淺析高層建筑爬模系統(tǒng)的可施工性

■王素真，何夕平 ■安徽建筑大學土木工程學院，安徽 合肥 230601

1 簡介

在過去的30 年里，不同于農(nóng)村地區(qū)，城市地區(qū)的人口正在迅速增加，原因是現(xiàn)代化的因素，就業(yè)機會的增加等。目前土地的利用，在城市地區(qū)急劇增加。大部分的農(nóng)田越來越多的轉換成建設用地。這是可持續(xù)發(fā)展的重大挫折。為了迎合土地為日益增長的人口的需求，最好的解決辦法是縱向發(fā)展就是建造高大建筑結構如摩天大樓和天空塔等。因此，為適應未來發(fā)展應該減少橫向結構，而使垂直發(fā)展得到促進。然而，縱向發(fā)展的實施也不是那么容易的，因為高層建筑的建設非常復雜并且需要一定程度的施工技術和更高級的設備，因此不能被現(xiàn)實普通的施工方法和設備替代。對于高層結構的施工，許多關鍵因素要考慮，最重要的因素是模板操作，建設高度影響了的施工項目本身的時間，成本和盈利能力。

1.1 傳統(tǒng)模板

多年來，鋼筋混凝土結構應用普遍，最常用的模板系統(tǒng)是傳統(tǒng)的，用木材在施工過程中現(xiàn)場制作。他們也被稱為已建成的模板。目前，建設各種結構從無到有，從小到中型項目，傳統(tǒng)的模板系統(tǒng)的使用關注的是質(zhì)量，安全性和經(jīng)濟性這三個模板施工目標。傳統(tǒng)的模板系統(tǒng)可以對經(jīng)濟只占結構形式方面，因而被譽為工程模板系統(tǒng)的現(xiàn)代模板系統(tǒng)后來發(fā)展了。

模板系統(tǒng)內(nèi)置的預制模塊(標準木梁)與金屬框架和專利膠合板層的系統(tǒng)。自1980 年以來，因生產(chǎn)技術和制造工藝的進步模板系統(tǒng)的概念極大地改善。新的和創(chuàng)新的材料，如塑料，玻璃鋼(纖維增強聚合物)，鋁等，被用作木材部件的替代品。新模板比傳統(tǒng)的木材模板系統(tǒng)的兩個主要優(yōu)點:(1)施工速度(減少時間組裝和拆卸);(2)將低生命周期成本(再利用最大數(shù)量)。

雖然該模板系統(tǒng)具有許多優(yōu)于傳統(tǒng)的或常規(guī)的模板的特點，但其在實際建筑的應用是很小的。原因是，缺乏認識，一些人才錯誤的認為這些建筑模板是昂貴和更重的，需要高技能的勞動力和對安裝裝配配備專用設備，但在現(xiàn)實中卻是最有效的系統(tǒng)。因此，為加強模板系統(tǒng)在住宅和商業(yè)高層建筑物適應的重要性，一個公司研究了不同模板系統(tǒng)的操作，與以往的模板系統(tǒng)進行對比。本研究采用的爬升模板系統(tǒng)，這是滑模的發(fā)展。

1.2 滑模

滑模是在1900 年初出臺，構建細長結構。它是由木材制成，用手工操作的螺旋千斤頂使用，后螺旋千斤頂機械/液壓千斤頂更換?；Ｔ鴵谓ㄔO筒倉和谷物升降機等最佳的解決方案，但在世界各地普遍引入僅在1960 年后期在北美住宅及商業(yè)高層建筑。在印度，僅在1970年后期，這種技術在高層建筑的建設被納入特別是對于建設冷卻散熱和核電站塔。

該模板系統(tǒng)采用1.06 米高的鋼板來保持鋼框架的剛性。通過液壓千斤頂黑色低碳鋼棒附著在軛單位?；５闹饕拗剖腔炷恋臐仓仨氝B續(xù)進行;這需要大量的人力，監(jiān)督員，它具有不良的尺寸效率(高容差)，不易因工作該模板和混凝土之間狹窄，它具有大量連接件等。因此，一個新的被稱為翻模系統(tǒng)模板系統(tǒng)，后來發(fā)展到滑?？朔谋锥恕?/p>

1.3 爬升模板系統(tǒng)

該爬模是對于其中混凝土被傾入連續(xù)高大結構形成方法的移動模板。該模板是由三層高的平臺上的工人站立，包圍的地方加強鋼筋在混凝土，并確保順利倒并完成成品混凝土的后期表面。具體形式和工作平臺一起長大，由液壓千斤頂固定在軌道的外表面上。

1.4 爬模系統(tǒng)的類型

該爬模與滑動模板，模板的同義詞是相同的，在某些情況下滑模，旅游模板也被解釋為爬模系統(tǒng)。他們通常被分類根據(jù)建設作為水平的垂直或斜爬模系統(tǒng)或垂直爬模系統(tǒng)。它們是基于操作模式分類，如登山模板系統(tǒng)，CFS(鶴依賴系統(tǒng))，自動或自爬模系統(tǒng)，ACFS/SCFS(鶴獨立系統(tǒng))，半自動或半自爬模系統(tǒng)，SACFS/SSCFS(Crane-只依賴高達一定高度)。

2 研究方法

本研究的目的是探討影響不同的選擇和操作的各種因素從施工性高層建筑的建設采用了類型爬模系統(tǒng)調(diào)查中。在復雜結構項目中的施工性調(diào)查研究顯示了爬模系統(tǒng)的操作結構和建設20 層的高層建筑使用3D 模型的建筑信息模型升降心墻模型。這項研究的結論與爬模系統(tǒng)對比的潛在優(yōu)勢有成本，時間，質(zhì)量，安全和可持續(xù)性因素，傳統(tǒng)的模板體系通過技術定量指標稱為施工性。

2.1 施工性評估

施工性分析是作為一個分析，創(chuàng)意和戰(zhàn)略性的組織功能，專注于最重要的因素，以建設項目的全面成功。使用施工性分析提供了一種施工性審查，施工人員投入，以確保高效，經(jīng)濟，和優(yōu)質(zhì)的解決方案。

2.2 施工性調(diào)查

為了進行施工性評價，不應該只對概念健全的知識施工性，也有在執(zhí)行一組類似工作的一段足夠手工經(jīng)驗的時間。要掌握的知識和經(jīng)驗，充足的手在場上訓練是必要的對于一個特定的時間周期，用于收集工作采樣，工作測序，生產(chǎn)率，收縮過程，材料處理函數(shù)等施工性因素被稱為可施工性調(diào)查。

3 施工性評估

3.1 結構系統(tǒng)的三維模型BIM

三維BIM 模型考慮這項研究的結構體系是20 層高的數(shù)字表示高層建筑(每層都有530/平方米)。制定適當?shù)?D 模型BIM，平面圖和立面圖應該生成和驗證更大詳細。二維圖紙必需的20 層高層建筑的3D 模型BIM 的產(chǎn)生。

3.2 在爬模系統(tǒng)的三維模型BIM

為了將3DBIM 爬模系統(tǒng)在3DBIM 模型模板系統(tǒng)中建檔案，采取的程序如下。轉換固體三維BIM 模型的成線框模型，作為用于模家族的參考插入。創(chuàng)建的常規(guī)模板家族文件裝載到項目，即線框模型作為施工性評價進行。同樣，創(chuàng)建3DBIM 爬模系列文件。在現(xiàn)有的項目加載通過刪除已有的3D 墻模板家庭檔案。上述技術被重復用于其他爬模系統(tǒng)，如自動爬模系統(tǒng)和半自動爬模系統(tǒng)，進行了施工性評價。

4 結果與討論

其中影響不同模板系統(tǒng)的選擇和操作的核心建設的因素從墻上的施工性調(diào)查獲得的高樓大廈都給出了爬模系統(tǒng)的定量和定性指標，在爬模系統(tǒng)中具有比傳統(tǒng)的墻壁額外優(yōu)勢模板，從而探索爬模系統(tǒng)的進一步意義。

5 結論

我們推斷，自動爬模系統(tǒng)可能比其他額外的優(yōu)點系統(tǒng)組術語的質(zhì)量和可持續(xù)性，它比起重機依賴大大減少安全方面:如攀登模板系統(tǒng)，半自動化的模板系統(tǒng)。因此，自動化模板系統(tǒng)是不可取的施工現(xiàn)場設在擁擠的區(qū)域中，項目缺乏聲技術工作員，等。然而，如果在本系統(tǒng)中有條件證明是有利的，它會高度節(jié)約時間，并會在混凝土模板施工中帶來盈利。

本研究的爬模系統(tǒng)被證明是非常有效的在對常規(guī)模板因素，如成本，時間，質(zhì)量，安全和可持續(xù)發(fā)展。不同的模板系統(tǒng)在適應性與高層建筑的建設相關的復雜因素中突出顯示。進一步研究本文所考慮的結構部件的三維模型BIM 是一個廣義模型，但對于先進對模板系統(tǒng)的研究;更復雜的3DBIM 模型開發(fā)用于研究其他參數(shù)。本文提出的模板系統(tǒng)，這項研究的目的都是定制的，它是更簡化系統(tǒng)，從而為實際模板系統(tǒng)的詳細研究中，建議讀者將可用專利模板系統(tǒng)在BIM。爬模系統(tǒng)的重要性只放在隨著高層建筑的核心筒在本文中的建設。因此，爬模系統(tǒng)應應用于其它的復雜和高級的結構如煙囪，筒倉，吊架等。爬模系統(tǒng)在以上提出的常規(guī)模板系統(tǒng)的比較本文通過開展可施工性/可建造性因素來立。其它類型的模板系統(tǒng)，例如模塊化模板系統(tǒng)和其它移動式模板系統(tǒng)也可以被摻入的BIM 的施工性分析。除了模板，腳手架與模板的施工，如支護等相關模板配件也可摻入研究施工作為一個整體的臨時結構。

［1］赫德，MK，2005 年混凝土的模板，特別出版物第4 期，第七版，美國混凝土學會(ACI)，密歇根州，美國.

［2］戈亞爾，J.，1992 R.C.C.結構施工通過滑形成，CBS 出版商和分銷商，新德里.

［3］奧斯汀，CK，1960 年為模板混凝土，克利弗-休謨出版社，倫敦.