PC預制構件模具設計的方法研究

韋家輝 羅浩

摘 要：隨著PC行業技術的高速發展，以S公司模具設計過程中的經驗積累為研究對象，深入剖析PC行業過程中的模具設計的要點及關鍵點，提出了方案改善方法、建立標準的產品模型，并提出優化措施；

關鍵詞：預制構件；模具設計；標準產品模型

引言

眾所周知，建筑科技的更新換代使得預制裝配建筑技術得到拓展。以當前世界上的發展形式來看，預制裝配建筑技術已經成為建筑施工的必要技術手段，而預制建筑制造過程中的模具設計則很大程度上影響預置構件的質量及生產效率，本文通過提出預置構件的模具設計方法，可以解決一般情況下模具設計存在的問題，從而保證整個預制構件生產過程可以順利開展及實施，促進行業的發展；

一、構件設計圖紙工藝性審查

構件的種類與建筑的外觀和戶型直接相關，構件的種類直接影響模具的數量，所以在條件和時間具備時模具設計人員最好是全程參與建筑方案的所有評審。在條件不具備時模具和工藝人員也必須在建筑節點設計階段即介入評審，因為構件四周截面信息在節點設計時已經確定。否則可能會造成后期的批量改圖需求，造成建筑設計和模具及工藝之間的矛盾。

1、制作工藝性審查

根據以往的經驗，總結構件制作的工藝性主要應從以下幾方面對圖紙進行審查，因為這些問題將直接影響生產效率和質量，模具工程師應堅持原則，要求設計更改，如果設計因特殊情況不能更改時，應提請會議評審，由設計院領導、項目經理、PC工廠制作工人、PC工廠工藝人員等進行聯合評審，共同尋找最優解決方案。

⑴脫模角問題

脫模角：脫模角對脫模的影響非常大，模具工程師在審查構件圖紙時應嚴格審查每處構件邊沿，判斷是否需要設計脫模角。空調孔、鍵槽、沉坑等，封閉孔洞應考慮兩母線夾角15度的脫模角。直邊高低差、外頁保溫板內縮邊等應考慮7.5度的脫模角。理論上在脫模時如果混凝土表面與模具表面發生相對滑動均應預留脫模斜度。對預養護之后即可拆除的模具可不留脫模斜度。特殊結構需根據實際情況對脫模角度進行調整。

⑵脫模過程中的干涉：

應跟蹤邊模脫模時的運動方向和尺寸考慮在脫模邊程中邊模是否會與構件及構件中的預埋件發生干涉。盲孔內大外小，臺階孔中間大兩頭小，采用普通結構無法脫模（圖3）。墻板邊模平行于模臺面脫模時，外頁上應盡量避免設置保溫連接件，如因現澆節點尺寸原因必須設計保溫連接件時，保溫連接件位置應與鋼筋出筋位置一致或設置在脫模行程以外，避免脫模時邊模與保溫連接件的干涉。

⑶澆筑問題

澆筑面標高：在考慮模具方案時應合理放置構件，使澆筑面處于同一平面內，如無法滿足時應與構件設計人員溝通。因混凝土在澆筑振搗時，所有連通的混凝土平面會有自動找平的趨勢，所以所有澆筑面應盡量在同一平面內，無法做到時應盡量避免小平面高于大平面，應優先大平面高于小平面，否則會耗費大量人工。

（4）澆筑面最小尺寸

在考慮模具方案時應避免選擇尺寸過小的平面作為澆筑平面，在無法滿足時應與構件設計人員溝通，或考慮制作大的澆注口。模具開口尺寸過小將不利于混凝土澆筑，應盡量將開口尺寸做大，小于60mm的澆筑開口尺寸，澆筑會非常困難。

⑷鋼筋出筋

最小出筋間距：根據模具方案對最小出筋間距進行審查。鋼筋出筋間距應盡量大于于100，連排小于50mm的出筋將影響模具鋼度，增加模具復雜程度。（如圖7）

交錯出筋：應對所有交錯出筋進行審核，確定可行的模具方案，無法滿足裝拆模及密封要求時應與構件設計人員溝通。交錯的箍筋出筋、箍筋與吊環的交錯，都可能造成邊模的大塊缺失，對生產效率和構件質量產生影響。

梁彎筋：模應根據模具方案對梁彎筋進行審查。原則上應采用錨固板取代，如有特殊情況，梁彎筋彎出尺寸應盡量不超過構件內頁上邊線，同時模具須采用垂直于模臺面運動的脫模方式。

⑸吊點

應跟蹤模具方案對構件吊點進行審核，盡量使生產過程中的吊點與安裝吊點重合，無法重合時應與構件設計人員，工藝人員進行協商，對吊點進行增減或是位置調整。

⑹存放及運輸

模具工程師在審核圖紙時對發現的構件存放及運輸問題，應反饋給構件設計和工藝人員。

⑺構件最大外形尺寸控制

應結合模具尺寸和構件尺寸，確保模具及構件邊沿沒有超出模臺邊沿的情況發生，同時應確保在構件進入養護窯時構件和模具沒有超出養護窯入口高度。

二、通用性審查

在模具柔性化能力沒有完全建立起來之前，在目前的模具設計水平前提下，對于一個新的項目，模具工程師應該跟蹤項目總體情況，確定項目是否與之前做過的項目相似，如果有，應極力推薦設計重用前期項目模具，實現不同項目間的模具通用。同一項目內的模具通用應主要考慮以下幾方面。

⑴墻板構件

構件邊沿截面形狀：應統計項目所有墻板構件四邊的截面情況，分別內外頁截面形狀的一致性進行審查。內外頁可通過組合來實現通用，內外頁之間的相對位置可以進行移動。一個項目外頁截面建議不要超過兩種，內頁不要超過一種。

出筋間距：應對所有出筋進行間距審查，底部出筋應以100為模數來控制，兩側出筋應以底部為基準，向上出筋間距保持一致，兩側出筋情況建議按制在2-3種以內。

出筋長度：在采用開U型缺口或是通缺的模具方案時，模具工程師應對出筋長度進行審查，出筋長度應控制在1-2個范圍內，且不宜超過300。

⑵樓梯

盡量采用滿足柔性化樓梯模要求的樓梯，如不滿足，應控制樓梯種類，保證每套樓梯模在項目生產周期內的利用率達到80%以上（該模具生產的構件占總構件數的比例），在層高建筑一樣的情況下（或者尺寸相差不大），建議統一樓梯的型號，選用一種或者兩種型號樓梯，而且每個項目間的樓梯盡量通用。

參考文獻

[1]楊麗娜、張子毅、陶寧、李延光，《建筑模型設計與制作》 2013.06.01

[2]許樹勤.《模具設計與制造》

[3]劉禹.我國建筑工業化發展的障礙與路徑問題研究[J].建筑經濟，2012（4）20-24

作者簡介：

韋家輝（1984年4月）男；民族：狀族；籍貫：廣西、都安縣；學歷本科：研究方向：機械設計制造及工藝。