装配式建筑预制混凝土构件模具深化设计重难点

装配式建筑预制混凝土构件模具深化设计重难点装配式建筑预制混凝土构件生产过程中质量控制是重中之重，而模具是质量控制的首要环节。

结合构件生产质量控制，阐述模具深化设计重难点。

模具设计主要包括：汇总整理预制构件深化图、设计初版配模清单、优化配模清单、确认模具兼并方案、绘制模具深化设计图、图纸审核审批、模具加工。

通过对模具设计环节的严格把控，可保证预制构件生产质量，提高生产效率，同时降低生产成本。

01模具深化设计准备
构件配模清单
根据项目吊装工期反推计算构件生产周期，结合构件数量、种类和出模率，综合考虑生产成本和工艺难度，最终确定各类构件的配模清单。

模具合并方案
根据构件边线尺寸、钢筋出筋位置、出筋形式（平直出筋、弯折出筋）等构件特征，确定共模构件编号，共模构件种类越多，模具利用率越高，但设计周期会相应增加，模具组装难度会增大，所以需综合考虑利用率、设计周期、工厂组装难度3个因素，最终确定最优模具合并方案。

02 模具深化设计重难点
模具深化设计应在满足刚度、强度和承载力的前提下，符合安拆方便、组装灵活的原则，从而有利于保证构件生产质量，提高构件生产效率。

深化设计的重难点在于各零配件的节点连接设计，通过优化模具节点设计，可实现构件质量的源头控制。

侧模连接设计
根据兼用构件类型不同，墙板类构件侧模连接方式有2种：H形连接和工字形连接，如图1所示。

图1 墙板类侧模连接设计
1.H形连接即上下侧边模尺寸等于构件实际尺寸，左右侧边模需留设连接板，与上下侧边模连接。

此种连接方式适用于宽度相同而高度不同的构件，共用一套模具，通过上下侧边模的上下移动实现不同构件模具的变换。

2.工字形连接即左右侧边模尺寸等于构件实际尺寸，上下侧边模需留设连接板，与左右侧边模连接。

此种连接方式适用于高度相同而宽度不同的构件，共用一套模具，通过左右侧边模的左右移动实现不同构件模具的变换。

侧模出筋孔设计
根据预制构件出筋直径、定位、尺寸、形状等特征，合理设计侧模出筋孔节点，可提高连接钢筋定位精度，保证构件轮廓尺寸，从而提高构件生产质量。

出筋孔留设方式主要有梳子形孔、U形孔、长圆孔和圆孔，如图2所示。

图2 不同类型侧模出筋孔
1.梳子形出筋孔优点是脱模较方便，脱模时只需向上提侧边模即可，可节省脱模时间；缺点是侧模刚度较小，模具周转次数少，浇筑混凝土时易漏浆，下铁钢筋保护层控制难度较大。

设计过程中可结合工程实际情况选择合适的出筋形式，但有些构件出筋形式有弯折，用长圆孔、圆孔和U形孔脱模难度较大，宜选用梳子形出筋孔，如图3，4所示。

图3 墙板两侧带弯钩出筋
图4 墙板侧模梳子形出筋孔
2.U形出筋孔一般叠合板构件边模出筋孔常采用U形出筋孔；脱模时将连接螺栓松开，向上提起构件即可脱模（见图5）。

图5 叠合板侧模U形出筋孔
3.长圆形出筋孔是较常用的一种出筋孔形式，适用于箍筋出筋。

一般对于焊接封闭箍，长圆孔宽度取钢筋直径加8mm；对于开口箍，长圆孔宽度取钢筋直径加10mm。

4.圆形出筋孔适用于单根纵筋出筋。

这种出筋孔一般要配合钢筋定位件使用，常见钢筋定位件有橡胶塞和定位钢片定位件。

5.若墙板同一个侧边出筋形式不同，也可将侧模分段，选择不同出筋孔组合的形式。

底模设计
预制构件生产底模主要分2种：共用大底模和独立底模。

共用大底模一般适用于墙板、叠合板、PCF板等平面构件，这类构件底部为平面，没有凹凸造型，
选择共用大底模可提高生产效率，同时节约模具成本；独立底模适用于底部有特殊造型的阳台板、空调板等异形构件，如底部有下反檐的阳台板和空调板，或底部有下凸梁的梁式阳台，这类构件底部不是平面，所以需设置独立带凹凸的底模。

对于底部有凹凸造型的位置，需设计脱模角度，如图6所示。

图6 异形构件底模
在满足构件设计尺寸要求的前提下，对于阴角造型，高度≤150mm时，可设置10mm脱模角度；高度为150～300mm时，可设置15mm脱模角度；高度＞300mm时，可分段拼接设计。

工装设计
装配式建筑施工过程中，构件中的预留预埋工序在工厂完成。

预留洞口和预埋件的精准定位是保证现场施工质量的重要前提，在模具中设置工装即可实现相应点位的精确定位。

工装设计需注意2点：
1.保证刚度；
2.安装方便。

常见定位工装有：预埋件定位工装、预留线盒定位工装、预留洞定位工装、手控盒定位工装、水槽定位工装。

工装材料宜选用方钢、圆钢管、
角钢等热轧型钢，与侧模距离较近的也可使用丁字形钢板。

工装与侧模采用M12螺栓连接。

图7 可调节线盒工装
定位工装设计优先考虑做成可调节的活动工装，如图7所示，以便于图纸变更时，可灵活调整工装位置，从而减少改模时间，提高生产效率。

零件组合方式设计
不同种类构件共模时，需设计合理的零件组合方式，以提高模具利用率，减少组模时间，提高生产效率。

图8 PCF板构件
如图8所示，PCF01和PCF02是互为镜像关系的2种构件，端部侧模设计有2种方案：
1.将端部侧模连接方式设计成整体式端部侧模，则生产PCF01和PCF02两个构件需要制作如图9，10所示的2套端部侧模，增加模具组装难度。

图9 整体式A形端部侧模
图10 整体式B形端部侧模
2.采用如图11所示的拆分式端部侧模，通过1号零件与2号零件左右两端连接的转换，用1套端部侧模即可生产PCF01和PCF02两种构件，模具组装方
便，同时可节省模具钢材。

由此可见，优化模具零件的连接方式，可减少模具中零件种类，既减少模具用量，同时提高模具零件的标准化程度，有利于模具组装准确度，从而提高构件生产质量。

图11 拆分式端部侧模
03结语
模具作为工厂化预制构件生产重要的周转材料，其设计、加工和组装直接影响构件生产的质量，进而影响整个工程施工工期。

需从源头控制预制构件生产质量，从模具深化设计入手，优化模具设计方案，合理设计连接节点，以生产出高质量的预制构件产品，最终实现安全、绿色、环保的新型装配式建筑。

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