數(shù)量。圖10為樓梯模具三維結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)樓梯踏步和層高等主要參數(shù)相同時(shí)，一套樓梯模具可少量改制，并應(yīng)用于其他工程中實(shí)現(xiàn)通用。

5結(jié)論

（1）建立標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件和配套模具庫(kù)。通過(guò)研究預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)律，總結(jié)預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化模數(shù)化的設(shè)計(jì)和拆分方法，并建立構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化庫(kù)和配套模具標(biāo)準(zhǔn)化庫(kù)，不同工程可參考構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化庫(kù)進(jìn)行構(gòu)件拆分設(shè)計(jì)，配套模具就可直接調(diào)用配套的標(biāo)準(zhǔn)化模具庫(kù)中模具進(jìn)行設(shè)計(jì)制作，實(shí)際工程中有很好的應(yīng)用效果。（2）通過(guò)零部件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)制作、建立標(biāo)準(zhǔn)化配件倉(cāng)儲(chǔ)等方式，對(duì)提高模具零部件利用率、減少零部件浪費(fèi)和降低模具成本具有顯著的效果。（3）在不影響構(gòu)件生產(chǎn)工期情況下，在模具配套設(shè)計(jì)初期，考慮通過(guò)組合拼裝方式，相同結(jié)構(gòu)部分重復(fù)使用，不同部分拼裝替換，可實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)構(gòu)件差異化結(jié)構(gòu)的澆筑。

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作者: 馬金華 張德剛 朱敏濤 李玲玉 單位:上海建工材料工程有限公司