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協(xié)會刊物
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對建筑模板工程中使用碳素鋼管代替木枋大龍骨的探討 |
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時間日期：2003-8-2 已被閱讀次：[8087] |
廣東省六建集團公司 黎英偉
[摘 要] 結(jié)合工程實際淺談建筑模板工程中以碳素鋼管代替木枋大龍骨施工技術(shù)利弊。
[關(guān)鍵詞] 工程實際 利弊 改進措施
1、 前言
目前，在我公司施工的某工程嘗試使用建筑工程中剛興起的碳素鋼管代替木枋大龍骨的
新技術(shù)，在工程中發(fā)揮了實際作用，但也發(fā)現(xiàn)了不足的地方。特引出如下探討意見，供同行
參考。
2、 應(yīng)用實例
我司某工程梁截面為300×750，采用門式腳手架間距1.8 m作為支撐體系；大龍骨采用4
0×60，壁厚3mm的方鋼管，材質(zhì)是Q－235A鋼；小龍骨仍采用80×100木枋，間距300mm，其
上方為木夾板材質(zhì)的梁底板。
采用以上模板體系主要要解決以下技術(shù)問題，即：①通過力學(xué)驗算，確定擬用的方鋼管
的強度、剛度及其穩(wěn)定性是否滿足要求，驗算中按照舊規(guī)范GB50204－92而沒有參考新規(guī)范
，這是因為新規(guī)范GB50204－2002中沒有敘述模板的設(shè)計計算，只是質(zhì)量驗收規(guī)范；②為防
止方鋼管滾動，采用改進型門式腳手架可調(diào)托；③采用鋼制夾子，解決鋼木龍骨之間的固結(jié)
。
2.1采用碳素鋼管大龍骨體系實施技術(shù)改進詳解
第②點采用新技術(shù)，即圖1所示的可調(diào)托，減少托的寬度以夾緊方鋼管，達到防止其滾動
第③點采用以下新技術(shù)：在方鋼管套進幾個夾子，其兩個定位片間距80mm，正好是小龍
骨木枋的寬度，以限定木枋的位置，夾子用兩個螺栓擰緊在方鋼管的任意位置，最后在方鋼
管的兩端焊上一片擋板，以防止夾子脫出方鋼管，其具體構(gòu)造如圖2。
大龍骨采用的方鋼管截面為40×60，壁厚3mm，重量為4.42kg/m，材質(zhì)為Q－235－A級鋼
。梁（300×750）模板的安裝如圖3所示。
2.2 模板的設(shè)計計算
以每條小龍骨承受豎向力=1.2×（模板自重＋鋼筋重＋混凝土重）＋1.4×垂直活荷載=
2.32kN, 對比使用方鋼管和木枋分別作大龍骨的受力情況。
�、� 平均分配傳遞到方鋼管大龍骨的集中荷載為1.16kN，跨度為1.8m，每隔300mm承受1
個集中荷載，共5個，按簡支梁計算，最大彎矩M=1.566kN•m，最大剪力V=2.90kN。
a. 方鋼管
截面慣性矩Iz=（bh3－b1h13）/12=27.38cm4(式中b=4cm,h=6cm,b1=3.4cm,h1=5.4cm);
截面抗彎模量Wz=(bh3－b1h13)/6h=9.13cm3; 彈性模量E=2.1×105N/mm2, 于是得：
δ=M/Wz=171.52N/mm2 τ=VSz/Izb=0.91N/mm2<[τ]=125N/mm2
饒度y= =8.98mm
<[ ω]=l/200=9mm
b. 用80×100木枋制作大龍骨
經(jīng)計算得截面慣性矩Iz=667cm4； 截面抗彎模量Wz=133cm3; 彈性模 E=104N/mm2.
同樣地，計算得最大彎矩M=1.566kN•m，最大剪力V=2.90kN, 于是：
δ=M/Wz=11.77N/mm2>f=10N/mm2，強度不滿足要求。
τ=VSz/Izb=0.54N/mm2<[τ]=1.4N/mm2
饒度y= =7.75mm
<[ω]=l/200=9mm
3、 使用新技術(shù)的利弊
優(yōu)點：
根據(jù)以上對比可以看出，假如使用木枋作為大龍骨時其正應(yīng)力未能滿足強度要求，則在
工程中只能采取以下方法，即縮小門式腳手架的間距、雙層木枋疊釘以加大截面高度等，但
這些方法都要加大材料用量，成本也會相應(yīng)提高，不符合可持續(xù)發(fā)展的原則，且木材材質(zhì)參
差不齊，外觀難以覺察，若發(fā)生突然斷裂現(xiàn)象將會造成嚴重的工程事故，對生命財產(chǎn)安全構(gòu)
成嚴重威脅。
而使用方鋼管不但能滿足技術(shù)要求，而且比較充分地利用了鋼材高強度的特性，鋼材的
周轉(zhuǎn)使用率也比木材高的多，在注重定期保養(yǎng)（如除銹、油漆等）的情況下其周轉(zhuǎn)使用率會
更高。
缺點：
1. 資金方面：一次投入資金較大，在我司使用鋼大龍骨的工地中，模板體統(tǒng)（包括腳
手架、鋼龍骨、小龍骨、木枋）所投入資金增大20％。
2. 材料管理方面：固定夾子的損耗較為嚴重。首先，固定夾子所用材料較為單薄，施
工中經(jīng)數(shù)次安裝敲打，斷裂，變形普遍且難以復(fù)原。其次，夾子失竊量較大，因夾子體積較
小，容易被盜，且以往所用的釘子為一次性使用材料，在管理方面，所以用工程定量控制每
次發(fā)給班組工人的使用量。而夾子為循環(huán)使用材料存在回收問題。我司工程為高層建筑，現(xiàn)
完成三層樓面，夾子損耗率為20％。估計完工時損耗率為30－40％。當(dāng)然，我司在材料管理
方面也有待改進。
3. 環(huán)保效用不大。使用鋼管大龍骨只代替了以往木材中的大龍骨部位，小龍骨部分仍
用木枋，故替代量只占20％左右。倘若小龍骨部分也能使用新材料或其它改進材料，如鋁合
金，新型塑料則效果可能更為顯著。
4、 結(jié)束語
綜上所述，雖然使用碳素鋼管代替木枋大龍骨技術(shù)在我司工程實踐中遇到某些問題，但
不難看出，該技術(shù)無論在環(huán)保、力學(xué)、實際應(yīng)用等方面，都有著廣闊的前景，不僅值得建筑
業(yè)同行深入探討，研究改進，更可將研究范圍擴大至造船、采礦等諸多工業(yè)部門，不難想象
，新技術(shù)的進一步改進利用所引起的一場支柱技術(shù)革命。
參考文獻
[1]《廣東土木與建筑》2003年1月第1期 《淺談模板工程中的一些新技術(shù)應(yīng)用》作者：
鄭皆義
[2]《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工與驗收GB－50204－92》
[3] 《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊（第二版）》。中國建筑工業(yè)出版社
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