鋁背楞性能及應用探討

李傳璽 劉冬玲

（1.遼寧葫蘆島鋁業有限公司 遼寧葫蘆島 125000 2.孚迪斯石油化工（葫蘆島）有限公司 遼寧葫蘆島 125000）

0 前言

2010年以來，鋁模板在我國發展迅猛，在高層、超高層建筑領域大量應用，并取得了較好的效果[1]。鋁模板的理論使用周期為300次以上[2]，重復使用率約為80%。配套使用的鋼背楞為定型構件，重復使用率不足30%，且鋼構件易生銹，笨重，不易改變形狀。為改變鋼背楞上述缺點，鋁背楞由此應運而生。

1 力學性能

鋁背楞材質選用6061-T6，抗拉強度為260MPa，抗剪強度為95MPa，彈性模量為69.61GPa[3]，單根型材截面慣性矩不小于1.2×106mm4。

取4m長墻模板做為標準單元，建立模型進行有限元分析。鋁背楞第一道距地250mm，此后間距依次為550mm、800mm、900mm。混凝土澆筑速度假定為2m/h，其余數值依據相關規范、規定等取值。

根據分析可知：模板最大變形為1.41mm，位于第二道背楞與第三道背楞中間。背楞最大變形為1.18mm，最大強度為145MPa，均位于自下而上第二道背楞處。通過分析值與最大允許值（變形不大于1.5mm，強度不大于240MPa）的對比，表明此模板體系力學性能滿足使用的基本要求，可以應用于實際施工。

2 鋁背楞形式及使用區域

鋁背楞系統包含直背楞、固定陰角連接件、可調陰角連接件、斜拉座、可調斜角件、背楞連接件及背楞連接板等[4]。通過螺栓將各零部件進行組裝，制成標準直背楞和標準L型背楞，見圖1，標準直背楞每延米重量為6.2kg。

標準直背楞：

（1）直背楞（長度為100mm的整數倍）：常用于墻、梁等直線段。是組成其它背楞形式的基礎構件。

（2）直背楞+斜拉座：常用于直墻交接處陽角位置。其通常會和其它背楞（含斜拉座）配合適用。通過斜拉座與對拉螺栓的結合使用，使陽角部位得到緊固。

（3）直背楞+可調斜角件：常用于墻、梁交接處陰角位置。

（4）直背楞+可調斜角件+斜拉座：常用于短墻，且一端與墻成陽角，另一端與墻成陰角。

圖1 鋁背楞

標準L型背楞：

（1）定尺L型背楞：由直背楞+固定陰角連接件等組成，常用于直墻、梁交接處陰角位置（兩直角邊所需背楞長度均為XX00mm。注：XX代表2～35間整數，余同）。

（2）可調L型背楞：由直背楞+可調陰角連接件等組成（或由直背楞+固定陰角連接件+可調斜角件等），常用于直墻、梁交接處陰角位置（直角邊所需背楞長度可為XX00mm、XX25mm、XX50mm及XX75mm）。

（3）其它L型背楞：定尺L型背楞（可調L型背楞）+斜拉座+可調斜角件等。用于位置可參考上述幾種背楞結合體。

3 長度調節原理

鋁背楞的長度調節就是調整可調陰角連接件（可調斜角件）與直背楞重合長度。

可調陰角連接件與背楞采用螺栓連接，可調斜角件共有5個孔位，每個孔位相距25mm。為滿足背楞的使用要求，連接件與背楞連接需要兩個螺栓孔位連接，將第1個孔位與第3個孔位定義為一組，第2個孔位與第4個孔位定義為一組，第3個孔位與第5個孔位定義為一組。第一組與第二組相對位置相差25mm，與第三組相差50mm。即可調陰角連接件與標準背楞組合長度可為XX00mm、XX25mm、XX50mm。

通過對可調陰角連接件和可調斜角件的調節，大量長度非整數倍背楞得以標準化。

4 使用壽命

4.1 可重復使用率高

較鋼背楞僅以單一的焊接連接方式，標準鋁背楞更多的采用螺栓連接。通過螺栓連接各組成零件，各種型號、長度背楞可以通過零件的重新組合形成新的背楞，使用于其它項目。根據統計，單棟樓的鋁背楞重復使用率可達到85%以上。

鋁背楞項目使用完成后，針對可能存在過多短背楞庫存的情況，制做了背楞連接板，通過連接板來連接兩個直背楞，增長背楞長度，達到靈活使用、重復利用的目的。

4.2 制作質量好

鋁背楞是按零件進行批量加工的，高精度鋸床、沖床及焊接角度控制儀等一大批新、精設備與相關工藝方法的運用，使各零件的尺寸、形狀、位置精度均有了質的提高。

鋁背楞與鋁模板為同廠產品，設備、工藝、人員水平、材質等因素均相同或相近。設計、生產的一體化使二者配合精度高，減少鋁模板局部變形，有效延長鋁模板體系使用壽命。

4.3 施工現場改制易

為方便施工，施工現場會對部分背楞予以改制。如：門洞背楞預留過長，影響通行，背楞會被改短。又或者墻端對拉處，背楞預留過短，不利于對拉螺栓的設置，背楞會被加長。綜上，為了安裝拆卸便利和保證施工效果，背楞會被或長或短的調節。

鋼背楞改動時需使用切割鋸、電焊機等設備“大動干戈”。鋁背楞長度具備可調節性，零件具有可替換性，一般問題可通過調節、更換零件可迅速解決，背楞的標準性得以保全。

5 結語

鋁背楞的發展潛力巨大，應用前景廣闊。促進建設施工走向標準化、節約化。但我們也要意識到其生產成本較高，尚無大量實際使用數據論證其重復使用率，其全壽命周期成本等。保證螺栓連接的可靠性，提高鋁件與螺栓的契合性、鋁件的剛度，增強鋁件螺栓孔的抗變形性是鋁背楞發展的方向。