Опалубочные системы

Характер разрушения

Разрушения и повреждения сооружений подразделяют на 2 группы и 8 видов: 1 -ая группа - повреждение сооружения в целом и изменение его положения относительно фун­дамента (основания).

Виды повреждений: - смещения;

- просадки;

- наклоны;

- опрокидывания.

2-ая группа - повреждение отдельных конструкций сооружения или их элементов.

Виды повре­ждений: - деформации;

- обрушения:

- повреждения;

- крушения.

Степень и характер поражения объектов зависит от:

* силы источника опасности (землетрясения, урагана, смерча., взрыва);

* вида землетрясения или взрыва;

* расстояния от объекта до центра (эпицентра) источника опасности;

* технических характеристик сооружения (конструкция, прочность., размер и форма, устойчивость к ветровому напору);

* планировки объекта (плотность застройки, характер застройки);

* ландшафта местности (рельеф, грунт, заселенность);

* метеоусловий (амплитуда и сила ветра, влажность, температура, наличие осадков).

При этом считаются вышедшими из строя:

· личный состав - при поражении средней тяжести;

· промышленные здания – при сильных разрушениях;

· гражданские здания и сооружения – при средних разрушениях.

Технология возведения монолитных железобетонных зданий и конструкций состоит из следующих процессов:

- устройство и монтаж опалубки;

- армирования конструкций, а именно заготовки арматуры (стержней, каркасов, сеток) и укладка ее в смонтированные опалубочные формы;

- натяжение арматуры (при возведении предварительно напряженных железобетонных конструкций);

- приготовление и транспортирование бетонной смеси;

- укладка и уплотнение бетонной смеси;

- уход за бетоном при нахождении его в опалубке для схватывания и набора необходимой прочности;

- демонтаж опалубки;

- геодезический контроль за бетонируемыми конструкциями;

- устранение дефектов конструкций после демонтажа опалубки.

Степень трудоемкости основных процессов при строительстве из монолитного бетона примерно составляет:

- устройство опалубки - 25-35%;

- армирование 15-25%;

- бетонирование и уход за бетоном 20-30%;

- распалубливание 20-30%.

В монолитном строительстве трудоемкие работы выполняются с помощью специально подобранных комплектов машин, взаимоувязанных как по технологическим процессам, так и по другим параметрам, благодаря чему достигается максимальная механизация, непрерывность производственных работ, которые рассматриваются как механизированное поточное производство.

Опалубочные работы занимают второе место (после арматурных) по трудоемкости могут достигать 35...40 %, а их себестоимость достигает до 25%. До последнего времени в монолитном строительстве использовалась опалубка, которая изготовлялась преимущественно кустарным способом с большими затратами ручного труда. В среднем трудозатраты на изготовление и монтаж 1 м^: щитовой опалубки составляют 1,7...1,9 чел./ч, а оборотность не превышает 7... 10 раз. Основные причины высокой трудоемкости опалубочных работ заключаются в низком техническом уровне, отсутствии необходимого количества надежной многооборотной инвентарной опалубки, в недостаточном количестве отдельных элементов опалубки.

Опалубка - это временная вспомогательная конструкция, которая обеспечивает получение заданной формы, размеров и положения в пространстве возводимой монолитной конструкции. В состав опалубки входят:

1. щиты, которые обеспечивают форму, размеры и качество поверхности монолитной конструкции;

2. оснастка для поддержания опалубочных щитов (стойки, балки, раскосы и др.);

3. леса или подмости для размещения и безопасной работы бетонщиков;

4. элементы крепления (струбцины, скобы, соединения – резьбовые, быстросъемные, клиновые).

Индустриализация технологических методов при возведении монолитных железобетонных конструкций растет с применением современных систем опалубок многоразового использования. Целесообразность использования в строительстве той или другой разновидности опалубки решается еще на стадии проектирования.

Рост объемов строительства из монолитного бетона и железобетона обусловил появление многочисленных специализированных фирм, разрабатывающих или сдающих в аренду опалубочные системы. Наряду с цельнометаллической опалубкой эти фирмы выпускают металлодеревянную опалубку, в которой вся поддерживающая и крепежно-выверочная оснастка выполнена из металла, а палуба щитов или настилы – из многослойной фанеры, трехслойных столярных плит; строганых досок; древесностружечных плит, покрытых пленкой, различного рода пластиками и др. Как правило, крупные объединения или фирмы, специализированные на производстве опалубочных систем, предлагают каталоги типовых решений опалубки для различных сооружений. Они заложены в память компьютера и выдаются после формулировки исходных данных о нагрузках, линейных параметрах сооружения, технологии бетонирования и условиях строительства.

Опалубки независимо от их конструктивных и других особенностей должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1. внутренние контуры опалубочных форм должны отвечать проектным размерам монолитной конструкции;

2. качество внутренней плоскости опалубочных форм должно обеспечивать необходимую качественную фактуру внешней поверхности изготовленной монолитной конструкции;

3. прочность и жесткость опалубок должны быть достаточными для обеспечения неизменности "пространственной геометрии" и размеров форм под воздействием нагрузок при бетонировании;

4. воз­можность устранения зазоров между элементами опалубки, при ее длительной эксплуатации;

5. удобство ремонта и замены элементов, вышедших из строя;

6. минимальное сцепление с бетоном (кроме несъем­ной);

7. фиксацию закладных частей в проектном положении с высокой точностью;

8. возможность укрупнительной сборки и переналадки (изменения габаритов или конфигурации) в условиях строительной площадки, а также заданную оборачивае­мость.

Конструкция греющей опалубки для зимних условий помимо того должна обеспечивать:

1. температурно-влажностный режим, необходимый для твердения и набора бетоном проектной прочности;

2. равномерную температуру на палубе щита с перепа­дами не более 5° С;

3. возможность замены нагревательных элементов в случае выхода их из строя в процессе эксплуатации;

4. контроль и регулирование режимов прогрева;

5. стабильность теплотехнических свойств щитов.

По мере совершенствования опалубочных систем и технологии возведения конструкций из монолитного бетона и железобетона эти требования могут периодически пересматриваться в сторону их ужесточения в соответствии с вводимыми технологическими новшествами, появлением новых эффективных строительных материалов, повышением критериев качественных оценок.

Так, например, уже в настоящее время в связи с совершенствованием опалубочных систем определились дополнительные требования к их индустриальности и технологической надежности, а именно: повышение унификации; увеличение скорости монтажа, демонтажа и комплектования в транспортабельные единицы; повышение «технологического» качества контактирующих с бетоном поверхностей; снижение ресурсоемкости опалубочных систем и др.

Опалубки классифицируют по таким признакам:

· функциональное назначение;

· количество циклов использования;

· материал для их изготовления;

· конструктивные решения и технологические особенности.

По функциональному назначению различают опалубки для бетонирования вертикальных, горизонтальных, криволинейных железобетонных конструкций и наклонных поверхностей.

По количеству циклов использования опалубки бывают многооборотными или инвентарными и одноразового использования - неинвентарные.

Многоооборотность опалубки обеспечивается совершенством ее конструктивного решения и долговечностью использованного для нее материала. Для лучших инвентарных опалубок оборотность достигает 300 циклов.

По материалу, который используется, опалубки бывают из дерева, металла, синтетических материалов, материалов на основе цементных вяжущих.

Физико-механические свойства материалов, используемых для изготовления элементов опалубки, должны обеспечивать высокую эксплуатационную надежность опалубочной системы в целом.

До последнего времени в строительстве наиболее широко использовали цельнодеревянную опалубку, в которой каркасы щитов, палуба и все поддерживающие элементы выполнены из пиломатериалов с применением лишь отдельных металлических крепежно-выверочных элементов. Такая опалубка недостаточно долговечна в эксплуатации, не обеспечивает высокого качества лицевых поверхностей, связана с высоким расходом древесины и поэтому не может считаться перспективной. Заметное распространение получила также цельнометаллическая опалубка, в которой все элементы выполняют из стали. Однако ее недостатком несмотря на более высокую по сравнению с деревянной опалубкой оборачиваемость являются относительно большие приведенная масса и металлоемкость.

Поэтому в последние годы как в отечественной, так и в зарубежной строительной практике для изготовления современных инвентарных опалубок, как правило, используют комбинацию разных материалов, в которой элементы каркаса, поддерживающую и крепежно-выверочную оснастку выполняют из стали, а па­лубу и опалубочные щиты - из водостойкой фанеры или пластика. Для уменьшения приведенной массы в такой опалубке применяют специальные гнутые, штампован­ные и перфорированные профили и сталь высоких марок.

В качестве палубы в отечественных и зарубежных опалубочных системах используют также элементы из различного рода пластика. Что же касается опалубок, выполненных целиком из пластмассы, то они пока не нашли широкого применения ввиду их высокой стоимо­сти, сложности крепления и хрупкости.

Деревянные опалубки изготовляют из пиломатериалов, водостойкой фанеры и композиционных деревянных плит (ДСП, ДВП). Эти материалы легко поддаются обработке, что позволяет изготовлять разнообразные и сложные по форме опалубки.

При устройстве палубы наиболее практично исполь­зование водостойкой фанеры. Этому способствуют нали­чие большой гладкой поверхности фанерных листов, ус­тойчивость к короблению при увлажнении и ее относительно небольшая масса. При устройстве опалубки для конструкции с криволинейной поверхностью дополни­тельным преимуществом фанеры является ее способ­ность гнуться.

В строительстве наиболее распространено использо­вание комбинированной фанеры толщиной 6,5... 27 мм, состоящей из сердцевинной части, выполняемой из хвои и березы, и поверхностных слоев из березового шпона толщиной 1,5 мм.

Для улучшения качества фане­ры, предназначенной для опалубки, ее покрывают, при­меняя метод горячего прессования, пленкой из бумаги, стеклоткани, стеклохолста, пропитанных синтетическими смолами. Пленочное покрытие увеличивает поверхностную твердость фанеры и ее изно­состойкость; резко уменьшает сцепление опалубки с бетоном, паро- и водопроницаемость (до 20... 30 г/м² в сутки). Применение фанеры с пленочным покрытием рационально и в термоактивной опалубке, так как под покрытие могут быть запрессованы соответствующие нагревательные элементы. Такую фанеру не рекоменду­ется использовать лишь в тех случаях, когда бетониру­емая конструкция подлежит последующей отделке, так как наличие пленки способствует образованию стекло­видной поверхности бетона, осложняющей нанесение от­делочных слоев.

Щиты из пиломатериалов и с палубой (рабочей платформой) из ДСП и ДВП можно использовать до 10 раз. Использование для палубы водостойкой фанеры (более прочного материала) дает возможность снизить ее массу и увеличить обортность до 20 раз.

Металлические опалубки изготовляют: каркас - из прокатных и гнутых эффективных профилей; палубу - из металлических листов толщиной 2...3 мм Оборотность такой опалубки составляет от 100 до 300 раз. Применение алюминия дает возможность снизить вес опалубки, но нуждается в специальной защите ее конструктивных элементов от коррозии под воздействием цементного молока. Для несъемной опалубки используют металлические сетки, а в случае необходимости - сплошные металлические формы.

Синтетические опалубки изготовляют из синтетических материалов, которые имеют достаточную прочность, легкость и малую адгезию к бетону (последнее позволяет получать качественные поверхности монолитных конструкций). Это стеклопластики и пластмассы, текстолиты, гетинаксы, каучуковая мембрана, пенопласты, пенополиуретаны и т.п. Оборотность опалубки из синтетических материалов достигает 20... 100 раз. Листовая пластика и другие синтетические материалы используют также для несъемной опалубки, учитывая их высокие изоляционные и декоративные формы. Так, опалубка из пенопластов с защитным внешним слоем обеспечивает надежную теплоизоляцию внешних ограждающих конструкций зданий.

Синтетические воздухонепроницаемые и прорезиненные технические ткани используют для создания пневматических опалубок, форма и упругая жесткость которых достигаются давлением воздуха, которым их наполняют. Пневматические надувные опалубки применяют в основном для бетонирования железобетонных оболочковых покрытий толщиной 30... 100 мм. Оборотность таких опалубок - до 50 раз.

Опалубки из материалов, созданных на основе цементных вяжущих, изготовляют из железобетона, армоцемента, сталефибробетона, стеклобетона, асбестоцемента. Такие опалубки характеризуются высоким совмещением с монолитным железобетоном, что позволяет учитывать их прочность при расчетах монолитных конструкций и использовать в качестве несъемных опалубок, и оставаясь, создают фактурную поверхность монолитной конструкции.

Комбинированные опалубки состоят из разных материалов: элементы каркаса, поддерживающие конструкции и их крепления - из металла, а палуба и опалубочные щиты - из водостойкой фанеры или синтетических материалов. Такие опалубки имеют высокую оборотность, прочность и жесткость.

Нагрузки. Расчет опалубки выполняют на статические и дина­мические воздействия.

При расчете опалубки учитывают следующее:

Вертикальные нормативные нагрузки;

1. собственный вес опалубки, поддерживающих лесов,

2. вес свежеуложенной бетон­ной смеси и арматуры;

3. нагрузку от людей и транспортных средств (с проверкой палубы и настилов на сосре­доточенную нагрузку);

4. частичное воздействие при вибрировании бетонной смеси;

5. нагрузку от сотрясения при выгрузке бетонной смеси в опалубку;

6. от вибрирования смеси при ее уплотнении.

Горизонтальные нагрузки включают:

1. ветровую нагрузку,

2. давление свежеуложенной бетонной смеси на боковые элементы опалубки,

3. нагрузку от вибрирования смеси при ее уплотнении.

Для расчета опалубки и поддерживающих лесов выбирают наиболее невыгодные комбинации нагрузок. Так, например, рассчитывая по несущей способности плиты и поддерживающие конструкции, учитывают сочетание постоянных нагрузок (вес опалубки, свежеуложенной бетонной смеси, арматуры) и временных; при расчете по деформациям – сочетание нагрузок от веса опалуб­ки, свежеуложенной бетонной смеси, арматуры; при расчете боковых щитов на несущую способность коробов балок, прогонов и других конструктивных элементов — боковое давление свежеуложенной бетонной смеси и нагрузку от вибрирования бетонной смеси и т. д. При рас­чете элементов опалубки по несущей способности в рас­чет вводят коэффициенты перегрузки.

В зависимости от выбранной технологии работ или принятия непредвиденных технологических решений, вызывающих резкое увеличение нагрузок на опалубку, вы­полняют все соответствующие дополнительные расчеты. Так, например, может возникнуть необходимость ввода на свежеуложенное перекрытие монтажного крана, что требует не только перерасчета и усиления поддерживаю­щих лесов, но и устройства специального распределяю­щего нагрузку настила. Может резко увеличиться боко­вое давление свежеуложенной бетонной смеси на боко­вые элементы опалубки в связи с увеличением скорости бетонирования при подаче смеси бетононасосами. Это также может потребовать соответственного усиления конструкции опалубки.

При расчете опалубки, для бетони­рования легкобетонных конструкций, необходимо учи­тывать, что бетон на пористых заполнителях вследствие интенсивной потери подвижности имеет по сравнению с бетоном на плотных заполнителях коэффициент боко­вого давления на 30... 40% меньше. Вызвано это тем что сухой пористый заполнитель интенсивно поглощает жидкость из уложенной бетонной смеси, уменьшая толщину и увеличивая вязкость контактного слоя Это в свою очередь повышает адгезионные свойства бетона и увеличивает его сцепление с опалубкой. При использо­вании водонасыщенных заполнителей адгезионные свой­ства легкого бетона и бетона на плотных заполнителях примерно равнозначны.

Для уменьшения числа открытых пор и раковин на распалубливаемых лицевых поверхностях легкобетон­ных конструкций бетонные смеси на пористых заполни­телях следует подвергать интенсивному вибрированию используя желательно высокочастотные вибраторы Аль­тернативным решением может быть применение пласти­фицирующих добавок, позволяющих получать высоко­подвижные бетонные смеси с осадкой конуса более 20 см при относительно невысоком водоцементном отношении.

Дата добавления: 2014-01-05