浅析高层建筑爬模系统的可施工性

■王素真，何夕平 ■安徽建筑大学土木工程学院，安徽 合肥 230601

1 简介

在过去的30 年里，不同于农村地区，城市地区的人口正在迅速增加，原因是现代化的因素，就业机会的增加等。目前土地的利用，在城市地区急剧增加。大部分的农田越来越多的转换成建设用地。这是可持续发展的重大挫折。为了迎合土地为日益增长的人口的需求，最好的解决办法是纵向发展就是建造高大建筑结构如摩天大楼和天空塔等。因此，为适应未来发展应该减少横向结构，而使垂直发展得到促进。然而，纵向发展的实施也不是那么容易的，因为高层建筑的建设非常复杂并且需要一定程度的施工技术和更高级的设备，因此不能被现实普通的施工方法和设备替代。对于高层结构的施工，许多关键因素要考虑，最重要的因素是模板操作，建设高度影响了的施工项目本身的时间，成本和盈利能力。

1.1 传统模板

多年来，钢筋混凝土结构应用普遍，最常用的模板系统是传统的，用木材在施工过程中现场制作。他们也被称为已建成的模板。目前，建设各种结构从无到有，从小到中型项目，传统的模板系统的使用关注的是质量，安全性和经济性这三个模板施工目标。传统的模板系统可以对经济只占结构形式方面，因而被誉为工程模板系统的现代模板系统后来发展了。

模板系统内置的预制模块(标准木梁)与金属框架和专利胶合板层的系统。自1980 年以来，因生产技术和制造工艺的进步模板系统的概念极大地改善。新的和创新的材料，如塑料，玻璃钢(纤维增强聚合物)，铝等，被用作木材部件的替代品。新模板比传统的木材模板系统的两个主要优点:(1)施工速度(减少时间组装和拆卸);(2)将低生命周期成本(再利用最大数量)。

虽然该模板系统具有许多优于传统的或常规的模板的特点，但其在实际建筑的应用是很小的。原因是，缺乏认识，一些人才错误的认为这些建筑模板是昂贵和更重的，需要高技能的劳动力和对安装装配配备专用设备，但在现实中却是最有效的系统。因此，为加强模板系统在住宅和商业高层建筑物适应的重要性，一个公司研究了不同模板系统的操作，与以往的模板系统进行对比。本研究采用的爬升模板系统，这是滑模的发展。

1.2 滑模

滑模是在1900 年初出台，构建细长结构。它是由木材制成，用手工操作的螺旋千斤顶使用，后螺旋千斤顶机械/液压千斤顶更换。滑模曾担任建设筒仓和谷物升降机等最佳的解决方案，但在世界各地普遍引入仅在1960 年后期在北美住宅及商业高层建筑。在印度，仅在1970年后期，这种技术在高层建筑的建设被纳入特别是对于建设冷却散热和核电站塔。

该模板系统采用1.06 米高的钢板来保持钢框架的刚性。通过液压千斤顶黑色低碳钢棒附着在轭单位。滑模的主要限制是混凝土的浇筑必须连续进行;这需要大量的人力，监督员，它具有不良的尺寸效率(高容差)，不易因工作该模板和混凝土之间狭窄，它具有大量连接件等。因此，一个新的被称为翻模系统模板系统，后来发展到滑模克服的弊端。

1.3 爬升模板系统

该爬模是对于其中混凝土被倾入连续高大结构形成方法的移动模板。该模板是由三层高的平台上的工人站立，包围的地方加强钢筋在混凝土，并确保顺利倒并完成成品混凝土的后期表面。具体形式和工作平台一起长大，由液压千斤顶固定在轨道的外表面上。

1.4 爬模系统的类型

该爬模与滑动模板，模板的同义词是相同的，在某些情况下滑模，旅游模板也被解释为爬模系统。他们通常被分类根据建设作为水平的垂直或斜爬模系统或垂直爬模系统。它们是基于操作模式分类，如登山模板系统，CFS(鹤依赖系统)，自动或自爬模系统，ACFS/SCFS(鹤独立系统)，半自动或半自爬模系统，SACFS/SSCFS(Crane-只依赖高达一定高度)。

2 研究方法

本研究的目的是探讨影响不同的选择和操作的各种因素从施工性高层建筑的建设采用了类型爬模系统调查中。在复杂结构项目中的施工性调查研究显示了爬模系统的操作结构和建设20 层的高层建筑使用3D 模型的建筑信息模型升降心墙模型。这项研究的结论与爬模系统对比的潜在优势有成本，时间，质量，安全和可持续性因素，传统的模板体系通过技术定量指标称为施工性。

2.1 施工性评估

施工性分析是作为一个分析，创意和战略性的组织功能，专注于最重要的因素，以建设项目的全面成功。使用施工性分析提供了一种施工性审查，施工人员投入，以确保高效，经济，和优质的解决方案。

2.2 施工性调查

为了进行施工性评价，不应该只对概念健全的知识施工性，也有在执行一组类似工作的一段足够手工经验的时间。要掌握的知识和经验，充足的手在场上训练是必要的对于一个特定的时间周期，用于收集工作采样，工作测序，生产率，收缩过程，材料处理函数等施工性因素被称为可施工性调查。

3 施工性评估

3.1 结构系统的三维模型BIM

三维BIM 模型考虑这项研究的结构体系是20 层高的数字表示高层建筑(每层都有530/平方米)。制定适当的3D 模型BIM，平面图和立面图应该生成和验证更大详细。二维图纸必需的20 层高层建筑的3D 模型BIM 的产生。

3.2 在爬模系统的三维模型BIM

为了将3DBIM 爬模系统在3DBIM 模型模板系统中建档案，采取的程序如下。转换固体三维BIM 模型的成线框模型，作为用于模家族的参考插入。创建的常规模板家族文件装载到项目，即线框模型作为施工性评价进行。同样，创建3DBIM 爬模系列文件。在现有的项目加载通过删除已有的3D 墙模板家庭档案。上述技术被重复用于其他爬模系统，如自动爬模系统和半自动爬模系统，进行了施工性评价。

4 结果与讨论

其中影响不同模板系统的选择和操作的核心建设的因素从墙上的施工性调查获得的高楼大厦都给出了爬模系统的定量和定性指标，在爬模系统中具有比传统的墙壁额外优势模板，从而探索爬模系统的进一步意义。

5 结论

我们推断，自动爬模系统可能比其他额外的优点系统组术语的质量和可持续性，它比起重机依赖大大减少安全方面:如攀登模板系统，半自动化的模板系统。因此，自动化模板系统是不可取的施工现场设在拥挤的区域中，项目缺乏声技术工作员，等。然而，如果在本系统中有条件证明是有利的，它会高度节约时间，并会在混凝土模板施工中带来盈利。

本研究的爬模系统被证明是非常有效的在对常规模板因素，如成本，时间，质量，安全和可持续发展。不同的模板系统在适应性与高层建筑的建设相关的复杂因素中突出显示。进一步研究本文所考虑的结构部件的三维模型BIM 是一个广义模型，但对于先进对模板系统的研究;更复杂的3DBIM 模型开发用于研究其他参数。本文提出的模板系统，这项研究的目的都是定制的，它是更简化系统，从而为实际模板系统的详细研究中，建议读者将可用专利模板系统在BIM。爬模系统的重要性只放在随着高层建筑的核心筒在本文中的建设。因此，爬模系统应应用于其它的复杂和高级的结构如烟囱，筒仓，吊架等。爬模系统在以上提出的常规模板系统的比较本文通过开展可施工性/可建造性因素来立。其它类型的模板系统，例如模块化模板系统和其它移动式模板系统也可以被掺入的BIM 的施工性分析。除了模板，脚手架与模板的施工，如支护等相关模板配件也可掺入研究施工作为一个整体的临时结构。

［1］赫德，MK，2005 年混凝土的模板，特别出版物第4 期，第七版，美国混凝土学会(ACI)，密歇根州，美国.

［2］戈亚尔，J.，1992 R.C.C.结构施工通过滑形成，CBS 出版商和分销商，新德里.

［3］奥斯汀，CK，1960 年为模板混凝土，克利弗-休谟出版社，伦敦.