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基于Inventor参数化预制楼板模具设计

基于Inventor参数化预制楼板模具设计

打印 0条评论来源:研砼治筑建筑工业化信息平台(id:yantongzhizhu)

前言


我国的房屋建筑已经进入改革期,传统建筑业的传统建造生产方式已经无法满足目前的市场供需不足的局面。随着建筑工业化的要求,装配式建筑施工技术是我国建筑业发展的必然趋势,本文试用Autodesk Invenor2017软件在预制装配式建筑中运用以预制构件楼板为例,尝试通过三维参数化的模型建立设计预制构件的模具,极大地提高模具设计效率。希望本文对于之后装配式建筑预制构件生产有所帮助。


01

概述


注意事项


预制装配式建筑,把房屋拆分成各种构件(柱、墙、梁、板、楼梯)根据其装配化的程度可分为全装配式和半装配式两种。全装配式是全部构件的生产与机械制造厂一样,在工厂内成批生产,然后再到现场装配。半装配式是把主要承重构件的一部分交工厂预制,另一部分在现场浇筑,这种方法比较灵活,适应性强,节省运输费用。装配式建筑的应用范围很广,无论是民用建筑或者工业建筑一般都使用,尤其适用于标准设计。


混凝土预制件模具目前市场上有木模具,铁模具,铝模具。预制构件的模板设计直接影响到预制构件的外观质量,主要以钢模为主,材料优选用Q235钢材可选择型钢或者钢板经过裁切,焊接,拼装规格可根据模具形式选择。模具应有足够的承载力,刚度和稳定性,保证在构件生产时可能承受浇筑 混凝土的重量,侧压力以及工作载荷。生产时根据构件优化设计的图纸分别组装。对于一些特殊构件甚至要求钢筋先放入模具后再组装。在搬运及安装施工过程中板厚太小,容易开裂损坏,而板厚过大则容易超重,增加施工难度。采用多元化的标准化构件,实现模块化的套型空间组合设计。


模具的主要类型有:预制外挂墙板,预制叠合楼板,预制阳台板,预制空调板,预制凸窗,预制柱,预制女儿墙,预制楼梯等。本文就预制构件中比较常见的楼板构件模具设计进行讨论。Autodesk Invenor是一款三维参数化实体建模软件,与其他同类相比,操作更为简便,易于学习和使用。通过将设计的参数利用Excel强大的数学计算能力进行关联数据的进行编辑,将Excel文件内嵌到Inventor中实现数据关联,从而达到对模型形态及状态的全参数控制。当修改任何一个参数功能表中的数值时,都可以改变三维模型的表现。通过修改Excel中关键尺寸数值,就可以得到所需的模具实体模型和相关重要的重量、数量等参数。


02

预制构件楼板模具的设计


项目介绍

项目:常州美的国宾府


该项目总共有14#楼,依据设计方案,5#、9#、10#、11#首批构件在收到构件详图之日起30天后吊装,首批供货4栋楼有预制楼板3359块,根据工厂实际设备条件、项目工地吊装计划、工厂生产条件等。预制叠合楼板的模具种类44种,数量达到68套,楼板数量3359块.模具的总重量4.28T。其中5#有模具种类22套种,数量27套,楼板数量2548块,模具重量1.7T。主要模具设计思路如图1所示。


图1


创建预制构件和模具模型


预制构件叠合楼板外形教简单,上表面为粗糙面。通常至少有2面有伸出钢筋,如图2所示。利用模型功能(草图,拉伸,切割)等基本命令产生三维实体如图2所示。楼板的模具通常使用60或70等边角钢(GB/T9787-1988)组装而成如图3所示。由于伸出钢筋开U型槽豁口,导致长向刚度不足,故侧模上需加设肋板,增加强度。具体的建模过程中,还应考虑建模顺序和Excel参数数据连接的方便性和可行性。



对于建立参数表


分析预制楼板的结构和钢筋开槽分布尺寸,建立Excel参数表格如图5所示。根据建模中关键尺寸的命名编制Excel表格链接到Inventor模具模型参数表中。在参数对话框中的注释栏前打上√,这样可以进行关联。需要确保模型中关键尺寸的命名与表格中的同一尺寸名称相同如图6所示。



图5


图6


Inventor出二维零件施工图


三维实体建模与二维图两过程相结合,在模型中不容易检查的尺寸,在二维图中通过尺寸数据的能较精确的检查正确性。一键出图的便利还节约了在施工图中明细表中长度、尺寸、重量等重要参数自动生成。软件所形成的BOM表所包含的基本信息。整个生产计划采购和运输计划都可更加此表来制作,对本项目的模具成本核算有重要的作用。


图7


参数化后获得新模型


在之后的实际建筑平面图中考虑实际的预制梁需要,不同户型布置楼板外形尺寸不同。工作中需要对尺寸修改时,通过改变Excel参数表格里面的参数值,就可以获得不同尺寸大小的新模型,如图8所示为不同长度不同宽度,且钢筋布置间距不同的模具图。


图8


03

结束语


就本项目来说由于楼板的外形尺寸种类较多,手工CAD出图工作量大,多种不同的钢筋间距布置容易出错。而基于试用二维外形框架的INVENTOR三维参数化进行设计,同外形结构不同大小尺寸的控制和修改,在计算机上实现伸出钢筋布置,加筋板自动布置的设计过程。模具设计时间能从原来的4天减少到1天,大大减少了模具设计周期。


另外直观的三维模型示意图,装配工人能轻易理解装配位置,提高装模的效率和正确率。考虑工作的进度需要。对于较复杂异性且有不同处伸出筋的构件,在建模时建模顺序和相关数据的链接顺序很重要,可直接影响到模型参数化是否能成型。虽然目前未真正投入实际生产模具设计中,但不可否认运用三维软件辅助设计加快发展建设工程的预制和装配技术,使装配式建筑模具设计达到了一个新的层次。


(编辑:奚雅青)


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[责任编辑:Susan]

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