stringtranslate.com

Опалубка

Анимация, демонстрирующая строительство многоэтажного здания с использованием алюминиевой ручной опалубки.
Модульная стальная каркасная опалубка для фундамента. Арматура выведена из бетонной плиты для формирования основания будущих колонн
Деревянная опалубка для бетонной колонны. Регулируемые металлические винтовые домкраты стабилизируют и выравнивают форму
Алюминиевая опалубочная система
Эскиз вида сбоку традиционной деревянной опалубки, используемой для формирования лестничного марша.
Установка опалубки для стены. Соответствующая опалубка будет установлена ​​на противоположной стороне, чтобы создать пространство для заливки бетона.

Опалубка — это формы , в которые бетон или подобные материалы либо предварительно отливаются , либо отливаются на месте . В контексте бетонного строительства опалубка поддерживает опалубочные формы. В специальных применениях опалубка может быть постоянно включена в конечную конструкцию, добавляя изоляцию или помогая укрепить готовую конструкцию.

Типы

Опалубка может быть изготовлена ​​из дерева, металла, пластика или композитных материалов:

  1. Традиционная деревянная опалубка . Опалубка изготавливается на месте из древесины и фанеры или влагостойкой ДСП . Ее легко изготовить, но для больших конструкций это занимает много времени, а фанерная облицовка имеет относительно короткий срок службы. Она по-прежнему широко используется там, где затраты на рабочую силу ниже, чем затраты на приобретение многоразовой опалубки. Это также самый гибкий тип опалубки, поэтому даже там, где используются другие системы, сложные секции могут использовать ее.
  2. Инженерная опалубочная система . Эта опалубка изготавливается из сборных модулей с металлическим каркасом (обычно стальным или алюминиевым ) и покрывается со стороны применения ( бетон ) материалом с желаемой структурой поверхности (сталь, алюминий , древесина и т. д.). Двумя основными преимуществами опалубочных систем по сравнению с традиционной деревянной опалубкой являются скорость строительства (модульные системы быстро соединяются штифтами, зажимами или шурупами) и более низкие затраты на жизненный цикл (за исключением значительных усилий, каркас практически неразрушим, в то время как покрытие, если оно сделано из дерева, может потребоваться замена после нескольких — или нескольких десятков — использований, но если покрытие сделано из стали или алюминия, форма может выдержать до двух тысяч использований в зависимости от ухода и применения). Металлические опалубочные системы лучше защищены от гниения и огня, чем традиционная деревянная опалубка.
  3. Пластиковая опалубка многократного использования . Эти взаимозаменяемые и модульные системы используются для создания самых разнообразных, но относительно простых бетонных конструкций. Панели легкие и очень прочные. Они особенно подходят для проектов с похожими конструкциями и недорогих массовых жилищных схем. Чтобы получить дополнительный уровень защиты от разрушительной погоды, оцинкованные крыши помогут устранить риск коррозии и ржавчины. Эти типы модульных корпусов могут иметь несущие крыши для максимального использования пространства путем укладки друг на друга. Их можно либо установить на существующей крыше, либо построить без пола и поднять на существующие корпуса с помощью крана. [ необходима цитата ]
  4. Постоянная изолированная опалубка . Эта опалубка собирается на месте, обычно из изолирующих бетонных форм (ICF). Опалубка остается на месте после застывания бетона и может обеспечить преимущества с точки зрения скорости, прочности, превосходной тепло- и звукоизоляции , пространства для прокладки коммуникаций внутри слоя EPS и интегрированной обрешетки для отделки фасада.
  5. Системы структурной опалубки Stay-In-Place . Эта опалубка собирается на месте, обычно из сборных форм из армированного волокном пластика . Они имеют форму полых труб и обычно используются для колонн и опор . Опалубка остается на месте после затвердевания бетона и действует как осевая и сдвиговая арматура, а также служит для ограничения бетона и предотвращения воздействия окружающей среды, такого как коррозия и циклы замерзания-оттаивания .
  6. Гибкая опалубка . В отличие от жестких форм, описанных выше, гибкая опалубка представляет собой систему, которая использует легкие, высокопрочные листы ткани, чтобы использовать текучесть бетона и создавать высокооптимизированные, архитектурно интересные, строительные формы. Используя гибкую опалубку, можно отливать оптимизированные конструкции, которые используют значительно меньше бетона, чем эквивалентная по прочности призматическая секция, [1] тем самым предлагая потенциал для значительной экономии энергии в новых бетонных конструкциях.

Опалубка перекрытий (палубная опалубка)

Купол Пантеона
Схематическое изображение традиционной опалубки
Модульная опалубка с настилом для жилищного проекта в Чили
Опалубка из стали и фанеры для монолитного бетонного фундамента

История

Некоторые из самых ранних примеров бетонных плит были построены римскими инженерами. Поскольку бетон довольно прочен в сопротивлении сжимающим нагрузкам , но имеет относительно низкую прочность на растяжение или кручение , эти ранние сооружения состояли из устойчивых к сжатию арок , сводов и куполов . Наиболее заметной бетонной конструкцией этого периода является Пантеон в Риме. Чтобы придать этой конструкции форму, временные леса и опалубка или опорные конструкции были построены в будущей форме конструкции. Эти строительные методы не были ограничены заливкой бетона, но широко использовались и используются в строительстве из камня . Из-за сложности и ограниченной производственной мощности строительного материала [ необходима ссылка ] рост бетона как предпочтительного строительного материала произошел только с изобретением портландцемента и железобетона .

Опалубка для перекрытий из деревянных балок

Похож на традиционный метод, но продольные балки и балки обычно заменяются на балки из конструированной древесины , а опоры заменяются на регулируемые металлические подпорки. Это делает этот метод более систематическим и пригодным для повторного использования.

Традиционная опалубка для перекрытий

Традиционная деревянная опалубка на причале в Бангкоке

На заре возрождения бетона в плитных конструкциях строительные методы для временных конструкций были получены снова из кладки и плотницкого дела . Традиционная техника опалубки плит состоит из опор из пиломатериалов или молодых стволов деревьев, которые поддерживают ряды стрингеров, собранных примерно на расстоянии от 3 до 6 футов или от 1 до 2 метров друг от друга, в зависимости от толщины плиты. Между этими стрингерами балки располагаются примерно на расстоянии 12 дюймов (30 см) друг от друга, на которые укладываются доски или фанера . Стрингеры и балки обычно изготавливаются из пиломатериалов размером 4 на 4 дюйма или 4 на 6 дюймов. Наиболее распространенная толщина фанеры в имперском стандарте составляет 3 ⁄ 4 дюйма, а наиболее распространенная метрическая толщина составляет 18 мм.

Опалубка перекрытия из металлических балок

Аналогично традиционному методу, но стрингеры и балки заменяются алюминиевыми формовочными системами или стальные балки и опоры заменяются металлическими стойками. Это также делает этот метод более систематическим и многоразовым. Алюминиевые балки изготавливаются как телескопические блоки, что позволяет им охватывать опоры, расположенные на разных расстояниях друг от друга. Телескопические алюминиевые балки можно использовать и повторно использовать при строительстве конструкций разных размеров.

Ручная установка модульной алюминиевой опалубки для палубы
Модульная алюминиевая опалубка Handset

Модульная опалубка перекрытий

Эти системы состоят из сборных деревянных, стальных или алюминиевых балок и модулей опалубки. Модули часто не больше 3-6 футов или 1-2 метров в размере. Балки и опалубка обычно устанавливаются вручную и скрепляются штифтами, зажимами или шурупами. Преимущества модульной системы: не требуется кран для установки опалубки, скорость строительства с неквалифицированной рабочей силой, модули опалубки можно снять после застывания бетона, оставляя на месте только балки до достижения проектной прочности.

Системы столовых или летающих форм

Эти системы состоят из опалубочных плит «столов», которые повторно используются на нескольких этажах здания без разборки. Собранные секции либо поднимаются на лифте, либо «переносятся» краном с одного этажа на другой. После установки на место зазоры между столами или столом и стеной заполняются временной опалубкой. Опалубочные плиты различаются по форме и размеру, а также по материалу их изготовления, некоторые из них поддерживаются встроенными фермами. Использование этих систем может значительно сократить время и ручной труд, необходимые для установки и распалубки (или «демонтажа») опалубки. Их преимущества лучше всего использовать в больших по площади и простых конструкциях. Архитекторы и инженеры также часто проектируют здания вокруг одной из этих систем.

Столы для летающей опалубки с алюминиевыми и деревянными балками. В этой системе столы поддерживаются регулируемыми башмаками, прикрепленными к ранее залитым колоннам и стенам.

Структура

Стол строится примерно так же, как и опалубка балки, но отдельные части этой системы соединяются вместе таким образом, что их можно транспортировать. Наиболее распространенной обшивкой является фанера , но используются сталь и стекловолокно . Балки изготавливаются из древесины, конструкционной древесины (часто в форме двутавровых балок ), алюминия или стали. Стрингеры иногда изготавливаются из деревянных двутавровых балок, но обычно из стальных швеллеров. Они скрепляются вместе (винтами, сваркой или болтами), чтобы стать «палубой». Эти палубы обычно прямоугольные, но могут иметь и другие формы.

Поддерживать

Все опорные системы должны быть регулируемыми по высоте, чтобы опалубку можно было разместить на правильной высоте и снять после застывания бетона. Обычно для поддержки этих систем используются регулируемые металлические стойки, похожие (или такие же), как те, которые используются в опалубке балочных плит. Некоторые системы объединяют стрингеры и опоры в стальные или алюминиевые фермы . Другие же системы используют металлические каркасные опорные башни, к которым крепятся настилы. Другим распространенным методом является крепление настилов опалубки к ранее отлитым стенам или колоннам, что полностью исключает использование вертикальных стоек. При этом методе регулируемые опорные башмаки крепятся болтами через отверстия (иногда через отверстия для стяжек) или крепятся к литым анкерам.

Размер

Размеры этих столов могут варьироваться от 70 до 1500 квадратных футов (от 6,5 до 140 м 2 ). В этой системе есть два общих подхода:

  1. Управление краном: этот подход заключается в сборке или производстве столов с большой площадью опалубки, которую можно перемещать на уровень только краном. Типичная ширина может составлять 15, 18 или 20 футов или 5-7 метров, но их ширина может быть ограничена, так что их можно транспортировать в собранном виде, не платя за негабаритный груз. Длина может варьироваться и может составлять до 100 футов (или более) в зависимости от грузоподъемности крана. После застывания бетона настилы опускаются и перемещаются с помощью роликов или тележек к краю здания. После этого выступающая сторона стола поднимается краном, в то время как остальная часть стола выкатывается из здания. После того, как центр тяжести оказывается за пределами здания, стол крепится к другому крану и переносится на следующий уровень или позицию.

Эта технология довольно распространена в Соединенных Штатах и ​​странах Восточной Азии. Преимуществами этого подхода являются дальнейшее сокращение времени ручного труда и стоимости на единицу площади плиты, а также простая и систематическая технология строительства. Недостатками этого подхода являются необходимая высокая грузоподъемность кранов на строительной площадке, дополнительное дорогостоящее время крана, более высокие материальные затраты и малая гибкость.

Опалубочные столы, используемые на строительной площадке с более сложными конструктивными особенностями
  1. Управление вилочным краном или подъемником:

При таком подходе столы ограничены по размеру и весу. Типичная ширина составляет от 6 до 10 футов (от 1,8 до 3,0 м), типичная длина — от 12 до 20 футов (от 3,7 до 6,1 м), хотя размеры столов могут различаться по размеру и форме. Главное отличие этого подхода заключается в том, что столы поднимаются либо с помощью вилочного крана, либо с помощью подъемников для материалов, прикрепленных к боковой стороне здания. Обычно они транспортируются горизонтально к лифту или подъемной платформе крана в одиночку с помощью подвижных тележек в зависимости от их размера и конструкции. Окончательные корректировки позиционирования могут быть выполнены с помощью тележки. Этот метод пользуется популярностью в США, Европе и в целом в странах с высокой стоимостью рабочей силы. Преимущества этого подхода по сравнению с балочной опалубкой или модульной опалубкой заключаются в дальнейшем сокращении рабочего времени и стоимости. Меньшие столы, как правило, легче подгонять под геометрически сложные здания (круглые или непрямоугольные) или формировать вокруг колонн по сравнению с их большими аналогами. Недостатками такого подхода являются более высокие материальные затраты и увеличение времени работы крана (при подъеме с помощью вил крана).

Формы туннеля

Туннельные формы — это большие формы размером с комнату, которые позволяют отливать стены и полы за одну заливку. С несколькими формами весь пол здания можно отливать за одну заливку. Туннельные формы требуют достаточного пространства снаружи здания, чтобы вытащить всю форму и поднять ее на следующий уровень. Часть стен остается неотлитой, чтобы снять формы. Обычно заливка выполняется с периодичностью в 4 дня. Туннельные формы больше всего подходят для зданий с одинаковыми или похожими ячейками, чтобы можно было повторно использовать формы внутри пола и с одного этажа на другой, в регионах с высокими ценами на рабочую силу. Туннельная опалубка экономит время и деньги.

См. структурный кессон .

Масло для бетонных форм

Основное назначение опалубочного масла — снизить адгезию между конструкцией фундамента и залитой в него бетонной смесью. [2] Оно также снижает вероятность появления трещин и сколов из-за высыхания или перенапряжения бетона. Без опалубочного масла, снижающего адгезию между поверхностями, становится практически невозможным снять конструкцию, не повредив фундамент, стену или переборку. Риск также увеличивается с размером яруса. [3]

Подъемная опалубка

Подъемная опалубка , также известная как jumpform , представляет собой специальный тип опалубки для вертикальных бетонных конструкций, которая поднимается вместе с процессом строительства. Несмотря на то, что она относительно сложна и затратна, она может быть эффективным решением для зданий, которые либо очень повторяются по форме (например, башни или небоскребы), либо требуют бесшовной конструкции стены (с использованием скользящей опалубки , специального типа подъемной опалубки).

Существуют различные типы подъемной опалубки, которые либо время от времени перемещаются, либо могут перемещаться самостоятельно (обычно на гидравлических домкратах, необходимых для самоподъемной и скользящей опалубки).

Формы для скалолазания обычно используются на:

Гибкая опалубка

Все больше внимания уделяется устойчивости в дизайне, подкрепленной целями по сокращению выбросов углекислого газа . Низкая энергия, заключенная в бетоне по объему, компенсируется его скоростью потребления, которая делает производство цемента ответственным за около 5% мировых выбросов CO 2. [5]

Бетон — это жидкость, которая дает возможность экономично создавать конструкции практически любой геометрии — бетон можно заливать в формы практически любой формы. Однако результатом являются конструкции с высоким потреблением материала и большим углеродным следом. Повсеместное использование ортогональных форм в качестве опалубки для бетона привело к устоявшемуся словарю призматических форм для бетонных конструкций, однако такие жесткие системы опалубки должны выдерживать значительное давление и потреблять значительное количество материала. Более того, полученный элемент требует больше материала и имеет больший собственный вес, чем отлитый с переменным поперечным сечением. [ необходимо уточнение ]

Простые методы оптимизации [6] [7] [8] могут быть использованы для проектирования элемента переменного сечения, в котором изгибная и сдвиговая прочность в любой точке по длине элемента отражает требования нагружаемой оболочки, применяемой к нему. [ необходимо разъяснение ]

Заменяя обычные формы гибкой системой, состоящей в основном из недорогих тканевых листов, гибкая опалубка использует текучесть бетона для создания высокооптимизированных, архитектурно интересных строительных форм. Может быть достигнута значительная экономия материалов. [9] Оптимизированная секция обеспечивает предельную емкость предельного состояния, одновременно снижая воплощенный углерод , тем самым улучшая эксплуатационные характеристики жизненного цикла всей конструкции.

Контроль гибко сформированного поперечного сечения балки является ключом к достижению конструкции с низким использованием материалов. Основное предположение заключается в том, что лист гибкой проницаемой ткани удерживается в системе опалубки до того, как будет добавлена ​​арматура и бетон. Изменяя геометрию тканевой формы с расстоянием вдоль балки, создается оптимизированная форма. Таким образом, гибкая опалубка имеет потенциал для облегчения изменения в философии проектирования и строительства, которое потребуется для перехода к менее материалоемкой, более устойчивой строительной отрасли. [10]

Тканевая опалубка — это небольшая ниша в технологии бетона. Она использует мягкие, гибкие материалы в качестве опалубки для свежего бетона, обычно с каким-то сильным натяжением текстильного или пластикового материала. Международное общество по формованию тканей проводит исследования тканевой опалубки. [11]

Опалубка из листового железа

Конструкция российского завода НПО-22 (торговая марка Proster , модель 21 предназначена для использования в качестве опалубки) использует железные «листы» (с перфорацией), которые при необходимости можно согнуть, чтобы образовать кривую. Листовая опалубка с V-образными направляющими сохраняет форму в одном направлении (вертикально), но перед армированием стальными балками может быть согнута. Несколько листов можно скрепить вместе таким же образом, как и ограждения из железных «листов» .

Использование

Для съемных форм, как только бетон был залит в опалубку и застыл (или выдержал ), опалубка выбивается или снимается , чтобы обнажить готовый бетон. Время между заливкой и снятием зависит от технических условий работы, которые включают требуемое выдержание и то, выдерживает ли форма какой-либо вес; обычно это не менее 24 часов после завершения заливки. Например, Департамент транспорта Калифорнии требует, чтобы формы оставались на месте в течение 1–7 дней после заливки, [12] в то время как Департамент транспорта штата Вашингтон требует, чтобы формы оставались на месте в течение 3 дней с влажным одеялом снаружи. [13]

Опалубка снята, обнажая затвердевший бетон

Зрелищные несчастные случаи происходили, когда формы были сняты слишком рано или были недостаточно рассчитаны на нагрузку, создаваемую весом невыдержанного бетона. «Вырывы форм» также происходят, когда недостаточно спроектированная опалубка изгибается или ломается во время заливки бетона (особенно если она заполняется бетононасосом высокого давления ) . Последствия могут варьироваться от небольших утечек, легко устраняемых во время заливки, до катастрофического разрушения формы, даже со смертельным исходом.

Бетон оказывает меньшее давление на формы по мере затвердевания. Затвердевание является асимптотическим процессом, что означает, что большая часть окончательной прочности будет достигнута через короткое время, а дальнейшее затвердевание с течением времени будет отражать тип цемента, добавки и условия заливки, такие как температура и влажность окружающей среды.

Влажный бетон также оказывает гидростатическое давление на опалубку. Поэтому давление внизу формы больше, чем вверху, из-за чего большинство прорывов происходит внизу опалубки. На иллюстрации опалубки колонны выше «зажимы колонны» расположены ближе друг к другу внизу. Обратите внимание, что колонна скреплена стальными регулируемыми «опалубочными стойками» и использует 20-миллиметровые «сквозные болты» для дополнительной поддержки длинной стороны колонны.

Некоторые модели «несъемной опалубки» также могут служить дополнительным усилением конструкции.

Галерея

Смотрите также

Литература

Ссылки

  1. ^ Орр, Дж. Дж., Дарби, А. П., Айбелл, Т. Дж., Эвернден, М. К. и Отлет, М., 2011. Бетонные конструкции с использованием тканевой опалубки. Инженер-строитель, 89 (8), стр. 20-26.
  2. ^ "Смазки для опалубки - типы и применение разделительных составов для опалубки". hillandgriffith.com . 13 февраля 2020 г. . Получено 5 июля 2022 г. .
  3. ^ "Смазка для опалубки: характеристики". birmiss.com . Получено 5 июля 2022 г. .
  4. ^ "Вот несколько причин, по которым вам следует начать использовать подъемную опалубку". The Balance . Получено 2018-03-09 .
  5. ^ WRI (2005) Выбросы углекислого газа по источникам 2005. Таблицы данных Earthtrends: Климат и атмосфера, доступно онлайн
  6. ^ Orr JJ, Darby AP, Ibell TJ, et al (2011) Бетонные конструкции с использованием тканевой опалубки. The Structural Engineer 89(8): 20-26. http://opus.bath.ac.uk/23588/
  7. ^ Костова К, Ибелл Т, Дарби А.П. и Эвернден М (2012) Усовершенствованное композитное армирование для структурных элементов, сформированных из ткани. На Второй международной конференции по гибкой опалубке (Орр Дж.Дж., Дарби А.П., Эвернден М и Ибелл Т. (ред.)). Университет Бата, Бат, Великобритания. www.icff2012.co.uk
  8. ^ Гарбетт Дж., Дарби А.П. и Айбелл Т.Дж. (2010) Оптимизированная конструкция балки с использованием инновационного сетчатого бетона. Достижения в области структурной инженерии 13(5): 849-860.
  9. ^ Orr JJ, Darby AP, Ibell TJ и Evernden M (2012a) Оптимизация и долговечность литых из ткани балок 'Double T'. На Второй международной конференции по гибкой опалубке (Orr JJ, Darby AP, Evernden M и Ibell T. (ред.)). Университет Бата, Бат, Великобритания http://opus.bath.ac.uk/30078/
  10. ^ Ли, DSH (2010) Исследование методологии строительства и структурного поведения каркасной формоэффективной железобетонной балки. Кандидатская диссертация, Эдинбургский университет, Эдинбург.
  11. ^ "Исследовательские работы". www.fabricforming.org . Получено 2 мая 2018 г. .
  12. ^ [Раздел 90-7] из Спецификаций стандартов Caltrans , 2006 г.
  13. ^ [Раздел 6-02.3(11)] из Спецификаций стандартов WSDOT , 2006 г.

Внешние ссылки