Cost Comparison of Different Types of Formworks

Formwork is the temporary moulds in the construction which is fabricated based on the drawing and design of the structure and into which the concrete is poured to form the required structure.Formwork is an essential part of the construction as it has been used by the Romans.The formworks must be strong enough to withstand all types of loads.The joint must be in proper condition to avoid any kind of leakages.The materials used for the formworks should be economical,easily available and durable.The formworks can be made up of different materials such as plywood,steel,aluminum,composite material,etc.In steel formwork the plates used for the slab support are made up of galvanized steel and these are fabricated as per the requirements.Aluminum plates are used in the aluminum framework along with the other components made up of aluminum.The selection of a suitable framework is important in any project because it bears about 25%to 30%cost of the total cost of construction.In the present study,different types of formworks such as steel,plywood and aluminum were studied in a project and a comparison was made on the reusability and easiness in handling and maintenance.Also,a comparison of the formwork used in the construction of the 5th and 11th-floor tower based on the specific plan and drawing was done.The results showed that the aluminum formwork was found to be efficient and suitable among all formworks,although the cost was higher compared to other formwork materials.

大跨度混凝土钢筋框架梁挠度超限研究

根据大量的工程实践,大跨度钢筋混凝土框架梁由于设计不合理引起大跨度梁超限的工程案例很少,大多数是施工原因导致挠度超限。以某工程挠度超限的大跨度钢筋混凝土梁为例,根据设计资料和现场检测资料,从设计和施工两方面,利用数值计算和有限元模拟,验证分析大跨度钢筋混凝土框架梁挠度超限的原因。验证分析表明,梁板混凝土实际浇筑厚度超限与梁模板起拱高度不足可能引起梁挠度增加。当梁下立杆稳定承载力不足时,梁也易随立杆屈曲变形产生较大挠度。

3D打印混凝土永久模板叠合柱的抗压性能数值模拟研究

为深入研究3D打印混凝土永久模板叠合柱的抗压性能,基于3D打印混凝土永久模板叠合柱及同尺寸整体现浇对照柱试验建立构件数值模型,模拟分析其轴压荷载-位移响应及失效形态。针对界面粘结性能、现浇混凝土抗压强度、打印模板厚度、荷载偏心距等参数开展3D打印混凝土永久模板叠合柱的抗压性能计算分析,研究表明:叠合柱轴压极限承载力随着薄弱界面剪切强度、刚度及现浇混凝土抗压强度的增大而增大。由于打印材料的抗压强度高于现浇混凝土,叠合柱抗压极限承载力提升率与打印模板厚度呈近似线性关系,叠合圆柱的抗压极限承载力随着荷载偏心距的增大而降低,呈近似线性负相关。此外,偏心距对叠合圆柱极限承载力下降幅度的影响大于现浇圆柱。

拼接成型UHPC免拆模板钢筋混凝土柱的抗震性能

为研究超高性能混凝土(UHPC)免拆模板钢筋混凝土(URC)柱的抗震性能,选取UHPC免拆模板拼接方式和表面处理方式为试验设计参数,制作并完成了9个URC柱和1个钢筋混凝土(RC)柱的拟静力加载试验。模板拼接方式为螺栓加角钢连接、螺栓连接和环氧树脂砂浆连接;表面处理方式为光面处理、气泡膜印花处理和设肋处理,通过拟静力试验研究了模板拼接方式及表面处理方式对该类柱抗震性能的影响。此外,基于平截面假定,提出了URC柱的正截面偏压承载力计算式。结果表明:峰值荷载前,UHPC模板与核心混凝土黏结面无明显破坏,URC柱表现出良好的整体性,尤其是采用螺栓加角钢连接的URC柱,即使加载至极限位移时,也没有发生界面黏结失效破坏;与普通RC柱相比,URC柱的承载力提高了6.4%~43.3%,延性提高了11.4%~48.7%,耗能能力提高了27.7%~85.3%;三种连接方式中,采用螺栓加角钢连接的URC柱承载力最高,连接最可靠。最后,基于平截面假定提出的公式计算值与试验值吻合较好,可为工程应用提供参考。

织物增强混凝土永久模板叠合试件抗氯离子渗透性能研究

织物增强混凝土(TRC)由高性能细骨料混凝土基体与纤维网组成,TRC永久模板与核心混凝土组成叠合试件。为揭示叠合试件氯离子渗透作用规律,确定永久模板最佳厚度范围,以TRC永久厚度、耐碱纤维网层数以及界面处理方式为变量,进行叠合试件抗氯离子渗透性能试验研究和计算分析。结果表明:与未设置永久模板相比,当TRC永久模板厚度为10~50 mm时,叠合试件氯离子扩散系数分别降低73.2%~95.6%。耐碱纤维编网对永久模板抗氯离子渗透性能没有增强作用。水泥净浆涂刷、表面凿毛、短切纤维插入三种界面处理方式对叠合试件氯离子渗透系数和渗透深度的影响不显著。结合Duracrete模型定量分析,给出了海洋环境不同工况下TRC永久模板厚度建议范围。

基于铝模板BIM自动配模需求的结构模型研究

针对现有铝模板自动配模效率低和准确性差的问题,主要由BIM结构模型信息量大、建模规范性差及配模规则约束不清晰等因素造成。本文以铝模板配模设计阶段中的结构模型为研究重点,首先分析了模型中有效的空间信息与构件信息,然后在模型建模、分类编码以及避让策略方面制定了相应规则。通过选取工程案例并开发测试插件以实现信息提取与自动配模,验证了模型信息的有效性和规则的可行性。研究结果表明,所提方法不仅能显著提高铝模板BIM自动配模的效率,还能为其他BIM结构模型的相关研究提供借鉴和支持。

基于拉丁超立方抽样的高大模板支撑体系承载力有限元分析

目的研究不同缺陷构配件下高大模板支撑体系承载性能的变化,为高大模板支撑体系的布置、构配件的搭配及使用提供指导,以预防和减少其在实际工程中的坍塌事故。方法基于拉丁超立方抽样,考虑构配件缺陷对三种搭设参数模板支撑体系承载性能的影响,随机取线性屈曲分析中一阶屈曲承载力的0.1%~0.2%作为假想水平力,对构配件性能缺陷进行有限元分析,探究不同搭设参数下支撑体系承载力及失稳模式。结果SPR对承载力的影响大于D和t,并且双因素耦合对承载力的影响大于单因素。立杆步距的变化对支撑体系承载力的影响大于立杆间距。随着影响因素耦合数量的增加,步距对支撑体系承载性能的影响也会随之增大。结论支撑体系搭设过程中将存在缺陷的构配件使用时分散排布,可以防止高大模板支撑体系整体失稳倒塌。

岩棉复合保温外模板承载力及温度效应分析

为了提高建筑外围护结构施工效率及解决传统外保温系统长期存在的易脱落和易着火问题,提出了一种集保温和建筑模板于一体的岩棉复合保温外模板(RW-CIEF)体系。RW-CIEF由内到外依次为内侧加强层、岩棉保温芯材、黏结层、保温过渡层以及外侧加强层。以哈尔滨市为例,基于全寿命周期成本(life cycle cost,C lc)确定了岩棉保温芯材的最佳厚度。采用有限元分析与理论计算相结合的方法探求了RW-CIEF在工程中的可行性,分析了RW-CIEF的抗弯性能、施工承载力及温度效应下的应力和变形,讨论了开槽形式、开槽宽度、开槽深度以及开槽间距对RW-CIEF抗弯性能的影响。结果表明:RW-CIEF的抗弯性能理论计算结果与有限元分析结果有较高的一致性;开槽处理可有效提高RW-CIEF的抗弯性能,综合抗弯性能、热工特性及加工角度,建议开槽形式选用对应开井字槽或对应开纵槽,开槽深度和宽度均为10 mm,开槽间距为150 mm;设计的RW-CIEF满足施工承载力,可保证外围护结构保温工程施工质量;由温度效应产生的最大拉应力和压应力均未超过RW-CIEF的外侧加强层承载力,反映出RW-CIEF出现夏季空鼓或冬季开裂现象的可能性极小。提出的RW-CIEF体系可为外围护结构保温工程及建筑模板工程未来研究方向提供一种新的思路和方法。

一种新型预制装配式免拆模板设计与开发

为克服传统建筑模板施工质量不高、工序多、周转率低和现场环境乱等质量缺陷,在总结现有免拆模板的基础上设计、开发了一种可实现装饰装修一体化的新型预制装配式免拆模板。本文介绍了新型装配式免拆模板的基本构造及施工要点,为新型装配式免拆模板的推广应用提供一定的借鉴和参考。

基于EMI-CNN的建筑施工模板支撑体系节点健康监测

为预防模板坍塌引发建筑施工安全事故风险,提出一种基于压电阻抗法(EMI)和卷积神经网络(CNN)的模板支撑体系节点智能监测方法。首先,利用压电陶瓷传感器(PZT)的机电耦合特性及其集驱动-传感于一体的特点,建立PZT-节点耦合系统的机电阻抗传感机制模型;其次,基于EMI法,以与待测结构耦合的PZT片电导信号为监测指标,确定模板支撑体系节点松动的发生;然后,以敏感频段内PZT片的801个原始电导信号为模型输入,9个节点松动程度为模型输出,构建162组学习样本和27组测试样本,建立EMI-CNN模型,确定节点松动程度;最后,以一个实际工程中的建筑施工模板体系节点为例,验证EMI-CNN模型的有效性,并对比分析EMI-BP模型。研究结果表明:EMI-CNN模型经过85次迭代达到收敛,预测准确率达到100%,相较于EMI-BP模型提高29.63%。该监测方法可实现对建筑施工模板支撑体系节点健康状态实时、准确、无损监测。

预制模壳填芯混凝土悬臂盖梁承载力分析

盖梁的轻量化发展是实现全预制桥梁的必然要求。基于已有的预制模壳填芯混凝土悬臂盖梁静力试验,采用有限元软件ABAQUS对试件PRC1进行数值分析,有限元计算结果和试验结果吻合较好,验证了有限元模型的可靠性。通过修改已验证的有限元模型参数,进一步分析外壳混凝土强度、纵筋配筋率和交界面接触设置对预制模壳填芯混凝土悬臂盖梁力学性能的影响。基于钢筋混凝土一般构件的承载力计算方法建立试件的理论计算公式,并对提出的计算公式进行验证。研究结果表明:当外壳材料为普通混凝土时,混凝土强度等级从C35增加到C60,峰值承载力仅提高1%,而当外壳材料为超高性能混凝土(UHPC)时,峰值承载力相较C35提高了22%。纵筋配筋率与峰值承载力呈线性增长趋势,当顶部第1排纵筋直径从14 mm增加到22 mm时,峰值承载力提高了34%。交界面接触设置为绑定约束比面面接触的峰值承载力更接近试验值,且后者是相对保守的。基于钢筋混凝土一般构件建立的承载力计算方法所计算结果与试验结果和有限元分析结果吻合较好。

基于DEMATEL-ISM的高支模施工不安全行为影响因素研究

为深入剖析高支模施工不安全行为影响因素的作用层次结构及其逻辑关系,以减少建设工程安全事故,提升其安全管理水平。通过高支模事故案例、相关文献及质性访谈,利用扎根理论得到组织、个人、设备、环境4个核心编码;在此基础上构建包含19个影响因素的高支模施工不安全行为影响因素指标体系;耦合决策试验与评价实验室法(DEMATEL)与解释结构模型法(ISM),引入灰数理论(Grey)构建Grey-DEMATEL-ISM方法,辨识出关键影响因素,绘制多层递阶结构模型,挖掘深层影响因素。结果表明:提高教育培训水平与安全投入力度,提升人员素质、知识与安全意识水平对高支模施工不安全行为的预防与控制起最直接作用。研究结果可为高支模施工安全管理提供一定参考。

EMC装配式结构中铝合金模板施工技术

铝合金模板在EMC装配式结构中配置墙、柱、梁、板等构件模板,结合工程实际情况,对EMC装配式结构中连接段进行模板优化,体现了工具化模板的适用性,同时保证了现浇连接区段混凝土成型质量要求,可为同类工程施工提供参考。

数字化覆膜模板施工中的应用实例研究

结合大兴区榆垡镇中心0027地块工程实例,介绍该项目3号楼使用数字化覆膜模板的工艺流程。结果表明:数字化覆膜模板在一定程度上兼具了传统木制模板与金属模板的优势,周转次数高、耐用性好、耐磨抗酸碱能力优越,价格比金属模板低廉,易于加工,随用随切,使用该模板可有效缩短模板工程工期,混凝土成型观感好,是绿色施工的理想选择。

超大竖井整体提升式模筑衬砌施工技术

依托天山胜利隧道3号竖井,提出超大竖井整体提升式模筑衬砌施工技术,在井筒初期支护模筑混凝土内侧安装2块独立的半月牙形整体上行式液压金属模板,采用8台稳车同步提升,通过模板周身多个浇筑口连续、均匀、对称地浇筑混凝土,保证超大竖井衬砌快速和高质量施工。对单块模板吊装、模板整体起吊、混凝土浇筑工况下模板变形及强度特征进行分析,并对横肋、纵肋、限位杆等关键构件连接部位建立局部受力分析模型进行计算,保证模板设计的合理性与安全性。研究结果表明,单块模板吊装、模板整体起吊、混凝土浇筑工况下模板、横肋、纵肋、限位杆受力及变形均满足要求;超大竖井整体提升式模筑衬砌施工技术机械化程度高,实现平均200m/月的施工效率,保证浇筑混凝土在模板内有足够的水化反应时间,提高混凝土早期强度,确保施工质量。

复材界面剪切强度对铝模板粘接性能的影响分析

为探究复合材料界面剪切强度对铝模板材料粘接的影响,运用线性弹性分析方法进行计算,反映出胶层抗剪强度,并提出剪切强度的计算公式。结合整个结点的平衡方程,导出了粘弹性体的应力-应变关系式,通过考虑节点全局平衡的弯矩系数,将剪切粘接性能变化与胶层厚度相结合,提出了粘接样品的制备流程。通过仿真实验分析进行了验证,发现在加载前、加载后,铝模板材料剪切力-位移曲线基本一致,当加载时,最大剪切力可达533.5 N,胶粘力随胶粘层厚度的增大而进一步下降。结果表明,所提研究方法有助于揭示粘接材料在受力时的真实响应,为设计和优化粘接结构提供了更可靠的参考。

地下室外墙新型工具式单侧支模体系设计及应用

通过对建筑工程地下室支模体系历史沿革进行研究,分析总结常用单侧支模体系优缺点;围绕快速装拆、提高材料复用率、减少现场吊运量、增强结构防水质量等关键指标,进行新型工具式单侧模板创新优化设计。利用ETABS软件进行模板力学分析,采用现场试验进行变形及应力测定及验证。基于分析及试验结果,进行迭代优化,由此形成新型工具式单侧支模体系。工程应用效果表明,该体系较传统单侧支模体系在技术、经济方面均有大幅提升,为未来地下室外墙支模问题提供了解决方案。

基于光纤光栅传感器的高支模安全监测

介绍了光纤光栅传感器在大体积混凝土浇筑时对高大模板支撑体系(以下简称“高支模”)进行安全监测的应用情况.结合实际工程案例,介绍对箱体沉降、支撑体系水平位移、支杆轴力和混凝土从浇筑到凝固过程中温度变化进行监测时采用的光纤光栅传感器的结构原理,同时说明了相关传感器在测量对应参量时的安装方法及光纤光栅传感器温度应变交叉敏感的解决方法.分析光纤光栅传感器用于高支模体系安全监测时的优势与不足,为后续类似高支模安全监测提供借鉴.

FRP筋增强UHPC模壳型混凝土组合梁受弯性能

为研究纤维复合材料(fiber-reinforced polymer,FRP)筋增强超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)模壳型混凝土组合梁的受弯性能,基于已验证模型,对U型UHPC模壳型混凝土组合梁进行有限元模拟,分析不同配筋率下截面构造形式和UHPC厚度、混凝土和筋材力学性能对构件的开裂、屈服、极限荷载,及其对应挠度、破坏模式、能量耗散和延性等的影响.研究表明:UHPC模壳可有效延缓组合梁开裂;增加UHPC面个数可有效提高极限荷载;适当提高UHPC强度、FRP筋弹性模量和UHPC厚度均可以有效提高极限荷载;混合配筋组合梁比钢筋组合梁有更好的能耗和延性;盲目提高FRP筋抗拉强度并不能提高组合梁受弯性能,但混合配筋模式下,提高FRP配筋率可以提高极限荷载和极限挠度.该研究结果可为UHPC模壳型混凝土组合梁结构设计与分析提供参考.

钢-PVA混杂纤维增强水泥基复合材料永久模板叠合RC单向板短期刚度计算方法

钢-PVA混杂纤维增强水泥基复合材料(HFRCC)具有良好的受拉韧性和耐久性能,是永久模板的理想材料。首先探究了PVA纤维掺量对HFRCC工作性能和抗折强度的影响,随着PVA纤维掺量增加,HFRCC的工作性能显著减弱,抗折强度先增大再减小,最终选用含有1.5%钢纤维和0.25%PVA纤维的HFRCC来制作永久模板。随后对六个HFRCC永久模板叠合RC单向板和一个RC单向板进行了四点受弯试验,探究了HFRCC-RC界面处理方式和配筋率对叠合板受弯性能的影响。试验结果表明:抹平、等距凹槽和钢钉拉毛三种界面处理方式对叠合板受弯性能的影响可以忽略;HFRCC模板能够有效限制裂缝发展,减小裂缝宽度和间距,叠合板的开裂弯矩相比于普通混凝土板提高了20.1%~31.7%。分别采用刚度解析法和有效惯性矩法建立了HFRCC-RC叠合板短期刚度计算方法,两种方法均有较高的计算精度且离散性较小。