ОПАЛУБОЧНЫЙ ЩИТ

Предлагаемое техническое решение относится к области строительства, в частности, к строительным конструкциям, предназначенным для выполнения опалубочных работ при возведении монолитных строительных элементов и может быть использовано при возведении стен, колонн и других элементов несущих и ненесущих конструкций объектов жилищного, гражданского, промышленного, транспортного, сельскохозяйственного и других видов строительства.
Одной из самых ответственных операций при выполнении опалубочных работ, а именно - при установке опалубки - является установка опалубочных щитов относительно друг друга в заданном положении. В частном случае - при установке опалубки, состоящей из нескольких щитов для получения в итоге, после затвердевания бетонной смеси и снятия (демонтажа) опалубки, ровной, гладкой поверхности без (видимых) переходов от поверхности, образованной одним опалубочным щитом, к поверхности, образованной другим опалубочным щитом. Все многообразие замков, соединяющих примыкающие опалубочные щиты и выравнивающих приспособлений предназначено для выполнения этой функции - образования поверхности, формируемой несколькими опалубочными щитами такого качества, какой она могла бы быть при использовании одного (единого) опалубочного щита. Для решения этой технической задачи разработаны и используются самые разнообразные технические средства, некоторые из которых рассмотрены ниже.
Известна стеновая опалубка PRIMO, в которой все опалубочные щиты системы «…имеют в углах рам специальный, штампованный элемент, который значительно упрочняет угол и способствует монтажу и демонтажу щитов (ф. BAUMA, Польша, Технический каталог «Стеновая опалубка PRIMO», стр.4, фото 1, 2).
Недостатком этой системы является необходимость использования «…специального штампованного элемента…», что усложняет процесс изготовления опалубочного щита и увеличивает его стоимость.
2
Известна также опалубка MANTO, в которой размеры щитов и возможности их комбинирования обеспечивают точное согласование опалубки с подлежащим бетонированию сооружением. Все щиты могут комбинироваться друг с другом в вертикальном и горизонтальном положениях с реализацией произвольных форм (ф. HUNNEBECK GmbH, Германия, опалубка MANTO, «Руководство по монтажу и применению», стр.22-23). Конструкция и используемые в ней профили одинаковы для всех щитов. Любой щит состоит из краевого профиля по всему периметру и расположенных с растром 30 см перфорированных профилированных ригелей. Удерживаемый краевым профилем опалубочный щит (обшивка) толщиной 18 мм снабжен покрытием плотностью 350 г/м. Каждый щит оснащен четырьмя отверстиями для анкеровки (крупноформатные щиты имеют 8 таких отверстий), расстояния между которыми гармонируют даже при разных высотах щитов. Угловые участки щитов, испытывающие наибольшие нагрузки, усилены надежной угловой листовой деталью толщиной 6 мм. Нижний краевой профиль имеет специальную «рычажную кромку», существенно облегчающую точную юстировку элементов опалубки после их опускания краном (подгонка может производиться гвоздодером или ломом). Щиты опалубки MANTO соединяются между собой выравнивающими струбцинами. Такая струбцина представляет собой соединительный элемент, обеспечивающий плотное и прочное при растяжении соединение опалубочных элементов с их взаимным выравниванием. Она может применяться как по вертикальным стыкам, так и по горизонтальным стыкам при выполнении многоярусной опалубки.
Недостатком данной опалубки является необходимость использования специальной «…надежной угловой листовой детали толщиной 6 мм…», что усложняет процент изготовления опалубочного щита и увеличивает его стоимость. Кроме того, в данной системе «…нижний краевой профиль имеет специальную «рычажную кромку…», что увеличивает номенклатуру профилей, используемых при изготовлении опалубочного щита, и, следовательно, увеличивает стоимость (изготовления) опалубочных щитов и опалубки в целом.
Известна также рамная опалубка TRIO, в которой «…скошенные углы имеются на элементах шириной 2,40 м, 1,20 м и на многощитовом элементе 72…», т.е. эта фаска (скос) «…облегчает выверку элементов без молотка… (облегчает перемещение - без кувалды» (ф. PERI GmbH, Германия, Справочник «Опалубка. Строительные леса. Инженерное сопровождение» стр.208).
Недостатком данной опалубки является сложность изготовления углов контура опалубочного щита, что удорожает стоимость (изготовления) опалубочного щита и опалубки в целом. Кроме того, на приведенных в справочнике фотографиях (стр.208) хорошо видно, что «подступиться» с помощью монтировки, лома или специального приспособления можно только в углах опалубочных щитов, и если выявляется необходимость юстировки щита в других местах контура опалубочного щита, это проделать невозможно.
Известна опалубка для возведения монолитных бетонных стен, включающая закрепленные посредством стяжек и раскосов опалубочные щиты, которые включают в себя палубы с горизонтальными и вертикальными балками, причем каждая балка выполнена в виде двух швеллерообразных профилей, стенки которых жестко соединены между собой двумя перегородками, расположенными параллельно относительно плоскости симметрии профилей (см. патент РФ №2081268, E04G 11/20, 1995). К недостаткам этой опалубки относятся большая масса, громоздкость, малая универсальность, т.е. ограниченные возможности возведения нестандартных архитектурных форм.
Известна также универсальная модульная опалубка, содержащая подмости, подкосы, замки для соединения щитов, модульные симметричные каркасные щиты, каждый из которых состоит их фанерной палубы, заключенной в раму, выполненную из контурного профиля и усиленную поперечными профилями, в которой контурные и поперечные профили выполнены из прессованного высокопрочного алюминиевого сплава и снабжены соответственно одинаковыми отверстиями для установки в контурные профили через конусные трубки - стяжек с опорными гайками, а в поперечные профили - подкосов и кронштейнов для подмостей, при этом сечение профилей представляют собой прямоугольники, у которых меньшие стороны выполнены утолщенными, а внутренняя большая сторона прямоугольника сечения контурного профиля имеет две конусообразные выемки, вершины которых посредством перемычек соединены с П-образным пазом противоположной внешней стороны прямоугольника, которая в месте соединения с фанерной палубой и выемкой, выполненной в утолщенной стороне прямоугольника, снабжена козырьком с отгибом, кроме того, замок для соединения модульных симметричных каркасов щитов выполнен в виде опорной балки с шарнирно закрепленными на ней рычажными упорами, один из которых взаимодействует с конусообразной выемкой, а другой - с эксцентриком (патент РФ №2148138, МПК(8) E04G 9/04, 11/08, опубл. 27.04.2000, Бюлл. №12).
Недостатком этого аналога является высокая стоимость, обусловленная излишней сложностью контурных профилей, а также сложность монтажа при установке опалубки. Кроме того, фиксирующие элементы замков взаимодействуют с выемками на наружных поверхностях стоек соединяемых рам. Такое выполнение крепления приводит к усложнению изготовления профиля стоек рам. Кроме того, прикладываются усилия от фиксирующих элементов замка к стойкам рам, что приводит к возникновению усилий разрыва между стойками и ребрами жесткости, в результате чего ослабляется жесткость рамы.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является линейный щит опалубки, содержащий фанерную палубу и каркас в виде прямоугольной рамы из контурного профиля с усилением поперечными профилями, контурный профиль выполнен из высокопрочного прессованного алюминия с прямоугольным в плане сечением с продольным козырьком, расположенным вдоль одной из сторон профиля, а также внутренней перемычкой и, расположенное напротив перемычки, фасонное углубление под захват крепежного инструмента, в котором в поперечном сечении контурного профиля фасонное углубление выполнено в виде V-образной впадины с симметрично скошенными сторонами, линия пересечения которых расположена на внутренней перемычке, при этом сторона профиля с продольным козырьком выполнена с продольной плоской впадиной, снабженной продольными бортами, расположенными в угловых областях профиля, при этом контурные профили длинных сторон прямоугольной рамы и поперечные профили выполнены с отверстиями, в которых закреплены втулки; в котором поперечные профили имеют прямоугольный в плане контур и выполнены из алюминия; в каждом контурном профиле отверстия с установленными в них втулками расположены по длине профиля с технологическим шагом и выполнены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, при этом технологический шаг выполнения отверстий, расположенных в одной плоскости, не совпадает с аналогичным шагом выполнения отверстий, расположенных в другой плоскости; отверстия, выполненные в коротких сторонах прямоугольного в плане сечения контурного профиля, расположены по длине профиля с технологическим шагом, меньшим аналогичного шага выполнения отверстий, расположенных в перпендикулярной плоскости; длина короткой стороны прямоугольной рамы составляет не менее 2,5 ее длинной стороны, при этом на крайних поперечных профилях и контурных профилях, расположенных на коротких сторонах рамы, закреплены продольные усилительные профили, установленные по продольной симметрии рамы; длина короткой стороны прямоугольной рамы составляет не менее 10,0 ее длинной стороны (патент РФ №57317 U1, МПК (8) E04G 11/00, опубл. 10.10.2006, Бюлл. №28), который взят за прототип.
Линейный щит опалубки выполнен в виде модульного каркасного щита, состоящего из прямоугольной рамы в виде соединенных между собой контурных профилей 1 с усилением поперечными профилями 2 и фанерной палубы 3. Контурные профили 1 щита выполнены из высокопрочного прессованного металлического сплава с прямоугольным в плане контуром с продольным козырьком 4 (под торец фанерной палубы), расположенным вдоль одной из сторон профиля, на противоположной стороне которого выполнена V-образная продольная впадина 5 под захват зажимного механизма, при этом вершина V-образной впадины расположена на усилительной перемычке 6, соединяющей эти стороны профиля. Сторона контурного профиля 1 с продольным козырьком 4 выполнена с продольной плоской впадиной 7. Контурные профили 1 расположены по сторонам палубы 3. Поперечные профили 2 выполнены из прессованного высокопрочного алюминиевого сплава с прямоугольным поперечным сечением. В контурных профилях 1, расположенных на длинных сторонах прямоугольной рамы и поперечных профилях, выполнены отверстия, соответственно, 8а, 8б и 9, в которых закреплены втулки, соответственно, 10 и 11. В контурных профилях 1, расположенных на длинных сторонах прямоугольной рамы, отверстия 8а и 8б с втулками 9 расположены по длине профиля с технологическим шагом и выполнены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, при этом технологический шаг выполнения отверстий 8а, расположенных в одной из плоскостей, не совпадает с шагом выполнения отверстий 8б, расположенных в другой плоскости. Отверстия 8а, выполненные в коротких сторонах прямоугольного сечения контурного профиля 1, расположены по длине профиля с технологическим шагом, меньшим аналогичного шага выполнения отверстий 8б, расположенных в перпендикулярной плоскости. Отверстия 8а предназначены для пропуска винтовых стяжек, которыми фиксируются две стороны опалубки при формировании, например, стены, и в случае, если они не используются, в них устанавливаются пробки-заглушки; отверстия 8б предназначены для монтажного инструмента, например, монтировки, с помощью которой щиты опалубки смещаются в необходимое положение и удерживаются в этом положении до закрепления зажимным механизмом. Разная величина технологического шага выполнения отверстий 8а и 8б обусловлена тем, что через отверстия 8а на опалубку передается нагрузка от винтовых стяжек и распорные нагрузки от цементного раствора, вследствие чего эти отверстия должны быть распределены равномерно по высоте опалубки для равномерного распределения нагрузки; обычно количество этих отверстий на каждой стороне составляет четыре отверстия. Через отверстия 8б осуществляется передача на щит опалубки только монтажных усилий, при этом для повышения удобства работы эти отверстия также равномерно распределены по высоте опалубки и их количество на каждой стороне опалубки обычно составляет не более трех отверстий. На крайних поперечных профилях 3 и контурных профилях 1, расположенных на коротких сторонах рамы, закреплены продольные усилительные профили 12, установленные по продольной оси симметрии рамы. Выполнение отверстий с втулками как в контурных, так и поперечных профилях обеспечивает, с одной стороны - упрощение монтажно-демонтажных работ (за счет возможности размещения во втулках наконечников монтажных приспособлений, например, монтировки при работе с опалубкой, а с другой - позволяет закрепить в этих отверстиях крепежные элементы, например, винтовые стяжки, крепежные элементы полатей, подкосов и т.д. При монтаже линейных щитов опалубки, смежные щиты фиксируются относительно друг друга или за счет захватных элементов зажимных механизмов (струбцин), которыми соединяются смежные щиты опалубки и/или за счет винтовых стяжек (при установке двух щитов напротив друг друга). В этом положении щиты опалубки готовы к работе. Демонтаж осуществляется в обратной последовательности.
Недостатком данного технического решения является то, что с помощью специальных отверстий 8б в торцевых поверхностях опалубочного щита (см. фиг.1, 5, 7), предназначенных для монтажного инструмента, например, монтировки, не всегда удобно перемещать (смещать, сдвигать) опалубочные щиты в необходимое положение. Особенно затруднительно устанавливать в заданное положение примыкающие опалубочные щиты так, чтобы исключить ступенчатый переход от поверхности одного опалубочного щита к поверхности другого опалубочного щита. Это объясняется тем, что при таком (заявленном и защищенном п.3 формулы полезной модели) расположении монтажных отверстий 8б нет возможности непосредственно воздействовать на торцевые грани примыкающих опалубочных щитов, и воздействовать можно только на те монтажные отверстия 8б примыкающих опалубочных щитов, которые расположены на противоположных торцевых поверхностях. Это может привести к тому, что после затвердевания бетонной смеси и снятия (демонтажа) опалубки на застывшей бетонной поверхности этот ступенчатый переход остается, и для его устранения потребуется проведение дополнительных отделочных работ, что увеличивает сроки проведения строительных работ и в итоге удорожает строительство.
Целью создания предлагаемого технического решения является разработка конструкции опалубочных щитов, свободных от рассмотренных выше недостатков, т.е. таких, которые можно легко и просто с применением простейших инструментов (например, обыкновенной монтировки) устанавливать (юстировать, подгонять) относительно соседних примыкающих опалубочных щитов. Кроме того, опалубочные щиты должны быть простыми в изготовлении, без использования специальных закладных деталей, предназначенных для целей юстировки (подгонки).
Поставленные цели достигаются тем, что в опалубочном щите, содержащем палубу, изготовленную, например, из ламинированной фанеры и каркас в виде прямоугольной рамы из металлического контурного профиля с усилением поперечными профилями, в котором металлический контурный профиль, с прямоугольным в плане сечением с углублением под захват замковыми приспособлениями, выполнен с продольным козырьком, расположенным вдоль одной из длинных сторон профиля, имеющей продольную плоскую впадину хотя бы на одной из сторон прямоугольной рамы каркаса, например, нижней, сформирован, например, обжимкой, как минимум, один ступенчатый уступ, например, прямоугольной формы, на длинной стороне металлического контурного профиля с продольной плоской впадиной со стороны, которая заканчивается продольным козырьком; кроме того металлический контурный профиль изготовлен, например, из стали марки Ст.3 (отечественного производства), или Ст.355 (зарубежного производства) толщиной (2-4) мм; металлический контурный профиль выполнен с одной внутренней замкнутой полостью; каркас имеет защитное цинковое покрытие толщиной (10-100) мкм, нанесенное, например, методом горячего цинкования; ступенчатые уступы выполнены и на нижней, и на верхней сторонах прямоугольной рамы каркаса; длина ступенчатого уступа составляет (40-60) мм; глубина ступенчатого уступа составляет (0,15-0,25) от значения длинной стороны металлического контурного профиля, заканчивающейся продольным козырьком; высота ступенчатого уступа составляет (0,1-0,2) от значения короткой стороны металлического контурного профиля; внешние радиусы обжима ступенчатого уступа составляют (0,8-1,2) от значения высоты этого уступа; внутренние радиусы обжима ступенчатого уступа составляют (0,4-0,6) от значения внешнего радиуса обжима этого уступа.
На фиг.1 показана изометрия общего вида опалубочного щита, на фиг.2 - ступенчатый уступ (вид со стороны щита, противоположной той, на которой расположена фанерная палуба), на фиг.3 - сечение металлического контурного профиля, проходящего через сформированный ступенчатый уступ. Опалубочный щит выполнен в виде модульного каркасного щита, состоящего из прямоугольной рамы в виде соединенных между собой отрезков металлического контурного профиля 1 с усилением поперечными профилями 2 и фанерной палубы, изготовленной, например, из многослойной ламинированной фанеры толщиной 18 мм и покрытием плотностью 220 г/кв.м (на фиг.1 фанерная палуба не видна). Буквой А на фиг.1 обозначены ступенчатые уступы, расположенные в показанном варианте на верхней горизонтальной стороне опалубочного щита. Профили 1, 2 из которых состоит прямоугольная рама опалубочного щита, могут быть изготовлены из металлических сплавов различных марок, например, Ст.3 (отечественного производства) или Ст.355 (зарубежного производства). Металлический контурный профиль выполнен с прямоугольным в плане контуром (см. фиг.3) с продольным козырьком 3 (под торец фанерной палубы), расположенным вдоль одной из длинных стенок профиля, на противоположной стороне которого выполнена впадина 4 под захват зажимными приспособлениями, например, замками различной конструкции. На стороне металлического контурного профиля 1, заканчивающейся продольным козырьком 3, выполнена продольная плоская впадина 5. Прямоугольный уступ представлен на фиг.2, 3, где L - его длина, H - высота, G - глубина, R - внешний радиус, r - внутренний радиус. Прямоугольный уступ может быть выполнен на любой из горизонтальных сторон опалубочного щита - как на верхней, так и на нижней, а также на обеих сторонах (в зависимости от требований конкретного заказчика опалубки). Прямоугольные уступы формируются, например, методом обжимки. Предпочтительные размеры ступенчатого уступа составляют:
- длина L - (40-60) мм;
- глубина G - (0,15-0,25) от значения длинной стороны металлического контурного профиля 1, заканчивающейся продольным козырьком 4;
- высота H - (0,1-0,2) от значения короткой стороны металлического контурного профиля 1;
- внешний радиус R обжима ступенчатого уступа - (0,8-1,2) от значения H;
- внутренний радиус r обжима ступенчатого уступа - (0,4-0,6) от значения R.
После формования ступенчатого уступа, например, обжимкой (в холодном или горячем состоянии заготовки) короткая сторона металлического контурного профиля, расположенная на стороне, противоположной той, на которой находится продольный козырек, может быть несколько деформирована на участке, расположенном в непосредственной близости к сформированному уступу. Однако эти деформированные участки не должны выходить за пределы общей плоскости короткой стенки металлического контурного профиля, чтобы не мешать использовать замки любой известной конструкции, применяемые для фиксации примыкающих опалубочных щитов в заданном взаимном расположении.
B процессе установки опалубки требуется обеспечить заданное положение опалубочных щитов друг относительно друга, например, обеспечить гладкую, без зазоров поверхность, образованную фанерными палубами двух примыкающих опалубочных щитов. Для обеспечения точной подгонки (юстировки) взаимного положения опалубочных щитов и предназначены ступенчатые уступы, в которые в процессе подгонки вставляются специализированные приспособления или инструменты, например, монтировка, с помощью которой и осуществляется точная подгонка внешнего расположения примыкающих опалубочных щитов. При разборке (демонтаже) опалубки после затвердевания залитой цементной или бетонной смеси эти ступенчатые уступы также могут быть «востребованы» для облегчения процесса снятия опалубки.
При использовании опалубочных щитов для изготовления вертикально, ориентированных строительных элементов, а также строительных элементов, расположенных под наклоном к вертикали, располагают необходимое количество щитов, подгоняют их взаимное расположение друг относительно друга, используя простейшие приспособления, например, обыкновенную монтировку, располагая ее наконечник в ступенчатые уступы, расположенные на верхней и/или нижних сторонах примыкающих опалубочных щитов и, контролируя их взаимное расположение, добиваются желательного результата. Затем, используя замки любой известной конструкции, устанавливают между щитами опалубки элементы, фиксирующие расстояние между ними, а затем с внешней стороны щитов опалубки устанавливают элементы, удерживающие щиты и монтажные подмости. В сформированную подобным образом опалубку предпочтительно устанавливают арматуру и заливают бетонную смесь. После затвердевания строительного элемента опалубку разбирают, при необходимости также используя ступенчатые уступы. При использовании опалубочных щитов для изготовления перекрытий их располагают в требуемом положении, соединенные замками любой известной конструкции, на уровень создаваемого перекрытия, любым известным образом фиксируют в установленном положении, на сформированную подобным образом опалубку предпочтительно устанавливают арматуру и заливают бетонную смесь. После затвердевания строительного элемента опалубку разбирают. Для защиты опалубочных щитов от воздействия неблагоприятных факторов воздействия внешней окружающей среды на месте возведения и использования опалубки применяется несколько вариантов защитного покрытия различных частей опалубки. Например, каркас стального опалубочного щита может быть покрыт защитным цинковым покрытием толщиной (10-100) мкм нанесенным, например, методом горячего цинкования. Другие детали опалубки могут иметь защитное лакокрасочное покрытие (одно - или многослойное).
Использование предлагаемого технического решения позволяет облегчить процесс установки примыкающих опалубочных щитов в заданном друг относительно друга расположении и, в конечном счете, добиться получения бетонированной поверхности требуемого качества с использованием простейших приспособлений.
Предлагаемое техническое решение относится к области строительства и может быть использовано при производстве опалубочных щитов, применяемых при возведении (формовании) монолитных строительных элементов, в частности, стен, перекрытий, колонн, пилонов и других архитектурных элементов несущих конструкций объектов жилищного, гражданского, промышленного, транспортного, сельскохозяйственного и других видов строительства. Результаты проведенных испытаний образцов опалубочных щитов, изготовленных с применением ступенчатых уступов в различных местах опалубочных щитов, показали высокую эффективность данного технического решения, заключающуюся в простоте и легкости процесса подгонки примыкающих щитов друг относительно друга, и, соответственно, повышения качества сформированных забетонированных поверхностей. Ступенчатые уступы позволяют также упростить и облегчить процесс демонтажа опалубки после затвердевания бетонной смеси. На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение удовлетворяет требованию условия (критерия) патентоспособности «промышленная применяемость».
Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с известными (из патентных, научно-технических, рекламных и др. источников информации) позволяет сделать вывод о том, что объекты техники с такой совокупностью заявленных признаков не известны из предыдущего уровня техники. Новизна предлагаемого технического решения заключается в конкретном исполнении предложенного ступенчатого уступа, а именно - его форме, размерах, месте расположения, способе использования, т.е. наличием конструктивного элемента, формой его выполнения, его параметрами. В зависимых пунктах формулы уточняются (конкретизируются) признаки, характеризующие частные случаи выполнения заявленного технического решения, в частности, значения, характеризующие вариант(ы) исполнения ступенчатого уступа. Определение из перечня аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков, изложенных в формуле полезной модели. На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение удовлетворяет требованиям условия (критерия) патентоспособности «новизна».