循环型钢塑组合模板的设计与应用

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1、* *1 1循环型钢塑组合模板及配套循环型钢塑组合模板及配套 支撑体系实用技术开发项目支撑体系实用技术开发项目* *北京市建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报2 2一、课题概述国内外水平及发展趋势 技术特点及经济性能的比较 专利检索情况 * *北京市建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报3 3 国内外水平及发展趋势.水平构件模板现状：近二十年在建筑行业施工中，以竹（木）胶合板为模板材料，用低质 易耗廉价打入建筑模板市场。虽然竹材资源具有繁殖再生能力强，生长周 期短的特点，但是国内生产的竹（木）胶合板大都为低值易耗的素

2、面板， 有的还使用劣质胶或尿醛胶作粘结剂，产品一直存在厚度不均、表面不平 等较难解决的问题，由于板材质量差，同木胶合板周转次数相近，周转使 用4-6次就报废了，这样大大浪费木（竹）材资源，也大程度上污染环境。 .脚手架现状：在我国的土建施工行业脚手架体系大量占有的还是传统的扣件式钢管 脚手架体系和碗扣式钢管脚手架体系，还有一部分门式脚手架体系和插卡 式脚手架体系。我国现有的脚手架规范也仅仅存在于扣件式和门式脚手架 安全技术规范，技术规范滞后且不适用于目前的土建施工脚手架应用的条 件和特点，尤其是针对于建筑水平构件梁板体系模架施工，其水平模板支 撑体系的选择和应用从我国各地的施工方法的选择上看形

3、式众多，随意性 强，投入量大，安全性差。* *北京市建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报4 4 国内外水平及发展趋势.民建建筑结构特点及施工管理的方式:目前大量的民用建筑物建筑特点为强调功能性和综合性，反映到结构 施工中表现为体量大，结构复杂，标准层以下多为层高和结构形式变化的 非标层，并要求现浇混凝土工程高质量和模板体系的高安全性。我国的施 工管理体系以单位工程项目制为主，而模架加工和租赁行业的普遍性和分 散性的存在，使项目主体可以大量的选择模架产品等低廉的社会化资源， 这就造成了混凝土高质量施工要求和模架投入消耗量大的矛盾。.方案的提出：目前现有的以

4、劳动密集型为主的高消耗低产值传统模板与脚手架施工 方式需要有一种能够提高工效，降低成本，安全经济的模架施工体系来代 替。因此我们提出了新型循环型模板及配套支撑体系设计与应用研究课题 。提倡开发新型模板不是为了替代某种模板和脚手架，而是作为一种技术 更先进、操作更方便，节木代用可循环使用的新型模架体系来适应现代建 筑施工的需要。* *北京市建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报5 5 技术特点及经济性能的比较目前建筑施工模板所采用的有木胶合板、竹胶合板、组合钢模板、 塑料模板等模板形式。 木胶合板木胶合板主要材料是木材为主。其优点是表面平整光滑，容易脱模 ，

5、材质轻，适宜加工大面积模板，能满足清水混凝土施工的要求。但是 缺点产品质量差、档次较低，木材资源浪费严重，一般可周转使用5次 ，周转次数低。造价方面，木胶板每平米价格45元左右，平均每次摊销 成本9元。竹胶合板竹胶合板主要材料是以竹材为主，材质轻，适宜加工大面积模板， 刚度强度较好，能满足清水混凝土施工的要求。缺点：竹胶板的厚度公 差较大不适用清水混凝土成型；胶合强度问题，竹胶合板分层开胶、易 损、反复使用率低；胶合板面质量差，竹胶板模板拆模后在混凝土表面 留下的竹席纹路。造价方面，木胶板每平米价格35元左右，使用5次左 右报废，平均每次摊销成本7元。组合钢模板组合钢模板考虑其模板单块面积不大

6、，使用中拼接块数较多，费时 、费力，容易锈蚀，成型质量差，摊销成本高，目前在国内民建施工中 已逐渐淘汰。* *北京市建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报6 6 技术特点及经济性能的比较新型聚丙烯塑料模板新型聚丙烯塑料模板这种模板选用聚丙烯为基材，内布植物纤维增 强的复合材料，采用挤塑模压成型，模板结构和规格尺寸与组合钢模板 基本相同。其优点板面平整光滑，脱模快速容易；板面平整度误差较小 ；耐水性好，板材尺寸稳定，可以耐酸、耐碱，耐候性、耐久性好；可 塑性强；加工制作简单，施工应用简便，现场拼接方便；循环周转性强 ，可再生环保性好；造价方面尽管聚丙烯材料的

7、价格较高，但周转次数 高，复合聚丙烯塑料模板每平米价120元左右，以周转使用50次左右， 平均每次摊销成本2.4元，为此本课题的开发以其为模板基材。循环型钢塑组合模板及支撑体系循环型钢塑组合模板及支撑体系主要由三部分组成，面板采用新型 聚丙烯塑料模板，边框背楞采用轻型轧制冷薄钢板，支架采用可调节钢 支柱型支撑的组合形式。这种组合形式充分发挥了各种材料的优势和特 点，同时附合国家环保循环型产业政策。循环型钢塑组合模板及配套支撑体系相比较其他模板体系其优势：.性价比优势。钢塑模板每平米280元，加上钢边框有效保护其周转使 用次数100次以上，平均每次使用成本为2.8元，同时变传统的双层木梁 投入减

8、为单层木梁投入，有效地降低了木模板支出成本；而独立* *北京市建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报7 7 技术特点及经济性能的比较钢支撑体系可以根据层高变化在一定范围内进行调解，在技术上减小了 脚手架竖向接高使稳定承载力降低带来的风险，同时也在经济性上弥补 了钢管脚手架切割带来的大量损耗，降低成本。.施工方便优势。钢塑模板其重量轻，幅面大，工效高，其复合聚丙 烯面板相比木胶合板无多次更换麻烦；质量轻通过人工组装，为建筑施 工提供了便利；另外配合独立钢支柱可以自由调节高度，为方便高效地 施工提供了条件；同时独立钢支柱支撑便于拆装，技术上可以形成早拆 体系，

9、有效地减少了支撑体系间的交叉影响。.建筑质量优势。采用钢塑模板施工的混凝土，表面光滑，完全达到 清水混凝土的效果，在以往的工程实践中已经取得了良好的应用效果， 配合冷薄板轧制的钢边框使其刚度有效增加，不仅可以应用于民建楼板 模板施工还可应用到桥梁水工等工程的大面积模板摊铺。.保护环境优势。植物纤维塑料模板，可以利用废旧塑料作原料进行 回收生产，生产过程无污染，模板使用报废后可回收再利用，无废弃物 ，这样不但减少了塑料污染，又节约大量木材、钢材，保护日益恶化的 生态环境，社会效益巨大。* *北京市建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报8 8 专利检索情况目前

10、尚无循环型钢塑组合模板及配套支撑体系的专利。 * *北京市建筑工程研究院青年科技金北京市建筑工程研究院青年科技金 项目申报项目申报9 9建筑用木(竹)胶合板及木材废弃情况现场调查* *北京市建筑工程研究院青年科技金北京市建筑工程研究院青年科技金 项目申报项目申报1010各式传统脚手架使用情况* *北京市建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报1111新型聚丙烯复合木塑模板* *北京市建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报1212循环型模板配套支撑体系的设计早拆体系配件图独立钢支柱支撑便于拆装 ，技术上可以形成早拆体系，

11、有效地减少了支撑体系间的交 叉影响。独立钢支柱示意图独立钢支柱可以自由调节 高度，为方便高效地施工提供了 条件。* *北京市建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报1313配套支撑体系已在工程应用独立钢支柱工作状态示意* *北京市建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报1414循环型钢塑组合模板的设计* *北京市建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报1515循环型组合模板板材在工程中已经应用效果* *北京市建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报16

12、16目前试验进展情况根据试验需要，已经完成了冷轧薄板V型钢框的轧机设计和安装调试，连接 孔、拱形肋板、连接件、对拉螺栓附件的冲压设备改造、模具涉及加工等工作 。前期试验阶段已初完成，取得了良好的试验开端。* *北京市建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报1717循环型钢塑组合模板及其配套支撑体系在设计时考虑技术转换成多种施工应用方式 。根据工程特点，转化成可移动立柱式台模施工体系。便于在无梁楼板结构施工中快速 周转应用；配置早拆型托座可以转化成梁板早拆施工体系，应用技术范围不受约束。立柱式台模主要由模板、主梁和立柱三大部分组成，。另外辅助配备斜撑、调节托

13、座、移动装置等。由本课题产品转化的立柱式台模，参考国内外台模的先进形式，根据 我国施工特点，进行优化和改进，具有重量轻，整体性好，可移动性强，拆装方便快捷 特点。循环型钢塑组合模板及其配套支撑体系的技术转换工程* *北京市建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报1818二、简要内容、目的意义及技术经济 指标简要内容目的意义 技术经济指标* *北京市建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报1919u简要内容、目的和意义课题主要研究内容内容包括：循环型钢塑组合模板幅面模数定制及应用 功效统计，循环型钢塑组合模板及可调节支柱型支

14、撑的施工配合方法及 安全措施研究，循环型钢塑组合模板的加工制作工艺，循环型钢塑组合 模板的通用性，循环型钢塑组合模板的施工方法和支撑体系安全及承载 力试验，循环型钢塑组合模板的制作拼装质量标准及验收标准。该课题的目的和意义目的和意义：本课题主要针对目前建筑市场上现有的 水平构件模板及支撑体系成本高、工效低、安全性差的特点，开发出一 种适用于目前大体量作业、周转速度快、人工成本低、安全经济、低能 耗的循环型模板及配套支撑组合体系。针对目前我国建筑市场人力成本 高涨，以及专业化模架设计施工的要求，提供一套具有良好经济效益和 社会效益的循环型模架应用体系以改变传统低效的模板施工作业方式。* *北京市

15、建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报2020u技术经济指标技术经济指标：以贵州省德尔房地产开发项目综合住宅楼工程为 例，其技术经济性能如：表1、表2、表3。* *北京市建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报2121三、立项的可行性分析技术可行性分析市场分析 经济效益分析 社会效益分析 * *北京市建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报2222技术可行性分析我所现阶段已经进行了课题相关领域的资料收集和项目调研工作，进 行了模板方案及支撑方案的定型加工设计，同时与中建二局三公司、黑龙

16、 江省远东建设工程有限公司等施工企业进行了前期的应用准备等工作。与 加工单位合作完成了前期塑料模板实验块的加工，并建立了钢框轧制生产 样机，进行了调试，对生产的钢塑组合拼装测试，获得了一定的加工经 验。经过市场调研认为其技术可行，并且制作成本相对较低，便于周转使 用，能够有效的提高工效和降低人工成本，并且其主要材料都是环保可再 生型循环产品，具有很好的技术可行性。另外，这个方案具有很大的灵活性，可以使其转换成各种机具设备， 有效降低成本，保证施工质量。* *北京市建筑工程研究院青年科技基北京市建筑工程研究院青年科技基 金项目申报金项目申报2323市场分析目前随着国家基础建设的投入，各种高层建筑工程、水利工程和铁路建 设的开展，循环型钢塑组合模板作为大幅的中型组合模板其功效和周转应用 要求的特点能够适应现有的大面积模板摊铺作业。针对民建工程的楼板模架施工，采用循环型钢塑组合模板配合可调节高 度支柱式支撑来替代传统的水平模板及其支撑体系，不仅能够满足高质量的 清水混凝土效果，而且能够有效降低模板摊销费用和人工安装费用，对现有 的民建楼板模板施工技术具