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
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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知识点： 装配式建筑预制混凝土构件模具深化设计重难点
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