Khi các tòa nhà chọc trời được xây dựng trong thời gian hạn chật hẹp, các nhà xây dựng phải đối mặt với một quyết định quan trọng: khuôn nhôm (AF) hoặc khuôn thép (SF)?Sự lựa chọn này mở rộng ra ngoài lựa chọn vật liệu để bao gồm hiệu quả xây dựng, kiểm soát chi phí và chất lượng dự án Giống như một động thái cờ vua quan trọng, việc chọn khuôn phù hợp có thể làm tăng hiệu quả và quyết định thành công của dự án.
Phân tích so sánh: Đặc điểm và ứng dụng
Các hệ thống khuôn, rất quan trọng cho đúc bê tông, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cấu trúc, thời gian xây dựng và chi phí dự án.mỗi với những lợi thế riêng biệt cho các yêu cầu dự án khác nhau.
Hệ thống khuôn nhôm
AF sử dụng hợp kim nhôm nhẹ, cung cấp tỷ lệ sức mạnh-trọng lượng cao, kỹ thuật chính xác và khả năng tái sử dụng vượt trội.Thiết kế mô-đun tiêu chuẩn của nó cho phép lắp ráp và tháo ráp, tăng tốc đáng kể chu kỳ xây dựng đặc biệt thuận lợi cho các cấu trúc lặp lại như tòa nhà dân cư cao tầng.
Ưu điểm:
-
Hiệu quả nhẹ:Ở 20-25 kg / m2, AF yêu cầu thiết bị nâng tối thiểu, giảm chi phí lao động và tăng tốc độ lắp đặt.
-
Lắp ráp nhanh:Các kết nối pin-and-wedge cho phép triển khai nhanh chóng với các yêu cầu đào tạo cơ bản.
-
Kỹ thuật chính xác:Các hồ sơ nhôm được ép ra cung cấp độ chính xác cấp milimet, giảm thiểu các sửa chữa sau đúc.
-
Khả năng tái sử dụng cao:300-500 chu kỳ sử dụng với giá trị phế liệu còn lại vượt quá các loại thép thay thế.
-
An toàn tiêu chuẩn:Các hệ thống hỗ trợ tích hợp tăng cường an toàn cho công nhân trong các ứng dụng cao tầng.
Hạn chế:
-
Đầu tư ban đầu cao hơn:Chi phí ban đầu vượt quá SF 15-30%, tạo ra những hạn chế ngân sách cho các dự án vốn hạn chế.
-
Các hạn chế hình học:Các thành phần tiêu chuẩn phải vật lộn với các hình học kiến trúc phức tạp đòi hỏi phải chế tạo tùy chỉnh.
-
Yêu cầu lao động có tay nghề:Mặc dù lắp ráp đơn giản, việc lắp đặt đúng yêu cầu kiến thức kỹ thuật cơ bản.
Hệ thống khuôn thép
Thành phần thép cấu trúc của SF cung cấp khả năng chịu tải không sánh được cho các dự án cơ sở hạ tầng nặng bao gồm cầu, đường hầm và nhà máy điện.Khả năng thích nghi của nó phù hợp với các hình học cấu trúc phức tạp thông qua chế tạo tùy chỉnh.
Ưu điểm:
-
Khả năng cấu trúc:Có khả năng chịu áp suất bê tông cực độ vượt quá 60 kN/m2 đối với các đợt đổ lớn.
-
Thiết kế linh hoạt:Các giải pháp hàn tùy chỉnh chứa bề mặt cong và hồ sơ bất thường.
-
Kháng ăn mòn:Các phương pháp xử lý kẽm gia tăng tuổi thọ trong môi trường khắc nghiệt.
-
Chi phí mua lại thấp hơn:Giá mua ban đầu thường hạ thấp các hệ thống AF.
Hạn chế:
-
Hình phạt trọng lượng:50 kg / m2 khối lượng đòi hỏi hỗ trợ cần cẩu, làm tăng sự phức tạp hậu cần.
-
Lắp ráp công sức:Yêu cầu hàn/đọc cần các chuyên gia được chứng nhận.
-
Sự biến đổi kích thước:Độ khoan dung sản xuất thường yêu cầu sửa chữa sau đúc.
-
Hạn chế tái sử dụng:50-100 chu kỳ sử dụng với giá trị phục hồi phế liệu tối thiểu.
So sánh các chỉ số hiệu suất
Các nhà ra quyết định nên đánh giá các thông số quan trọng sau:
-
Khả năng tải:SF vượt trội cho các ứng dụng cấu trúc nặng (> 50 kN/m2)
-
Hiệu quả trọng lượng:AF giảm phụ thuộc vào cần cẩu 60% trong các dự án cao tầng
-
Thời gian chu kỳ:Các thiết bị AF thường hoàn thành nhanh hơn 30-50% so với SF
-
Xét bề mặt:AF đạt được độ phẳng ≤3mm/m2 so với SF ≤5mm/m2
-
Chi phí vòng đời:Khả năng tái sử dụng cao hơn 6-8 lần của AF bù đắp chi phí ban đầu cao hơn
Nghiên cứu trường hợp thực hiện
Dự án nhà ở cao tầng (Việc thực hiện AF)
Một tòa tháp dân cư 45 tầng ở Dubai đạt được chu kỳ sàn 5 ngày bằng AF, giảm tổng thời gian dự án 18% so với SF thông thường.Các bề mặt đúc chính xác loại bỏ các yêu cầu dán, tiết kiệm $ 12 / m2 trong chi phí hoàn thiện.
Cây cầu được hỗ trợ bằng dây cáp (Việc thực hiện SF)
Cây cầu Zhuhai-Macau dài 1,2 km sử dụng SF tùy chỉnh cho các trụ 158m của nó, chịu được sự thay đổi thủy triều 8m trong quá trình làm cứng bê tông.Hệ thống chứa các hình học trụ nghiêng 17 ° không thể với AF tiêu chuẩn hóa.
Phương pháp lựa chọn
Chọn khuôn tối ưu đòi hỏi phân tích đa chiều:
-
Típ hóa dự án:AF thống trị các cấu trúc lặp đi lặp lại; SF chiếm ưu thế trong cơ sở hạ tầng nặng độc đáo
-
Cấu trúc phức tạp:AF phù hợp với hình học thẳng đứng; SF thích nghi với các thiết kế hình thức tự do
-
Kế hoạch hạn chế:Chu trình đạp xe nhanh của AF có lợi cho sự phát triển nhạy cảm với thời gian
-
Phân tích tổng chi phí:Bao gồm lao động, thiết bị và phục hồi vật liệu trong tính toán vòng đời
Các khuyến nghị của ngành
Ngành xây dựng nên ưu tiên:
- Nghiên cứu vật liệu tiên tiến về hệ thống khuôn lai
- Tích hợp BIM để tối ưu hóa việc sử dụng khuôn
- Các chương trình đào tạo chuyên ngành về kỹ thuật xây dựng mô-đun
- Thực hành kinh tế tuần hoàn để tái chế khuôn
Lựa chọn khuôn chiến lược, khi phù hợp với thông số kỹ thuật dự án và khả năng hoạt động, mang lại những cải tiến có thể đo lường về năng suất xây dựng, hiệu quả chi phí,và chất lượng cấu trúc trong môi trường xây dựng.
