装配式剪力墙结构预制混凝土构件模具设计与制作要点

1. 装配式剪力墙结构概念
　　预制混凝土，英文名为PrecastConcrete，简称PC。主要受力构件部分或全部由预制剪力墙、叠合梁、叠合板组成，采用有效方式将预制构件连接成为整体的钢筋混凝土剪力墙结构，简称装配式剪力墙结构。


　　 2.预制混凝土构件模具设计的一般规定
　　混凝土预制构件模具以钢模为主，面板主材选用Q235钢板，支撑结构可选型钢或者钢板，规格可根据模具形式选择，应满足以下要求：


　　模具应具有足够的承载力、刚度和稳定性，保证在构件生产时能可靠承受浇筑混凝土的重量、侧压力及工作荷载。


　　模具应支、拆方便，且应便于钢筋安装和混凝土浇筑、养护。


　　模具的部件与部件之间应连接牢固；预制构件上的预埋件均应有可靠固定措施。


　　 3.预制混凝土构件模具设计体系
　　现有的模具的体系可分为：可采用独立式模具和大底模式模具（即底模可公用，只加工侧模具）。独立式模具用钢量较大，适用于构件类型较单一且重复次数多的项目。大底模式模具只需制作侧边模具，底模还可以在其他工程上重复使用，本文主要介绍该类模具体系。


　　主要模具类型：大底模（平台）、叠合楼板模具、阳台板模具、楼梯模具、内墙板模具和外墙板模具等。


　　大底模设计要点：面板根据楼层高度和构件长度，宜选用整块的钢板。每个大底模上布置不宜超过3块构件，据此选择底模长度，宽度有建筑层高决定。对于板面要求不严格的，可采用拼接钢板的形式，但需注意拼缝的处理方式。大底模支撑结构可选用工字钢或槽钢，为了防止焊接变形，大底模最好设计成单向板的形式，面板一般选用10mm钢板。大底模使用时，需固定在平整的基础上，定位后的操作高度不宜超过500mm。


　　叠合楼板模具设计要点：根据叠合楼板高度，可选用相应的角铁作为边模，当楼板四边有倒角时，可在角铁上后焊一块折弯后的钢板。由于角铁组成的边模上开了许多豁口，导致长向的刚度不足，故沿长向可分若干段，以每段1.5--2.5m为宜。侧模上还需设加强肋板，间距为400-500mm。


　　阳台板模具设计要点：为了体现建筑立面效果，一般住宅建筑的阳台板设计为异性构件。构件的四周都设计了反边，导致不能利用大底模生产。可设计为独立式的模具，根据构件数量，选择模具材料。首先考虑构件脱模的问题，在不影响构件功能的前提下，可适当留出脱模斜度（1/10左右）。当构件高度较大时，应重点考虑侧模的定位和刚度问题。


　　楼梯模具设计要点：楼梯模具可分为卧式和立式两种模式，卧式模具占用场地，需要压光的面积较大，构件需多次翻转。故推荐设计为立式楼梯模具。重点为楼梯踏步的处理，由于踏步成波浪形，钢板需折弯后拼接，拼缝的位置宜放在既不影响构件效果又便于操作的位置，拼缝的处理可采用焊接或冷拼接工艺。都需要特别注意拼缝处的密封性，严禁出现漏浆现象。


　　内墙板模具设计要点：由于内墙板就是混凝土实心墙体，一般没有造型。北京地区公租房项目的预制内墙板的厚度一般为200mm，为便于加工，可选用20#槽钢作为边模。内墙板三面均有外漏筋，且数量较多，需要在槽钢上开许多豁口，导致边模刚度不足，周转中容易变形，所有应在边模上增设肋板。


　　外墙板模具设计要点：北京地区的外墙板一般采用三明治结构，即结构层（200mm）+保温层（50mm）+保护层（60mm）。此类墙板可采用正打或反打工艺。建筑对外墙板的平整度要求很高，如果采用正打工艺，无论是人工抹面还是机器抹面，都不足以达到要求的平整度，对后期施工较为不利。但是正打工艺，有利于预埋件的定位，操作工序也相对简单。可根据工程的需求，选择不同的工艺。本文主要介绍反打工艺为主的模具。根据浇注顺序，将模具分为两层，第一层为保护层+保温层，第二层为结构层。第一层模具作为第二层的基础，所以在第一层的连接处需要加固。第二层的结构层模具同内墙板模具形式。结构层模具的定位螺栓较少，故需要增加拉杆定位，防止涨模。
　　
　　外墙板和内墙板模具防漏浆设计要点：构件三面都有外漏钢筋，侧模处需开对应的豁口，数量较多，造成拆模困难。为了便于拆模，豁口开的大一些，用橡胶等材料将混凝土与边模分离开，从而大大降低了拆卸难度。

　　边模定位方式设计要求：边模与大底模通过螺栓连接，为了快速拆卸，宜选用M12的粗牙螺栓。在每个边模上设置3-4个定位销，以更精确地定位。连接螺栓的间距控制在500-600mm为宜，定位销间距不宜超过1500mm。

　　预埋件定位设计要求：预制混凝土构件预埋件较多，且精度要求很高，需在模具上精确定位，有些预埋件的定位在大底模上完成，有些预埋件不与底模接触需要通过靠边模支撑的吊模完成定位。吊模要求拆卸方便，定位唯一，以防止错用。

　　模具加固设计要点：对模具使用次数必须有一定的要求，故有些部位必须要加强，一般通过肋板解决，当楼板不足以解决时可把每个肋板连接起来，以增强整体刚度。

　　模具的验收要点：除了外型尺寸和平整度外，还应重点检查模具的连接和定位系统。

　　模具的经济性分析要点：根据项目中每种预制构件的数量和工期要求，配备出合理的模具数量。再摊销到每种构件中，得出一个经济指标，一般为每方混凝土中含多少钢材。据此可作为报价的一部分。

　　 4.预制混凝土构件模具使用要求
　　编号要点：由于每套模具被分解的较零碎，需按顺序统一编号，防止错用。

　　组装要点：边模上的连接螺栓和定位销一个都不能少，必须紧固到位。为了构件脱模时边模顺利拆卸，防漏浆的部件必须安装到位。

　　吊模等工装的拆除要点：在预制混凝土构件整齐养护之前，要把吊模和防漏浆的部件拆除。选择此时拆除的原因为吊模好拆卸，在流水线上，不占用上部空间，可降低蒸养窑的层高；混凝土几乎还没强度，防漏浆的部件很容易拆除，若等到脱模的时候，混凝土的强度已到20mpa左右，防漏浆部件、混凝土和边模会紧紧地粘在一起，极难拆除。所以防漏浆部件必须在蒸汽养护之前拆掉。

　　模具的拆除要求：当构件脱模时，首先将边模上的螺栓和定位销全部拆卸掉，为了保证模具的使用寿命，禁止使用大锤。拆卸的工具宜为皮锤、羊角锤、小撬棍等工具。

　　模具的养护要求：在模具暂时不使用时，需在模具上涂刷一层机油，防止腐蚀。

　　 5.结束语
　　在政府的大力推进下，装配式剪力墙结构近几年在国内快速发展。装配式建筑具有施工周期短、安装精度高等特点。对预制构件的误差要求到了2mm以内，所以需要更高精度的模具。我们必须勇于尝试，善于创新，勤于交流，才能做出高品质的产品。

　　参考文献：
　　《装配式混凝土结构规程施工与质量验收规程》DB11~1030-2013
　　《预制混凝土构件质量检验标准》DB11!T~968-2013