НЕСЪЕМНАЯ СКЛАДНАЯ ОПАЛУБКА ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ СТЕН
RETAINED FOLDING FORMWORK FOR CONSTRUCTION OF CAST-IN-SITU WALLS

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении монолитных стен из бетона и других подобных материалов, перегородок, балок, рам, сводов, арок, внутренних стен, при возведении монолитных колонн любой формы и сечения с использованием несъемной опалубки при их строительстве, реконструкции и капитальном ремонте объектов различного назначения, для усиления кирпичной кладки зданий, а также при строительстве инженерных коммуникаций, берего-грунтоукрепительных и гидротехнических сооружений.
Известна конструкция несъемной опалубки, которая включает параллельно расположенные панели и жесткие крепежные элементы - шарнирные связи, размещенные наклонно к поверхностям панелей, при этом опалубка снабжена вертикальными стойками со средствами для прикрепления панелей и шарнирных связей, расположенными на внешней стороне вертикальных стоек по их высоте. Панели опалубки выполнены сетчатыми. Шарнирные связи, связывающие вертикальные стойки и выполняющие одновременно функции шарнирного соединения, соединены с вертикальными стойками с возможностью поворота в средствах для прикрепления, обеспечивающей возможность перемещения панелей, и выполнены каждый в виде стержня, изогнутого по типу зигзага с образованием участков, расположенных в плане наклонно к поверхностям панелей, и участков в зоне перегиба стержня, параллельных плоской наружной стенке вертикальной стойки и контактирующих с ней (см. RU 2248433. Несъемная опалубка, способ ее сборки и способ возведения монолитных стен и сооружений в несъемной опалубке, МПК7 E04G 11/02, опубл. 20.03.2005). Соседние по высоте две шарнирные связи расположены друг относительно друга в противофазе и закреплены на стойках в шахматном порядке, т.е. одна шарнирная связь в зоне ее перегиба соединена с одной стойкой, а соседняя с ней шарнирная связь в зоне своего перегиба - со стойкой, установленной напротив первой стойки, причем соседние связи установлены на разной высоте. Достоинствами описанной выше конструкции являются 1) армирование заливаемого внутрь опалубки бетона без дополнительных армирующих элементов, а также 2) складная конструкция опалубки, что позволяет выполнять ее в производственных условиях с высоким качеством исполнения и транспортировать ее к месту использования в сложенном состоянии за счет возможности перемещения одной панели относительно другой параллельно, образуя плоскую складную конструкцию при перевозках. Указанная конструкция принята за ближайший аналог.
Недостатками указанной конструкции являются повышенная деформативность опалубочной системы в направлении «из плоскости стены» на стадии приемки бетонной смеси и узкий диапазон величин степени армирования поперечных сечений, ограничивающий область применения опалубки, в зависимости от значений воспринимаемых возводимым элементом эксплуатационных усилий.
Задачей изобретения является повышение жесткостных характеристик опалубочной системы на стадии бетонирования и увеличение прочности сечений возводимой конструкции.
Задача решается конструкцией несъемной складной опалубки, содержащей параллельно расположенные панели и шарнирные связи, размещенные наклонно к поверхностям панелей, вертикальные стойки со средствами для прикрепления панелей и связей, расположенными на внешней стороне вертикальных стоек по их высоте, панели опалубки выполнены сетчатыми, шарнирные связи, связывающие вертикальные стойки и выполняющие одновременно функции шарнирного соединения, соединены с вертикальными стойками с возможностью поворота в средствах для прикрепления, обеспечивающей возможность перемещения панелей, и выполнены каждый в виде стержня, изогнутого по типу зигзага с образованием участков, расположенных в плане наклонно к поверхностям панелей, и участков в зоне перегиба стержня, параллельных плоской наружной стенке вертикальной стойки и контактирующих с ней, причем соседние по высоте две шарнирные связи расположены друг относительно друга в противофазе и закреплены на стойках в шахматном порядке, т.е. одна шарнирная связь в зоне ее перегиба соединена с одной стойкой, а соседняя с ней шарнирная связь в зоне своего перегиба - со стойкой, установленной напротив первой стойки. Отличием предлагаемого решения от известного является установка двух связей и их закрепление на противоположных стойках на одной высоте. Таким образом, две шарнирные связи расположены попарно в одной плоскости встречно друг другу и закреплены на противоположно установленных стойках в шахматном порядке. Такая конструкция несъемной опалубки, имея на одной высоте две шарнирные связи, расположенные встречно в одной плоскости, а не в разных по высоте плоскостях, увеличивает процент армирования вертикальных сечений возведенной стены, уменьшает величины напряжений в стойках, возникающих при заливке опалубки бетоном, примерно в два раза, повышает жесткость опалубочной системы на стадии бетонирования за счет уменьшения шага крепления связей к стойкам в два раза; это позволяет увеличить высоту и, как следствие, объем единовременно заливаемого бетона. Изгибные усилия в стойках от гидростатического давления бетонной смеси имеют до 4-х раз меньшие значения.
При действии изгибающих усилий на готовую стеновую конструкцию в плоскости армирования связями растягивающим усилиям, плохо воспринимаемым бетоном, противостоят усилия сопротивления растяжению стержневых связей, ориентированных под разными углами к поверхности стены. Это компенсирует внешнее воздействие в большей степени, чем если бы в одной плоскости была расположена одна связь или если бы эти связи были бы установлены в разных по высоте плоскостях. Это повышает прочность стены на изгиб после набора бетоном прочности примерно в два раза при той же высоте стены.
На чертеже показана горизонтальная плоскость сечения предлагаемой конструкции опалубки.
Опалубка содержит с одной стороны ряд стоек 1 и с противоположной стороны опалубки ряд стоек 2, выполненных, например, в виде швеллеров, на которых закреплены по их высоте две сетки 3, одна на стойках 1, другая на стойках 2, установленные с наружной стороны стоек. Опалубка содержит шарнирные связи 4 и 5, изогнутые в форме синусоиды или зигзага, которые расположены в одной плоскости и установлены в противофазе друг относительно друга. Для этого на одной высоте стоек 1 и 2 с одной стороны к четным стойкам 1 одного ряда закреплена шарнирная связь 4, которая закреплена с другой стороны на стойках 2 второго ряда на каждой нечетной стойке. В противофазе ей шарнирная связь 5 на той же высоте, что и связь 4, закреплена на каждой нечетной стойке 1 первого ряда и на каждой четной стойке 2 второго ряда. И сетки 3, и шарнирные связи 4 и 5 закреплены на стойках 1 и 2 с наружной их стороны. Средства для закрепления сеток и шарнирных связей (не показано) могут быть выполнены в виде петель, расположенных с внешней стороны стоек. Сетки 3 закреплены на стойках жестко, а петли для связей, охватывая их по периметру их сечения, позволяют последним поворачиваться относительно горизонтальной оси, проходящей через точку крепления связи 4 (5) к стойке 1 или 2. Сетки 3 могут быть выполнены из стали и снабжены ребрами жесткости (не показано). Шарнирные связи 4, 5 могут быть выполнены из жестких стержней, изогнутых в виде трапецеидального меандра, или из проволоки, изогнутой в виде синусоиды. Такие шарнирные связи 4 и 5, лежащие в одной плоскости попарно, можно расположить на разной высоте стоек 1, 2, усиливая армирующий эффект для стены.
Устройство работает следующим образом. Опалубка изготавливается в промышленных условиях, что обеспечивает ей высокое качество, складывается путем поворота шарнирного соединения связей 4, 5 в петлях, при этом параллельные друг другу панели, перемещаясь параллельно друг другу, образуют плоскостную малогабаритную в плоскости панелей структуру, которая грузится на транспортное средство и в сложенном виде доставляется на стройку. На месте возведения стен за счет шарнирного соединения связей 4, 5 производится их разворот, и панели раздвигаются на ширину, равную расстоянию между местами перегиба шарнирных связей. Такая раздвинутая опалубка устанавливается на предназначенное для нее место и заливается бетоном. Бетон заполняет собой все пространство между панелями, включая стойки 1 и 2 и места крепления панелей и шарнирных связей к стойкам. Давление бетона создает распорные усилия на панели. Распорные усилия создают растягивающие усилия в шарнирных связях 4, 5, разложение которых дает реакцию, противодействующую давлению, и сжимающее усилие в продольном направлении стены, воспринимаемое бортовыми сетчатыми элементами 3.
Поскольку шарнирных связей две в одной горизонтальной плоскости, распределение элементов армирования является симметричным в вертикальных сечениях стены и положительным образом сказывается на технологическом процессе приема бетонной смеси и восприятии готовой конструкцией внешних нагрузок и воздействий.
Все вышеперечисленное подтверждено экспериментальными исследованиями образцов - фрагментов монолитных стен, выполненными авторами. Для испытаний были подготовлены железобетонные образцы с использованием стальной неразъемной опалубки размером 1,0×1,0 м, толщинами 16, 30, 50 см. Испытания проводились на гидравлическом прессе ИПС-200. Нагрузка прикладывалась ступенями по 10% от расчетной разрушающей нагрузки до полного разрушения образцов. Комплексному анализу и оценке подлежали прочностные и деформационные характеристики монолитных железобетонных стен, возведенных при помощи предлагаемой опалубки.