装配式建筑是实现建筑产业现代化、工业化的必由之路,PC装备和模具制造技术是建筑工业化的重要支撑。模具设计的优劣直接关系到产品质量,优质的PC模具能够保证成品具有较高的精度和一致性。因此,深入研究模具设计、生产、材料技术,对于促进装配式建筑产业发展具有重要而深远的意义。
作为生产环节的起始环节,模具重量影响着生产成本,模具精度影响构件成型质量,模具合理性设计影响生产效率。通过提高楼梯模具通用性、周转效率、降低模具重量,可大幅降低楼梯模具摊销成本。
一、楼梯模具设计生产现状
预制楼梯是现阶段预制水平构件中应用最为广泛、技术成熟、标准化程度高的部品部件之一。模具费用作为预制楼梯生产成本重要组成部分,是优化生产成本的一个重要方向。
预制楼梯模具可分为立模和平模两种。立模楼梯成型精度高,但模具结构复杂、重量大、成本高,钢筋保护层厚度不容易控制,通常需要分层浇筑,容易在楼梯模具上口50~150mm范围内产生横向收缩裂纹,楼梯阴角部位容易产生裂纹[3]。平模楼梯成型精度稍差,楼梯底板部位需要人工收光,对工人的操作水平要求较高,但模具结构简单、重量轻,通常平模成本仅为立模的55%~60%,且钢筋保护层厚度相对容易控制,构件可一次浇筑成型,施工较为方便。装配式住宅项目可考虑采用立模生产,公共建筑宜采用平模生产来降低模具成本。
目前楼梯模具为整体式模具。使用此类模具需要构件达到一定强度后才能脱模,使得构件长时间占用模具,从而导致楼梯模具周转效率低下。同时,若要提高模具周转效率,则须蒸汽养护,增加了预制楼梯养护成本。整体模具不具有通用性,只能生产同一种规格尺寸的楼梯,不同规格尺寸的楼梯需根据实际情况定制模具。且该模具自重大,大幅地增加了构件模具成本。同时,该模具拼装、拆卸、清理工序复杂,从而影响生产效率。
二、楼梯模具设计趋势
(1)楼梯模具轻量化设计。
将原先一体式的预制楼梯模具解构成可拼装组合形式的模具。最大限度地降低模具重量,改善在模具吊装移动时对设备的要求,装配方便,安全性高。
(2)楼梯模具通用性。
楼梯模具无需加工焊接成一体,将楼梯模具的背板、端板、底座等制成可拆卸的组合式楼梯模具。根据不同的楼梯尺寸,通过更换组合模具的配件,形成新的组合模具适用于新的构件,提高模具周转效率。同时建立楼梯模具数据库,在模具设计制作时进行通用性考虑,通用侧模与通用底座的组合,最大限度地使楼梯模具周转次数最大化。
总结
预制混凝土构件作为装配式建筑的部品组成,其产品质量将影响整个工程施工品质。为保证预制构件生产质量,需对模具进行优化设计、加强加工和组装环节质量管控,同时定期组织生产人员进行技能培训,强化对各生产工序的监督检查,减少生产过程中的纰漏。
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