铝背楞性能及应用探讨

李传玺 刘冬玲

（1.辽宁葫芦岛铝业有限公司 辽宁葫芦岛 125000 2.孚迪斯石油化工（葫芦岛）有限公司 辽宁葫芦岛 125000）

0 前言

2010年以来，铝模板在我国发展迅猛，在高层、超高层建筑领域大量应用，并取得了较好的效果[1]。铝模板的理论使用周期为300次以上[2]，重复使用率约为80%。配套使用的钢背楞为定型构件，重复使用率不足30%，且钢构件易生锈，笨重，不易改变形状。为改变钢背楞上述缺点，铝背楞由此应运而生。

1 力学性能

铝背楞材质选用6061-T6，抗拉强度为260MPa，抗剪强度为95MPa，弹性模量为69.61GPa[3]，单根型材截面惯性矩不小于1.2×106mm4。

取4m长墙模板做为标准单元，建立模型进行有限元分析。铝背楞第一道距地250mm，此后间距依次为550mm、800mm、900mm。混凝土浇筑速度假定为2m/h，其余数值依据相关规范、规定等取值。

根据分析可知：模板最大变形为1.41mm，位于第二道背楞与第三道背楞中间。背楞最大变形为1.18mm，最大强度为145MPa，均位于自下而上第二道背楞处。通过分析值与最大允许值（变形不大于1.5mm，强度不大于240MPa）的对比，表明此模板体系力学性能满足使用的基本要求，可以应用于实际施工。

2 铝背楞形式及使用区域

铝背楞系统包含直背楞、固定阴角连接件、可调阴角连接件、斜拉座、可调斜角件、背楞连接件及背楞连接板等[4]。通过螺栓将各零部件进行组装，制成标准直背楞和标准L型背楞，见图1，标准直背楞每延米重量为6.2kg。

标准直背楞：

（1）直背楞（长度为100mm的整数倍）：常用于墙、梁等直线段。是组成其它背楞形式的基础构件。

（2）直背楞+斜拉座：常用于直墙交接处阳角位置。其通常会和其它背楞（含斜拉座）配合适用。通过斜拉座与对拉螺栓的结合使用，使阳角部位得到紧固。

（3）直背楞+可调斜角件：常用于墙、梁交接处阴角位置。

（4）直背楞+可调斜角件+斜拉座：常用于短墙，且一端与墙成阳角，另一端与墙成阴角。

图1 铝背楞

标准L型背楞：

（1）定尺L型背楞：由直背楞+固定阴角连接件等组成，常用于直墙、梁交接处阴角位置（两直角边所需背楞长度均为XX00mm。注：XX代表2～35间整数，余同）。

（2）可调L型背楞：由直背楞+可调阴角连接件等组成（或由直背楞+固定阴角连接件+可调斜角件等），常用于直墙、梁交接处阴角位置（直角边所需背楞长度可为XX00mm、XX25mm、XX50mm及XX75mm）。

（3）其它L型背楞：定尺L型背楞（可调L型背楞）+斜拉座+可调斜角件等。用于位置可参考上述几种背楞结合体。

3 长度调节原理

铝背楞的长度调节就是调整可调阴角连接件（可调斜角件）与直背楞重合长度。

可调阴角连接件与背楞采用螺栓连接，可调斜角件共有5个孔位，每个孔位相距25mm。为满足背楞的使用要求，连接件与背楞连接需要两个螺栓孔位连接，将第1个孔位与第3个孔位定义为一组，第2个孔位与第4个孔位定义为一组，第3个孔位与第5个孔位定义为一组。第一组与第二组相对位置相差25mm，与第三组相差50mm。即可调阴角连接件与标准背楞组合长度可为XX00mm、XX25mm、XX50mm。

通过对可调阴角连接件和可调斜角件的调节，大量长度非整数倍背楞得以标准化。

4 使用寿命

4.1 可重复使用率高

较钢背楞仅以单一的焊接连接方式，标准铝背楞更多的采用螺栓连接。通过螺栓连接各组成零件，各种型号、长度背楞可以通过零件的重新组合形成新的背楞，使用于其它项目。根据统计，单栋楼的铝背楞重复使用率可达到85%以上。

铝背楞项目使用完成后，针对可能存在过多短背楞库存的情况，制做了背楞连接板，通过连接板来连接两个直背楞，增长背楞长度，达到灵活使用、重复利用的目的。

4.2 制作质量好

铝背楞是按零件进行批量加工的，高精度锯床、冲床及焊接角度控制仪等一大批新、精设备与相关工艺方法的运用，使各零件的尺寸、形状、位置精度均有了质的提高。

铝背楞与铝模板为同厂产品，设备、工艺、人员水平、材质等因素均相同或相近。设计、生产的一体化使二者配合精度高，减少铝模板局部变形，有效延长铝模板体系使用寿命。

4.3 施工现场改制易

为方便施工，施工现场会对部分背楞予以改制。如：门洞背楞预留过长，影响通行，背楞会被改短。又或者墙端对拉处，背楞预留过短，不利于对拉螺栓的设置，背楞会被加长。综上，为了安装拆卸便利和保证施工效果，背楞会被或长或短的调节。

钢背楞改动时需使用切割锯、电焊机等设备“大动干戈”。铝背楞长度具备可调节性，零件具有可替换性，一般问题可通过调节、更换零件可迅速解决，背楞的标准性得以保全。

5 结语

铝背楞的发展潜力巨大，应用前景广阔。促进建设施工走向标准化、节约化。但我们也要意识到其生产成本较高，尚无大量实际使用数据论证其重复使用率，其全寿命周期成本等。保证螺栓连接的可靠性，提高铝件与螺栓的契合性、铝件的刚度，增强铝件螺栓孔的抗变形性是铝背楞发展的方向。