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

摘要：針對裝配式建筑中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)件標準化、構(gòu)件模具標準化庫與模具零部件標準化、模具組合式通用化配置等方面出發(fā)，對PC構(gòu)件生產(chǎn)中模具設(shè)計與制作進行了分析與研究，對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；標準化；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，以下簡稱PC構(gòu)件）產(chǎn)品種類與型號也在不斷增加，但尚未形成完整標準化設(shè)計與生產(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]。本文通過分析PC構(gòu)件模具設(shè)計現(xiàn)狀，對PC構(gòu)件標準化和模數(shù)化進行研究，從PC構(gòu)件模具主體結(jié)構(gòu)與零部件的標準化和工程中構(gòu)件模具組合式通用化配置角度進行分析研究，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)計要求。PC構(gòu)件具有種類多樣、形狀復(fù)雜等特點。不同工程中PC構(gòu)件的拆分和設(shè)計尚無成熟的統(tǒng)一標準，導(dǎo)致模具適用工程單一、周轉(zhuǎn)次數(shù)少、損耗嚴重，不能達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)件標準化研究

PC構(gòu)件模具設(shè)計的標準化需建立在PC構(gòu)件標準化的基礎(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，整合開間、進深尺寸踐行模數(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，對常用各類預(yù)制構(gòu)件進行分類歸納和統(tǒng)計，并建立標準化預(yù)制構(gòu)件庫。標準化預(yù)制構(gòu)件庫將預(yù)制構(gòu)件分為A類剪力墻、B類填充墻、C類陽臺、D類樓板、E類空調(diào)板和F類樓梯等六大類構(gòu)件。同時，針對PC構(gòu)件模數(shù)化設(shè)計進行研究，通過實踐經(jīng)驗，規(guī)范預(yù)制構(gòu)件設(shè)計與拆分模數(shù)化原則，優(yōu)化標準構(gòu)件數(shù)量。如標準化構(gòu)件庫中剪力墻、填充墻構(gòu)件屬于模數(shù)化構(gòu)件，其中剪力墻高設(shè)計為2780mm，墻厚設(shè)計為200mm，墻身段長度L為可變參數(shù)，以300mm為模數(shù)進行設(shè)計拆分，長度包括1200mm、1500mm、1800mm、2100mm、2400mm、2700mm和3000mm幾種尺寸，房屋結(jié)構(gòu)中非標模數(shù)長度的剪力墻面可由調(diào)節(jié)后澆暗柱的長度來控制[5-6]。采用標準化設(shè)計拆分的構(gòu)件可配置標準化模具，當不同項目中采用構(gòu)件庫內(nèi)構(gòu)件，可直接調(diào)用標準化模具庫內(nèi)設(shè)計圖紙進行模具設(shè)計，模數(shù)化的構(gòu)件設(shè)計可為組合式設(shè)計方法進行模具設(shè)計提供基礎(chǔ)。針對PC件標準化模數(shù)化的研究并建立標準化構(gòu)件庫，可為構(gòu)件模具標準化研究提供基礎(chǔ)，也是模具主體結(jié)構(gòu)標準化設(shè)計的前提條件。

3PC構(gòu)件模具的標準化設(shè)計研究

3.1基于標準化庫的模具設(shè)計研究與實踐效果?；趯C構(gòu)件標準化設(shè)計方法和標準化構(gòu)件庫的研究，將對標準化模具庫進行分析，并對不在工程實踐中的應(yīng)用效果。標準化模具庫為根據(jù)標準化構(gòu)件庫配套設(shè)計對應(yīng)的模具圖庫，即每個標準構(gòu)件對應(yīng)設(shè)計一套標準化的模具，包括三維建模圖和二維加工圖紙。圖1為標準化剪力墻三維模具。當設(shè)計構(gòu)件為構(gòu)件標準庫內(nèi)構(gòu)件時，可直接檢索模具標準庫中已有的模具加工圖，直接調(diào)用或者進行適當修改，可大幅減少模具設(shè)計的工作量，且基于標準化庫的設(shè)計，各類型構(gòu)件統(tǒng)計歸類后可優(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地塊項目2#、3#樓為例，量化統(tǒng)計了傳統(tǒng)方案和基于標準化庫兩種模具配置方案的各類構(gòu)件模具配置套數(shù)和設(shè)計工作量，詳細數(shù)據(jù)見表1和表2。通過傳統(tǒng)模式和基于標準化庫兩種模具配置。方案的各類型構(gòu)件模具配置套數(shù)和設(shè)計工作量的對比分析可知，基于標準化構(gòu)件和模具庫進行的構(gòu)件和模具設(shè)計可大幅減少構(gòu)件模具設(shè)計工作量和模具配置套數(shù)，從而降低模具成本。3.2零部件的標準化設(shè)計與制作PC構(gòu)件模具配套零部件作為PC構(gòu)件模具設(shè)計的重要組成，且大部分具有較成熟的行業(yè)標準，模具配套部件與模具主體結(jié)構(gòu)可靈活拆卸，故通過配套設(shè)計與制作標準化的模具配件，建立配件倉儲庫等方式，在不同工程項目或不同構(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，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)過大量實踐得出，當剪力槽深度H≤30mm，宜采用實心鋼板，M12螺栓連接，當H>30mm時，采用6mm鋼板折彎。剪力鍵配件較重且耐用，當不同項目剪力鍵大小相同時，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)計時，窗框模具一般分為6～8塊，采用10mm法蘭連接，方便拆模。圖3為兩種常見窗洞的配套模具方案，當窗框大小尺寸符合一定標準或模數(shù)后，窗框配套模具可實現(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，常見埋件工裝架包括吊裝、調(diào)標高、接駁用埋件、預(yù)留方洞等。另外，可通過設(shè)計可調(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)過大量工程實踐總結(jié)，同一工程中同類型構(gòu)件不同構(gòu)件型號往往存在較多相似之處，可在PC構(gòu)件模具配套設(shè)計初期，采取組合式通用技術(shù)，實現(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，針對不同類型構(gòu)件模具設(shè)計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)相對簡單，配套模具可實現(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方體形狀，當構(gòu)件端截面相同時，可利用端模的位置移動調(diào)節(jié)構(gòu)件長度；疊合樓板多為厚度相同的長方體結(jié)構(gòu)，可通過拼裝和邊模位置調(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單元安置房項目中預(yù)制疊合梁和松江南站大型居住社區(qū)C19-10-04號地塊動遷安置房項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，通過大量工程實踐發(fā)現(xiàn)，較多工程為實現(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行構(gòu)件模具的配套設(shè)計。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地塊住辦商品房項目中兩個典型應(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)進行設(shè)計，可避免每類構(gòu)件配置一套模具的浪費。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)致底模需單獨配置，利用組合式通用配置方法，可將各構(gòu)件不同部分進行單獨制作，并與相同的通用部分進行組合式拼裝，實現(xiàn)不同構(gòu)件的澆筑，如該33F樓層上部無凸塊部分，即可替換上部模具組件進行組合澆筑，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，當層高和踏步等規(guī)格相同時，樓梯模具通過少量改動或直接通用，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。當樓梯踏步和層高等主要參數(shù)相同時，一套樓梯模具可少量改制，并應(yīng)用于其他工程中實現(xiàn)通用。

5結(jié)論

（1）建立標準化預(yù)制構(gòu)件和配套模具庫。通過研究預(yù)制構(gòu)件設(shè)計生產(chǎn)規(guī)律，總結(jié)預(yù)制構(gòu)件標準化模數(shù)化的設(shè)計和拆分方法，并建立構(gòu)件標準化庫和配套模具標準化庫，不同工程可參考構(gòu)件標準化庫進行構(gòu)件拆分設(shè)計，配套模具就可直接調(diào)用配套的標準化模具庫中模具進行設(shè)計制作，實際工程中有很好的應(yīng)用效果。（2）通過零部件的標準化設(shè)計制作、建立標準化配件倉儲等方式，對提高模具零部件利用率、減少零部件浪費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)計初期，考慮通過組合拼裝方式，相同結(jié)構(gòu)部分重復(fù)使用，不同部分拼裝替換，可實現(xiàn)不同型號構(gòu)件差異化結(jié)構(gòu)的澆筑。

參考文獻：

[1]李濱.我國預(yù)制裝配式建筑的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中國科技信息,2014(7):114-115.

[2]齊寶庫,張陽.裝配式建筑發(fā)展瓶頸與對策研究[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版,2015,17(2):156-159.

[3]周克家.裝配式建筑模具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].裝備制造技術(shù),2017(5):61-63.

[4]常春光,張瑜.裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)成本控制問題與措施研究[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版,2016,18(5):470-475.

[5]王宇,,朱敏濤.基于BIM技術(shù)的標準化構(gòu)件庫的應(yīng)用研究[J].建筑技藝.2018(S1):72-75.

[6]白庶,張艷坤,韓鳳,等.BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用價值分析[J].建筑經(jīng)濟,2015,36(11):106-109.[7]楊文斌,劉轉(zhuǎn)偉,盧恒,等.基于梁柱預(yù)制構(gòu)件的組合式模具研究[J].施工技術(shù),2017,46(S2):595-599.

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