Опалубочный элемент сталежелезобетонных перекрытий
FORMWORK ELEMENT OF STEEL-CONCRETE COMPOSITE SLABS

Изобретение относится к области строительства, и может быть использовано при возведении жилых, производственных и общественных зданий в том числе при возведении монолитных сталежелезобетонных конструкций здания: в частности, перекрытий и покрытий.
Известен армированный опалубочный щит несъемной опалубки по авторскому свидетельству СССР №968259, кл. Е04G 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, В21D 5/06, Е06В 3/96, 2007 г., который выполнен из листового материала в форме незавершенной равнобокой 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. Е04G 9/00, 2014 г., принятый заявителем за прототип. Он выполнен 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. Высота опалубочного элемента или высота незамкнутой трапеции равна не менее 1/30 пролета монолитной конструкции. Для придания дополнительной жесткости опалубочному элементу в его выступах и отбортовках выполнены продольные канавки жесткости. Внутренний объем, ограниченный профилем, представляет собой кессонообразователь для размещения рабочего арматурного каркаса и заливки бетоном.
Основным недостатком этого профиля можно назвать затруднения транспортировки, заключающиеся в количественном ограничении уложенного в стопке опалубочного элемента.
Технической задачей изобретения является улучшение конструкции опалубочного элемента и его изготовления, улучшение условий складирования и транспортировки за счет предложенной конфигурации профиля.
Поставленная техническая задача решается тем, что в предлагаемом решении кессонообразователь ограничен малым основанием-полкой и боковыми поверхностями трапеции, незамкнутая трапеция профиля в сечении выполнена несимметричной, большее основание которой имеет разновеликие стороны - короткую и длинную, причем большее основание выполнено незамкнутым и состоит из отбортовок и непосредственно плоскости малого основания-полки, которая сопряжена с одной из отбортовок большего основания и образует с ней длинную сторону большего основания профиля, а другая отбортовка образует короткую сторону большего основания профиля, на малом основании-полке и отбортовках выполнены продольные канавки жесткости, а на боковых поверхностях незамкнутой трапеции профиля и на поверхности большего основания выполнены поперечные ребра жесткости, причем опалубочный элемент снабжен дополнительными элементами жесткости, выполненными в виде пластин в форме трапеции, один из которых выполнен с возможностью установки с расчетным шагом в кессонообразователе, а другой с возможностью установки с расчетным шагом по длинной стороне большего основания.
Кроме того, высота каждого из дополнительных элемента жесткости равна высоте незамкнутой трапеции.
Кроме того, опалубочный элемент выполнен с возможностью базирования посредством продольных канавок жесткости и соединения с аналогичным опалубочным элементом посредством разъемного или неразъемного соединения, а элементы жесткости выполнены с возможностью соединения с опалубочным элементом посредством разъемного соединения.
Технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается в упрощении конструкции опалубочного элемента за счет упрощения конфигурации профиля, позволяющей возводить монолитные конструкции зданий, в частности, сталежелезобетонные перекрытия и покрытия, и значительно уменьшить транспортные расходы.
На фиг. 1 изображены опалубочные элементы в процессе сборки опалубочного полотна;
на фиг. 2 - элементы жесткости;
на фиг. 3 - фрагмент опалубочного полотна с установленными элементами жесткости.
Предложенный опалубочный элемент представляет собой модульный элемент несъемной опалубки, который дает возможность осуществлять производство строительных конструкций с различными планировочными решениями.
Изготовление таких 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.
Заявленный опалубочный элемент, имеющий наружную и рабочую поверхности, выполнен универсальным, модульным в виде профиля, наружная 1 и рабочая 2 поверхности которого с обеих сторон выполнены геометрически и функционально взаимозаменяемыми, а профиль выполнен в сечении в виде незамкнутой трапеции и предназначен для изготовления несъемной универсальной модульной опалубки для возведения монолитных сталежелезобетонных конструкций, преимущественно, сталежелезобетонных перекрытий и покрытий зданий. Незамкнутая трапеция профиля в сечении выполнена несимметричной, большее основание которой имеет разновеликие стороны - короткую и длинную.
Взаимозаменяемость поверхностей 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;
- сокращаются транспортные расходы.
Опалубочный элемент выполнен из оцинкованной или нержавеющей стали способом холодной штамповки или проката. Опалубочные элементы, собранные в конструкцию, составляющую заданную опалубочную систему для возведения необходимого монолитного элемента здания, образуют в собранном виде кессонообразователи 3, ограниченные профилем и предназначенные для размещения в них, например, рабочих арматурных каркасов, труб, или другого инженерного оборудования, и заливки бетоном.
Профиль опалубочного элемента в сечении представляет незамкнутую трапецию, в сечении которая выполнена несимметричной. Малое основание трапеции представляет собой основание-полку 4, а большее основание которой имеет разновеликие стороны -короткую и длинную. Причем кессонообразователь 3 ограничен малым основанием-полкой 4 и боковыми поверхностями трапеции, а большее основание выполнено незамкнутым и состоит из отбортовок 5 и непосредственно плоскости малого основания-полки 4, которая сопряжена с одной из отбортовок 5 большего основания и образует с ней длинную сторону большего основания профиля, а другая отбортовка 5 будет короткой стороной большего основания профиля.
Высота «Н» универсального модульного элемента или высота незамкнутой трапеции, равна не менее 1/30 пролета сооружаемой монолитной конструкции. На поверхности опалубочного элемента, а именно, на поверхности большего основания на его основании-полке 6 непосредственно на ее плоскости и боковых поверхностях незамкнутой трапеции профиля элемента, выполнены поперечные ребра жесткости 7. Причем выполнены они выпуклыми или вогнутыми в виде зигов, которые придают большую жесткость опалубочному элементу. А для придания дополнительной жесткости опалубочному элементу и всей собранной опалубочной системе на малом основании-полке 4 и отбортовках 5 выполнены продольные канавки жесткости 8, упрощающие, кроме того, ориентацию и стыковку опалубочных элементов при сборке опалубочной системы.
Опалубочный элемент снабжен дополнительными элементами жесткости 9 и 10, выполненными в виде пластин в форме трапеции, один из которых выполнен с возможностью установки с расчетным шагом в кессонообразователе 3, а другой с возможностью установки с расчетным шагом по длинной стороне большего основания. При этом высота каждого из дополнительных элементов жесткости 9 и 10 равна высоте незамкнутой трапеции профиля.
Опалубочный элемент выполнен с возможностью базирования посредством продольных канавок жесткости 8 и соединения с аналогичным опалубочным элементом посредством разъемного или неразъемного соединения, а дополнительные элементы жесткости 9 и 10 выполнены с возможностью соединения с опалубочным элементом посредством разъемного соединения.
Внутренний объем, ограниченный малым основанием-полкой 4 и боковыми поверхностями трапеции, представляет собой кессонообразователь 3, в котором размещают, например, рабочий арматурный каркас, и который затем заливают бетоном.
Для возведения монолитной конструкции здания, например, сталежелезобетонного перекрытия, изготавливают опалубочные щиты из опалубочных элементов, для чего отбортовки 5 одного элемента укладывают в отбортовки 5 другого элемента, при этом продольные канавки жесткости 8 так же совмещаются и образуют объемный жесткий продольный элемент, добавляющий жесткость всей собранной опалубочной конструкции.
Для получения опалубочных щитов опалубочной конструкции и создания кессонообразователей 3 опалубочный элемент устанавливают на малое основание-полку 4, а в продольные канавки жесткости 8 отбортовки 5 одного опалубочного элемента устанавливают отбортовки 5 соседних аналогичных опалубочных элементов. После этого в кессонообразователь 3 на малое основание-полку 4 и по длинной стороне большого основания профиля с расчетным шагом устанавливают трапециевидные дополнительные элементы жесткости 9 и 10 для обеспечения жесткости и устойчивости опалубочного элемента.
Соединение каждого опалубочного элемента друг с другом и дополнительных элементов жесткости 9 и 10 с опалубочными элементами осуществляют посредством разъемного и неразъемного соединения, например, самонарезными винтами или заклепками и т.д. Каждый последующий опалубочный элемент выполнен с возможностью базирования посредством продольных канавок жесткости 8 и соединения с аналогичным опалубочным элементом посредством разъемного или неразъемного соединения, а дополнительные элементы жесткости 9 и 10 выполнены с возможностью соединения с опалубочным элементом посредством разъемного соединения.
А соединение, например, отбортовки 5 с отбортовкой 5 соседних опалубочных элементов, подчеркивает, 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 элемента.
Взаимозаменяемость поверхностей заявленного 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.