本项目自2014年开始研究,先后得到了福建省住建厅(2014-K-01)、 国基自然科学基金(51478119)、福建省自然科学基金(2015J01182)以及产学合作项目(KY350005、KY350016 )的支持。经多年产学合作攻关,围绕单点支撑作用下早龄期混凝土梁板损伤机理、单立杆模板支撑体系的整体稳定性、铝合金模板为载体的早拆模板体系的细节做法三个难点展开研究,创新开发了基于施工时变性的单立杆早拆模撑体系关键技术,攻克了早拆模板体系与时变混凝土结构共同受力、铝合金模板与混凝土化学反映等关键技术,研发出系列产品,形成自主创新能力,实现产业化。主要创新成果为:
(1)创新提出了基于龄期和养护累计温度的混凝土抗压强度预测公式、劈裂强度预测公式、棱柱体抗压强度预测公式、弹性模量预测公式、和轴心受压应力-应变关系模型,为施工现场混凝土强度预测提供依据,解决了单立杆早拆模板支撑体系的现场拆模时间难确定的问题,大大提高了模板周转率及经济效益,同时提高了施工安全度。
(2)发明了早龄期混凝土立方体或棱柱体受到持续拉、压试验装置,可以对多个早龄期混凝土试件施加持续拉力、持续压力,得到早龄期混凝土持续受拉、受压损伤,对混凝土后期性能的影响规律,确立了早龄期持续受拉、受压损伤条件下的成熟混凝土各项力学性能指标的预测公式、轴心受压本构关系。发明了对早龄期混凝土梁构件同时施加持久性压、扭损伤荷载的试验装置,主要解决如何对早龄期混凝土梁构件同时施加持久性压、扭损伤荷载,得到早龄期混凝土梁受到持续压、扭压损伤,对其后期性能的影响规律。 解决了铝合金等模板基于施工时变性单立杆早拆模撑体系设计时早龄期混凝土梁板承担荷载控制标准的难题,确保模板早拆后的施工荷载对早龄期混凝土梁板不造成不利的影响。
(3)创新提出了施工时变结构单立杆早拆模撑体系的设计方法与控制理论,建立了单立杆模撑体系与早龄期时变混凝土结构的多层空间受荷体系及其荷载分配原则,和点支撑损伤理论,解决施工时变性的单立杆早拆模撑体系中多层支撑体系与时变混凝土空间受力问题。
(4)提出了成套基于施工时变性的单立杆早拆铝合金模板体系,包括标准铝合金面板、阴角模板、阳角模板、早拆头、晚拆头、销钉连接形式、单立杆支撑体系等,采用铝合金面板喷漆技术,解决了铝合金模板与新浇混凝土化学反应问题,形成了单立杆早拆模撑体系的自主创新设计施工能力,并实现产业化,并编制的福建省工程建设地方标准,服务行业。
本成果获得发明专利8项、发表论文9篇,主编福建省工程建设地方标准1部,分别在单立杆早拆模板支撑体系的稳定性设计方法,施工构造技术、标准控制技术等关键技术上实现了全面突破。整体技术自2016年在铝合金模板生产企业南平铝业、福建方鼎、中建海峡等公司应用生产,共计开发50多种单立杆铝合金模撑体系构件,并在建筑行业特级和一级知名企业中建海峡建设发展有限公司、厦门特房建工集团、福建省建工集团、福建省二建建设集团有限公司等公司应用,形成持续提升的创新能力。本成果既有科研上发明创新又实现了工程应用价值,充分体现了高校科研服务工程的作用,创造显著的经济社会效益。
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