ОПАЛУБОЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Полезная модель относится к области строительства, и может быть использована при возведении жилых, производственных и общественных зданий в том числе при возведении монолитных конструкций здания: фундаментов, ростверков, кессонов, стен, колонн, перекрытий и покрытий.
Известен армированный опалубочный щит несъемной опалубки по авторскому свидетельству СССР №968259, кл. E04G 9/06, 1982 г. Каждый щит этой опалубки выполнен из нескольких частей, соединенных между собой гибкими связями, в качестве которых использована арматура щитов.
Для возведения железобетонных монолитных строительных конструкций опалубку, содержащую такое количество щитов, которое необходимо для опалубливания определенного участка стены, поднимают краном, используя двойные монтажные петли, и навешивают, как ковер, на пространственную арматуру. Окончательное закрепление опалубки производят с помощью прижимных брусьев и анкерных болтов.
Использование предлагаемой опалубки позволяет уменьшить трудоемкость опалубочных работ, значительно сократить расход материала на анкерные изделия и увеличить на 5-10% производительность труда.
Однако, данная конструкция трудоемка в изготовлении и монтаже, будучи изготавливаемой из железобетона, требует много времени и грузоподъемных устройств для монтажа.
Известен четырехугольный щит опалубки для возведения железобетонных сооружений по авторскому свидетельству СССР №600275, кл. E04G 9/06, 1978 г., выполненный из двух сдвинутых один относительно другого плоских элементов, которые установлены со сдвигом по диагонали.
Щит опалубки изготовлен из водонепроницаемого, морозостойкого материала, преимущественно из бетона, причем внутренний элемент смещен относительно наружного элемента по диагонали с образованием опорных горизонтальных и вертикальных четвертей.
Применение такого щита обеспечивает герметичность опалубки, но повышает трудозатраты при монтаже, требующий применения грузоподъемных механизмов, так как щит изготавливают из бетона.
Известен профиль строительный по патенту на полезную модель Российской Федерации №66246, B21D 5/06, Е06В 3/96, 2007 г. Он выполнен из листового материала в форме незавершенной разнобокой трапеции, содержащей малое основание и боковые стенки, нижние края которых отогнуты наружу в плоскости, соответствующей большому основанию трапеции. Отогнутые края боковых стенок заканчиваются кромкой, отогнутой в направлении малого основания, причем высота отогнутой кромки выбирается в диапазоне от трех до пяти номиналов толщины листового материала, а угол между плоскостью отогнутой кромки и боковой стенкой трапеции равен углу между боковыми стенками трапеции и выбирается в пределах 30-40°. Длина нижних отогнутых краев боковых стенок трапеции составляет от 0,5 до 0,8 длины большого основания трапеции с одной стороны трапеции и от 0,8 до 0,95 длины большого основания трапеции с другой стороны трапеции. Высота трапеции профиля составляет от 1,0 до 1,6 длины большого основания трапеции. В полках выполнены отверстия, обеспечивающие возможность соединения между собой сопрягаемых профилей посредством болтовых соединений. Строительный профиль выполнен из металла, или из композитного материала.
Однако, этот строительный профиль имеет недостаточную жесткость, которая определяет в дальнейшем также недостаточную жесткость собранной из этих элементов конструкции. Профиль ограничен в применении, так как его невозможно использовать в качестве опалубочного элемента. По конфигурации он напоминает омего-образный профиль, используемый для вспомогательных конструкций: обрешетка, вентиляционные каналы, фасадная отделка и т.п.
Известен опалубочный элемент по патенту Российской Федерации №147448, кл. E04G 9/00, 2014 г., принятый заявителем за прототип и включающий наружную поверхность и рабочую поверхность, выполненный в виде профиля, причем профиль выполнен в сечении в виде незамкнутой трапеции, содержащей верхнее малое основание-полку и нижнее большее основание, выполненное с отбортовками, на плоскости основания-полки выполнены выступы и поперечные ребра жесткости, а в выступах и отбортовках выполнены профильные канавки жесткости.
Данный опалубочный элемент, являясь универсальным модульным элементом, позволяет повысить качество возводимых монолитных конструкций, сократить трудоемкость при монтаже опалубки, снизить материалоемкость строительных конструкций в процессе их возведения, без снижения несущей способности возводимых сооружений.
Технической задачей полезной модели является изменение конструкции опалубочного элемента с целью повышения несущей способности возводимых с его использованием большепролетных монолитных конструкций и повышения удобства складирования готовой продукции и транспортировки.
Поставленная техническая задача решается тем, что в предлагаемом решении основание-полка опалубочного элемента выполнена плоской и составляет с выступами единую плоскость, по оси симметрии плоскости основания-полки выполнена дополнительная продольная канавка жесткости, а поперечные ребра жесткости выполнены продольными и размещены симметрично относительно оси симметрии плоскости основания-полки.
Кроме того, дополнительная продольная канавка жесткости выполнена выпуклой, а продольные ребра жесткости выполнены вогнутыми относительно плоскости основания-полки, причем глубина каждого из них равна, по меньшей мере, двум глубинам продольных канавок жесткости, выполненных в выступах и отбортовках.
Кроме того, поперечные ребра жесткости выполнены с шагом не более 1/3 высоты опалубочного элемента.
Технический результат от использования предлагаемой полезной модели заключается в повышении несущей способности опалубочного элемента отдельно взятой, преимущественно большепролетной монолитной конструкции, использующей этот элемент, а также в удобстве складирования готовой продукции и транспортировке.
На фиг. 1 изображен опалубочный элемент несъемной опалубочной системы;
на фиг. 2 - поперечный разрез полотна несъемной опалубки перекрытия здания, собранного из опалубочных элементов;
До настоящего времени для возведения фундаментов, ростверков, перекрытий и покрытий, стен использовалась съемная и несъемная опалубка, выполненная из железобетона, армоцементных и стеклоцементных плит, фибробетона, пенополистирола (см. Руководство по конструкциям опалубок и производству опалубочных работ. - М. Стройиздат, 1983 г., стр. 153-171, рис. 86, «а»).
Однако, такие элементы несъемной опалубки обладают достаточно большой массой и для их монтажа требуются грузоподъемные механизмы.
Известны индустриальные опалубочные системы, но они недостаточно универсальны в применении и в основном используются с грузоподъемными механизмами. (см. Анпилов С.М. Технология возведения зданий и сооружений из монолитного железобетона. Учебное пособие. - М.; Издательство Ассоциации строительных вузов, стр. 36-258, стр. 151-159, рис. 2.2.36-2.2.40. ISBN 978-5-93093-590-5)
Применение модульных элементов несъемной опалубки позволяет осуществлять производство строительных конструкций с различными планировочными решениями.
Изготовление модульных элементов несъемной опалубки не требует значительной материально-технической базы. Небольшой вес элементов дает возможность их устанавливать без грузоподъемных механизмов. Установка готовых модулей позволяет сократить время при монтаже опалубки и снизить себестоимость работ.
Заявлен опалубочный элемент, имеющий наружную и рабочую поверхности. Он выполнен универсальным, модульным в виде профиля. Наружная 1 и рабочая 2 поверхности которого с обеих сторон выполнены качественно однородными, геометрически и функционально взаимозаменяемыми, а профиль выполнен в сечении в виде незамкнутой трапеции и предназначен для изготовления несъемной универсальной модульной опалубки для возведения монолитных конструкций фундаментов, ростверков, кессонов, стен, колонн, перекрытий и покрытий зданий.
Взаимозаменяемость поверхностей универсального модульного опалубочного элемента определяет эксплуатационные характеристики и геометрические параметры.
Благодаря взаимозаменяемости поверхностей, а именно, наружная 1 поверхность может быть рабочей 2 поверхностью, если перевернуть опалубочный элемент:
- упрощается процесс сборки щитов опалубки;
- сборочный процесс опалубки может быть организован поточным методом;
- создаются возможности для специализации и кооперирования между предприятиями;
- упрощается эксплуатация изделий.
Опалубочный элемент выполнен из оцинкованной или нержавеющей стали способом холодной штамповки или проката. Универсальные модульные опалубочные элементы, собранные в конструкцию, составляющую заданную опалубочную систему для возведения необходимого монолитного элемента здания, образуют в собранном виде кессонообразователи 3, предназначенные для размещения в них, например, рабочих арматурных каркасов 4, труб, или другого инженерного оборудования, и заливки бетоном.
Профиль универсального модульного опалубочного элемента в сечении представляет незамкнутую трапецию, верхнее малое основание которой представляет собой основание-полку 5, а нижнее большее основание выполнено незамкнутым и состоит из отбортовок 6. На плоскости основания-полки 5 выполнены выступы 7. А в выступах 7 и отбортовках 6 выполнены продольные канавки жесткости 8 для придания дополнительной жесткости опалубочному элементу и упрощения фиксации и стыковки опалубочных элементов при сборке опалубочной системы.
Основание-полка 5 выполнена плоской и составляет с выступами 7 единую плоскость. По оси симметрии плоскости основания-полки 5 выполнена дополнительная продольная канавка жесткости 9 и продольные ребра жесткости 10, которые размещены симметрично относительно оси симметрии плоскости основания-полки 5. Дополнительная продольная канавка жесткости 9 выполнена в противоположном направлении от выполненных в выступах 7 продольных канавок жесткости 8. А продольные ребра жесткости 10 выполнены вогнутыми относительно плоскости основания-полки 5, причем глубина каждого из них равна, по меньшей мере, двум глубинам продольных канавок жесткости 8.
Высота «Н» универсального модульного элемента или высота незамкнутой трапеции, равна не менее 1/30 пролета сооружаемой монолитной конструкции. На боковых поверхностях опалубочного элемента, выполнены поперечные ребра жесткости 11. Причем выполнены они выпуклыми или вогнутыми в виде зигов, которые придают большую жесткость универсальному модульному опалубочного элементу. Поперечные ребра жесткости 11 выполнены с шагом «а» не более 1/3 высоты «Н» опалубочного элемента.
Таким образом, внутренний объем, ограниченный профилем, представляет собой кессонообразователь 3 для заливки бетоном, в котором размещают рабочий арматурный каркас 4 и/или канаты 12.
Для возведения монолитной конструкции здания, например, перекрытия (фиг. 2) изготавливают опалубочные щиты из универсальных модульных опалубочных элементов, для чего отбортовки 6 одного элемента укладывают в отбортовки 6 другого элемента, при этом продольные канавки жесткости 8 так же совмещаются и образуют объемный жесткий продольный элемент, добавляющий жесткость всей собранной опалубочной конструкции.
Для создания кессонов 3 в опалубочной конструкции универсальный модульный опалубочный элемент переворачивают и устанавливают на основание-полку 5, а в выступы 7 устанавливают отбортовки 6 соседних опалубочных элементов. Таким образом получают опалубочные щиты.
Для получения монолитной конструкции, например, перекрытия, в кессонообразователи 3 на дистанцеры 13 размещают арматурные каркасы 4 и/или канаты 12, а на выступы 7 также через дистанцеры 13 укладывают арматурную сетку 14. После этого бетонируют монолитную конструкцию. При этом внутренняя поверхность кессонообразователя 3 будет рабочей, а у опалубочных элементов, установленных по соседству, внутренняя поверхность будет наружной, а наружная - будет рабочей, принимая на себе арматурную сетку 14 и защитный слой бетона.
На фиг. 2 изображен увеличенный фрагмент сборки опалубки для возведения, например, перекрытия, где показано соединение каждого элемента друг с другом, например, отбортовка 6 с отбортовкой 6, или отбортовка 6 с выступом 7, подчеркивая, тем самым, универсальность и взаимозаменяемость как геометрическую модульного опалубочного элемента, потому что осуществляется идеальное соединение сопрягаемых элементов с базированием по продольным канавкам 8 жесткости, так и функциональную, потому что функция элемента остается прежней - создать опалубочное полотно для возведения перекрытия, а именно, объем для заполнения бетоном. Это же еще раз подтверждает и модульность, и универсальность заявленного опалубочного.
Взаимозаменяемость поверхностей заявленного универсального модульного опалубочного элемента определяет функциональную и геометрическую взаимозаменяемость поверхностей одного и того же изделия.
Функциональная взаимозаменяемость - свойство изделий одного или различного конструктивно-технологического исполнения выполнять функции в соответствии с требованиями нормативно-технологической документации без доработки или подгонки.
Предложенный опалубочный элемент обладает высокими показателями качества, характеризующими способность задавать изделиям заданные им функции - это относится уже к эксплуатационным показателям.
Использование предлагаемого технического решения позволило расширить технологические возможности несъемной универсальной модульной опалубочной системы, повысить качество и несущую способность возводимых монолитных большепролетных конструкций, сократить трудоемкость и снизить материалоемкость и себестоимость строительных конструкций в процессе их возведения.
Кроме того, использование опалубочного элемента предложенной конструкции значительно повышает экономичность строящегося здания, что обеспечивается применением методов расчета и технологией изготовления.
Такое стало возможным потому, что на стадии конструирования опалубочного элемента было обеспечено:
- взаимозаменяемость поверхностей не только по геометрическим параметрам и механическим свойствам материала, но и по функциональным;
- однородность исходного сырья, материалов, заготовок, стабильность их механических, химических и физических свойств, а также точность и постоянство их размеров и объемных форм;
- установление связей эксплуатационных показателей с функциональными параметрами опалубочного элемента;
- минимальный износ контактирующих деталей при реализации оптимальных эксплуатационных показателей;
- технологичность выбора методов контроля, которая позволяет применять простые и надежные средства измерения как на стадии изготовления, так и на стадии использования;
- точную надежность средств измерения и единство измерений.
При этом точность исполнения опалубочного элемента по геометрическим параметрам определяют следующими понятиями:
- точностью размеров составляющих участков опалубочного элемента;
- формой поверхностей составляющих участков;
- шероховатостью поверхности;
- взаимным расположением составляющих участков опалубочного элемента.