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常用建筑模板种类和应用特点

第一章、我国建筑模板的应用现状

1.1.1主要建筑模板种类

90年代以来,由于新型材料的不断出现,模板种类也越来越多,目前使用的主要有以下几种:

1)钢模板:除组合钢模板外,已开发了宽幅钢模板、全钢大模板、轻型大钢模、63型钢框钢面模板等。

2)木胶合板模板:目前大量使用的是素面木胶合板模板,应提倡使用覆膜木胶合板模板。

3)竹胶合板模板:最早使用的是素面竹席胶合板模板,现已开发了覆膜竹帘竹席胶合板模板、竹片胶合板模板、覆木或覆竹面胶合板模板等。

4)塑料模板:目前,有不少企业开发了各种塑料模板,如硬质增强塑料模板、木塑复合模板、GMT塑料模板、楼板塑料模板和塑料大模板体系等。此外还有钢木模板、钢竹模板、玻璃钢模板、铸铝合金模板等。总的来看我国的模板发展趋势是向着精、轻、耐用方向发展。随着模板工程技术水平的不断提高,模板规格正向系列化和体系化发展,出现了不少适用于不同施工工程的模板体系,如高层建筑模板、组拼式大模板、液压滑动模板、液压爬升模板、台模、筒模、桥梁模板、隧道模板、悬臂模板等。

建筑模板

1.1.2、模板设计和施工技术

20世纪60年代模板工程施工都是由木工进行放大样,施工设计比较简单。70年代以后,随着建筑规模越来越大,建筑结构体系越来越复杂,一般都是由技术人员用人工进行设计、计算和绘图。90年代以来,模板施工设计进行了重大改革,设计手段又有了新的飞跃,一些模板公司开发了各种模板设计软件,已有不少模板公司和施工企业利用计算机进行模板施工设计、计算和绘图,不仅速度快,节省人工,而且计算精确,还可节省模板和配件。80年代以来,我国模板施工技术也有了较大的进步,如已开发了立柱式、挂架式、门架式、构架式等多种形式的台模。80年代初在上海开始应用爬模施工技术,现已从人工爬升发展到液压自动爬升,爬升动力从手动葫芦、电动葫芦发展到特殊大油缸、升降千斤顶,从只能爬升施工外墙发展到内外墙同时爬升施工,已广泛应用于高层建筑核心筒、大型桥塔等工程。全钢大模板施工技术70年代在北京首先应用,到90年代才大量应用,并从外挂内浇施工工艺发展到外砌内浇及内外墙全现浇施工工艺。电梯井筒模施工技术也发展很快,已开发了各种形式的筒模。

1.2现行建筑模板执行的各类标准及规范我国模板结构设计属于临时性结构设计,目前我国还没有这类规范,因此只能遵守我国现行的有关设计、施工规范的有关规定执行,其强度、稳定性应符合有关规定的要求、其构造除应遵照执行有关规定外,还要考虑施施工的特殊要求。因为模板结构为临时结构,按施工荷载考虑其强度设计值应乘以1.3弹性模量不予调整。在进行一般模板结构计算时,应根据《混凝土结构工程施工及验收规范》的规定进行选用和组合。特殊模板结构,应根据施工过程中的实际情况,选用设计荷载值和荷载组合。目前常用标准及规范为《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)。

1.3模板工程基本要求模板是使砼构件按几何尺寸成型的模型板,作用是在混凝土浇注前要形成结构或构件相应的形状和尺寸并保证在浇注过程中以及浇注完后不发生变化;使混凝土在凝结硬化中受到了保护而且其养护方便;使混凝土形成一定的观感质量。这就要求模板有足够的承载力、刚度和稳定性,能可靠地承受浇筑混凝土的重力、侧压力以及施工荷载;保证工程结构和构件各部位形状尺寸和相互位置的正确;构造简单,装拆方便,便于钢筋的绑扎与安装、混凝土的浇筑与养护等工艺要求;接缝严密,不得漏浆。

模板又称模型板,是新浇混凝土成型用的模型。模板的模型作用的发挥需要一个完整的模板系统。模板系统的组成:包括模板板块和支架两大部份。模板板块是由面板、次肋、主肋等组成。支架则有支撑、桁架、系杆及对拉螺栓等不同的形式。

模板系统的搭设即为模板工程。模板工程对施工成本的影响显著。一般工业与民用建筑中,平均1m3砼需用模板7.4m2左右,模板工程占钢筋混凝土工程总价的20%~30%,占劳动量的30%~40%,占工期的50%左右,因而在砼结构施工中选用合理的模板形式、模板结构及施工方法,对加速砼工程施工和降低造价有显著效果。这就要求工程建设过程中对模板工程进行有效管理和控制。

第二章、常用模板及工程应用特点

2.1建筑模板的分类按其所用的材料不同分为木模板、竹模板、钢模板、钢木模板、钢竹模板、胶合板模板、塑料模板、玻璃钢模板、铝合金模板等;按工艺分:有组合式模板、大模板、滑升模板、爬升模板、永久性模板以及飞模、模壳、隧道模等。按其结构构件的类型不同分为基础模板、柱模板、梁模板、楼板模板、墙模板、楼梯模板、壳模板和烟囱模板等;按其形式不同分为整体式模板、定型模板、工具式模板、滑升模板、胎模等。

2.1.1胶合板模板胶合板模板及其支架系统一般在加工厂或现场木工棚制成元件,然后再在现场拼装。木胶合板的使用特点,板幅大,板面平整。既可减少安装工作量,节省现场人工费用,又可减少混凝土外露;承载能力大,特别是经表面处理后耐磨性好,能多次重复使用;材质轻,厚18mm的木胶板,单位面积重量为50kg,模板的运输、堆放、使用和管理等都较为方便;保温性能好,能防止温度变化过快,冬季施工有助于混凝土的保温;锯截方便,易加工成各种形状的模板;便于按工程的需要弯曲成形,用作曲面模板。尺寸一般为915×1830m或1220×2440mm;木胶合板通常由5、7、9、11层等奇数层单板经热压固化而胶合成形。相邻层的纹理方向相互垂直,通常最外层表板的纹理方向和胶合板板面的长向平行,因此,整张胶合板的长向为强方向,短向为弱方向,使用时必须加以注意。

胶合板面板的单张板块大,不易变形,表面覆膜后增加了耐磨和重复使用次数。胶合板有木胶合板和竹胶合板,厚度有12mm、15mm、18mm、20mm等。但胶合板作为模板也带来重复使用次数不多,造成资源浪费等新的问题。改进型的钢框木(竹)胶合板模板,除具有组合钢模板的一些优点外,还具有质轻、初期投资小,脱模容易等优点。

2.1.2定型组合钢模板自20世纪70年代末引入组合钢模板,其一度成为施工现场的主流模板,但组合钢模板的刚度差,易变形,现主要应用在工业建筑及多层住宅的构造柱及楼梯等施工中。定型组合钢模板是一种工具式定型模板,又称小钢模,由钢模板和配件组成,配件包括连接件和支承件。

钢模板通过各种连接件和支承件可组合成多种尺寸、结构和几何形状的模板,以适应各种类型建筑物的梁、柱、板、墙、基础和设备等施工的需要,也可用其拼装成大模板、滑模、隧道模和台模等。施工时可在现场直接组装,亦可预拼装成大块模板或构件模板用起重机吊运安装。其特点有:组装灵活,通用性强,拆装方便;周转使用次数多,每套钢模可重复使用50~100次,但一次投资费用大;加工精度高,浇筑混凝土的质量好。成型后的混凝土尺寸准确,棱角整齐,表面光滑,可以节省装修用工。

钢模板包括平面模板(P)、阴角模板(E)、阳角模板(Y)和连接角模(J)。钢模板采用模数制设计,宽度模数以50mm进级,长度为150mm进级,可以适应横竖拼装成以50mm进级的任何尺寸的模板。组合钢模板配板设计中,遇有不合50mm进级的模数尺寸,空隙部分可用木模填补。

(1)平面模板用于基础、墙体、梁、板、柱等各种结构的平面部位,它由面板和肋组成,面板采用Q235钢板制成,面板厚2.3或2.5mm,肋高55mm,肋上设有U形卡孔和插销孔,利用U形卡和L形插销等拼装成大块板。板块长度:有450mm、600mm、750mm、900mm、1200mm、1500mm、1800mm七种规格。板块宽度:有100mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、450mm、500mm、550mm、600mm十一种规格。板块代号:P。如:P3015表示300×1500的板块。

(2)阴角模板用于混凝土构件阴角,如内墙角、水池内角及梁板交接处阴角等。板块代号:E。

(3)阳角模板主要用于混凝土构件阳角。板块代号:

Y

(4)连接角模用于平模板作垂直连接构成阳角。板块代号:J。

组合钢模板连接件包括:U形卡、L形插销、钩头螺栓、对拉螺栓、紧固螺栓、扣件等。应用最广的是U形卡。

(1)U形卡:模板的主要连接件,用于相邻模板的拼装。其安装间距一般不大于300mm,即每隔一孔卡插一个,安装方向一顺一倒相互错开。(钢模板边框孔距150mm,端孔距端部75mm。)

(2)L形插销:用于插入两块模板纵向连接处的插销孔内,以增强模板纵向接头处的刚度。

(3)钩头螺栓:连接模板与支撑系统的连接件。

(4)对拉螺栓:又称穿墙螺栓,用于连接墙壁两侧模板,保持墙壁厚度,承受混凝土侧压力及水平荷载,使模板不致变形。

(5)紧固螺栓:用于内、外钢楞之间的连接件。

(6)扣件:扣件用于钢楞之间或钢楞与模板之间的扣紧,按钢楞的不同形状,分别采用蝶形扣件和“3”形扣件。

组合钢模板的支承件包括柱箍、钢楞、支柱、卡具、斜撑、钢桁架等。

组合钢模板装配原则:

1、保证构件的形状尺寸及相互位置的正确;

2、使模板具有足够的强度、刚度和稳定性;

3、配置的模板,应优先选用通用、大块模板;

4、应使支撑件布置简单,受力合理;

5、模板长向拼接宜采用错开布置,以增加模板的整体稳定性;

6、模板的支承系统应根据模板的荷载和部件的刚度进行布置;

7、对钢模板尽量采用横排和竖排,尽量不用横排兼竖排的方式。

2.1.3竹胶合板模板竹胶合板模板是继木模板、钢模板之后的第三代模板。用竹胶合板作为模板,是当代建筑业的趋势。竹胶合板以其优越的力学性能、极高的性价比,正取代木、钢模板在建筑模板中的地位。

1.主要特点

(1)竹胶合板模板强度高、韧性好,板的静曲强度相当于木材强度的8~10倍,为木胶合板强度的4~5倍,可减少模板支撑的数量。

(2)竹胶合板模板幅面宽、拼缝少。板材基本尺寸为2.44m×1.22m,相当于6.6块P3015小钢模板(0.3×1.5=0.45㎡)的面积,支模、拆模速度快。

(3)板面平整光滑,对混凝土的吸附力仅为钢模板的八分之一,容易脱模。脱模后混凝土表面平整光滑,可取消抹灰作业,缩短装修作业工期。

(4)耐水性好,水煮6小时不开胶,水煮、冰冻后仍保持较高的强度。其表面吸水率接近钢模板,用竹胶合板模板浇捣混凝土提高了混凝土的保水性。在混凝土养护过程中,遇水不变形,便于维护保养。

(5)竹胶合板模板防腐、防虫蛀。

(6)竹胶合板模板导热系数为0.14~0.16w/m·k远小于钢模板的导热系数,有利于冬季施工保温。

(7)竹胶合板模板使用周转次数高,经济效益明显,板可双面倒用,无边框竹胶合板模板使用次数可达20~30次。

2.适用范围本模板非常适用于水平模板、剪力墙、垂直墙板、高架桥、立交桥、大坝、隧道和梁柱模板等。

此外还有其它类型模板技术,应用也日渐成熟。

(1)早拆模板早拆模板是利用混凝土楼板的支承跨度小于2m时,混凝土达设计强度的50%即可拆模的原理,在钢支撑顶端插入早拆模板的升降柱头,其顶托板始终顶住混凝土楼板,托梁与模板块搁置在插板上方的短挑梁上。混凝土达拆模强度后,敲击插板,插板下滑,托梁与模板块下降,但顶托板仍支撑楼板。

(2)爬模爬模是竖向混凝土结构施工的一种高效支模方式。其优点为不占用塔吊等垂直运输机械,利用爬模自带的提升系统,交替固定和提升,完成模板的翻转使用和混凝土墙体的分段浇筑。图为南京电视塔施工的爬模,内外套架交替固定于塔身,外套架带模板爬升。在超高层建筑主体结构施工中,其混凝土核芯筒体结构也通常可采用爬模施工。模板的翻转使用和提升利用临时钢平台系统,钢平台的提升采用多台涡轮和蜗杆组合的提升机(也称升板机)。

(3)台模台模也称飞模,是施工高层平板结构混凝土楼板的一种高效模板体系。一般在地面组装成台模单元,用塔吊等机械将台模单元分别吊运安装到位。拆模时,分单元整体降落台模,从楼层外边缘移运飞出,转运至上一楼层安装位置。

(4)滑模滑模是一种特殊的模板体系,它主要应用于混凝土高烟囱、高塔、筒仓、冷却塔等构筑物施工。

(5)塑料模壳作为模板主要应用在密肋钢筋混凝土楼盖的施工中,模板采用增强的聚丙烯塑料制作,其周转使用次数达60次以上。模壳的主要规格为1200×1200mm、1500×1500mm。

2.2混凝土结构中模板安装

2.2.1、基础模板

(1)基础的特点是高度不大而体积较大,基础模板一般利用地基或基槽(坑)进行支撑。

(2)安装时,要保证上下模板不发生相对位移,如为杯形基础,则还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,也可以用钢模板安装。

(1)柱的模板在安装前在基础(楼地面)上用墨线弹出柱的中线及边线,柱脚抄平。

(2)对通排柱模板,应先装两端柱模板,校正固定,拉通线校正中间各柱模板。

(3)依据边线安装模板。安装后的模板要保证垂直,并由地面起每隔2m留一道施工口,以便混凝土浇捣。柱底部留设清理孔。

(4)柱模板应加柱箍,用四根小方木相互搭接钉牢,或用工具式柱箍,柱箍间距按设计计算确定。

(5)模板四周搭设钢管架子,结合斜撑,将模板固定牢固,以防在混凝土侧压力的作用下发生移位。

2.2.3、梁模板梁模板由底模板和侧模板组成。

(1)梁跨度大于等于4m时,底板应起拱,起拱高度由设计确定,如设计无规定时取全跨度的1/1000~3/1000。

(2)支柱(琵琶掌)之间应设拉杆,离地面500mm一道,以上每隔2m左右设一道。支柱下垫设楔子和通长垫板,垫板下土应拍平夯实,楔子待支撑校正标高后钉牢。

(3)当梁底离地面过高时(一般6m以上),宜搭设排架支模。

(4)梁较高时,可先装一侧模板,待钢筋绑扎安装结束后,再封另一侧模板。

(5)上下层模板的支柱,一般应安装在一条竖向的中心线上。

2.2.4、楼板模板

楼板模板主要承受垂直荷载。多用定型钢模板或胶合板,先搭设模板支架。

楼板模板用钢楞及支架支撑,为了减少支架用量、扩大板下施工空间,宜用伸缩式桁架支撑。

2.2.5、墙模板墙模板由两片模板组成,每片模板由若干块平面模板组成。这些平面模板可横拼也可竖拼,外面用横竖钢楞加固,并用斜撑保持稳定,用对拉螺栓(或称钢拉杆)以抵抗混凝土的侧压力和保持两片模板之间的间距(墙厚)。


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