【摘要】本文针对我国现有建筑模板的应用情况,介绍了各模板体系的设计、特点等。
【关键词】建筑模板;设计;结构;资源;
自从1994年建设部将新型模板脚手架应用技术作为建筑业重点推广的10项新技术之一后,我国的模板脚手架技术有了较大发展并取得了长足的进步,但与发达国家相比,差距依然较大,主要表现在如下几个方面:
(1)上世纪70年代时我国模板技术与国外相比差距不大,但到了70年代末至90年代初,我国刚刚开始引进和应用国外模板技术时,一些工业发达国家的模板公司已开始进入工业化和专业化的研究发展阶段。近十年,国外模板技术进入了纵深方向的国际化发展阶段,如德国的PER、奥地利的DOKA、美国的HARSCO公司等,都是一些生产规模很大、生产技术先进的企业集团。以此同时,我国建筑业正经历体制改革,项目承包制的不完善,直接导致模板公司和模板技术的土崩瓦解。不规范市场及低价格的竞争机制下,模板企业难以顾及模板产品的新技术、新材料的开发研究。大部分工程项目的模板施工工艺又回到了上世纪70年代的传统做法。
(2)我国的模板脚手架公司虽较国外要多,但规模却远小于国外,国内的模板公司主要扮演材料供应商的角色。产品不配套,难成体系,适用性受限,模板与脚手架、模板与模板、脚手架与脚手架之间互不关联,如全钢大模板仅适用于墙体,木胶合板模板可用于墙体模板或楼板模板。
(3)国内模板公司的专业管理人员和模板技术研究人员十分短缺。人员流动性大,专业方向不固定,致使大部分企业都缺少新技术、新产品的开发能力。生产设备大部分比较陈旧简陋、工艺落后,基本上还是传统手工操作。模板施工更是缺少专业培训,一些先进的模板技术不能得到正确使用,不能发挥正常作用,直接影响到工程质量和工程进度。
(4)国内模板产品的材料质量和产品质量水平不高,造成材料消耗量多,安全隐患事故极其严重。最明显的是我国建筑工程中大量使用的低质高耗的木胶板模板和扣件式钢管脚手架。国外的维萨木胶板模板,采用酚醛树脂胶和双面覆模,可周转使用三、五十次,而国内的木胶板模板大部分为脉醛胶素面胶合板,一般使用不超过三到五次,造成我国木材资源的极大浪费。其他模板材料的选用及防腐措施不当,致使钢材消耗量大,施工强度大,周转次数低。其中,扣件式钢管脚手架产品合格率不到总量的10%,造成施工安全事故频发。
(5)国内模板行业的信息化技术水平还需普及提高。要用信息技术改造传统行业,建立信息化工作领导管理机构和工作体系。中国模板行业作为传统产业,在获得信息、处理信息,以及利用信息平台管理企业的能力还比较弱。随着建筑市场的国际化发展,建筑模板技术和供求关系的信息国际化发展日益显著。
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我国建筑施工模板现状
根据模板使用环境划分,在建筑施工中常用模板体系主要包括:
1、竹木胶合板模板体系
作为上世纪中叶开发出的一种成熟产品,在当前国内的各种类型混凝土结构施工中普遍应用。模板组成主要采用竹木胶合板模板配合木方或几字梁作为支撑结构,多用于散支散拆模板的施工。其特点是价格低廉、使用灵活、应用广泛,可应对各种复杂结构的施工。
2、钢模板及钢框胶合板模板体系
自上世纪70年代开始引进,至今在我国北方施工中得到大力应用。其中钢模板体系面板主要采用6mm钢板,支撑结构采用空腹型钢焊接制成;钢框胶合板模板体系主要采用竹木胶合板作为模板面板,边框及支撑肋采用薄壁冷弯型材制成,框架采用整体焊接成型。其特点是模板强度大,使用寿命长,装拆方便,周转次数多,主要用于墙体结构施工。
3、铝合金模板体系
近些年引入国内,该体系模板在我国南方沿海地区得到应用,加之铝合金材料产能过剩,铝合金模板体系在建筑施工中得到广泛推广、应用。其特点是重量轻、施工周期短、施工成本低,模板设计中包含墙、梁、柱、门、窗、洞口、阳台、步梯等施工结构,实现建筑结构的一体化浇筑,可应对各种建筑结构,多用于高层及超高层项目中应用。
4、塑料模板
在近些年的绿色施工中得到广泛推广,是一种节能、绿色、环保产品,是继竹木胶合模板、组合钢模板、钢框胶合板模板之后又一新型模板产品,主要包括木塑模板、成型塑料模板、及GMT复合塑料模板等,在不断的施工应用改进中得到认可。其特点是表面平整、脱模便捷、降低成本、节能环保等,可用于散支散拆模板结构以及钢(铝)框模板体系的应用。
5、液压爬模及顶升模板
当前,我国建筑形式主要以高层、超高层为主,液压爬模及顶升模板得到广泛应用。其特点是实现模板的自行爬升,操作简单、安全可靠、周转率高,适用于高层或超高层、水坝等混凝土建筑结构施工。
二、整合设计资源
对比国外主流模板体系,我国现阶段的模板体系存在技术含量仍然偏低,体系配套不完善,应用效率低,使用过程浪费严重等问题。这就需要我们采取由设计、生产、施工相结合的方式,通过不断提升的材料性能,提升模板的应用技术,不断发展、改进、优化,解决施工中存在的各种需求。在施工中通过模板技术的标准化合理选择模板产品,才是模板技术研究的最终目的。任何新产品的设计初期,都将经历需求、分析、收集,确定设计方向及性能,制定开发方案等流程来指导产品设计、生产及应用。
模板结构设计可以充分利用各种计算机软件进行结构设计及有限元分析,通过软件的计算,让复杂的结构力学分析变得简单、易行、直观,提高开发进度,降低样品制作成本,提高产品的可行性。通过三维结构设计,将样品的生产最大限度的虚拟化,降低样品生产周期及生产成本,同时,产品设计要实现标准化、体系化、工具化、产业化的实施方案,实现模板产品的工厂化,避免施工现场的二次加工,降低施工成本,提高施工效率。
本文为课题《铝合金模板体系应用研究与示范》(CSCEC-2016-Z-35)的研究成果。
论文作者:孙涛 陈晓东 张磊
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第08期
论文发表时间:2019/7/16
标签:模板论文; 体系论文; 脚手架论文; 胶合板论文; 我国论文; 技术论文; 结构论文; 《工程管理前沿》2019年第08期论文;