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模板是浇筑混凝土构件的主要施工工具,无论是现浇还是预制混凝土构件都必须采用模板。因此,模板应具有性能好、便于施工、造价低、周转次数多等特点。而目前在建筑行业中普遍使用的钢模板存在着拼缝多、重量大、易锈蚀等问题,使用中容易出现人力、物力资源上的浪费,达不到预期经济效果。因此,开展新型模板研究、研制出适合中国国情的建筑模板,具有重要的理论意义和应用价值。 本文在分析了国内外建筑模板研究成果及应用现状的基础上,提出了玻璃钢蜂窝夹层结构新型模板,并采用试验和理论分析相结合的方法,对这种新型模板进行了系统研究,主要研究内容与成果如下: (一) 借鉴当前国内外复合材料的制造技术,提出了新型模板的成型工艺,探讨了纤维铺设、配胶质量与成型压力等对模板性能的影响。新型模板采取先将玻璃纤维管与纸蜂窝芯定位,再依次糊制上下面板的制作方法,能使模板表面平整、光滑,质量容易保证。 (二) 设计了4个新型模板试件,通过模板的静载试验,检验了新型模板的刚度、强度以及成型工艺的可靠性,探讨了玻璃纤维管对模板变形性能的影响。试验表明,新型模板具有足够的刚度和强度,能够满足施工需要;玻璃纤维管能显著提高夹层结构芯层的的抗剪能力,减小模板挠度,并提高玻璃钢面板材料的利用率。 (三) 基于模板静载试验和有限元分析结果,探讨了新型模板的受力机理,分析了了面板厚度和截面高度对模板变形性能的影响。计算结果表明,玻璃纤维管是模板试件的主要受力构件,蜂窝芯起增大截面惯性矩和增加模板平压模量的作用;增加截面高度较增加面板厚度能更有利于模板挠度的减小,但适当增加面板厚度能加强模板的抗剪能力。 (四) 基于夹层结构的计算理论,提出了新型模板的设计内容和程序,并对新型模板进行了经济评价。技术经济评价结果表明,新型模板具有重量轻、板面大、易于脱模、造价合理等优点,具有一定的推广应用前景。