工具式组合木梁特点分析

工具式组合木梁特点分析

李晓枫

OnFeaturesofTool-typeCompositeBeam

李晓枫LIXiao-feng（黑龙江建筑职业技术学院，哈尔滨150025）（HeilongjiangCollegeofConstruction，Harbin150025，China）

摘要院本文通过将新型工具式组合木梁与建筑工程中常用的模板支撑体系对比，分析了常用模板支撑体系存在的不足，提出了新型工具式组合木梁具有结构简单、可提高模板的周转速度、减少模板的一次配置量等优点，并可提高工程质量并降低工程造价，将组合木梁应用于建筑模板工程中能产生巨大的经济效益和社会效益。

Abstract:Thispapercomparesthenewtool-typecompositebeamwithtemplatesupportsystemcommonlyusedinconstruction,analyzestheshortcomingsofcommonlyusedtemplatessupportsystem,proposesthatnewtool-typecompositebeamhasthefeaturesofsimplestructure,canincreasetheturnoverrateoftemplateandreducethetemplatesonceconfigured,alsocanimproveprojectqualityandreducetheprojectcost.Compositebeamusedinconstructiontemplateprojectscangetenormouseconomicandsocialbenefits.

关键词院模板支撑体系；工具式组合木梁；早拆头Keywords:templatesupportsystem；tool-typecompositebeam；earlydismantlinghead中图分类号院U445文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）18-0138-020

引言近年来，随着我国建筑施工技术的进步，各种新结构、新工艺不断涌现。在混凝土工程中，各类新型模板及支撑体系已在建筑施工中得到了越来越广泛的应用，新型模板及其支撑的作用越来越显露出来。新型模板支撑体系应用技术是建设部当前重点推广的建筑业10项新技术之一。我国模板种类繁多，拼装工艺不尽相同，工程费用差异较大，因此，正确选择或改进模板，都将带来可观的经济效益。

现浇混凝土结构的模板工程是建筑结构施工的一个重要组成部分，据统计，在现浇混凝土结构工程中，模板工程占混凝土结构工程总造价的30%左右，占总用工量的40%左右，占工期的50%左右。模板支撑体系的制作安装直接影响混凝土结构与构件的强度、刚度、外观平整度和几何尺寸准确度等工程质量指标。因此，模板支撑体系的工艺水平直接关系到落实建筑业节约资源、提高工程质量、降低工程费用、加快工程进度和节省劳动力等问题。提高模板支撑体系的工艺水平，既是推动我国建筑技术进步的一项重要内容，也是建筑施工阶段实现节能减排的主要步骤。

1常用的模板支撑体系存在的不足我国在20世纪50年代初期之前，模板支撑架都采用竹材或木材搭设。从20世纪60年代起开始推广使用扣件式钢管脚手架。20世纪80年代起，我国成功研发了碗扣式钢管脚手架并推广应用，目前我国最常用的模板支撑为扣件式钢管支撑，约占模板支撑量的75%以上。我国现行《混凝土结构工程施工质量验收规范》规定，无论采用何种模板支撑体系，现浇混凝土构件底模及其支架拆除时，混凝土强度均应符合规范的规定。

目前常用的现浇板底模支撑主要有木支撑和钢管支撑两大类。其中，木支撑使用的是天然木材，对可持续发展起到了积极的作用。在全球气候日益恶化的今天，充分发挥和利用各种非加工原材的力学性能已受到普遍关注。采用木材作为现浇板底模支撑是符合建筑技术发展方向的，但目前常用的木支撑体系由于受到木材的质量及施工方法的影响，其搭建工作量较大、施工效率低、费工费料且质量差，因而浪费了资源。现浇板底模采用传统的木方做主龙骨时，木方纯属于耗材，一根木方重复使用5至6次左右，基本上就报废了。虽然其承载力和变形可以满足模板支撑的要求且价格较低，但其周转使用次数少。目前常用的钢管支撑主要有扣件式、碗扣式和门式三种。钢管支撑的承载力较高，周转次数较多，但其购买或租赁费用也较高。其中，门式支撑作为工具式支撑，可多次重复应用，在两大类支撑中其承载力是最大的，且安全可靠，但成本也是最高的。

因此，合理地开发和设计新型木支撑，设法提高其周转次数，使木支撑在满足模板支撑的强度、刚度和稳定性的前提下，提高重复利用率，不但可以降低模板工程的造价，也有利于节能减排，符合国际和国内倡导的可持续与可恢复工程技术的要求。

长期以来，由于架设工具本身及其构造技术和使用安全管理工作处于较为落后的状态，致使事故的发生率较高。模板倒塌事故的发生原因是多方面的，其中，主要原因是模板支撑设置等问题。由于拆除模板时混凝土强度不足，一旦拆除模板及支撑后，混凝土板自身的刚度和强度还不足以承受荷载引起的作用，因此会引起楼板本身的一系列问题。有关统计表明，在中国建筑施工系统每年所发生的伤亡事故中，大约有1/3左右直接或间接地与架设工具及其使用的问题有关。可见，对新型模板支撑构件进行合理设计并对其承载力进行研究是非常关键的。

2工具式组合木梁特点分析工具式组合木梁结构简单，充分利用了木材的抗压强度和钢筋的抗拉强度，还可以作为工具反复使用，从而节省木材，具有较好的经济性能。

工具式组合木梁具有施工方便、可重复利用及提高了木材的综合利用率的特点。若组合木梁的承载力和变形均能满足要求，即可以组合木梁代替支撑现浇板底模的主龙骨，从而实现大跨度支模，并可以减少支撑立杆的数量。

采用组合木梁做支撑现浇板底模的主龙骨与普通木方做主龙骨不同。组合木梁属于组合式的工具，不但使用起来更方便，而且可以多次重复利用，其可以重复利用的次数越多，经济性就越好。

将工具式组合木梁与带有早拆头的小径木立杆配合使用形成组合木梁模板早拆体系可以在实现大跨度支模的同时，达到“早拆模板，后拆支柱”的目的，减少竖向支撑1/3-1/2左右，从而节约人工和模板支撑材料，使龙骨和模板的周转速度加快，模板的一次配置量减少，大大节省了施工费用。

跨度为2.4m的组合木梁与带有早拆头的小径木立杆配套使用可以组成组合木梁早拆体系。用此早拆体系作为现浇混凝土板的模板及支撑时，支撑组合木梁的小径木立杆的间距即为2.4m。按照我国现行《混凝土结构工程施工质量验收规范》规定，只有当现浇板的混凝土强度达到设计的立方体抗压强度的75%以上时，才能拆除现浇混凝土构件的底模及其支撑。如果能结合现场监测结果突破《混凝土结构工程施工质量验收规范》的相关规定，当现浇板的混凝土强度达到设计立方体抗压强度的50%~60%时，即拆除现浇板的底模、部分次龙骨及组合木梁，剩下的次龙骨和小径木立杆继续支撑。当对现浇板继续养护至混凝土强度达到设计强度时，再将剩余的次龙骨和小径木立杆拆除，这样，早拆下来的模板、次龙骨和组合木梁可以投入到其它的施工单元中，从而实现模板的早拆与快拆，这样就可以加快施工进度，提高模板的周转使用率。

组合木梁早拆体系具有很好的模板支护能力，完全可以满足现浇混凝土结构对模板结构承载力及变形的要求。

通过对某学校活动中心框架结构模板支撑体系的两种方案进行经济性对比计算可以看出，当采用组合木梁作为现浇板底模支撑主龙骨时，不但可以减少约29.3%的模板及支撑体系材料费用，还可以减少一定的人工费用，经济效果较为显著。通过分析计算还发现，可以进一步将组合木梁的跨度加大，制作成跨度分别为2.4m、2.7m、3.0m、3.3m和3.6m的组合木梁搭配使用，以适应不同的现浇板平面尺寸，可减少材料费用。

另外，当现浇板底模支撑采用传统满堂支撑时，模板及支撑的一次配置量为3~4层，当采用组合木梁早拆体系时，由于可以早拆并尽早投入到其他楼层模板工程中，使得模板及支撑的一次配置量仅为2~3层，至少可减少一层的配置量，因此，一次配置的材料费用还可进一步降低。除此之外，当采用组合木梁早拆体系时还可以节省工期，尤其对于建筑面积较大的高层建筑，其经济效果将更为显著。

综上，组合木梁应用于建筑模板工程中时，实现了大跨度支模，节约了支撑材料，与早拆体系配套使用可以实现模板早拆，加快了周转，使可循环资源在建筑业得到了充分的应用，是可持续可恢复循环经济的典范。组合木梁适用于各种类型的公共建筑和住宅建筑的现浇混凝土结构构件模板工程施工，也适用于桥、涵等市政工程现浇混凝土结构构件模板工程的施工。由于采用该组合木梁可以节约资源、节省工时、节约费用、提高工程质量并降低工程造价，因此将组合木梁应用于建筑模板工程中能产生巨大的经济效益和社会效益。

参考文献院[1]骆雪.脚手架与模板支撑系统安全计算中相关问题的探讨[J].建筑安全,2009,12:49-51.[2]谢其盛,金国光,王月灿.我国建筑脚手架现状及其发展方向[J].建筑机械化,2006,9:17-21.[3]糜嘉平.我国新型脚手架的发展动向[J].施工技术.1999,28(3):1-3.[4]徐佳炜.高层建筑多层模板支撑体系及其安全性研究[D].同济大学硕士学位论文,2008,3:5-6.[5]王绍民,袁必勤，崔朝栋.我国现浇混凝土模板的现状与发展趋势[J].建筑技术开发,1994,2:35-40.[6]刘振邦,刘国恩.奥宇拼装式全钢大模板体系的研发[J].建筑模板脚手架,2007,12:31-33.[7]杨嗣信.剪力墙结构高层建筑大模板的现状和发展前景[J].建筑技术,1991,10(11):4-7.作者简介院李晓枫（1969-），女，山东高密人，硕士，副教授，主要研究方向为组合木梁、课程开发、课程改革与实践。