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论建筑模板的发展

2021-04-23 14:42 来源:鹏程木业

  【前言】随着建筑业的发展,施工行业面临着巨大的机遇和挑战。模板工程是建筑施工的核心环节,大力发展模板施工技术,已成为房地产开发行业提高效率、降低成本的主要措施。对各类建筑模板的力学性能及经济性能进行对比分析,不仅对施工企业合理使用各类模板有指导作用,而且能进一步把握各类模板的经济性。研发出的橡胶建筑模板对资源利用和环境保护有利。

  此篇文章针对我国建筑模板应用现状与结构型式,结合国外先进的模板技术,分析总结了模板发展中存在的问题;对几种建筑模板的力学性能和经济性能进行了对比分析;对新型再生橡胶模板进行了试验研究及有限元分析,主要研究工作如下:

   1、阐述建筑模板的发展历程;概述分析模板规格尺寸的变化,总结了模板模数制的发展;对我国现有建筑模板的结构型式进行了详细的分析、阐述,并着重介绍了几种新型建筑模板;分析了现行国内模板市场的基本现状,对各类主流模板存在的问题做出总结。

   2、建筑模板的力学性能分析。从每种型式的模板中选出一种有代表性的建筑模板,对其力学性能进行分析,并用具体算例阐述模板的设计方法。模板设计遵循了截面选型→强度验算→挠度验算→实用性评价的基本步骤。

  3、研究再生橡胶建筑模板的力学性能。对再生橡胶实芯模板,运用理论计算与实体试验相结合的方法进行了研究;对钢框再生橡胶模板的截面构造,采用“有效惯性矩法”进行了理论设计;对再生橡胶空芯保温模板的应力和变形进行了有限元分析,为空芯模板模具的生产提供了技术支持。

  4、建筑模板的经济性能分析。对各类模板的基本性能进行了全方位的比较;采用平均折旧法对各类模板的摊销费进行了计算、对比与分析;采用递减费用折旧法,在考虑资金时间价值的基础上,对各类模板的经济效益进行了评价。

  一、国内外模板工程的发展概况

  国外建筑模板的发展历程

    早出现的模板是木制散板,它由支撑系统和面板组成,按结构形式拼接成混凝土的成型模具,这种模板安装与拆除耗费大量的人工和时间,拆模后堆成一堆散板,不能重复利用,木材耗损很大,此种模板已经淘汰

  20世纪初,装配式定型木模板[5]研制成功,其显著特点是可根据工程需要,预先设计一套有几种不同尺寸的定型模板,由加工单位批量生产,施工前按结构型式,先做出配板设计,然后在现场按照配板图进行拼接,拆模后可继续周转使用。

  此种装配式定型木模板可大面积的批量生产,有效的降低了生产成本,在施工中模板拼接速度快,缩短了施工工期,目前一些地区仍在使用这种模板。

  20世纪50年代,出现了大型模板,使得生产效率在很大程度上得到提高,大大缩短施工工期;而且以机械代替人工在一定程度上节省劳动力,模板安装、拆除和搬运等流水施工方法在西欧 得到普及。

  60年代,随着装配式定型模板的应用与发展,组合式定型模板开始出现。与传统模板不同,组合式定型模板以模数设计为基准,具有尺寸形式多样、拼装简便灵活、使用范围更广的优点,现阶段已发展成工程领域尤其是混凝土工程中应用 多的模板。

  从模板的材料类型,来看国外建筑模板的发展历程。

木材是 早制作模板的材料。20世纪初,以美国为首的钢模板才开始出现,并得到初步发展。20世纪60年代,由于钢模板具有设计灵活、制作简便和易于管理等优点,因此得到飞速发展,大量应用于实际工程中。而随后出现的其它模板,均由于其缺点而没有发展,例如美国研制的铝合金模板因价格高昂而发展受阻。

  20世纪50年代中旬,欧美等 通过对酚醛树脂进行研究制造木胶合板模板,其具有尺寸大、制作方便、 材质轻等优点,但由于实际工程中还存在一些技术问题未解决,直至60年代才得以大量应用。现阶段,钢框和木胶合板的模板形式已成为发达 广泛的模板形式,其使用率已达模板行业的60%。

   20世纪60年代中期,用ABS树脂为材料制作的塑料模板开始在日本建筑领域出现;其具有重量轻、耐用性高、设计简单、施工简便、尺寸模数化等优点,但因刚度小、价格高、强度低等缺点并未得到进一步发展。

 二、 国内建筑模板的发展历程

    随着我国经济建设的蓬勃发展,传统的木模板被淘汰,为适应时代的需求,模板工程上曾出现“以钢代木”的一段时期。20世纪60年代初期,原冶金部在马鞍山率先召开会议进行模板学术与技术交流[9]。 早的钢模板完全按照木模板设计以适应施工的需要,并没有发挥出强度高等自身优点。为了广泛利用钢模板,充分发挥其自身优势,经过专家与学者不断研究, 近几年使得钢模板得到了很大的改进,并得到了广泛应用。

  20世纪80年代初期,组合钢模板开始出现并大量在工程中使用,此模板的规格居多;经常在梁、板、柱等构件和构筑物中大量使用,逐渐成为建筑施工中 重要的模板。但是钢模板也有很多不足之处:首先,钢模板拼缝较多,处理繁琐;其次,重量大,不易操作。

  20世纪80年代,随着改革开放的实施,胶合板模板开始出现并在南京金陵店工程中首次得到使用。1987年,青岛华林胶合板采用国际先进技术与设备,生产出酚醛覆膜木胶合板模板;随后青岛瑞达模板公司在此模板基础上研究出新的钢框胶合板模板。钢框胶合板模板的出现,受到政府部门的高度重视,并被称为第三代模板,在大量工程中得到应用和迅速发展。但是,由于我国林木缺乏,造成酚醛覆膜木胶合板成本较高,严重制约了此模板在我国的使用。

  1982年,塑料平面模板因易于脱模、耐久性好、周转使用率高等优点得到迅速发展,并在天津、上海等地大量使用。此模板强度与刚度较低、耐火性差、价格昂贵, 终未能在现阶段工程中大量普及应用。1987年,新的建筑模板竹胶合板在浙江与四川开始应用。1989年,以冶金部建筑研究院为首的科研单位,对竹胶合板的生产工艺、受力性能、物理属性进行了大量研究,很大程度上改善了竹胶合板的性能,同时在江苏、四川等地生产和投入使用。

  上世纪末到本世纪初,以不饱和聚酯树脂为粘结剂、玻璃纤维布为基材进行加工而成的玻璃钢模板[13]出现并被大量应用。该模板具有施工方便、重量轻、易成型、加工简单、周转使用率高等优点。

   国内建筑模板模数制的发展

    建筑设计时,为实现大规模工业化生产,要求不同建筑组合件,构配件能够具有一定的通用性,模数制统一规定构筑物的尺度,使不同形式、材料和制造方式的建筑制品可以按规定的尺寸生产,从而达到通用性的目的。建筑模数是建筑业定制的尺寸单位,规定了各项尺度协调中的增值单位,是建筑设计、施工、材料及制品、设备、组合件等其它各部件规格协调的基础,其目的是使各种建筑制品拼接吻合,且可以互换使用。

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