МОДУЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ СТЯЖКИ СТРОИТЕЛЬНОЙ ДЛЯ НЕСЪЕМНОЙ ОПАЛУБКИ

Полезная модель относится к строительным конструкциям, в частности, к крепежным устройствам несъемной опалубки, имеющей в своем составе приспособления для формирования пространства, заполняемого твердеющим раствором, образующим совместно часть строительного сооружения.
Известна стяжка строительная, содержащая два элемента, соединенные между собой с образованием перемычки, на каждом конце перпендикулярно оси перемычки установлены по две пластины, одна из которых является фиксатором и расположена в торце, а вторая, внутренняя, удалена от нее на расстояние, равное толщине стеновой панели, при этом на каждом конце перемычки имеется хвостовик с пазами, ответными фиксатору, перемычка состоит из двух одинаковых, оснащенных клипсами арматуры частей, соединенных элементами фиксации, а перемычка имеет выступы и ответные им пазы (RU 166729, E04G 17/06, Е04В 2/86, опубл. 10.12.2016 г.).
Эта строительная стяжка состоит из двух надежно соединенных псовым механизмом одинаковых по конструкции модульных элементов, выполненные методом литья или формовки из полимерного материала. Каждый модульный элемент состоит из стержневого элемента двутаврового сечения, по длине которого выполнены технологические отверстия. На одном конце такого модульного элемента сформирован ответный элемент клипсового механизма, а на другом выполнена дисковой формы пластина, являющаяся ограничителем. С другой стороны ограничителя расположен хвостовик, выполненный в виде удлиненного стержня круглой формы в сечении, на котором дистантно расположены кольцевые выступы, между которыми вставляется фиксатор в виде скобы. При монтаже в стенке опалубки сверлится отверстие и в него с внутренней стороны опалубки вставляется удлиненный стержень круглой формы до упора в дисковую форму пластины. На выступающую из стенки опалубки часть хвостовика одевается скобообразный фиксатор, который закрепляет модульный элемент в стенке опалубки. Аналогично проводят закрепление модульного элемента в другой стенке опалубки, после чего оба модульных элемента скрепляют между собой клипсовым механизмом. Получается строительная стяжка, которая фиксирует положение стенок опалубки на заданном расстоянии между собой. На стержневом элементе двутаврового сечения так же имеются выступы для крепления клипс, в которые вставляются прутья арматуры, лежащие вдоль опалубки.
Наиболее близким аналогом является модульный элемент стяжки строительной для несъемной опалубки (патент RU182406U, опубл.: 16.08.2018.) выполненный из полимерного материала и содержащий стержневой элемент двутаврового сечения, по длине которого выполнены технологические отверстия, и который на одном конце имеет ответный элемент механизма соединения с другим модульным элементом, а на другом выполнена дисковой формы пластина, являющаяся ограничителем, при этом с другой стороны ограничителя расположен хвостовик, выполненный в виде удлиненного стержня круглой формы в сечении, на котором дистантно расположены кольцевые выступы, между которыми вставляется фиксатор в виде скобы, представляющей собой пластину с центральным открытым вырезом для охвата удлиненного стержня круглой формы в сечении, отличающийся тем, что дисковой формы пластина в поперечном сечении выполнена в два раза больше поперечного размера стержневого элемента двутаврового сечения и соединена с ним дугообразной формы переходами, технологические отверстия выполнены высотой в два раза меньше поперечного размера стержневого элемента двутаврового сечения, а фиксатор в виде скобы представляет собой пластинку с утолщением по периметру центрального открытого выреза, являющимся ребром жесткости, от которого поперек выреза и вдоль этого выреза выполнены дополнительные выпуклой формы утолщения.
В процессе применения модульного элемента на него воздействуют динамические нагрузки, обусловленные несоосностью отверстий в стоящих напротив друг друга стенках несъемной опалубки. При наличии неточности осевого расположения при соединении двух модульных элементов механизмом их соединения, например, клипсовым, стержневые элементы двутаврового сечения подвергаются изгибу и кручению, приводящему к поломке этих элементов в заделке, то есть в месте соединения этих элементов с пластиной ограничителями. Этот излом обусловлен тем, что при полимеризации стержневая часть и периметр пластины ограничителя остывают быстрее, чем зона соединения их между собой. Поверхностные слои успевают затвердеть до того, как это произойдет с глубинными слоями. В результате в этой зоне образуется ослабленная структура полимерного материала. Работа поверхностных слоев проходит в режиме упругой деформации, но именно эти напряжения приводят к разрыву слабых связей в глубинных слоях материала. В результате стержень отламывается от пластины. Для исключения этого явления необходимо обеспечить такой процесс постепенного остывания, при котором в теле изделия и на его поверхности структура материала была бы одинаковой. Но это требует применения специальных термокамер, в которых можно было бы обеспечить процесс медленного остывания с регулируемой скоростью. В реальности, для строительных расходных элементов разового использования эти камеры не применяют для сохранения их стоимости на низком уровне. Поэтому процесс остывания идет при окружающей температуре, при которой возникает неоднородность структуры материала в готовом изделии, и задача повышения равномерности структуры материала не решается.
Частично эту проблему решает снижение напряжения на хвостовики и фиксаторы при натяжении соединенных модульных элементов в виде строительной стяжки.
Для чего процесс установки стяжки меняют таким образом, что после того как пластину крепят фиксатором на хвостовике с упором фиксатора в одну стенку, то перед тем как аналогичные операции проводят и на другой (противолежащей) стенке опалубки, сначала соединяют расположенных напротив друг друга два модульных элемента между собой за счет механизма соединения.
Однако, технической проблемой такого подхода является то, что в процессе монтажа стяжки на несъемную опалубку, когда оба модульных элемента скрепляют между собой или через удлинитель, а на выступающие из стенок опалубки части хвостовиков одеваются скобообразные фиксаторы, которые закрепляют модульные элементы в стенке опалубки, фиксаторы не всегда плотно прижимают стенки опалубки, оставляя прореху.
Поскольку данное свободное положение фиксаторов не является допустимым и может привести к неравномерной толщине всех стенок опалубки, фиксаторы прижимают через большое усилие, что способствует тому, что нагрузка натяжения на концевые хвостовики также резко возрастает. Это часто приводит к отрыву хвостовиков в момент заливки бетоном по описанным выше причинам.
Кроме того, установить фиксатор на хвостовик с усилием зачастую тоже не всегда удается, данный процесс требует дополнительного времени, что увеличивает общее время монтажа.
Вследствие описанных выше проблем подобный метод в известных решениях не применяют, а используют предварительную установку обоих фиксаторов на концах хвостовиков и лишь затем соединяют расположенные напротив друг друга два модульных элемента между собой за счет механизма соединения. Кроме того, в местах предполагаемого расположения прутьев арматуры на поверхности стержневого элемента закрепляют клипсы, чтобы усилить соединение, которое имеет сильное натяжение и поскольку без клипсы стяжка при сильном натяжении может разъединиться.
Как уже было указано ранее, данный метод не решает технической проблемы напряжения и отрыва фиксатора от хвостовика.
Задачей полезной модели является устранение указанных технических проблем.
Техническим результатом полезной модели является реализация возможности плотной установки фиксатора на хвостовик без повышенной нагрузки на него и обеспечение возможности плотного прижатия фиксатора к стенкам опалубки быстро и без особых усилий, что в целом устраняет сильное натяжение на стяжку и снижает вероятность отрыва хвостовика или отрыва фиксатора от хвостовика в процессе заливки бетоном. Также, техническим результатом полезной модели является необязательность использования клипс. Кроме того, полезная модель обеспечивает ускорение и упрощение процесса монтажа опалубки.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлен модульный элемент стяжки строительной для несъемной опалубки, выполненный из полимерного материала и содержащий стержневой элемент, по длине которого выполнены технологические отверстия, и который на одном конце имеет ответный элемент механизма соединения с другим модульным элементом, а на другом конце которого выполнена пластина, являющаяся ограничителем, при этом с другой стороны ограничителя расположен хвостовик, выполненный в виде удлиненного стержня, на котором пошагово расположены выступы для вставки между ними фиксатора в виде скобы, представляющего собой пластину с центральным открытым вырезом для охвата удлиненного стержня, отличающийся тем, что выступы для вставки между ними фиксатора выполнены толщиной, которая соответствует дистанции шага между ними, а пластина фиксатора с одной стороны выполнена гладкой, а с другой стороны имеет ребра жесткости в виде утолщений, причем толщина поперечного сечения пластины фиксатора вместе с толщиной ребер жесткости суммарно соответствует двойному шагу между выступами для вставки фиксатора.
Предпочтительно, ребра жесткости в виде утолщений на пластине фиксатора выполнены вокруг центрального выреза и сверху.
Предпочтительно, в утолщениях на пластине фиксатора вокруг центрального выреза и сверху между ними имеется дополнительное утолщение в виде перемычки, а также дополнительные утолщения образованы по обе стороны от центрального выреза в сторону краев пластины фиксатора, причем все утолщения не превышают толщины ребер жесткости или соответствуют им.
Предпочтительно, толщину выступов и размер шага между ними выполняют в пределах 2 мм или менее 2 мм.
Краткое описание чертежей.
На Фиг. 1 показана конструкция модульного элемента для строительной стяжки с фиксатором на хвостовике и отдельные примеры конструкции фиксаторов (А - конструкция модульного элемента для строительной стяжки с фиксатором на хвостовике - вид сбоку; Б - фиксатор со стороны, имеющей ребра жесткости; В - фиксатор с гладкой стороны; Г - фиксатор со стороны, имеющей ребра жесткости и дополнительные утолщения).
На Фиг. 2 показаны примеры установки модульного элемента в виде строительной стяжки на несъемной опалубке (А - пример установки фиксатора с образованием прорехи (свободного пространства между ним и стенкой); Б - пример устранения прорехи путем инвертной насадки фиксатора на хвостовик).
На чертежах: 1 - стержневой элемент, 2 - технологические отверстия, 3 - ответный элемент механизма соединения с другим модульным элементом, 4 - ограничитель, 5 - стержень хвостовика, 6 - выступы, 7 - фиксатор, 8 - вырез для охвата удлиненного стержня, 9 и 11 - утолщения, 10 и 14 - дополнительные утолщения, 12 - шаг между выступами, 13 - гладкая сторона пластины фиксатора, 15 - стенка опалубки, 16 - прореха между фиксатором и стенкой опалубки, 17 - зона заливки бетоном.
Осуществление полезной модели
Модульный элемент (см. Фиг.1(А)) содержит стержневой элемент 1, по длине которого выполнены технологические отверстия 2. На одном конце этот стержневой элемент 1 имеет ответный элемент 3 механизма соединения с другим модульным элементом. На другом конце стержневого элемента 1 выполнена пластина 4, являющаяся ограничителем (служит для упора во внутреннюю часть листового материала опалубки)
С другой стороны пластины 4 ограничителя расположен хвостовик, выполненный в виде удлиненного стержня 5, на котором пошагово расположены выступы 6, например, кольцевые или иной формы. Эти выступы 6 являются ограничителями смещения фиксатора 7, который вставляется между выступами. Этот фиксатор 7 выполнен в виде скобы, представляющей собой пластинку с центральным открытым вырезом 8 для охвата удлиненного стержня 5. Фиксатор в виде скобы представляет собой тонкую пластинку с утолщением 9 по периметру центрального открытого выреза 8, от которого поперек выреза и вдоль этого выреза могут быть выполнены дополнительные выпуклой формы утолщения 10 и 14. Сама пластина не является силовым элементом, но нагружается усилиями со стороны стенки опалубки, что приводит к ее поломке. Выполнение утолщений вокруг выреза и поперек него обеспечивает повышение нагрузочной способности фиксатора и, следовательно, повышается надежность крепления несъемной опалубки.
Новым является то, что выступы 6 для вставки между ними фиксатора выполнены толщиной, которая соответствует дистанции d шага 12 между ними, а пластина 7 фиксатора с одной стороны выполнена гладкой 13 (см. Фиг.1(В)), а с другой стороны (см. Фиг.1(Б)) имеет ребра жесткости в виде утолщений 9 и 11, причем толщина поперечного сечения пластины фиксатора вместе с толщиной ребер жесткости суммарно соответствует величине 2d - двойному шагу 12 между выступами 6 для вставки фиксатора.
Ребра жесткости в виде утолщений на пластине фиксатора могут быть выполнены вокруг центрального выреза 8 как утолщения 9 и сверху как утолщение 11. В утолщениях 9 и 11 на пластине фиксатора 7 вокруг центрального выреза 8 и сверху между утолщениями 9 и 11 могут быть предусмотрены (см. Фиг.1(Г)) дополнительное утолщение в виде перемычки 14, а также могут быть образованы дополнительные утолщения 10 по обе стороны от центрального выреза 8 в сторону краев пластины фиксатора 7, причем все утолщения 10 и 14 не превышают толщины ребер жесткости 9 и 11 или соответствуют им.
Модульный элемент изготавливается из полимерного материала методом литья или формования и, по сути, представляет собой строительный элемент разового использования (расходный материал).
Модульный элемент используется следующим образом.
В листовом материале (стенка несъемной опалубки) производят разметку (по местам установки модульных элементов) и сверлят отверстия. Затем устанавливают в отверстие со стороны внутренней стенки опалубки модульный элемент до упора пластины 4 в эту стенку 15 (см. Фиг.2). Хвостовик 5 при этом пропускается через отверстие и выводится наружу на внешнюю поверхность стенки 15 опалубки. Плотно прижав к листовому материалу, пластину 4 крепят фиксатор 2 на хвостовике с упором фиксатора в стенку 15.
Но перед тем как аналогичные операции проводят и на другой (противолежащей) стенке опалубки, сначала соединяют расположенные напротив друг друга два модульных элемента между собой за счет механизма соединения.
Такой подход снижает напряжения на хвостовики и фиксаторы при натяжении соединенных модульных элементов в виде строительной стяжки, что в свою очередь использование клипсы делает необязательным.
Как уже отмечалось ранее, технической проблемой такого подхода является то, что один из фиксаторов не всегда плотно прижимается к стенке опалубки, оставляя прореху 16 (см. Фиг.2(А)). Отличительной особенностью заявленной полезной модели является устранение данной технической проблемы, которая наглядно демонстрируется на Фиг.2(А).
Как видно из Фиг.2(А), при замыкании второго фиксатора 7 часто образуется прореха 16, если сначала фиксировать модульные элементы друг с другом после установки первого фиксатора 7.
С целью устранения данной прорехи фиксатор 7 вынимают и вставляют обратной стороной (инвертно), развернув его ребрами жесткости к стенке 15 опалубки. Поскольку толщина выступов 6 соответствует толщине шага 12 между ними и равна величине d, а толщина пластины 7 фиксатора вместе с ребрами жесткости в виде утолщений 9 и 11, равна 2d, то изменение положения фиксатора на инвертное приводит к тому, что фиксатор 7 упирается в стенку 14 ребрами жесткости 9 и 11, но при этом остается на посадочном участке шага между теми же выступами 6. Таким образом, изменяя положение фиксатора 7 на инвертное (как показано на Фиг.2(Б)) удается устранить прореху 16. Прореха 16 примерно соответствует величине шага d, может отличаться от него незначительно, особенно, если в предпочтительном варианте осуществления толщину выступов и размер шага между ними выполнять в пределах 2 мм или менее 2 мм.
Если же размер прорехи 16 меньше половины величины d шага 12, то целесообразности в инвертном расположении фиксатора 7 не имеется. В этом случае просто прижимают фиксатор 7 к стенке. Усилие прижатия фиксатора 7 при малой величине прорехи 16 будет несущественным для нагрузки на стяжку.
Если же размер прорехи 16 более половины величины d шага 12, то есть целесообразность в инвертном расположении фиксатора 7. В этом случае образуемая прореха 16 снижается до уровня менее 1 мм или совсем исключается.
В местах предполагаемого расположения прутьев арматуры на поверхности стержневого элемента закрепление клипс уже необязательно.
После установки прутьев арматуры и их связывании с другими прутьями, идущими поперек модульного элемента, производят заливку бетонной смеси в зоне 17 между стенками 15 с виброуплотнением либо штыкованием. После застывания смеси на внешних стенках проводят снятие фиксаторов и обрезку концов хвостовиков. Прочность фиксаторов в данном случае становится важным свойством системы опалубки. При загрузке смеси появляется нагрузка на стенки опалубки, что приводит к их распиранию или деформации. А единственный узлом, который держит стенку, является фиксатор на хвостовике. Помимо повышающих прочность фиксатора ребер жесткости в виде утолщений или выступов, снижение натяжения на стяжку модульных элементов дают решения:
- выполнение фиксатора 7 с возможностью посадки на стержень 5 хвостовика инвертно (ребрами жесткости в сторону стенки);
- выполнение фиксатора 7 вместе с ребрами жесткости 9 и 11 по толщине соответствующим двух шагам 12 между выступами 6;
- выполнение шага 12 соответствующим толщине выступа 6.
Эти отличительные особенности полезной модели не дают возможности пластине фиксатора 7 сломаться в направлении вдоль выреза из-за нагрузок, которые проявляются по периметру выреза 8.
Кроме того, указанные отличительные особенности обеспечивают возможность плотного прижатия фиксатора к стенкам опалубки быстро и без особых усилий, а это ускоряет и упрощает процесс монтажа опалубки.
И как следствие, устранение эффекта кручения и изгиба за счет снижения натяжения стяжки, в свою очередь снижают вероятность отрыва хвостовика или отрыва фиксатора от хвостовика при нагрузках в процессе заливки опалубки бетоном.
Настоящая полезная модель промышленно применима. Проведенные испытания показали, что прочность такого модульного элемента выросла примерно на 28% в сравнении с прототипом, а несущая способность выдерживать нагрузки увеличилась на 30% в сравнении с прототипом. При построении опалубки выход негодных (сломанных и т.д.) модульных элементов уменьшился на 37%.
Кроме того, за счет снятия напряжения при соединении модульных элементов друг с другом отпала потребность в использовании клипс, что также ускорило и упростило процесс монтажа опалубки.