Силовая опалубка с изменяющейся формообразующей поверхностью

СТРОИТЕЛЬСТВО

УДК 624.012.4.002.5

СИЛОВАЯ ОПАЛУБКА С ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ФОРМООБРАЗУЮЩЕЙ

ПОВЕРХНОСТЬЮ

© 2003 г. З.М. Сабанчиев

Одним из преимуществ применения монолитного бетона является возможность возведения конструкций с различными линейными размерами и разной конфигурации, что обусловлено при проектировании лишь расчетно-конструктивными и функциональными требованиями.

Однако такая универсальность монолитного бетона в современных условиях вступает в противоречие с требованиями технологичности. Необходимость применения при возведении «безмодульно» запроектированных конструкций мелкощитовой опалубки, большого числа доборных элементов разных типов резко ограничивает индустриальность.

При этом опалубка является не только одним из главных факторов в формировании проектного качества поверхности, но и одним из наиболее дорогостоящих компонентов монолитных бетонных и железобетонных работ. Ее стоимость при реализации сложных проектов составляет 300-500 долларов за 1 м2 [1].

Стандартизация как один из факторов снижения стоимости и трудоемкости опалубочных работ находится на низком уровне, тем более унификация монолитных конструкций лишает их одного из достоинств - возможности возведения конструкции с различными линейными размерами и разной конфигурации.

Совершенствование опалубочных систем должно осуществляться, с одной стороны, в направлениях ускорения и упрощения процессов монтажа - демонтажа, увеличения циклов оборачиваемости. С другой стороны, на наш взгляд, может представить интерес применение универсальных опалубок с изменяющейся формообразующей поверхностью. При этом, сохраняя индивидуальность конструкций, можно снизить стоимость и трудоемкость опалубочных работ, следовательно, и бетонных за счет мобильности и оборачиваемости опалубки.

Имеется отечественный и зарубежный опыт использования универсальных трансформирующихся опалубок [2, 3].

Предлагаемая опалубка с гибкой формообразующей поверхностью [4] качественно отличается от отечественных и зарубежных аналогов. Опалубка может быть использована для возведения стен и других железобетонных плоских и пространственных элементов, сооружений различного назначения, она также позволяет повышать несущую способность возводимых сооружений.

Поставленная цель достигается тем, что в способе возведения несущих конструкций с использованием силовой опалубки с регулируемой рабочей поверхностью, включающем монтаж и преднапряжение арматурного каркаса с последующим его бетонированием, преднапряжение арматурного каркаса осуществляют после закрепления его, по меньшей мере, к одному из сопрягаемых несущих строительных элементов и к концам опалубки деформацией последней.

В соответствии со способом поставленная цель достигается также тем, что в устройстве опалубки, включающей щит, прикрепленный к концам щита трос и распорки, последние конструктивно имеют изменяемую длину, установлены с возможностью перемещения вдоль щита и снабжены крепежными элементами на их концах.

Предложение поясняется схематическими чертежами, где на рис. 1 показано взаиморасположение опалубки и арматурного каркаса для варианта возведения перекрытия (покрытия) рамной конструкции; на рис. 2 изображена рама до и после ее деформации; на рис. 3 - узел 1 по рис. 1; рис. 4 поясняет принцип возведения перекрытия сложной конфигурации, а на рис. 3 дан разрез А-А по рис. 4; рис. 5 показывает положение опалубки при возведении вертикальных тонкостенных конструкций.

Опалубка включает гибкий щит 1, закрепленный к его концам трос 2, распорки 3, взаимодействующие с щитом и тросом средства для регулирования длины распорок, например, домкраты 4, крепежные элементы 5 и 6, расположенные на концах распорок.

Перед возведением сооружения (типа перекрытий по рис. 1) устанавливают его арматурный каркас 7 в проектное положение, закрепляя концы к вертикальным 8 и горизонтальным 9 элементам арматурного каркаса стоек 10, к которым, например, посредством проушин 11 на концах диагональных стержней 12 крепятся концы троса 2 после закрепления к ним и к щиту распорок 3 фиксаторами (не обозначены).

Затем производят преднапряжение арматурного каркаса 7 путем выгиба опалубочного щита 1, осуществляемого при удлинении распорок 3 домкратами 4, в результате чего рама из стоек 10 и ригеля 13 деформируется и принимает вид 14. При этом величину выгиба можно регулировать в широких пределах (например, он может быть принят равным прогибу от всей постоянной нагрузки).

Рис. 1

Рис. 2

Узел 1

Рис. 3

расстоянии друг от друга, устанавливают гибкий опалубочный элемент типа мембраны 15, перекрывающей снизу всю бетонируемую поверхность, прикрепляют к нему с помощью крепежных элементов 16 щиты 1, а затем с помощью домкратов 4 производят необходимую деформацию поверхности: выгибы в точках «а» путем удлинения одной группы распорок 3 и прогибы в точках «б» путем укорачивания другой группы распорок.

Бетонирование производят после придания каркасу возводимого сооружения необходимой формы поверхности и заданной степени преднапряжения, а снятие опалубок - после набора бетоном необходимой в соответствии со СНиПом прочности.

17

Рис. 5

Рис. 4

В варианте сооружения с покрытием сложного профиля (рис. 4 и 6) перед деформацией (выгибом) каркаса 7 между ним и щитами 1, расположенными на

Рис. 6

Для вариантов возводимых конструкций башенного типа (по рис. 5) арматурный каркас 7 закрепляют к концам щитов 1 и в промежуточных точках, а затем вместе с ними одним концом прикрепляют жестко к опорной поверхности - плите 17 по периметру сооружения, а верхние концы щитов и арматуры скрепляют, например, при помощи силового кольца (не показано), после чего производят необходимое преднапряжение

путем деформирования поверхности щита по высоте с усилием в соответствии с эпюрой давления на стенки возводимого сооружения в период его эксплуатации и бетонирования методом односторонней скользящей опалубки.

Таким образом, в зависимости от назначения возводимого сооружения и его конструктивных особенностей (приведенные примеры не отражают всего многообразия сооружений, возводимых по предполагаемой технологии) осуществляют соответствующее скрепление арматурного каркаса с опалубочным щитом (щитами), которые скрепляют с несущими элементами, деформацию каркаса, при которой производится и его преднапряжение, и последующая укладка бетонной смеси.

Использование предлагаемого решения существенно расширяет технические возможности, так как новая опалубка позволяет относительно просто возводить при незначительных трудозатратах на ее установку различные типы сооружений и формы поверхностей, в том числе и без преднапряжения арматуры, которые ранее чаще всего возводились иными спосо-

Кабардино-Балкарский государственный университет

бами и с использованием иных средств, либо вообще невозможно было возвести. При этом преднапряжение арматуры осуществляется также довольно простым способом - изменением длины распорок домкратами, что позволяет регулировать объемно преднапряжен-ное состояние возводимой конструкции, создавая, в частности, в ней локальные зоны с различной степенью преднапряженного состояния, что позволяет повышать жесткость конструкции (как в целом, так и, по необходимости, в отдельных ее участках) и связанную с ней несущую способность, а также более рационально использовать строительные материалы.

Литература

1. Вильман Ю.А. Монолитный железобетон - на оптимальную индустриальную основу // Механизация строительства. 1999. № 9.

2. Атаев С.С. Технология индустриального строительства из монолитного бетона. М., 1989.

3. Патент Франции № 2612545. Кл. Е040 9/10. 11/04.

4. Патент РФ. Кл. 2Е040 11/36. 2001г.

14 ноября 2002 г.

УДК 628.162.5

РЕГРЕССИОННЫЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА РЕАГЕНТНОГО УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ С АЛЮМИНИЙ- И ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИМИ КОАГУЛЯНТАМИ

© 2003 г. Г.Н. Земченко

При подготовке воды для различных производств чаще всего требуется проводить ее декарбонизацию. Снижение карбонатной жесткости воды достигается путем ее известкования с коагулированием сульфатом железа. Однако проведенные автором исследования [1] по известкованию воды с использованием алюми-нийсодержащих коагулянтов показали, что эти коагулянты обеспечивают не только эффективное умягчение воды, но также и ее обескремнивание. Поскольку традиционно, а также с учетом рекомендаций по известкованию воды [2] в процессах реагентного умягчения воды применяется сульфат железа, представлялось целесообразным рассмотреть возможность их совместного использования.

Для отыскания наиболее оптимальной области применения сульфата железа и алюминийсодержащих коагулянтов изучалось влияние доз реагентов - извести, сульфата железа и алюмината натрия или сульфата алюминия на процесс реагентного умягчения воды. Для решения этой задачи применялись современные статистические методы планирования эксперимента. В качестве объекта исследования была выбрана вода реки Дон, поступающая из Александровского водозабора на предприятие Ростовэнерго - ТЭЦ-2, следующего соста-

ва: жесткость общая - 6,8 мг-экв/дм3, карбонатная -3,4 мг-экв/дм3; содержание кальция - 3,5 мг-экв/дм3; сульфатов - 185 мг/дм3; железа общего - 0,72 мг/дм3.

В качестве коагулянтов в первой серии опытов использовались сульфат железа (II) и алюминат натрия, во второй - сульфат железа (II) и сульфат алюминия. Варьируемыми факторами процесса, удовлетворяющими условиям независимости, управляемости и совместимости [З], а также определяющими процесс реагентного умягчения воды, были приняты следующие, мг-экв/дм3: х1 - доза извести; х2 - доза сульфата железа; х3 - доза алюминийсодержащего коагулянта. Параметром оптимизации (у) являлась остаточная жесткость умягченной воды, мг-экв/дм3. Эксперименты проводили на двух уровнях, при трех значениях факторов. Таким образом, в соответствии с теорией планирования по схеме полного факторного эксперимента (ПФЭ) [З], необходимое число опытов равно N = пк = 23 = 8, где п - количество уровней; к - число факторов.

За основной уровень факторов взяты дозы извести и сульфата железа, соответствующие реальным дозам, применяемым на ТЭЦ-2. Дозу алюминийсодер-жащего коагулянта определяли из полученного соот-