CN113829476A - 适用于装配式曲面壳体的自适应模板及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于装配式曲面壳体的自适应模板及其应用，以解决现有的建筑曲面浇筑模板利用率低、安装施工调节不便、施工效率低且建砌成本高的技术问题。本发明自适应模板包括多个模板单元，各模板单元包括矩形平板、支撑杆、钢珠、磁性基座；所述磁性基座底部和所述支撑杆固定连接，所述磁性基座包括凹槽，所述钢珠设置于所述凹槽内，所述钢珠和所述平板固定连接；所述凹槽为弧形且顶端开口，所述钢珠的直径高于所述开口；所述多个矩形平板拼接形成对应的曲面顶板。本发明的模板可重复利用、其制作和安装方便，以其砌筑曲面壳体，施工效率高，建砌成本低，易于推广实施。

Description

适用于装配式曲面壳体的自适应模板及其应用

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种适用于装配式曲面壳体的自适应模板及其应用。

背景技术

在现代建筑中，预制装配式建筑，比如体育场、小型火车站、汽车站等大型场所都属于钢筋混凝土结构，而这些结构往往不是平面而是拱形等复杂的曲面结构；而复杂曲面混凝土的建砌浇筑则需要相应的曲面支撑模板。

当前，此类曲面建筑在施工过程中，工序复杂，工期长，而且还需要针对不同的曲面构型设计制作出相应的一次性模板，不仅制作困难，耗费巨大，而且安装使用也不便，需要耗费大量的人力和时间；而制作出的模板利用率也比较低，造成了大量的资源浪费。

发明内容

本发明提供一种适用于装配式曲面壳体的自适应模板及应用，以解决现有的建筑曲面浇筑模板无法重复利用、施工安装调节不便、施工效率低且整体建砌成本高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种适用于装配式曲面壳体的自适应模板，包括多个模板单元，所述模板单元包括矩形平板、支撑杆、钢珠、磁性基座；所述磁性基座底部和所述支撑杆固定连接，所述磁性基座包括凹槽，所述钢珠设置于所述凹槽内，所述钢珠和所述平板固定连接；所述凹槽为弧形且顶端开口，所述钢珠的直径高于所述开口；多个所述矩形平板拼接形成对应的曲面顶板。

优选的，所述凹槽的内侧面和钢珠的表面贴合。

优选的，所述支撑杆包括螺纹连接的上杆和下杆。

优选的，所述支撑杆包括套接的内杆和外杆，外杆上设有定位孔，内杆上设有与定位孔配合的弹性块。

优选的，曲面顶板上铺设有弹性橡胶垫板。

另设计一种装配式曲面壳体的砌筑方法，基于上述自适应模板而实施，包括如下步骤：

（1）基于待砌筑的建筑物曲面尺寸规格及曲率要求，确定所需矩形平板的数量以及对应的每个矩形平板的倾斜角度和高度；

（2）在每个矩形平板下安装对应的可调节支撑杆，可调节支撑杆采用螺杆，将其固定在磁性基座上，旋转螺杆可任意调节螺杆高度，以使螺杆承担模板的荷载；

（3）所述螺杆和矩形平板通过钢珠可转动连接，从而控制矩形模板的转动方向以适应曲面形状；

（4）在多个矩形平板拼接形成曲面的整体支撑模板后，在该曲面上覆盖弹性橡胶垫板，垫板能够适应平板单元之间的微小缝隙和变形，形成平滑的整体曲面以防止漏浆；

（5）在整体支撑模板进行水泥浇筑，养护成型后拆除模板，即成。

与现有技术相比，本发明的主要有益技术效果在于：

1. 本发明利用支撑杆控制每一个单元模板的高度，并通过对应的钢珠控制其倾角，可方便的形成任意曲面模板，具有调节灵活、高效且造价低、受环境条件影响小、节省人力的优点。

2. 本发明可根据施工过程中曲面模板的要求通过计算机编程算出对应的所需的矩形模块的位置，易于操作实施，施工效率高，且模板可重复使用，从而节省建筑材料，工程造价低，经济效益良好。

附图说明

图1为本发明一种适用于装配式曲面壳体的自适应模板的示意图。

图2为本发明中一种磁性基座的结构示意图。

以上各图中1为矩形平板；2为可调节支撑杆；3为弹性橡胶垫板；4为钢珠；5为磁性基座，6为凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

以下实施例中所涉及的构件、零部件、结构、机构或材料等，如无特别说明，则均为常规市售产品。

实施例1：一种适用于装配式曲面壳体的自适应模板，参见图1，包括若干个完全相同的模板单元，各模板单元包括矩形平板（厚100mm）1、可调节支撑杆2、弹性橡胶垫板3、钢珠4、磁性基座5五部分；每个矩形平板1底部与钢珠4固定连接，使得钢珠4能够带动矩形平板1调节倾角，钢珠4与磁性基座5吸附连接，磁性基座5固定在可调节支撑杆2上。

上述矩形平板1根据曲面精度要求确定其数量以及每一块平板的倾角和高度。每个矩形平板1的底部与钢珠4固定连接或铰接，使模块能自由转动，便于控制矩形模块的倾角。

磁性基座5与钢珠4通过磁性相吸来连接，使钢珠相对稳定，在外力的作用下可自由转动，外力撤销后在磁力的作用下保持稳定。可调节支撑杆2与磁性基座5的底部焊接，可以调节螺杆的高度。

具体的，可调节支撑杆2可以是螺纹连接的上杆和下杆，旋转实现高度调节，或者，可调节支撑杆2为套接的内杆和外杆，外杆上设有定位孔，内杆上设有与定位孔配合的弹性块，通过插拔实现高度调节，可调节支撑杆2承担模板的主要荷载。

磁性基座5用来固定可转动钢珠4，同时连接可调节支撑杆2，其放大图如图2所示，为半个空心球，内部含有凹槽6，凹槽6的内侧面和钢珠4的表面贴合。弹性橡胶垫板3设于矩形平板1形成的曲面的上表面，弹性橡胶垫板3具有弹性能够适应小块模块之间的微小缝隙和变形，形成平滑的整体曲面以防止漏浆。

实施例2：一种装配式曲面壳体的砌筑方法，基于实施例1所述自适应模板而实施，包括如下步骤：

（1）根据曲面要求确定所需矩形平板1的数量以及对应的每个矩形平板1的倾斜角度和高度；

（2）每个矩形平板1下设置一根可调节支撑杆2，可调节支撑杆2采用螺杆，其固定在磁性基座5上，旋转螺杆可任意调节螺杆高度，螺杆承担模板的主要荷载；

（3）螺杆和矩形平板1通过钢珠4可转动连接，从而控制矩形模板的转动方向以适应曲面；

（4）在多个矩形平板1形成曲面后，该曲面上覆盖弹性橡胶垫板3，垫板能够适应平板单元之间的微小缝隙和变形，形成平滑的整体曲面以防止漏浆。

上述装配式曲面壳体的自适应模板把整体细分为若干个小块模板，每个小块能根据曲面形状经计算机调节高度和倾角，从而形成所需要的各种曲面模板；使用易变形的弹性橡胶垫板与小块结合形成平整光滑的曲面，采用螺杆和可转动钢球连接能够形成所需要的任意曲面，提高了材料的利用率。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，或者对相关部件、结构及方法步骤等进行同等替代，从而形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (6)

1.一种适用于装配式曲面壳体的自适应模板，包括多个模板单元，其特征在于：所述模板单元包括矩形平板、支撑杆、钢珠、磁性基座；所述磁性基座底部和所述支撑杆固定连接，所述磁性基座包括凹槽，所述钢珠设置于所述凹槽内，所述钢珠和所述平板固定连接；所述凹槽为弧形且顶端开口，所述钢珠的直径高于所述开口；多个所述矩形平板拼接形成对应的曲面顶板。

2.根据权利要求1所述的适用于装配式曲面壳体的自适应模板，其特征在于：所述凹槽的内侧面和所述钢珠的表面贴合。

3.根据权利要求1所述的适用于装配式曲面壳体的自适应模板，其特征在于：所述支撑杆包括螺纹连接的上杆和下杆。

4.根据权利要求1所述的适用于装配式曲面壳体的自适应模板，其特征在于：所述支撑杆包括套接的内杆和外杆，所述外杆上设有定位孔，所述内杆上设有与所述定位孔配合的弹性块。

5.根据权利要求1所述的适用于装配式曲面壳体的自适应模板，其特征在于：在所述曲面顶板上铺设有对应的弹性橡胶垫板。

6.一种装配式曲面壳体的砌筑方法，利用权利要求1所述自适应模板而实施，包括如下步骤：

（1）基于待砌筑的建筑物曲面尺寸规格及曲率要求，确定所需矩形平板的数量以及对应的每个矩形平板的倾斜角度和高度；

（2）在每个矩形平板下安装对应的可调节支撑杆，可调节支撑杆采用螺杆，将其固定在磁性基座上，旋转螺杆可任意调节螺杆高度，以使螺杆承担模板的荷载；

（3）所述螺杆和矩形平板通过钢珠可转动连接，从而控制矩形模板的转动方向以适应曲面形状；

（4）在多个矩形平板拼接形成曲面的整体支撑模板后，在该曲面上覆盖弹性橡胶垫板，垫板能够适应平板单元之间的微小缝隙和变形，形成平滑的整体曲面以防止漏浆；

（5）在整体支撑模板进行水泥浇筑，养护成型后拆除模板，即成。

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