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常用建筑模板種類和應用特點

第一章、我國建筑模板的應用現狀

1.1.1主要建筑模板種類

90年代以來,由于新型材料的不斷出現,模板種類也越來越多,目前使用的主要有以下幾種:

1)鋼模板:除組合鋼模板外,已開發了寬幅鋼模板、全鋼大模板、輕型大鋼模、63型鋼框鋼面模板等。

2)木膠合板模板:目前大量使用的是素面木膠合板模板,應提倡使用覆膜木膠合板模板。

3)竹膠合板模板:最早使用的是素面竹席膠合板模板,現已開發了覆膜竹簾竹席膠合板模板、竹片膠合板模板、覆木或覆竹面膠合板模板等。

4)塑料模板:目前,有不少企業開發了各種塑料模板,如硬質增強塑料模板、木塑復合模板、GMT塑料模板、樓板塑料模板和塑料大模板體系等。此外還有鋼木模板、鋼竹模板、玻璃鋼模板、鑄鋁合金模板等??偟膩砜次覈哪0灏l展趨勢是向著精、輕、耐用方向發展。隨著模板工程技術水平的不斷提高,模板規格正向系列化和體系化發展,出現了不少適用于不同施工工程的模板體系,如高層建筑模板、組拼式大模板、液壓滑動模板、液壓爬升模板、臺模、筒模、橋梁模板、隧道模板、懸臂模板等。

建筑模板

1.1.2、模板設計和施工技術

20世紀60年代模板工程施工都是由木工進行放大樣,施工設計比較簡單。70年代以后,隨著建筑規模越來越大,建筑結構體系越來越復雜,一般都是由技術人員用人工進行設計、計算和繪圖。90年代以來,模板施工設計進行了重大改革,設計手段又有了新的飛躍,一些模板公司開發了各種模板設計軟件,已有不少模板公司和施工企業利用計算機進行模板施工設計、計算和繪圖,不僅速度快,節省人工,而且計算精確,還可節省模板和配件。80年代以來,我國模板施工技術也有了較大的進步,如已開發了立柱式、掛架式、門架式、構架式等多種形式的臺模。80年代初在上海開始應用爬模施工技術,現已從人工爬升發展到液壓自動爬升,爬升動力從手動葫蘆、電動葫蘆發展到特殊大油缸、升降千斤頂,從只能爬升施工外墻發展到內外墻同時爬升施工,已廣泛應用于高層建筑核心筒、大型橋塔等工程。全鋼大模板施工技術70年代在北京首先應用,到90年代才大量應用,并從外掛內澆施工工藝發展到外砌內澆及內外墻全現澆施工工藝。電梯井筒模施工技術也發展很快,已開發了各種形式的筒模。

1.2現行建筑模板執行的各類標準及規范我國模板結構設計屬于臨時性結構設計,目前我國還沒有這類規范,因此只能遵守我國現行的有關設計、施工規范的有關規定執行,其強度、穩定性應符合有關規定的要求、其構造除應遵照執行有關規定外,還要考慮施施工的特殊要求。因為模板結構為臨時結構,按施工荷載考慮其強度設計值應乘以1.3彈性模量不予調整。在進行一般模板結構計算時,應根據《混凝土結構工程施工及驗收規范》的規定進行選用和組合。特殊模板結構,應根據施工過程中的實際情況,選用設計荷載值和荷載組合。目前常用標準及規范為《建筑施工模板安全技術規范》(JGJ162-2008)。

1.3模板工程基本要求模板是使砼構件按幾何尺寸成型的模型板,作用是在混凝土澆注前要形成結構或構件相應的形狀和尺寸并保證在澆注過程中以及澆注完后不發生變化;使混凝土在凝結硬化中受到了保護而且其養護方便;使混凝土形成一定的觀感質量。這就要求模板有足夠的承載力、剛度和穩定性,能可靠地承受澆筑混凝土的重力、側壓力以及施工荷載;保證工程結構和構件各部位形狀尺寸和相互位置的正確;構造簡單,裝拆方便,便于鋼筋的綁扎與安裝、混凝土的澆筑與養護等工藝要求;接縫嚴密,不得漏漿。

模板又稱模型板,是新澆混凝土成型用的模型。模板的模型作用的發揮需要一個完整的模板系統。模板系統的組成:包括模板板塊和支架兩大部份。模板板塊是由面板、次肋、主肋等組成。支架則有支撐、桁架、系桿及對拉螺栓等不同的形式。

模板系統的搭設即為模板工程。模板工程對施工成本的影響顯著。一般工業與民用建筑中,平均1m3砼需用模板7.4m2左右,模板工程占鋼筋混凝土工程總價的20%~30%,占勞動量的30%~40%,占工期的50%左右,因而在砼結構施工中選用合理的模板形式、模板結構及施工方法,對加速砼工程施工和降低造價有顯著效果。這就要求工程建設過程中對模板工程進行有效管理和控制。

第二章、常用模板及工程應用特點

2.1建筑模板的分類按其所用的材料不同分為木模板、竹模板、鋼模板、鋼木模板、鋼竹模板、膠合板模板、塑料模板、玻璃鋼模板、鋁合金模板等;按工藝分:有組合式模板、大模板、滑升模板、爬升模板、永久性模板以及飛模、模殼、隧道模等。按其結構構件的類型不同分為基礎模板、柱模板、梁模板、樓板模板、墻模板、樓梯模板、殼模板和煙囪模板等;按其形式不同分為整體式模板、定型模板、工具式模板、滑升模板、胎模等。

2.1.1膠合板模板膠合板模板及其支架系統一般在加工廠或現場木工棚制成元件,然后再在現場拼裝。木膠合板的使用特點,板幅大,板面平整。既可減少安裝工作量,節省現場人工費用,又可減少混凝土外露;承載能力大,特別是經表面處理后耐磨性好,能多次重復使用;材質輕,厚18mm的木膠板,單位面積重量為50kg,模板的運輸、堆放、使用和管理等都較為方便;保溫性能好,能防止溫度變化過快,冬季施工有助于混凝土的保溫;鋸截方便,易加工成各種形狀的模板;便于按工程的需要彎曲成形,用作曲面模板。尺寸一般為915×1830m或1220×2440mm;木膠合板通常由5、7、9、11層等奇數層單板經熱壓固化而膠合成形。相鄰層的紋理方向相互垂直,通常最外層表板的紋理方向和膠合板板面的長向平行,因此,整張膠合板的長向為強方向,短向為弱方向,使用時必須加以注意。

膠合板面板的單張板塊大,不易變形,表面覆膜后增加了耐磨和重復使用次數。膠合板有木膠合板和竹膠合板,厚度有12mm、15mm、18mm、20mm等。但膠合板作為模板也帶來重復使用次數不多,造成資源浪費等新的問題。改進型的鋼框木(竹)膠合板模板,除具有組合鋼模板的一些優點外,還具有質輕、初期投資小,脫模容易等優點。

2.1.2定型組合鋼模板自20世紀70年代末引入組合鋼模板,其一度成為施工現場的主流模板,但組合鋼模板的剛度差,易變形,現主要應用在工業建筑及多層住宅的構造柱及樓梯等施工中。定型組合鋼模板是一種工具式定型模板,又稱小鋼模,由鋼模板和配件組成,配件包括連接件和支承件。

鋼模板通過各種連接件和支承件可組合成多種尺寸、結構和幾何形狀的模板,以適應各種類型建筑物的梁、柱、板、墻、基礎和設備等施工的需要,也可用其拼裝成大模板、滑模、隧道模和臺模等。施工時可在現場直接組裝,亦可預拼裝成大塊模板或構件模板用起重機吊運安裝。其特點有:組裝靈活,通用性強,拆裝方便;周轉使用次數多,每套鋼??芍貜褪褂?0~100次,但一次投資費用大;加工精度高,澆筑混凝土的質量好。成型后的混凝土尺寸準確,棱角整齊,表面光滑,可以節省裝修用工。

鋼模板包括平面模板(P)、陰角模板(E)、陽角模板(Y)和連接角模(J)。鋼模板采用模數制設計,寬度模數以50mm進級,長度為150mm進級,可以適應橫豎拼裝成以50mm進級的任何尺寸的模板。組合鋼模板配板設計中,遇有不合50mm進級的模數尺寸,空隙部分可用木模填補。

(1)平面模板用于基礎、墻體、梁、板、柱等各種結構的平面部位,它由面板和肋組成,面板采用Q235鋼板制成,面板厚2.3或2.5mm,肋高55mm,肋上設有U形卡孔和插銷孔,利用U形卡和L形插銷等拼裝成大塊板。板塊長度:有450mm、600mm、750mm、900mm、1200mm、1500mm、1800mm七種規格。板塊寬度:有100mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、450mm、500mm、550mm、600mm十一種規格。板塊代號:P。如:P3015表示300×1500的板塊。

(2)陰角模板用于混凝土構件陰角,如內墻角、水池內角及梁板交接處陰角等。板塊代號:E。

(3)陽角模板主要用于混凝土構件陽角。板塊代號:

Y

(4)連接角模用于平模板作垂直連接構成陽角。板塊代號:J。

組合鋼模板連接件包括:U形卡、L形插銷、鉤頭螺栓、對拉螺栓、緊固螺栓、扣件等。應用最廣的是U形卡。

(1)U形卡:模板的主要連接件,用于相鄰模板的拼裝。其安裝間距一般不大于300mm,即每隔一孔卡插一個,安裝方向一順一倒相互錯開。(鋼模板邊框孔距150mm,端孔距端部75mm。)

(2)L形插銷:用于插入兩塊模板縱向連接處的插銷孔內,以增強模板縱向接頭處的剛度。

(3)鉤頭螺栓:連接模板與支撐系統的連接件。

(4)對拉螺栓:又稱穿墻螺栓,用于連接墻壁兩側模板,保持墻壁厚度,承受混凝土側壓力及水平荷載,使模板不致變形。

(5)緊固螺栓:用于內、外鋼楞之間的連接件。

(6)扣件:扣件用于鋼楞之間或鋼楞與模板之間的扣緊,按鋼楞的不同形狀,分別采用蝶形扣件和“3”形扣件。

組合鋼模板的支承件包括柱箍、鋼楞、支柱、卡具、斜撐、鋼桁架等。

組合鋼模板裝配原則:

1、保證構件的形狀尺寸及相互位置的正確;

2、使模板具有足夠的強度、剛度和穩定性;

3、配置的模板,應優先選用通用、大塊模板;

4、應使支撐件布置簡單,受力合理;

5、模板長向拼接宜采用錯開布置,以增加模板的整體穩定性;

6、模板的支承系統應根據模板的荷載和部件的剛度進行布置;

7、對鋼模板盡量采用橫排和豎排,盡量不用橫排兼豎排的方式。

2.1.3竹膠合板模板竹膠合板模板是繼木模板、鋼模板之后的第三代模板。用竹膠合板作為模板,是當代建筑業的趨勢。竹膠合板以其優越的力學性能、極高的性價比,正取代木、鋼模板在建筑模板中的地位。

1.主要特點

(1)竹膠合板模板強度高、韌性好,板的靜曲強度相當于木材強度的8~10倍,為木膠合板強度的4~5倍,可減少模板支撐的數量。

(2)竹膠合板模板幅面寬、拼縫少。板材基本尺寸為2.44m×1.22m,相當于6.6塊P3015小鋼模板(0.3×1.5=0.45㎡)的面積,支模、拆模速度快。

(3)板面平整光滑,對混凝土的吸附力僅為鋼模板的八分之一,容易脫模。脫模后混凝土表面平整光滑,可取消抹灰作業,縮短裝修作業工期。

(4)耐水性好,水煮6小時不開膠,水煮、冰凍后仍保持較高的強度。其表面吸水率接近鋼模板,用竹膠合板模板澆搗混凝土提高了混凝土的保水性。在混凝土養護過程中,遇水不變形,便于維護保養。

(5)竹膠合板模板防腐、防蟲蛀。

(6)竹膠合板模板導熱系數為0.14~0.16w/m·k遠小于鋼模板的導熱系數,有利于冬季施工保溫。

(7)竹膠合板模板使用周轉次數高,經濟效益明顯,板可雙面倒用,無邊框竹膠合板模板使用次數可達20~30次。

2.適用范圍本模板非常適用于水平模板、剪力墻、垂直墻板、高架橋、立交橋、大壩、隧道和梁柱模板等。

此外還有其它類型模板技術,應用也日漸成熟。

(1)早拆模板早拆模板是利用混凝土樓板的支承跨度小于2m時,混凝土達設計強度的50%即可拆模的原理,在鋼支撐頂端插入早拆模板的升降柱頭,其頂托板始終頂住混凝土樓板,托梁與模板塊擱置在插板上方的短挑梁上?;炷吝_拆模強度后,敲擊插板,插板下滑,托梁與模板塊下降,但頂托板仍支撐樓板。

(2)爬模爬模是豎向混凝土結構施工的一種高效支模方式。其優點為不占用塔吊等垂直運輸機械,利用爬模自帶的提升系統,交替固定和提升,完成模板的翻轉使用和混凝土墻體的分段澆筑。圖為南京電視塔施工的爬模,內外套架交替固定于塔身,外套架帶模板爬升。在超高層建筑主體結構施工中,其混凝土核芯筒體結構也通??刹捎门滥J┕?。模板的翻轉使用和提升利用臨時鋼平臺系統,鋼平臺的提升采用多臺渦輪和蝸桿組合的提升機(也稱升板機)。

(3)臺模臺模也稱飛模,是施工高層平板結構混凝土樓板的一種高效模板體系。一般在地面組裝成臺模單元,用塔吊等機械將臺模單元分別吊運安裝到位。拆模時,分單元整體降落臺模,從樓層外邊緣移運飛出,轉運至上一樓層安裝位置。

(4)滑?;J且环N特殊的模板體系,它主要應用于混凝土高煙囪、高塔、筒倉、冷卻塔等構筑物施工。

(5)塑料模殼作為模板主要應用在密肋鋼筋混凝土樓蓋的施工中,模板采用增強的聚丙烯塑料制作,其周轉使用次數達60次以上。模殼的主要規格為1200×1200mm、1500×1500mm。

2.2混凝土結構中模板安裝

2.2.1、基礎模板

(1)基礎的特點是高度不大而體積較大,基礎模板一般利用地基或基槽(坑)進行支撐。

(2)安裝時,要保證上下模板不發生相對位移,如為杯形基礎,則還要在其中放入杯口模板。

2.2.2、柱模板柱模板可以用木模板,也可以用鋼模板安裝。

(1)柱的模板在安裝前在基礎(樓地面)上用墨線彈出柱的中線及邊線,柱腳抄平。

(2)對通排柱模板,應先裝兩端柱模板,校正固定,拉通線校正中間各柱模板。

(3)依據邊線安裝模板。安裝后的模板要保證垂直,并由地面起每隔2m留一道施工口,以便混凝土澆搗。柱底部留設清理孔。

(4)柱模板應加柱箍,用四根小方木相互搭接釘牢,或用工具式柱箍,柱箍間距按設計計算確定。

(5)模板四周搭設鋼管架子,結合斜撐,將模板固定牢固,以防在混凝土側壓力的作用下發生移位。

2.2.3、梁模板梁模板由底模板和側模板組成。

(1)梁跨度大于等于4m時,底板應起拱,起拱高度由設計確定,如設計無規定時取全跨度的1/1000~3/1000。

(2)支柱(琵琶掌)之間應設拉桿,離地面500mm一道,以上每隔2m左右設一道。支柱下墊設楔子和通長墊板,墊板下土應拍平夯實,楔子待支撐校正標高后釘牢。

(3)當梁底離地面過高時(一般6m以上),宜搭設排架支模。

(4)梁較高時,可先裝一側模板,待鋼筋綁扎安裝結束后,再封另一側模板。

(5)上下層模板的支柱,一般應安裝在一條豎向的中心線上。

2.2.4、樓板模板

樓板模板主要承受垂直荷載。多用定型鋼模板或膠合板,先搭設模板支架。

樓板模板用鋼楞及支架支撐,為了減少支架用量、擴大板下施工空間,宜用伸縮式桁架支撐。

2.2.5、墻模板墻模板由兩片模板組成,每片模板由若干塊平面模板組成。這些平面模板可橫拼也可豎拼,外面用橫豎鋼楞加固,并用斜撐保持穩定,用對拉螺栓(或稱鋼拉桿)以抵抗混凝土的側壓力和保持兩片模板之間的間距(墻厚)。


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