專利名稱：輕質(zhì)一次性建筑模殼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及建筑構(gòu)件如樓板、頂棚，尤其涉及高層建筑施工用的模殼。
眾所周知，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，城市地價日趨上升，繁華地段真可謂寸土寸金。為在占地面積較小的條件下，獲得盡可能大的建筑面積，高層建筑的發(fā)展是勢所必然。建筑師們，為在一定的占地面積和一定的空間高度內(nèi)，建造更多的樓層，以擴大投資的經(jīng)濟效益，舍棄了傳統(tǒng)的主次梁板體系，采用雙向密肋樓板體系，從而使每層結(jié)構(gòu)高度壓縮了30％-40％；即在不改變原有的使用空間的條件下，可使原來的十二層建筑變?yōu)槭龑拥慕ㄖ?。隨著雙向密肋樓板體系的高層建筑的興起和發(fā)展，作為其施工設(shè)備的模殼也就應(yīng)運而生了。
目前，我國建筑業(yè)使用的模殼，從材料上分有下列五種再生PVC塑料模殼、鋼板模殼、玻璃鋼模殼、水泥砂漿模殼、木模殼；從使用上分，則有重復(fù)用模殼和一次性模殼兩種。上述這幾種模殼在其制造和使用上的情況分別介紹如下一、再生PVC塑料模殼該模殼是目前建筑業(yè)使用最廣的一種模殼，它是用25000克大型高壓注塑機注塑成的。這種模殼的構(gòu)造(參見圖1、圖2、圖3、圖4)相當(dāng)復(fù)雜，它由模殼平面矩形頂板1、側(cè)壁2、分別設(shè)置在四個側(cè)壁交角處的鐵質(zhì)角板3、在四個側(cè)壁2內(nèi)壁面上設(shè)有密肋4、用螺絲分別聯(lián)結(jié)在四側(cè)壁外圍邊緣的角鋼5、聯(lián)結(jié)頂板1與側(cè)壁2的扁鋼加強撐6、將兩相鄰側(cè)壁斜向聯(lián)結(jié)的四角加強撐7組成并構(gòu)成為一個整體。這種模殼，由于其注塑模具價格高昂和自身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故其制造麻煩、成本費用高，重復(fù)使用模殼，從表面看似乎是節(jié)約，而實際上確是一種潛在的浪費，對此特分析如下①盡管在模殼表面涂有脫模劑，但混凝土與模殼間的粘結(jié)力還是相當(dāng)大的，拆模費力費時，每拆400個模殼(約合1000米2樓板)往往需要2天以上的時間；一個每層1000米2的15層建筑，僅拆模就需耗時一個多月，因此延誤工期，嚴(yán)重影響投資經(jīng)濟效益。②由于模殼只有在混凝土固化后才能拆下，而混凝土固化時間一般為三天，拆模需時二天，故在施工時實際使用的模殼量是每層需要模殼量的3～4倍，才能供澆筑混凝土、養(yǎng)護、拆模三個工序循環(huán)作業(yè)；因此必然造成模殼用量大、使用效率低，這無疑增大了占用資金。③該模殼，雖然在設(shè)計時已經(jīng)考慮了工程承載能力并加設(shè)了密肋、角板、角鋼周邊、加強撐，但是由于混凝土與模殼間的粘結(jié)力強且分布并不均勻，高粘結(jié)力區(qū)的位置各模殼均不相同，也無法預(yù)知，故模殼的拆模作用力和運輸過程中的碰撞承載力依然是不足的，模殼在拆模和運輸中的破損率仍然很高，模殼重復(fù)使用的次數(shù)一般只有為20～25次，僅為預(yù)期使用次數(shù)的50％以下，從而增大了施工成本。④因為模殼的模具費用高、材料成本大、制造困難及需求量較小等原因，模殼制造廠只能提供用量較大的幾種規(guī)格的模殼，且形狀僅局限為平面矩形，其高度規(guī)格也只有300、350、400毫米的三種，不能滿足當(dāng)代建筑要求造型新穎、有新創(chuàng)意的需要；建筑師們在無合適模殼可選的情況下，不得已采用削足適履的補救辦法，無疑又將增加投資預(yù)算。此外，該模殼還存在諸如往返運輸費用高及破壞環(huán)保等弊端。
二、玻璃鋼模殼制造該模殼的主要材料為聚酯及玻璃纖維，其結(jié)構(gòu)與PVC塑料模殼基本相同，故其成本更高于PVC塑料模殼，也是多次重復(fù)使用的模殼。但是，由于該模殼與混凝土的粘結(jié)力比PVC模殼與混凝土的粘結(jié)力更大，拆模更為困難，故其使用上的缺點比PVC模殼更大。
三、鋼板模殼它由鋼板組成因模殼為六面體，而每一種規(guī)格的模殼只能澆注一種形體，在三維尺寸中只要有一維尺寸有改變，就需要另一相應(yīng)尺寸的模殼，由于鋼材成本高、易銹蝕、存放困難，廠家不可能制造大量不同規(guī)格的模殼備選。不能澆注外表為非平面圍成的異形體。另外，它還有自身重，施工強度大和成本高等缺點，由銹蝕造成的損壞和拆模困難，也是其致命的弱點，故亦非理想的模殼。
四、木制模殼它具有質(zhì)輕、易加工和比較便宜的優(yōu)點，但因為它缺乏防火性能，不能作為留在構(gòu)件上的一次性模殼，在混凝土固化后仍需拆下。然而該模殼因為與混凝土的粘結(jié)力大，且自身強度低，拆模破損率很高，故而仍有施工成本較高和延誤工期的缺點。
五、水泥模殼其結(jié)構(gòu)如圖4、圖5所示，該模殼包括作為上底和下底的二塊矩形水泥底板8，與上下底周邊聯(lián)結(jié)的四塊成矩形的水泥側(cè)壁9，底板8與側(cè)壁圍成空心六面體，空腔內(nèi)設(shè)有2～3個與上下底板及側(cè)壁相粘結(jié)并成為一個整體的板形加強撐10；這種模殼是一次性模殼，因此它消除了上述四種模殼由于拆模帶來的種種弊端。但是，我們應(yīng)當(dāng)看到該模殼在施工完成后雖與構(gòu)件聯(lián)結(jié)但并不形成一個承受負(fù)荷的整體，它反而成了構(gòu)件的負(fù)載；尤其是上述底板8、側(cè)壁9和加強撐10都是厚度為10毫米厚的水泥板，整個模殼的自身重量達100公斤左右，這巨大的自重不僅給施工造成困難，更給建筑物帶來了折合建筑面積約為100公斤/米2的額外負(fù)荷。一般住宅、公寓、寫字樓的設(shè)計負(fù)荷為150公斤/米2，余量僅剩50公斤/米2，這對建筑無疑是極不安全的。如果設(shè)計時考慮了模殼自重，則需要加大板梁、柱、基礎(chǔ)等垂直和水平向負(fù)荷力，增加投資預(yù)算。另外，該模殼脆性大、易破裂，尤其是模殼所有各面之間的交角均為90°，應(yīng)力集中，對建筑結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)是非常不利的。
綜上所述，目前使用的各種建筑模殼，都分別存在有各自難以克服的致命缺點，更不能滿足當(dāng)代新穎、多樣的建筑設(shè)計施工的需要。
本實用新型的目的在于提供輕質(zhì)一次性建筑模殼的設(shè)計方案，使模殼具有自重小、模具簡單、制造容易、成本低，能適應(yīng)不同規(guī)格、不同外形和不同荷載的需要的優(yōu)點，以消除現(xiàn)有模殼因拆模而造成的延誤工期，因模殼外形或尺寸不全、以及自重過大而造成的投資費用增大及使用不便等弊端。
為現(xiàn)實上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案如下本模殼的制作材料為鎂質(zhì)水泥、滑石粉、不飽和聚酯樹脂和相應(yīng)的引發(fā)劑與促進劑、玻璃纖維或其織物。
本實用新型的模殼分為單向模殼與雙向模殼兩種所述單向模殼(參見圖7)是一個平面矩形頂板12、兩個對稱分設(shè)在頂板12橫兩側(cè)的并與頂板聯(lián)為一體的側(cè)向立壁13組成的薄殼構(gòu)件，兩個側(cè)向立壁13的下端處均設(shè)有與之聯(lián)為一體的向外伸展的并與頂板相平行的支承檐14，支承檐14成平板形，其下部表面是平的或者設(shè)有若干凸棱或凸緣，以增加摩擦力；頂板12與側(cè)向立壁13成斜交，兩平面的交角α以103-108°為最佳。所述雙向模殼(參見圖8)，由一個平面矩形頂板15、四個各與頂板四邊相聯(lián)并成為一個整體的側(cè)向立壁16組成，并構(gòu)成一個成無底錐臺形薄殼結(jié)構(gòu)，四個側(cè)向立壁下端均設(shè)有與側(cè)向立壁聯(lián)為一體并與平板相并行的支承檐17，四個支承檐均相聯(lián)結(jié)成為一環(huán)形的整體，支承檐17的下部表面是平的或者設(shè)有若干凸棱或凸緣，頂板15與側(cè)向立壁16的交角為鈍角，其交角以103-108°為最佳，所述雙向模殼的另一種形式(參見圖8’)為頂板18的形狀成平面異形，側(cè)向立壁為與頂板周緣外形相吻接的一個或幾個平面19或/和曲面20，平面或曲面?zhèn)认蛄⒈?9、20與頂面成鈍角相交并聯(lián)為一體，交角γ以103°-108°為佳，側(cè)向立壁下端均放有向外伸展并與頂板相并行的支承檐21，成異形環(huán)狀的支承檐與側(cè)向立壁聯(lián)為一體，支承檐的下表面是平的或設(shè)有若干凸棱或凸緣。
上述各種模殼，其內(nèi)壁面上均無加勁肋，其外壁面最好制成粗糙表面，以增加它與混凝土的摩擦力和粘結(jié)力；頂面與側(cè)向立壁及相鄰立壁的交接區(qū)成光滑曲面過渡。
為清楚說明本實用新型的技術(shù)方案的積極效果，茲結(jié)合附圖和實施例描述如下
圖1-現(xiàn)有PVC塑料模殼的俯視圖；圖2-現(xiàn)有PVC塑料模殼的側(cè)向局剖圖；圖3-現(xiàn)有PVC塑料模殼的仰視圖；圖4-圖2所示的模殼A部放大剖面圖；圖5-現(xiàn)有水泥模殼俯視局剖圖；圖6-現(xiàn)有水泥模殼的側(cè)向局剖圖；圖7-本實用新型單向模殼立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖8、圖8’-本實用新型雙向模殼立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖9-圖8所示雙向模殼的俯視圖；圖10-本實用新型雙向模殼的側(cè)向局剖圖；圖11-單向與雙向模殼的支承檐剖面示意圖；圖12-本實用新型模殼施工示意圖。
本模殼可用層壓法或模壓法制造，負(fù)荷試驗表明按上述設(shè)計方案制得的厚度為4毫米的常用規(guī)格模殼具有3500公斤/米2的承載能力。由于本模殼是一次性模殼，故不存在拆模時的拆模承載力的問題，4毫米厚的模殼有350公斤/米2的垂向承載力，已經(jīng)足可承載通常施工中的負(fù)荷。在特大施工負(fù)荷的情況下，本模殼也不必增加厚度，而僅需加設(shè)臨時支撐件即可。圖11是本模殼在超大負(fù)荷時的施工示意圖，在模殼22的頂板內(nèi)壁面設(shè)置一個平面形輔助支承板23，輔助支承板下表面設(shè)有四組成對稱分布的凸棱列，每個斜向支撐桿25的一端嵌接在凸棱列25的槽中，其另一端與垂向支承桿26上的凸緣27聯(lián)接，構(gòu)成多桿支承結(jié)構(gòu)，以減小模殼受力時的跨度，增加承載能力。
本實用新型模殼的主要優(yōu)點是①本模殼是一次性模殼，消除了因拆模而造成的時間損失；②本模殼的重量僅為一次性水泥模殼的1/6-1/8折合建筑面積約為15公斤/米2)，具有安全、節(jié)省投資和便于施工的優(yōu)點；③本模殼的模具結(jié)構(gòu)簡單，價格僅為PVC模殼模具價格的1-2％。故而可依工程之需提供各種大小、形狀、承載力的模殼，滿足當(dāng)代建筑的新穎創(chuàng)意和多樣化的需要；④盡管彎曲應(yīng)力與跨度的平方成正比，跨中撓度與跨度的四次方成正比，在跨度大、承載大的情況下也不必增加模殼厚度，只需采取輔助支撐件即可將跨度縮小一半以下，故可節(jié)省成本；而輔助支撐件因不直接接觸混凝土，其裝、拆均十分方便；⑤本模殼強度較高，防火性能好、外觀呈乳白色、可節(jié)省飾面施工。所述優(yōu)點表明，本模殼已完全實現(xiàn)了實用新型的目的。
權(quán)利要求1.一種輕質(zhì)一次性模殼，由頂板、側(cè)向立壁組成，其特征在于模殼為一個平面矩形頂板和兩個對稱分設(shè)在頂板向兩橫側(cè)的并與頂板聯(lián)為一體的側(cè)向立壁組成的薄殼構(gòu)件，兩個側(cè)向立壁的下端處均設(shè)有與之聯(lián)為一體的向外伸展的并與頂板相平行的支承檐，支承檐成平板形，其下部表面是平的或者設(shè)有若干凸棱或凸緣，頂板與側(cè)向立壁成斜交，兩平面的交角α為103-108°。
2.一種輕質(zhì)一次性建筑模殼，由頂板、側(cè)面立壁構(gòu)成，其特征在于模殼由一個平面矩形頂板、四個各與頂板四邊相聯(lián)并成為一個整體的側(cè)向立壁組成，并構(gòu)成一個成無底錐臺形薄殼結(jié)構(gòu)，四個側(cè)向立壁下端均設(shè)有與側(cè)向立壁聯(lián)為一體并與平板相并行的支承檐，四個支承檐均相聯(lián)結(jié)成為一環(huán)形的整體，支承檐的下部表面是平的或者設(shè)有若干凸棱或凸緣，頂板與側(cè)向立壁的交角為鈍角，其交角為103-108°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輕質(zhì)一次性建筑模殼，其特征在于所述兩種模殼，其外壁面為粗糙表面，頂面與側(cè)向立壁及相鄰立壁的交接區(qū)成光滑曲面過渡。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輕質(zhì)一次性模殼，其特征在于所述的頂板的形狀也可以成平面異形，側(cè)向立壁為與頂板周緣外形相吻接的一個或幾個平面或/和曲面，平面或曲面?zhèn)认蛄⒈谂c頂面成鈍角相交并聯(lián)為一體，交角γ為103°-108°，側(cè)向立壁下端均設(shè)有向外伸展并與頂板相并行的支承檐，成異形環(huán)狀的支承檐與側(cè)向立壁聯(lián)為一體，支承檐的下表面是平的或設(shè)有若干凸棱或凸緣。
專利摘要輕質(zhì)一次性建筑模殼,它涉及建筑構(gòu)件,尤其涉及模殼。本模殼用鎂質(zhì)水泥、樹脂、輕質(zhì)骨架料和玻璃纖維制成,它是由一個平面矩形頂板和四個各與頂板相聯(lián)成為一體的側(cè)向立壁組成并構(gòu)成一個無底錐臺形薄殼,或者由一個平面矩形頂板和二個成對稱分布各與頂板聯(lián)成一體的側(cè)向立壁構(gòu)成;頂板與側(cè)向立壁的交角為103～108°,且在其側(cè)向立壁下端均設(shè)有支承檐。故本模殼具有耐火、強度高、自重輕,施工方便、價格便宜等優(yōu)點。
文檔編號E04G11/40GK2326667SQ9722595
公開日1999年6月30日 申請日期1997年9月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月19日
發(fā)明者沈繼昌 申請人:沈繼昌