PC构件模具标准化和通用化分析

编号： 时间：2021年x月x日 书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 页码：第1页 共7页 PC构件模具标准化和通用化分析

摘要：针对装配式建筑中PC构件生产的模具重复利用率较低、模具配套成本较高等现状，从预制构件标准化、构件模具标准化库与模具零部件标准化、模具组合式通用化配置等方面出发，对PC构件生产中模具设计与制作进行了分析与研究，对降低装配式建筑总体生产成本和提高预制构件生产效率提出了建议。

关键词：装配式建筑；PC构件；模具；标准化；通用化 随着装配式建筑产业的大力发展，预制混凝土构件（Precastconcretecomponents，以下简称PC构件）产品种类与型号也在不断增加，但尚未形成完整标准化设计与生产模式，预制构件模具配套成本大幅增加，从而造成预制构件整体造价偏高，阻碍了装配式建筑产业的持续发展[1-2]。本文通过分析PC构件模具设计现状，对PC构件标准化和模数化进行研究，从PC构件模具主体结构与零部件的标准化和工程中构件模具组合式通用化配置角度进行分析研究，探索降低构件模具配套成本、提高模具设计制作效率和模具重复利用率的有效途径。

1PC构件模具设计现状

PC构件模具主要以钢模为主，构件类型主要包括预制剪力墙、填充墙、叠合梁、构造柱、叠合楼板、楼梯等。模具配套设计主要依据PC构件形状、钢筋布置、预埋件位置和拆装工艺进行，其结构包括面板、支撑结构和工装吊架零部件等，且模具结构应满足承载力、刚度、稳定性和拼拆方便等设计要求。PC构件具有种类多样、形状复杂等特点。不同工程中PC构件的拆分和设计尚无成熟的统一标准，导致模具适用工程单一、周转次数少、损耗严重，不能达到单一

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编号： 时间：2021年x月x日 书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 页码：第2页 共7页 模具多次生产的目的，这也是预制构件生产成本居高不下的原因之一[3-4]。

2PC构件标准化研究

PC构件模具设计的标准化需建立在PC构件标准化的基础上，整合大量已完工程，分析研究已生产预制构件并总结其规律性，整合开间、进深尺寸践行模数协调原则，综合考虑建筑、结构及其他专业功能要求及相互协调关系，对常用各类预制构件进行分类归纳和统计，并建立标准化预制构件库。标准化预制构件库将预制构件分为A类剪力墙、B类填充墙、C类阳台、D类楼板、E类空调板和F类楼梯等六大类构件。同时，针对PC构件模数化设计进行研究，通过实践经验，规范预制构件设计与拆分模数化原则，优化标准构件数量。如标准化构件库中剪力墙、填充墙构件属于模数化构件，其中剪力墙高设计为2780mm，墙厚设计为200mm，墙身段长度L为可变参数，以300mm为模数进行设计拆分，长度包括1200mm、1500mm、1800mm、2100mm、2400mm、2700mm和3000mm几种尺寸，房屋结构中非标模数长度的剪力墙面可由调节后浇暗柱的长度来控制[5-6]。采用标准化设计拆分的构件可配置标准化模具，当不同项目中采用构件库内构件，可直接调用标准化模具库内设计图纸进行模具设计，模数化的构件设计可为组合式设计方法进行模具设计提供基础。针对PC件标准化模数化的研究并建立标准化构件库，可为构件模具标准化研究提供基础，也是模具主体结构标准化设计的前提条件。

3PC构件模具的标准化设计研究

3.1基于标准化库的模具设计研究与实践效果。基于对PC构件标准化设计方法和标准化构件库的研究，将对标准化模具库进行分析，并对不在工程实

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编号： 时间：2021年x月x日 书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 页码：第3页 共7页 践中的应用效果。标准化模具库为根据标准化构件库配套设计对应的模具图库，即每个标准构件对应设计一套标准化的模具，包括三维建模图和二维加工图纸。图1为标准化剪力墙三维模具。当设计构件为构件标准库内构件时，可直接检索模具标准库中已有的模具加工图，直接调用或者进行适当修改，可大幅减少模具设计的工作量，且基于标准化库的设计，各类型构件统计归类后可优化模具配置方案，模具配置套数也可大幅减少。本文以上海市宝山区顾村镇市属征迁安置房F-4地块项目2#、3#楼为例，量化统计了传统方案和基于标准化库两种模具配置方案的各类构件模具配置套数和设计工作量，详细数据见表1和表2。通过传统模式和基于标准化库两种模具配置。方案的各类型构件模具配置套数和设计工作量的对比分析可知，基于标准化构件和模具库进行的构件和模具设计可大幅减少构件模具设计工作量和模具配置套数，从而降低模具成本。3.2零部件的标准化设计与制作PC构件模具配套零部件作为PC构件模具设计的重要组成，且大部分具有较成熟的行业标准，模具配套部件与模具主体结构可灵活拆卸，故通过配套设计与制作标准化的模具配件，建立配件仓储库等方式，在不同工程项目或不同构件生产中，相同构件结构所需配套零部件重复使用，可大幅提高模具零部件重复利用率和减少该类配件浪费，主要包括剪力槽、预埋窗、预留孔洞、预埋钢筋套筒、工装吊架等相关配件。3.2.1剪力键与剪力槽。经过大量实践得出，当剪力槽深度H≤30mm，宜采用实心钢板，M12螺栓连接，当H>30mm时，采用6mm钢板折弯。剪力键配件较重且耐用，当不同项目剪力键大小相同时，可重复利用。图2为一类剪力键配件。3.2.2构件窗模具配件。窗框、门洞作为必不可少的部件，不同工程有预留窗洞和预埋窗框两种预制形式，且结构有较多相似之处。配

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