基于标准预制构件模数可变模具的通用性研究

基于标准预制构件模数可变模具的通用性研究

乔景洋郭壮雨李加利

中建科技河南有限公司河南郑州452375

摘要：由于国家预制单元的建筑是按照目前提出的方案和图纸进行设计的，大多数建筑师都不熟悉设计过程中的单元分离的模型。这导致解决方案批准后的评审空间有限，模块化组件分离的标准化程度较低，资源消耗加剧，成本高，生产率相对较低。实验证明这种模式不适合建筑业，需要转型的升级。本文介绍了我国预制建筑预制构件的现状。在预期的标准设置的基础上，设计了一组平面模型和一组窗洞模型，模具组合可生产各种规格的零件，有效增加模具的旋转；总之，长寿命模具的设计是通过选择合适的材料和合理的设计来实现的。

关键词：标准化；建筑模具；研究

引言

随着建筑行业的迅速发展，建筑业已经成为我国经济的支柱产业。同时国家已经开始支持和发展预制混凝土结构建筑的实践应用，使其建筑业的发展受到广泛关注，并取得了惊人的发展。混凝土浇筑混凝土要采用传统的生产方式，目前由于缺少生产预制楼房的产品或提升产品质量达不到标准、或者建筑能耗较大、用材较少都是在发展中遇到的问题所在。随着不断的发展和探索发现传统生产方式的创新人力资源成本上升的现象起到积极影响，从而提高劳动生产率、工作积极性、减少环境污染、促进建设速度等，具有良好的社会效益和经济效益。然而，预制构件的设计、生产、施工和运行是保证建筑物功能和质量的前提，也是影响预制构件制造的决定性因素。

1建筑结构体系及标准化户型研究

预制构件的合并可以从建筑设计、预制构件、现场施工等开始。由于家庭模式是人们必须考虑的主要因素，因此研究的首要步骤是设计住宅楼，在创新设计的同时并适应当前的市场需要。所以预制单位的标准化系统通过对家庭的标准化系统来分离和分类单元而建立的。

1.1深圳住宅房型调研分析

本文研究的主要以是近年来在深圳市中心购买公寓的人们所需的高档住房类型为研究对象。通过研究，深圳优质住宅模式在演进过程中具有独特的横向特征。因此，标准化的家庭模式应考虑到传统住宅的特点，满足建筑业标准化的要求，以满足市场需求，节约时间和生产成本，从而提升市场竞争力。

1.1.1住宅结构体系

现阶段我国常用的住宅结构体系由砖混结构、框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等几部分组成。砖混结构常用于不在研究范围内的中、低层建筑。近年来，深圳楼市出现了许多其他的结构。研究表明，剪刀墙由于杆件内部问题突出，在家庭结构中得到了广泛的应用。在绝对意义上，剪刀墙结构是最常见和最被认可的结构之一。

1.1.2居民居住习惯及市场主流户型研究

地方经济结构和生产方式直接影响人民的生活方式和生活习惯。深圳住宅形式的发展以住宅、石屋、集体住宅、多层住宅和高层住宅的发展为特征。目前，居民对简单的住宅区改造并不满意，对于住宅的要求随着生活水平的提升也日益增加。

这项研究的重点是人口居住习惯与家庭水平之间的关系，以确定市场上受欢迎家庭的共同特征。(1)照明和方向(特别是主厅朝南)；2)南北连接(通风良好的居室优势越大。

1.2住宅标准户型研究

由于国内预制行业的发展还在不断探索的过程中，所以许多问题有待解决。因此，本研究也调查了国外的一些先进案例。调查显示，许多国家正在推广可接受的标准住房类型。最终调查结果表明，通过调整布局、零部件尺寸和安装节点设计、生产和集成，装配率可达到72.35%。例如，芬兰Lemattic的预制混凝土构件（PC）行业推广了具有高重复率、高装配率、平面高度灵活变化以及各种建筑模型的家用模型。

结合以上住宅结构体系和居住特点，研究形成了一整套标准化的住宅类型体系。这套标准化的户型体系包括大部分中小型户型，其建筑形式简洁流畅，有利于工业预制，空间布局合理，户型南北通透，规模适宜，户型设计合理，与变异性相比，住房率在75.98%以上，PC率符合政策的在39.5%以上，组件的标准化程度，建筑立面包括三种非常受欢迎的形式供客户选择：Artdeco风格、法国高层风格和新古典风格。

2组合模具设计

2.1可变模具1

对第一组模型的研究是基于标准化单元中的一部分进行展开的。由1000mm的多个弯板组成，在三维方向上进行选择：长度、宽度和厚度。外壁表面的高度应选择在2800到3500mm之间，宽度应选择在1500到3000mm之间，厚度为1000mm或200mm，如图1所示。

图1：平板模具的组合图

侧面板的模块垂直定义大约两个其他平面，模具和3500m以上的平面，长度大约为每端垂直侧，距离端部100m，上下固定使用，而大约两个其他模型的总长度为3700米垂直横向，对于1000米左右的软木塞在垂直横向面板上“00米冲一个孔，通过模件上下向上，平面元素可以在2800-3500米之间的变化，即该模具可以生产层高在2800--3500mm范围内的多种平板。

生产宽度在1500米至3000米之间变化的多个平板在顶部和底部都有分段连接。在分别在生产时，它可被交换模型对不同宽度的墙上，带宽调整1500m至3000m之间切换。底部形状的组合与顶部形状的组合重合。模具的设计，以提高建设效率，避免泥浆倾倒建筑混凝土芯和出现裂缝不成比例地影响组件的外观，高级模具和最低设计成只有两个路段连接，而不是100毫米，形成多个模块连接路段。

2.2可变模具2

基于标准件库中的一个窗口孔，对变模数2型模具进行了研究。窗洞以100mm为模数，分长、宽、厚三个维度选择。假定此类窗孔高度在1200w-1800mm之间，厚度在1000-1500mm之间，宽度在100-200mm之间。窗孔模分为四端角模、水平端模和垂直端模8个部分。四个端角的长度设计为400mm，水平方向两侧的端模模数采用100mm。设计尺寸分别为200mm-700mm之间，水平方向两侧设计6个不同长度的端模进行互换组合。

图2：窗洞模具组合图

2.3实际模具拼装

生产有窗孔平板时，两套模具可同时使用。通过组合，可以生产出更多不同规格的预制件，大大提高模具的周转率，有效降低预制件的生产成本。考虑到加工的方便性，在零件车间完成了平模左右立模的开孔。但由于采用预制生产模式的过程中，不同的企业引进了美国、德国、丹麦、日本、台湾、中国、国家和地区的技术，使得建筑产业化专业水平较低，导致模具零件标准化程度低，通用性差，直接阻碍了预制件的发展。因此，在现有规范构件库研究的基础上，开发规范通用的模具，对促进我国预制混凝土构件建筑的发展具有现实意义。

3标准化构件库体系设计软件的开发与应用

基于标准构件库为设计人员的方便与应用人员协同研发的标准软件插件，主要操作步骤为将构件库的参数内容输入到软件中，设计人员通过点击构件类型，想插入相应的输入参数，然后点击插入，生成三维模型的标准组件。可以在工具栏上直接选择构件，然后根据建筑师要求的尺寸进行选择和插入。标准构件库便于使用设计模块，并提供替换模块，以提高生产率并降低在后期继续设计的难度。因为组件可以直接从组件中移除，所以进一步的设计也可以生成这些组件的映射，从而减少进一步设计所需的工作量和时间。

结论

目前，我国的组装式建筑的发展还在不断的探索过程中，本论文基于预制构建模数提出了标准化的可变模具研究，探索事前构成要素的结构。系统在设计、施工、造价等涉及到多方面，因此标准化建设是一个漫长的过程。根据标准化前产预制构件系统的研究，改变了传统的建筑设计理念，在事先组成的构件库基础上，可以根据规范化辅助创新。模块的变化需要根据模块的设计要求，既能满足工厂的生产模块需求，还可以提升组装水平。根据规模化、标准化生产，提高产品的质量和生产效率，降低成本。希望这些研究成果可以为建筑工业化的发展提出建设性意见。

参考文献：

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