一種預制混凝土用蒸汽管鋼混組合底模的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種預制混凝土用蒸汽管鋼混組合底模，其特征在于，包括立體底模框架(1)和蒸汽管(2)，所述立體底模框架設有頂板(3)，所述頂板下方設有與頂板結合的混凝土層(4)，所述蒸汽管(1)埋設于混凝土層(4)內。本實用新型在立體底模框架頂板下方澆筑一定厚度的鋼筋混凝土層，并且在設置加焊剪力釘，藉此以提高底座表面的剛性及整體穩定性，可減少自重及外力作用下的變形；另外，為確保蒸汽熱能不被混凝土阻隔而降低養生效果，將蒸汽管埋設于混凝土層當中，以利于對框架頂板進行熱傳導。同時本實用新型底模的混凝土層通蒸汽后，由于蓄熱效應，提供了良好的保溫能力，可以減少蒸汽的使用量，屬于相對節能的生產方式。
【專利說明】一種預制混凝土用蒸汽管鋼混組合底模
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及建筑領域，具體地說是一種預制混凝土用蒸汽管鋼混組合底模。
【背景技術】
[0002]裝配式混凝土房屋結構由預制混凝土構件(簡稱預制構件)來實現，而預制構件的質量與精度，對于裝配式建筑的功能及外觀有著直接的影響；預制構件的模具在生產循環中扮演了重要的角色，決定了產品的質量及生產效率。一般預制混凝土澆筑完畢后，會采取有效的養護措施，根據需要可選擇自然養護、熱模養護、覆蓋養護或蒸汽養護等方式，以確保混凝土在預定的時間內可以達到需求的強度；現有熱模養護中常見的做法是，預制件置于蒸汽管鋼底模上，然后在預制構件的上方再覆蓋養生用帆布，以保持預制件混凝土的環境溫度及濕度。蒸汽管鋼底模即鋼底模與蒸汽管相結合，將蒸汽管置于鋼底模的下方，利用蒸汽管通高溫蒸汽后產生的熱能，傳熱于鋼底模表面使其升溫，間接提高混凝土構件養生的環境溫度。蒸汽管座以無縫鋼管制作，以U型環繞方式確保傳熱分布均勻。由于蒸汽管鋼底模常因生產過程的震搗、上方模具的拆組、長期反復的混凝土荷載、預制構件脫膜時的吸附力等等，造成鋼底模面板的變形，產品質量下降，最終使得鋼底模無法達到預期的使用壽命。
實用新型內容
[0003]本實用新型為了避免現有技術存在的不足之處，提供一種新型結構預制混凝土用蒸汽管鋼混組合底模，該底模在平整度的變形控制及蒸汽燃料費的支出方面得到顯著改善，且延長的底模的使用壽命。
[0004]本實用新型解決技術問題采用如下技術方案:
[0005]一種預制混凝土用蒸汽管鋼混組合底模，其結構特點在于，包括立體底模框架和蒸汽管，立體底模框架設有頂板，頂板下方設有與頂板結合的混凝土層，蒸汽管埋設于混凝土層內。
[0006]本實用新型結構特點還在于:
[0007]所述蒸汽管采用U型環繞方式排布在混凝土層內。
[0008]所述頂板下表面設有與混凝土層結合的加焊剪力釘，位于所述頂板下表面的底模框架設有由槽鋼構成的區格框架層，所述蒸汽管埋設在區格框架層內，所述槽鋼上設有水平加焊剪力釘，所述區格框架層填充混凝土形成混凝土層。
[0009]所述區格框架層設有填充在混凝土中的鋼筋網或鋼絲網。
[0010]所述頂板為厚度為10-12mm的鋼板，所述區格框架層的高度為200mm ;所述區格框架層的每個區格大小為:長890mm,寬600mm ;所述混凝土的厚度為100_120mm。
[0011]與已有技術相比，本實用新型有益效果體現在:
[0012]本實用新型在立體底模框架底板和框架頂板之間澆筑一定厚度的鋼筋混凝土層，并且在底板及四周加焊剪力釘，藉此以提高底座表面的剛性及整體穩定性，可減少自重及外力作用下的變形；另外，為確保蒸汽熱能不被混凝土阻隔而降低養生效果，將蒸汽管埋設于混凝土層當中，以利于對框架頂板進行熱傳導。
[0013]本實用新型改善了原來鋼底模的整體勁度，增加了使用壽命，相對降低了設備攤提的固定成本，同時也提升生產構件的質量。另外，本實用新型底模的混凝土層通蒸汽后，由于蓄熱效應，提供了良好的保溫能力，可以減少蒸汽的使用量，屬于相對節能的生產方式，符合現行政府大力推廣綠色生產及綠色施工的宗旨。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型仰視圖。
[0015]圖2是本實用新型側視圖。
[0016]圖3是本實用新型立體圖(未填充混凝土)。
[0017]圖4是現有底模與本實用新型底模使用時KT板覆蓋養生時溫度變化曲線。
[0018]圖中標號:1立體底模框架、2蒸汽管、3頂板、4混凝土層、5加焊剪力釘、6水平加焊剪力釘、7槽鋼、8鋼絲網。
[0019]以下結合附圖通過【具體實施方式】對本實用新型技術方案做進一步解釋說明。
【具體實施方式】
[0020]如圖1-3所示，蒸汽管鋼混組合底模，包括立體底模框架I和蒸汽管2，蒸汽管以無縫鋼管制作，以U型環繞方式確保傳熱分布均勻；立體底模框架由鋼板(即頂板3)、型鋼、槽鋼7等組合形成，頂板3下表面的底模框架設有由多個槽鋼7組合構成的區格框架層，蒸汽管2穿過槽鋼7上所設的孔以U型環繞方式埋設在區格框架層內，槽鋼上設有水平加焊剪力釘6，區格框架層填充混凝土形成混凝土層4。
[0021]進一步，區格框架層設有填充在混凝土中的鋼筋網或鋼絲網8。
[0022]具體實施時，頂板為厚度為10_12mm的鋼板，區格框架層的高度為200mm ;區格框架層的每個區格大小為:長890mm,寬600mm ;混凝土的厚度為100_120mm。
[0023]產品性能測試
[0024]一、剪切承載力及抗拉撥承載力試驗
[0025]試驗設定了在各種工況條件下，進行混凝土剪力釘的計算，計算結果如表1、表2所示，剪切承載力及抗拉撥承載力皆能滿足脫模吸附力。
[0026]表I
[0027]
鋼模背板栓釘計算
模板裩凝土C25
模板混凝土ft1.27 N/mm"2
模板混凝土厚度120 mm
模板混凝土自重3.072 kN/m~2
區格大小879 mm
590 mm
區格模板裩凝土總重1.618 kN
工況考慮一考慮預Λ混凝土構件起吊，模板混凝土脫模力為構件吸附力與模板混凝土自S
起吊吸附力1.5kN/m~2
模板混凝土脫模力4.57 kN/m'2
二考慮鋼模起吊，吊點在鋼骨上，模板混凝土脫模力為自重乘以動力系數
動力系數 1.5_中莫板混湊1土月兌模力_4, 61 kN/m 2_
[0028]表2
[0029]
計算模板混凝土脫模力4.61kN/nT2
區格模板混凝土脫模力2.39 kN
鋼模背板設置栓釘M16x80
材質(Q235)剪切強度125N/mnT2
抗拉強度fy210N/'mnT2
栓釘載面積As201.06 mm"2
栓釘剪切承載力Nvl25.13 kN
4栓釘剪切承載力Nv100.53 kN >2.39脫模力
按砼規鋼筋錨固長度計算公式iidftla/ (4a ) =fy n d"2/4 粘結強度I/ (4 α ) ft1.98 N/mm~2
栓釘抗拔承載力Nt27.98 kN
兩栓釘抗拔承載力Nt_15.96 kN_> 2.390脫模力
[0030]二、模溫試驗
[0031]在現有底模(現有底模中蒸汽管無混凝土包裹)和本實用新型底模新舊方案鋼底模上方各試生產一片預制疊合版(簡稱KT板)，在KT板的上方及鋼底模面板的表面各置放溫度計監測。混凝土澆灌靜置4個小時后，KT板上覆蓋養生帆布，啟動蒸汽鍋爐到設定的工作壓力，高溫蒸汽充滿蒸汽管后，熱傳導對底模表面加溫，此時開始記錄每一量測點的溫度；每半小時做一次溫度記錄，蒸汽開滿6小時后關閉，繼續記錄降溫情形，最后將試驗溫度量測記錄繪制比較曲線如圖3所示。由圖3結果可知，本實用新型底模前段升溫速率較慢，但由于混凝土具有”蓄熱效應”，加熱4小時后，溫度反超過現有底模。蒸氣關閉后，本實用新型蓄熱，降溫緩慢；本實用新型底模上KT板的溫度亦高于現有底模；由于底模需求最高溫度約60°C，從溫度曲線可見，使用本實用新型底模時，蒸汽可提早2小時關閉，利用蓄熱持溫，可節約蒸汽的能耗。
[0032]三、模變形試驗
[0033]試驗設定了工況條件，進行現有底模與本實用新型底模的鋼模變形計算(設定重力載荷向下、脫模吸附力向上)，如表3、表4所示。
[0034]表3鋼底模變形分析(一)
[0035]
鋼模590x890區格變形計算_
模板混凝土C25
模板混凝土 ft1.27N/mnT2
混凝土彈性模量Ec28000 N/mm"2
鋼板彈性模量Es200000 N/mtn'2
Es/Ec7.14
混凝土折算厚度(橫向單位長twe0.14 mm
鋼板厚12 mm
區格大小 Ly890 mm (簡化為四邊簡支板計算)
Lx600 mm
Lx/Ly0.67
構件混凝土自重6.5 kN/m"2
模板混凝土厚度120 ram
模板混凝土自重3.12 kN/m'2
模板鋼板自重0.942 kN/tiT2
起吊吸附力_2.25 kN/m~2 (考慮動力效應)_
[0036]表4鋼底模變形分析(二)
[0037]
起吊吸附力作用時
比較項s原方案新方案
原萬案/新萬案
向上應力比較 N/mm2 0.2109 0.0532 4
向上變形比較 mm_0.0067 0.0002_29
[0038]
均布壓力作用時
比較項目原方案新方案
原萬案/新萬案
向上應力比較 N/mm2 0.6977 0.2498 2.8
向上變形比較 mtn_0.0222 0.0011_21
[0039]鋼模變形分析的結果說明如下
[0040](I)考慮動力效應脫模吸附力作用，鋼板變形向上；兩方案的變形、應力均很小，但原方案是新方案應力的4倍，位移是29倍。
[0041](2)在自重及混凝土構件作用下，鋼板變形向下；兩方案變形應力均很小，但原方案是新方案的2.8倍，位移是21倍。
[0042](3)鋼模30年應力循環次數約為10000次，小于50000次，按規范GB510017，可不考慮疲勞應力影響，但考慮表面平整度要求，新方案變形應力均比原方案好。
[0043]四、平整度量測
[0044](I)KT版底面-凹凸值量測
[0045]將現有底模與本實用新型底模試生產的KT版底面進行平整度凹凸值量測，以2米水平靠尺量測板面最大間隙，量測結果顯示現有底模的最大凹凸值為2.0_，本實用新型最大凹凸值為1.5_，本實用新型底模的平整度，整體優于原鋼底模。
[0046]⑵KT版底面-翹曲量測
[0047]再將現有底模與本實用新型底模KT版底面進行翹曲值量測，以對角拉線測量，測量結果顯示，原鋼底模的翹曲量2.0mm，本實用新型底模的翹曲量僅1.0mm，本實用新型底模優于原鋼底模。
[0048]綜合效益與結論
[0049]針對現有底模與本實用新型底模做了綜合效益比較如表5，模具的使用年限、平整度的變形控制及蒸汽燃料費的支出，皆有明顯的改善。
[0050]表5綜合效益比較
[0051]
方案比較原方案(原鋼底新方案(研發底備注模)模)
模具年限壽命短壽命長每組模具成本3.0萬元3.4萬元 4m*6m底模，可改
(RMB)良結構持平模具制作施工性較簡易稍難蒸汽管要穿型鋼
搬運性容易(5噸)稍難(12噸)
平整變形控制一般佳每年蒸汽燃料費 131.3萬元93.8萬元每臺鍋爐
(RMB)[節省][37.5 萬元，
28.6%]
【權利要求】
1.一種預制混凝土用蒸汽管鋼混組合底模，其特征在于，包括立體底模框架(I)和蒸汽管(2)，所述立體底模框架設有頂板(3)，所述頂板下方設有與頂板結合的混凝土層(4)，所述蒸汽管(I)埋設于混凝土層(4)內。
2.根據權利要求1所述的一種預制混凝土用蒸汽管鋼混組合底模，其特征在于，所述蒸汽管(I)采用U型環繞方式排布在混凝土層(4)內。
3.根據權利要求1或2所述的一種預制混凝土用蒸汽管鋼混組合底模，其特征在于，所述頂板下表面設有與混凝土層結合的加焊剪力釘(5)，位于所述頂板下表面的底模框架設有由槽鋼(7)構成的區格框架層，所述蒸汽管(I)埋設在區格框架層內，所述槽鋼上設有水平加焊剪力釘出)，所述區格框架層填充混凝土形成混凝土層(4)。
4.根據權利要求3所述的一種預制混凝土用蒸汽管鋼混組合底模，其特征在于，所述區格框架層設有填充在混凝土中的鋼筋網或鋼絲網。
5.根據權利要求3所述的一種預制混凝土用蒸汽管鋼混組合底模，其特征在于，所述頂板為厚度為10-12mm的鋼板，所述區格框架層的高度為200mm ;所述區格框架層的每個區格大小為:長890mm,寬600mm ;所述混凝土的厚度為100-120mm。
【文檔編號】B28B11/24GK203973730SQ201420445151
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月7日 優先權日:2014年8月7日
【發明者】尹衍梁 申請人:潤鑄建筑工程（上海）有限公司