民用建筑国内外模板支撑体系对比.doc

1、1民用建筑国内外模板支撑体系对比摘要 我国有着世界上最大的建筑市场，在建筑工程技术飞速发展的今天，我国模板支撑技术的落后显得极不相称。本文主要对国内民用建筑传统模板支撑体系以及国外普遍采用的新型模板支撑体系进行了比较。对比结果表明：国外新型模板支撑体系在提高工程质量、加快施工进度、降低工程成本和实现文明施工以及节约资源、保护环境等方面有许多优点值得借鉴。 关键词 传统模板支撑；落后；国外新型；节约资源；保护环境 Abstract It is the biggest construction market in China. However, it does not correspond wit

2、h the lag of our formwork-support technology, while the rapid development of construction technology is happening. This paper executes a contrast between domestic traditional formwork-support systems for civil buildings and popularly adopted formwork-support systems in foreign countries. As a conseq

3、uence of the contrast, the foreign new-type formwork-support systems have plenty of advantages on many subjects, e.g. improving construction quality; expediting construction progress; reducing construction cost; and construction civilization; as well as saving resource and protecting environment. 2K

4、eywords Traditional Formwork-support; Lag; Foreign New-type; Saving Resource; Protecting Environment 中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 通常在现浇混凝土结构工程中，模板工程一般占混凝土结构工程造价的 20%30%，占工程用工量的 30%40%，占工期的 50%左右。模板技术对于提高工程质量、加快施工进度、降低工程成本和实现文明施工，具有重要的影响。 我国目前建筑市场上通用的脚手架支撑体系包括：钢管扣件式脚手架支撑体系、碗扣式脚手架支撑体系，门型式脚手架支撑体系。绝大多数民用

5、建筑仍然以钢管扣件式脚手架支撑体系为主。 1. 国内传统的模板支撑体系 1.1 钢管扣件式脚手架支撑体系 钢管扣件式脚手架是我国目前应用最广泛的模板支撑体系。钢管扣件式脚手架支撑体系的优点为材料轻巧，适合单人独立施工。缺点是施工繁复；支撑系统受力传递不均匀；普碳钢管易锈蚀，严重的出现麻坑；脚手架钢管的壁厚严重不均，由 2.6mm 到 4.0mm 不等；脚手架支撑系统的稳定性受施工人员技能和责任心的影响较大。 据不完全统计，20012009 年，我国至少发生脚手架坍塌事故 100余起，其中死亡 200 多人，受伤 500 多人。因为缺乏完善的统计系统，并且存在漏报、瞒报的情况，所以实际情况远远要

6、大于这个数字。 发生坍塌事故的多数原因是由于工人操作不当，未按照施工方案搭设水平杆，未按照要求控制立杆间距和设置剪刀撑，导致整个支撑系统3长细比过大或一个方向缺乏刚度而失稳发生坍塌。虽然说工人素质不高、操作不当是造成坍塌事故的主因，但是还有一层更深层次的原因，那就是我们惯用的钢管扣件式脚手架支撑体系完全是散件拼装，存在很多依赖于操作者或者说允许操作者有“发挥”空间的节点设计。比如扣件紧固力的大小，立杆是对接还是搭接等等。 1.2 碗扣式脚手架支撑体系 碗扣式脚手架，详见右图【图 1 碗扣式脚手架】所示。碗扣式脚手架是英国 SGB 模板公司的专利，已有 30 多年历史，一些国家仍在大量使用。该体

7、系碗扣节点结构合理，立杆轴向传力，使脚手架整体在三维空间具有结构强度高、整体稳定性好等特点，并具有可靠的自锁性能；组装简单，工作效率较高，接头拆装速度是钢管扣件式脚手架的 23 倍；同时由于杆件最长只有 3.13m，运输方便。 碗扣式脚手架支撑体系也有它的缺点：横杆为几种尺寸的定型杆，立杆上碗扣节点按 0.6m 间距设置，使构架尺寸受到限制。此外，在价格上，碗扣式脚手架比钢管扣件式脚手架贵。 1.3 门型式脚手架支撑体系 门型架支撑体系，详见右图【图 2 门型架】所示。该体系几何尺寸规范，受力性能好，承载能力高。拆装快速，所用人工比搭设钢管扣件式脚手架节约 30%左右。但是门型架的缺点也同样明

8、显，主要是构架尺寸不灵活，构架尺寸的任何改变都要换用另外一种型号的门型架及配件。另外，门型架的费用较贵。 1.4 国内传统的模板背楞（主次龙骨）材料 4无论采用上述哪三种模板支撑体系，在结构施工中均使用50mm100mm 木方作为主要用于梁、板和墙模板的背楞材料。使用木方作为龙骨的好处在于，木方重量轻，便于安装；而且下料长度可以根据不同需求切割；局部弧形区域可以充分利用木材的可弯性。 但同时使用木方的缺点也同样非常突出：周转次数低，损耗率大。周转次数低的原因有两个方面：一是所采用的木方均未经干燥防腐处理，木方容易腐烂变形；二是投入的木方被逐渐切割变短，最后无法使用。并且由于施工现场存在大量的易

9、燃的木方，工程在施工过程中容易发生火灾。 由于采用木方作为模板背楞材料，森林资源损耗巨大。据统计每年建筑工程消耗的木方达到了 9000 万立方米，并且每年还在以 7%9%的速度增加。到 2015 年，我国国内木材供需缺口将达到 1.41.5 亿立方米。然而我国的森林资源并不丰富，根据第七次全国森林资源清查结果，我国森林覆盖率只有全球平均水平的 2/3，排在世界第 139 位；人均森林面积 0.145 公顷，不足世界人均占有量的 1/4；人均森林蓄积 10.151 立方米，只有世界人均占有量的 1/7。 因此，无论从工程安全角度还是从节省森林资源角度，改善国内传统的木方背楞材料是一个急需解决的问

10、题。 2. 国外推广的楼板支撑体系 国外目前主流的用于民用建筑施工的楼板支撑体系主要有三种：门型架支撑体系、盘式脚手架支撑体系、独立式支撑体系。普通钢管扣件式脚手架已经基本淘汰，碗扣式脚手架则陆续被盘式脚手架所取代。 52.1 门型架支撑体系 门型脚手架是国外模板支撑体系的主流方式，所使用的门型脚手架与国内一般采用的门型脚手架相比略有改良，脚手架由原来的“门”字型改良为“口”字型，整体刚度大大增强，避免或大大减少了另行增加的斜撑。国外常用的门型架的尺寸与国内基本相似，标准高度有0.9m，1.2m，1.7m 三种基本尺寸，并且分为标准型和重型两种类型，适合不同的荷载要求。门式脚手架详见【图 3

11、普通及增加型门型架】所示。2.2 盘式脚手架 盘式脚手架，详见右图【图 4 盘式脚手架】所示。盘式脚手架具有以下几个特点：1）轻松快捷：搭建轻松快速，并具有很强的机动性，可满足大范围的作业要求；2）灵活、安全、可靠：可根据不同的实际需要，搭建多种规格、多排移动的脚手架，各种完善安全配件在作业中可提供牢固、安全的支持；3）储运方便：拆卸储存占地小，并可推动，方便转移，部件能通过各种窄小通道。 盘式脚手架模板支撑体系中，有一些专门为在斜面上搭设脚手架或模板需支设成斜面而设计的配件，受力合理，设计精巧。 6顶部斜角组件，如【图 5 顶部斜角组件】所示，它可以双向转动以适用不大于 30的斜面，与脚手架

12、配合即可完成坡面模板的支设。组件上四个方向的耳板可方便脚手架斜撑的接入，保证系统的稳定性。 底部斜角组件，如【图 6 底部斜角组件】所示，它同样可以在 30范围内双向转动，适用于在混凝土坡道上搭设的脚手架支撑体系，脚手架竖向荷载传递到脚手架底座上，利用膨胀螺栓来抵御斜坡产生的水平推力。该组件上同样有四个方向的耳板以安装斜撑。 底部靴形组件，如【图 7 底部靴形组件】所示，该组件需要在脚手架搭设之前进行设计，并在混凝土坡道浇筑时预埋靴形底座，利用整个靴形底座来抵抗水平力。这种设计是为了能够使在坡道上搭设的满堂架具有更大的承载力。 以上三种配件与盘式脚手架相互配合，安装方便快捷，拆除迅速，安全可靠

13、，可满足各种复杂模板的支设，并可减少劳动力的使用和材料的损耗，而且与钢管扣件脚手架相比承载力更高。 2.3 独立式支撑体系 独立式支撑体系，具有荷载传递简单、重量轻、安拆快速、可提前拆模（在后文中介绍） 、用钢量少、节约资源等优点，在国外被广泛应用。独立支撑从材质上分为钢独立支撑和铝合金独立支撑两种，详见【图 8 钢支撑和铝合金支撑】所示。 7独立支撑按照支撑杆的数量分为单杆独立支撑和双杆独立支撑。单杆独立支撑多用于楼板的支撑，双杆独立支撑是由两根单杆支撑利用拉杆连接在一起，可减少撑杆的长细比，增加承载力，多用于梁的支撑，详见上图【图 9 双杆独立支撑和单杆独立支撑】所示。 独立支撑高度在 1

14、.54m5.5m 之间，支撑重量在 34.5KN50.0KN 之间，可以根据不同的层高和荷载情况按照下表【表 1 独立可调式撑杆选用表】进行选择（下表数据参考 Brand Energy and Infrastructure Services inc. 公司的 Aluma 独立支撑系统） 。 不论是钢独立支撑还是铝合金独立支撑，它们的上端活动头都有着精巧的设计。主要的功能有两点：第一是快拆模板，通过旋转活动头上的螺丝扣法兰盘，可以放松支撑梁而保持独立支撑顶部标高无变化，这样在混凝土浇筑完毕的第二天或第三天，就可以将楼板下的所有梁模板和板模板全部拆除，只保留独立支撑。这样所有的梁板模板就可以做到了

15、快速周转，如下图【图 10 独立支撑快拆模板示意图】所示。 相比之下，国内满堂脚手架搭设繁复，梁板模板基本上被水平杆，剪刀撑的连接成整体，拆除需要满足混凝土强度的要求，模板的可立即拆除周转量与之相较要慢很多。 第二，该种独立支撑的活动头角度可调，一般在 10以内不需要额外的措施，大大加快了施工速度，如右图【图 11 支撑活动头角度可调】8所示。 独立式支撑在安装时需要用到几组临时支撑三脚架，在整体形成系统后可以拆除，非常方便。并且当局部区域有重型荷载时，也可以用配套的支撑根据需要组成框架形式，减少单根支撑的长细比，增加承载能力，如下图【图 12 独立支撑安装支架及连接杆】所示。 2.4 国外常

16、见的梁板背楞材料 为节约资源，提高效率，国外大型建筑施工企业已经不再使用类似国内的钢管木方作为背模材料（只有小型施工队伍在施工民宅时还使用） 。其主流的背模材料分为以下几种类型：1）木梁，2） “几”字形钢梁，3）铝合金“工”字梁，4）双“C”型钢梁。这几种背模材料均可以单独成为一个系统，也可以互相组合成为模板的背模系统，如下图【图 13图 16】所示。 2.4.1 木梁 国外所使用的木梁与国内常用的 50mm100mm 相较有很大的不同：首先，该木梁选用优质的木材，进行干燥、防腐处理，确保木梁在使用9过程中不变形，不腐烂；其次，木梁端部采用金属保护套进行保护，防止损坏；然后木梁根据不同规格、

17、长度涂刷不同颜色的油漆进行标识，施工人员可以快速做出判断，选取相应木梁使用。 总之，木梁的设计以反复周转、长期使用为目标，在施工现场不允许进行锯割，从而达到降低成本的目标。木梁详见右图【图 17 木梁】所示。 2.4.2 “几”字型钢梁 “几”字型钢梁是采用薄壁镀锌钢板加工而成，具有重量轻，周转率高的特点，完全能够取代传统木方。 “几”字型钢梁有开口型和闭口型两种，其中开口型钢梁还特别适用于弧形模板的施工。开口型钢梁支设弧形模板详见右图【图 18“几”字型钢梁支设弧形模板】 。 “几”字型钢梁基本上是做成一定模数的支撑模块，与独立支撑组成一个完整的平台模板支撑体系，施工简单快速，基本上是传统钢

18、管扣件满堂架模板支撑系统施工速度的 3 倍以上，详见下图【图 19 “几”字型钢梁模块化施工】 。在国内出现了一种过渡性质的“几”字型钢木组合梁，即将优质木方嵌入在“几”字型型钢内，利用钢材的刚度抵抗木材的挠曲变形，由外包钢材防止木方被锯割，同时利用木方的可“钉”性能与模板连接。这种组合结构一定程度上达到了耐用和节约材料的目的，但是缺点是钢木组合梁的重量较重，施工的效率会略有降低，详见附图【图 20 “几”字型型钢木组合梁截面示意图】所示。 2.4.3 铝合金工字梁 铝合金工字梁具有质量轻、强度高的特点，在国外已被广泛用于替10代木方的施工背楞材料。铝合金工字梁可以根据荷载的不同提供不同的尺寸

19、规格，同时，与模板直接连接的铝合金工字梁次梁在设计上预留了凹口以嵌入优质木方，便于用钉子将模板固定在铝合金工字梁上。详见下图【图 21 铝合金工字梁剖面】所示。这种设计与国内出现的钢木组合梁的设计思路类似，但是铝合金工字梁嵌入的木方更小，整体重量更轻，施工更便捷。铝合金工字梁可以按照传统的方式代替木方与门型架、盘式脚手架、独立式支撑配合进行施工，详见下图【图 22 铝合金梁与门型架配合搭设平台模板】所示。 另外，国外部分模板公司还设计出全铝合金支撑系统，利用铝合金可调独立支撑加铝合金支撑梁组成支撑体系，详见下图【图 23 铝合金梁与独立支撑配合】所示，该体系中铝合金主次支撑梁分别设计了卡槽和挂钩，安装方便快捷，详见下图【图 24 铝合金主次梁连接】所示。 2.4.4 双“C”型钢或双方钢背楞材料 这种型钢背楞材料主要用于柱、墙模板，其优点是利用薄壁型钢质量轻、刚度大、不变形以及可长时间周转的特点，完全取代了传统的钢管背楞。这种方钢管或“C”型钢的背楞可以单独使用，如下图【图 25 双“C”型钢或双方钢背楞梁】所示，也可以和上述的木梁、铝合金工字梁结合使用组成墙、柱模板系统。如下图【图 26 木梁与双方钢支撑系统】所示。 3. 国外广泛使用的柱、墙模板支撑体系 3.1 墙模板支撑体系