Объемно переставная опалубка заливка: Объемно-переставная опалубка

Автор

Содержание

сфера применения и ее монтаж

Монолитные технологии позволяют создавать бесшовные конструкции. Так, при использовании объемно-переставной опалубки можно сооружать объекты, не имеющие шва между стенами и перекрытиями.

Конструкция представляет собой цельные или составные из двух половин секции размером с комнату или другой отливаемый объект. Для выполнения монтажных работ необходимо использовать грузоподъемную технику. Применяют этот вид опалубочного оборудования в профессиональном строительстве.

Сфера применения опалубки

Другие названия описываемой опалубочной системы – катучая или скользящая. Используют оборудование для возведения объектов типовой планировки. Кроме того, такая опалубка позволяет расширить возможности возведения объектов с использованием монолитной технологии.

Применяются две разновидности оборудования:

  • извлекаемая горизонтальная, применяемая для строительства монолитных сооружений, состоящих из вертикальных и горизонтальных элементов;
  • извлекаемая вертикальная, применяемая в строительстве зданий с поперечными перекрытиями, отливаемыми отдельно от стен.

Совет! Для демонтажа секций, проводимого после застывания бетонной смеси, необходимо оставлять технологические отверстия.

Элементы опалубки

Конструктивные элементы, характерные для этого оборудования:

  • использование системы домкратов, используемых для установки секций в плановое положение;

  • наличие скользящих опор, которые облегчают перемещение секций, осуществляемое при сборке и разборке форм;
  • применение раскосов для придания собранной форме необходимой степени жесткости.

Основным элементом являются крупноразмерные секции. Они выпускаются в виде блоков в форме буквы «П» шириной от 1,2 метра с шагом 0,3 метра и толщиной перекрытия не больше 16 см. Формы могут быть использованы для создания помещений с высотой потолков 2,8, 3,0 и 3,3 метра.

Кроме того, используются элементы в форме буквы «Г», которые соединяются между собой при помощи верхнего шарнирного замка. В комплект опалубки включены щиты для создания:

  • стен торцевых;
  • шахт для лифтов;
  • узких коридорных или входных секций.

«П» образные блоки применяют для одновременного строительства помещений по всей ширине зданий, а также возведения тоннелей. Перед установкой секций монтируются пути, по которым формы катают, устанавливая в проектное положение.

Плюсы и минусы опалубки

Современные конструкции объемно-переставных опалубочных систем позволяют добиться снижения трудозатрат на проведение монтажных и демонтажных работ, а это в свою очередь сокращает расходы на оплату труда рабочих. Можно отметить и следующие положительные качества конструкции:

  • высокие темпы работ, работа с объемно-переставной опалубкой позволяет сократить временные затраты практически вдвое;
  • экономия финансов составляет более 15% по сравнению с использованием других систем;
  • нет необходимости проводить работы по уплотнению бетонного раствора, что еще больше сокращает затраты.

Однако существуют и минусы использования объемно-переставных систем. Основные недостатки:

  • заливку нужно проводить одномоментно, так как последующие сегменты секций монтируются до застывания бетонного раствора на предыдущем этаже;

Совет! Если невозможно выполнить работы по заливке одновременно, то необходимо использовать специальные добавки, которые замедляют застывание бетонной смеси.

  • Внушительные габариты и вес форм требует применение тяжелой грузоподъемной техники;
  • невозможность изменения угла заливки;
  • необходимость использования высококвалифицированного труда, работать с объемно-переставными формами могут только рабочие, прошедшие специальную подготовку.

Монтаж и демонтаж опалубки

Монтаж конструкций ведется сразу по всей ширине зданий. Порядок работ:

  • сбираются пути из швеллеров;
  • на пути устанавливают секции при помощи грузоподъемной техники;

  • для придания секциям проектного положения применяются винтовые домкраты, установленные на нижней части щитов.

После того, как формы будут собраны, производится заливка бетонного раствора. После первого схватывания отлитой конструкции форма передвигается вверх или вперед для отливки следующей части зданий. При использовании вертикальных объемно-переставных форм обязательно оставляют технологические отверстия, необходимые для извлечения опалубки.

Демонтаж опалубки может быть проведен с использованием подмостей с откидными ограждениями. Секции длиной до 12 метров перекатывают за подмости, пока не откроется отверстие для строп. Проводится закрепление строп, после чего секция извлекается при помощи строительного крана.

Итак, объемно-переставная опалубка состоит из крупногабаритных секций, применяются эти конструкции для возведения зданий с четкой «сотовой» структурой, а также для постройки монолитных тоннелей. Применение форм позволяет увеличить показатель производительности труда, снизить финансовые и временные затраты на постройку зданий.

виды, составные части, монтаж, демонтаж

Пользоваться обычными телескопическими опорами, если приходится заливать бетонную смесь в опалубочную конструкцию на высоте, превышающей четыре метра, неудобно. Когда перекрытие имеет армирующий каркас, то к отсутствию комфорта в работе добавляется слабая несущая возможность подобных опор. Чтобы работы по бетонированию проходили с хорошим качеством, вместо традиционной конструкции используется объемная опалубка.

Особенности

По конструкции объемная опалубочная система является стальным каркасом, монтирующимся с применением вертикальных и горизонтальных элементов и деталей вспомогательного характера.

Стойки устанавливаются на опорные башмаки или домкраты, нужная высота достигается с помощью доборных элементов с возможностью регулировки длины и дублирующих принцип работы любой телескопической системы.

В комплект системы входит опалубочный щит, который устанавливается на высоте от полутора до двадцати метров. Стоечные ригели фиксируются фланцами и тоже отличаются по длине, что создает возможность изменять линейные размеры щита и, соответственно, толщину устраиваемого бетонного перекрытия.

Концы элементов доборной группы тоже оснащены домкратами, ригельные стойки фиксируют особым клиновидным узлом. Специалисты монтажных работ по такой объемно-переставной опалубке поднимаются по лестницам, крепящимся к ригелям крюками.

Области использования

Такая опалубочная конструкция отличается высокими функциональными возможностями и применяется для обустройства бетонных или железобетонных перекрытий на значительных высотах любых объектов:

  • зданий жилого назначения;
  • складских ангаров;
  • торгово-развлекательных центров;
  • пролетных участков мостов и эстакад;
  • отдельно взятых элементов тоннелей.

Кроме того, с помощью такой опалубки, подобной строительным лесам, выполняются следующие работы:

  • ведется кладка из кирпича или другого каменного материала;
  • наносится штукатурный раствор на вертикальные поверхности стен;
  • ремонтируются фасады;
  • выполняются отделочные работы.

Виды объемной опалубки

Способность строящегося сооружения выдерживать нагрузочные усилия, его параметры и высотность этажей определяют, какой вид опалубочной системы будет использоваться:

  • телескопическая стальная стойка рекомендована для заливки перекрытий, высота которых не превышает четырех – пяти метров. Такие конструкции из всех известных систем являются наиболее экономичными, устанавливаются оперативно. Треножные основания отличаются устойчивостью и надежно удерживают опорный элемент. Щиты из фанерного материала с влагостойким покрытием размещаются на деревянных балках или профильных элементах из металла;

  • объемные опалубочные стойки возводятся, если перекрытие заливается на значительной высоте. Монтаж выполняется легко за счет вертикальных опор с ригельными соединениями, фланцев и домкратов. Такой вид опалубки по вариантам установки разделяется на две группы:
  1. на клиновидных лесах – рама состоит из стоек вертикального и горизонтального типа, устанавливаемых под разными наклонными углами с учетом сложности выполняемых строительных работ. Для обеспечения требуемого уровня безопасности рабочие передвигаются по специальным настилам и лестницам;
  2. на чашечных лесах – на одном уровне можно установить конструкцию из четырех элементов.

Составные части

Чтобы знать, как рассчитать объем опалубки, нужной для выполнения работ, следует ориентироваться в комплектующих системы.

Опалубка, предназначенная под заливку горизонтально расположенных конструкций, включает в себя следующие детали:

  • опорные стойки с основаниями;
  • домкраты, необходимые в тех ситуациях, когда основание отличается неровностью;

  • доборные элементы, применение которых позволяет нарастить стойки до заданной проектом высоты;
  • ригеля – закрепляемые горизонтально детали необходимые для соединения опорных стоек в единую жесткую конструкцию;
  • унивилки – монтируются на верхних концах опор, предназначены для крепления стоек к балкам;
  • балки несущего и опорного типа. Их крепят в унивилках, чтобы уложить палубные щиты;
  • угловые детали;
  • палубные щиты – детали, плоские формы которых вступают в непосредственный контакт с бетонной смесью.

Перед монтажом опалубки проводятся расчеты. С учетом предполагаемой нагрузки определяется интервал размещения замков, соединяющих опалубочные стойки. Чем меньше их шаг, тем большую нагрузку выдерживает смонтированное оборудование.

Известен еще такой вариант опалубки, как объемно-переставная. Ее главный элемент – блок больших размеров, с помощью которого можно одновременно заливать и перекрытия, и стены.

Возведение зданий в объемно-переставной опалубке позволяет обходиться без шва на стыке горизонтальных и вертикальных элементов, что придает объекту дополнительную прочность.

Монтажные работы

Для подготовки такой опалубки к бетонированию потребуется привлечение бригады опытных рабочих.

Алгоритм действий следующий:

  • готовится площадка, поверхность которой должна отличаться ровностью. Устраняются все неровные участки, грунт утрамбовывается, выкладываются деревянные прокладки;
  • выставляются опоры, предназначенные для несения основного нагрузочного усилия. Выравнивают их с домкратами, вмонтированными в нижних концах стоек;
  • чтобы придать опалубке дополнительную жесткость, устанавливаются горизонтальные стойки, объединяющие вертикальные опоры в единую надежную систему;
  • интервал расстановки опорных элементов определяется с учетом предполагаемых нагрузочных воздействий. Как правило, стойки монтируются с шагом в полтора метра;
  • балки располагаются продольно и фиксируются унивилками посредством металлических уголков;
  • элементы поперечного типа в дополнительном креплении не нуждаются и просто укладываются на продольные балки;
  • устраивается палуба. При этом необходимо особое внимание уделять стыковочным участкам щитов, предусматривая их герметичность;
  • заключительный этап монтажа – дополнительный контроль правильной установки опор и палубных щитов. Все проверочные замеры производятся строительным уровнем.

Демонтаж опалубки

Как только бетонный раствор застынет и наберет необходимый уровень прочности, опалубочную систему разрешается демонтировать. Все работы проводятся в обратной последовательности.

Заключение

С помощью объемной опалубки устраиваются перекрытия на значительной высоте. Используется такая конструкция главным образом профессиональными строителями, потому что сборка конструкции имеет определенные сложности. Отдельные формы системы часто используются в индивидуальном строительстве.

Система опалубки универсальна, применяется в любых климатических условиях. Кроме того, ее применение экономически целесообразно – многократность использования позволяет значительно сократить расходы, связанные с проведением строительных работ.

Основной недостаток опалубки – монтаж требует определенных навыков.

Туннельная опалубка

Одной из наиболее популярных сегодня в монолитном строительстве является технология туннельной опалубки. Такая оснастка имеет достаточно узкий спектр применения, свои особенности монтажа и эксплуатации, однако отличается рядом преимуществ перед другими способами формирования конструкций. Также отдельно стоит рассматривать ее стоимость и рентабельность.

Применение туннельной опалубки

Прежде всего следует определить, что такое туннельная опалубка. Фактически это модульно-щитовая оснастка, которая дает возможность за один цикл заливки бетонной смеси формировать монолитную конструкцию, состоящую из стен и перекрытия. Эта технология изначально применялась при возведении тоннелей, в том числе арочных. Именно поэтому за ней закрепилось такое название.

Сегодня тоннельная опалубка применяется не только при реализации вышеуказанных проектов. Она успешно используется для строительства типовых зданий, в том числе многоэтажных, характерной особенностью которых является минимальное количество технологических проемов – дверных, оконных и прочих. Особой популярностью технология туннельной опалубки пользуется при возведении зданий, где присутствует большое количество длинных пролетов или коридоров.

Конструкция туннельной опалубки

Классическая объемно-переставная туннельная опалубка собирается из отдельных щитов или модулей. При этом могут использоваться как цельные П-образные конструкции, так и половинчатые, то есть Г-образные. Также оснастка этого типа может обустраиваться только из стеновых или потолочных щитов. Во всех случаях применяются практически одни и те же методы монтажа и фиксации.

Если взять в качестве примера Г-образную систему туннельной опалубки, то каждый модуль в ней будет состоять из двух конструкций.

Между собой они соединяются при помощи шпонок, шкворней и других приспособлений. Устойчивость конструкции обеспечивается за счет раскосов, которые соединяют вертикальную и горизонтальную части опалубки. Прочность, которая позволяет выдерживать давление бетона, обеспечивается за счет ребер жесткости или дополнительных поперечных балок, выступающих в роли основы щитов.

Используя такие модули, строители получают возможность быстро возводить достаточно длинные пролеты. Типичные размеры туннельной опалубки (погонная длина одного модуля или щита) составляют от 1,25 до 2,5 метра. Из таких модулей собирается пролет длиной до 12 метров. Высота перекрытий при использовании стандартной оснастки этого типа обычно имеет ограничение 2,5 метра.

Если требуется обустроить более высокие потолки, используются специальные щиты и дополнительные опоры для фиксации.

Помимо установки вышеописанной сборной конструкции перед формированием монолита закладывается арматурный каркас.

Палубы туннельной оснастки обычно изготавливаются из стали. Толщина листов в зависимости от особенностей проекта может составлять 3-4 миллиметра. Фанера в туннельной опалубке, как правило, не используется.

Отдельно стоит отметить, что существует также скользящая объемно-переставная опалубка. Принцип ее использования заключается в цикличном перемещении поддерживающей конструкции после схватывания бетона. Делается это при помощи заблаговременно установленных направляющих. Такая технология применяется при строительстве длинных коридоров в больницах, школах и других зданиях. Палуба при этом обязательно обрабатывается специальными смазывающими средствами, чтобы ее можно было легко отделить от застывшего бетона.

Читать статью: Что такое скользящая опалубка.

Преимущества и недостатки использования туннельной опалубки

Недостатков у туннельной опалубки не много. Во-первых, такая оснастка не может использоваться при строительстве зданий со сложной планировкой и архитектурой. Она подходит только для типовых проектов. Во-вторых, при потребности сформировать достаточно высокие потолки необходимо дополнение конструкции специальными элементами. Таким образом, главный минус тоннельной опалубки – ее ограниченная функциональность.

При этом можно выделить ряд достоинств этой оснастки:

  • Сроки строительства. При формировании однотипных монолитных конструкций туннельная опалубка позволяет значительно ускорить процесс, так как стены и перекрытия возводятся одновременно.
  • Цельность монолитной конструкции. В конечном итоге между элементами здания имеется минимальное количество технологичных швов, что положительно влияет на общую прочность.
  • Всесезонное применение. За счет закрытой конструкции и металлических палуб тоннельная опалубка может быстро прогреваться изнутри газовыми пушками в холодное время года.
  • Многократность применения. При надлежащем уходе и своевременном ремонте оснастка служит от 500 до 800 циклов.
Читать статью: Типы строительной опалубки.

ПЕРЕСТАВНАЯ ОПАЛУБКА | Ордос Опалубка

В процессе строительства масштабных сооружений из монолитного бетона переставная опалубка снискала особую популярность. Ее конструкция дает возможность выполнить оперативную разборку и монтаж опалубочной системы на новом месте. С помощью переставной опалубки можно в сжатые сроки осуществлять отливку широкого спектра разнообразных конструкций. Как правило, это фундаменты, несущие стены и перегородки, межэтажные перекрытия, колонны и пр. Ниже мы акцентируем внимание на этом более детально.

Разновидности разборно-переставной опалубки

В наши дни компании, специализирующиеся на строительстве жилых и промышленных зданий из монолитного железобетона, в зависимости от решаемых задач наиболее часто используют следующие разновидности разборно-переставной опалубки: крупнощитовую и мелкощитовую. Ключевым их различием являются габариты и сфера применения.

Мелкощитовая опалубка

Мелкощитовая переставная опалубка — фото

Ориентирована на отливку объектов из бетона небольших размеров. Отличается малой площадью щитов (не более 3 кв.м). Вес щитов не превышает 50 кг. Данный фактор позволяет выполнять их инсталляцию без привлечения грузоподъемной спецтехники. Как правило, разборно-переставная мелкощитовая опалубка используется при проведении работ внутри помещений. В частности, с ее помощью создают межкомнатные перегородки, небольшие элементы фундаментов, колонны и пр.

Данная разновидность опалубки довольно универсальна. Использование специальных соединительных элементов и дополнительных щитов позволяет без проблем увеличивать ее габариты. Кроме этого, инвентарная разборно-переставная мелкощитовая опалубка дает возможность профессионалам собирать пространственные блоки, используемые для отливки ступенчатых конструкций.

Крупнощитовая опалубка

Крупнощитовая переставная опалубка — фото

Используется для бетонирования масштабных конструкций большой высоты и протяженности. Отличается значительной площадью щитов, размер которых может варьироваться в диапазоне от 3 до 20 кв. м. Разборно-переставная крупнощитовая опалубка незаменима при возведении многоэтажек, цехов, ангарных помещений и прочих промышленных объектов. Все конструкционные элементы рассчитаны на огромное давление, оказываемое бетонной смесью, и отличаются повышенной надежностью. Большая площадь щитов ощутимо уменьшает время сборки конструкции и позволяет сократить время, необходимое на возведение объекта.

Разборно-переставная крупнощитовая опалубка ввиду своего значительного веса требует привлечение спецтехники как на этапе монтажа, так и разборки. При условии соблюдения правил установки и технического обслуживания, опалубочная система способна выдерживать свыше 500-та рабочих циклов!

Подъемно-переставная

Подъемно-переставная опалубка — фото

Имеет некоторую схожесть с крупнощитовыми системами. Однако способ ее установки кардинально отличается. Ниже мы остановимся на этом детальнее:

— В бетонную основу, на которой будут проводиться работы, по всему периметру интегрируют закладные из стали. Они служат для монтажа анкеров.

— Осуществляется сборка карты (масштабная часть опалубки, размером до 80 м.кв.). Карта служит для фиксации подмости с настилом и закрепления технологических лестниц.

—  Далее с помощью грузоподъемной спецтехники карта перемещается к бетонной основе и фиксируется к ней посредством анкерных болтов.

— По этому же алгоритму осуществляется сборка прочих карт. После чего их фиксируют по периметру строения с внешней стороны.

— Как только с внешней частью будет покончено, мастера переходят к установке внутреннего контура.

— Осуществляется проверка правильности сборки опалубочной системы. Заливка бетонной смеси выполняется по всему периметру опалубки равномерно.

— При достижении бетоном необходимого уровня прочности, осуществляется разъединение карты и посредством подъемной техники выполняется перенос опалубки на новый уровень.

Подъемно-переставная опалубка является оптимальным решением для возведения многоэтажных строений. Благодаря тому, что ее перемещают на новое место в собранном виде, она обеспечивает существенное сокращение сроков строительных работ.

Блочные неразборные системы

Объемно-переставная опалубка блочного типа поставляется в виде заводских блок-форм либо же может собираться в единую систему из П- либо Г-образных элементов. Ввиду ее неразборной конструкции, перемещение опалубки на объект выполняется в собранном виде. Любые операции с ней осуществляются с привлечением грузоподъемной спецтехники. В коммерческом монолитном строительстве блок-формы приобрели заслуженную популярность при изготовлении разнообразных отдельно стоящих конструкций, начиная фундаментами и заканчивая колоннами.

Блочная объемно-переставная опалубка позволяет отливать бетонные изделия четко заданного размера и формы. Ввиду этого ее использование целесообразно только при изготовлении большого количества однотипных изделий.

Как устроена типичная подъемно-переставная опалубка?

Конструктивно такая опалубка достаточно сложна. Она включает в себя внутреннюю и внешнюю оболочку. Внутренняя часть обрабатывается специальным разделительным составом и находится в непосредственном контакте с бетонным раствором. Заливка бетона внутрь формы осуществляется посредством специальных рабочих площадок. Для достижения наивысшего качества строительства и высокой прочности конструкции бетонирование выполняют поярусно. Высота яруса, зачастую, не превышает 2-2,5 м.

Основным элементом внешней оболочки опалубочной системы являются прямоугольные либо трапециевидные стальные панели. Их фиксация друг к другу выполняется посредством высокопрочных замков. В обязательном порядке собранная конструкция проверяется на соответствие проектным размерам. Обращаем внимание, что при монтаже верхнего яруса следует следить за тем, чтобы он перекрывал забетонированную часть конструкции не менее чем на 10 см.

Как говорилось выше, любая подъемно-переставная опалубка имеет внутреннюю часть. Для ее сборки используются щиты меньшего размера, чем щиты наружной оболочки. Причем они устанавливаются в 2 яруса. Необходимый промежуток между наружными и внешними частями достигается с помощью особых распорок-фиксаторов.

Ключевые достоинства и недостатки переставной опалубки для стен и других конструкций

Главным достоинством таких систем является возможность быстро возводить многоэтажные здания сложной формы. При этом строители получают возможность отливать целые этажи с несущими стенами, межкомнатными перегородками, лифтовыми шахтами и колоннами. Продуманная до мелочей конструкция и использование качественных материалов обеспечивают большой рабочий ресурс переставных опалубочных систем. Возможность многократного использования позволяет существенно снизить затраты на строительные работы в долгосрочной перспективе.

К недостаткам переставной опалубки можно отнести сложность монтажа и значительные габариты, требующие привлечение спецтехники.

Отличие скользящей опалубки от подъемно-переставной

Скользящая опалубка также широко распространена в монолитном строительстве. Ее применяют при изготовлении труб, ядер жесткости, башен, стен и пр. В отличие от подъемно-переставных систем, она не отделяется от застывшей конструкции из бетона, а скользит по ней. Для ее перемещения в пространстве используются гидравлические и электромеханические домкраты.

Аренда переставной опалубки – сбалансированное решение для снижения строительных затрат!

Далеко не секрет, что стоимость опалубочных систем для многоэтажного монолитного строительства очень высока. Их приобретение экономически целесообразно только при условии многократного использования. Компания «Ордос Опалубка» предлагает вам на выгодных условиях взять в аренду переставную опалубку любого типа. Представленные у нас системы находятся в безупречном техническом состоянии и позволяют изготавливать бетонные изделия отменного качества. Все хлопоты по подбору типа опалубки, ее транспортировке, монтажу, демонтажу, сервисному обслуживанию и хранению мы возьмем на себя!

Cкользящая опалубка (объемно-переставная) — конструкция, технология, как строят своими руками

Скользящая опалубка – это передвижная строительная конструкция, необходимая для формирования монолитных строений из бетона. Она позволяет возводить высотные здания, не нарушая привычную технологию строительства.
Но технология имеет преимущества и недостатки, требующие внимания перед началом работ.

Принцип действия и устройство

Строительство высотных домов облегчается с применением скользящей опалубки. Профессиональный инвентарь помогает проводить бетонирование стен в 3 раза быстрее, чем обычная технология. Опалубка используется следующим образом:

  1. Схема устройства скользящей опалубки

    Опалубка выставляется вокруг дома и тщательно закрепляется подпорками до получения идеальной конструкции. К щитам монтируются домкраты, необходимые для подъема системы на нужный уровень.

  2. Скользящая опалубка заполняется бетоном и сохраняется до неполного застывания раствора.
  3. Ослабевается ограничительный элемент, конструкция поднимается домкратами на следующий уровень. Проводится бетонирование. Очередной слой бетона заливается до полного застывания предыдущего слоя. Если требуется прервать работу, то в раствор добавляется специальный состав, предотвращающий застывание смеси.
  4. Описанная технология повторяется до окончания строительства.

Состоит разборно-подъемная опалубка из:

  • деревянных щитов;
  • домкратных рам и балок;
  • навесные подмостки в сборе для рабочих;
  • настил внутри конструкции для расположения бетонщиков и размещения строительного материала.

Опалубка изготавливается своими руками или покупается готовая конструкция.

Область применения разборно-подъемной конструкции

Опалубка применяется при строительстве многоэтажного дома, для создания одноэтажных строений своими руками (силосы, башни, здания для хранения инвентаря, продуктов и так далее).

Разборно-переставная конструкция имеет небольшой вес и применяется для ремонта дома, колодца и других небольших сооружений. Рабочая поверхность, а точнее, материал изготовления при этом не имеет значения.

Плюсы и минусы разборно-подъемной конструкции

Бетонирование стен с использованием подъемно-переставной конструкции проводится часто за счет имеющихся плюсов этой технологии:

  • повышается скорость работ, один этаж удается возвести в три раза быстрее, чем при обычных строительных работах;
  • технология позволяет строить дома с необычными архитектурными решениями и оригинальным дизайном;
  • снижаются затраты на строительство на 15%;
  • посредством использования специальных добавок удается контролировать и менять на свое усмотрение процесс затвердевания бетона;
  • использование литого пластичного бетона не требует уплотнения смеси, что удешевляет и ускоряет процесс возведения дома своими руками.
В идеале заливать сразу весь бетон непрерывно

Недостатки конструкции:

  • бетонирование проводится беспрерывно, либо с использованием специальных добавок;
  • необходимость в регулярной доставке бетона, строго по графику;
  • беспрерывная укладка арматуры;
  • большой вес конструкции, требующий подключения мощного домкрата;
  • нельзя эксплуатировать наклонную опалубку, она должна передвигаться строго в вертикальном положении;
  • нельзя создавать большие проемы в стенах;
  • трудности с созданием арматурных каркасов;
  • бетонирование проводят бетонщики с квалификацией;
  • если допускаются ошибки при работе с подъемно-переставной опалубкой, на их исправление потребуются большие финансовые затраты;
  • заливка перекрытий относится к трудоемким работам;
  • технология строительства в зимних условиях повышает стоимость работ;
  • строгое соблюдение технологических процессов.

Изготовление опалубки своими руками

При строительстве дома своими руками, скользящая опалубка ускорит процесс возведения здания и снизит затраты. Изготовить подъемно-переставную конструкцию можно самостоятельно, сделав вес меньше заводской и сэкономить деньги на покупке этого комплекта. Изготовленная своими руками опалубка чаще требует ремонта,  использовать конструкцию можно единожды, да и по всем характеристикам она уступает покупной.

Объемно-переставная опалубка состоит из комплекта элементов:

  • щиты – для их изготовления используются пиломатериал, металлические листы или фанера, поверхность которой предварительно ламинируется и покрывается акриловой краской. Поверхность щитов, соприкасающихся с бетоном, желательно покрыть пластиком или сталью;
  • крепления – щиты крепятся между собой деревянными вставками;
  • подпорки – изготавливаются из бруса.

Домкрат используется самодельный, но бетонирование с таким механизмом затягивается на несколько дней. Для строительства дома подходит электрическое подъемно-переставное оборудование. Из недостатков – вес и стоимость.

Опалубка бывает разборной и неразборной. В первом случае конструкция изготавливается с целью многократного использования, поверхность обрабатывается краской и ламинируется. Неразборная конструкция имеет больший вес, после окончания работ детали утилизируются или используются для других целей. Самостоятельно монтировать легче и дешевле подъемно-монолитную конструкцию, не подлежащую повторной эксплуатации.

Объемно-переставная опалубка – строительная конструкция, использующаяся для бетонирования стен профессионалами или своими руками. Она ускоряет и облегчает возведение дома, снижает финансовые затраты.

Фото одного из вариантов:

Особенности различных видов опалубки и технология их укладки |

Главная » Статьи » Особенности различных видов опалубки и технология их укладки

В современном монолитном строительстве используются системы опалубок как зарубежных, так и отечественных производителей.
Любая опалубочная система должна соответствовать ряду требований, соблюдение которых гарантирует возведение сооружения в заданные сроки.
Опалубка состоит из наборов дополнительных, вспомогательных приспособлений и щитов, и на объект поставляется в виде комплекта. На каждый такой комплект имеется сопроводительная документация в виде технического паспорта, где четко обозначается спецификация и назначение каждой детали в комплекте, а также характеристики опалубки.
На выбор опалубочной системы влияет целый ряд факторов, таких, как:

  • Геометрические параметры бетонируемого сооружения.
  • Учитывается экономическая и технологическая эффективность.
  • Условия и методы работ с арматурой и бетоном.
  • Опалубочные работы занимают от 20% всего объема строительства, и уменьшение затрат на монтаж опалубки напрямую зависит от особенностей ее сооружения.

Различные виды опалубки имеют свои преимущества и недостатки.
В монолитном строительстве очень популярна крупнощитовая система опалубки, которая в отличие от мелкощитовой, используется крайне редко. Крупнощитовая опалубка предусматривает примерно одинаковые параметры щитов по сравнению с потолками и стенами строящихся сооружений, что обеспечивает минимальную трудоемкость и улучшение качеств бетонируемых поверхностей.
Туннельная опалубка(объемно-переставная) предоставляет возможность заливки бетона последовательно в одной опалубке, в чем состоит ее главное преимущество. Однако такая система предполагает задействование ручного труда, что значительно увеличивает трудоемкость строительных работ.
Блочно-щитовая система опалубки устанавливается по аналогии с крупнощитовой, но щиты соединяются механически(то есть с помощью затяжек и других креплений).
Отрыв щитов от бетона также совершается механически, что позволяет эффективнее использовать спецтехнику(краны). Такие блоки обладают хорошей устойчивостью, а также могут выполнять замкнутые фигуры, если это предусмотрено проектом, а также ячейки и стены разной высоты(например, лифтовые шахты).
Распалубка и установка опалубочных систем производится специальными строительными бригадами, учитывая содержание проектной документации и технику безопасности на объекте. Технология установки опалубки предусматривает выполнение укрупнительной сборки для того, чтобы из небольших элементов (щитов) построить опалубочные блоки и плоские панели. Такую сборку выполняют с помощью специальной техники, то есть механизированно, таким образом снижая трудозатраты не только опалубочных работ, но и работ по армированию.
Нестандартные конструкции с весом элементов до пятидесяти кг разрешается складывать вручную.
Перед бетонированием рабочую поверхность опалубки обрабатывают химическими веществами(модифицированные масла, эмульсол и другие), уменьшающими взаимодействие бетона с опалубочной поверхностью.

Техническая документация по выполнению опалубочных работ должна содержать такие пункты:

  • Карты-технологии производства работ по опалубке для всех бетонных и железобетонных сооружений, а также маркировочные схемы. Для простых конструкций достаточно одной схемы, которая наиболее часто задействуется в работе.
  • Схемы-чертежи, которые обозначают месторасположение элементов опалубки на бетонируемой поверхности (фасаде, плане или боковой части)
  • Общие характеристики и спецификации комплектов опалубки, их объем.
       

Основные особенности подъемно-переставной опалубки

В процессе строительства масштабных сооружений из монолитного бетона переставная опалубка снискала особую популярность. Ее конструкция дает возможность выполнить оперативную разборку и монтаж опалубочной системы на новом месте. С помощью переставной опалубки можно в сжатые сроки осуществлять отливку широкого спектра разнообразных конструкций. Как правило, это фундаменты, несущие стены и перегородки, межэтажные перекрытия, колонны и пр. Ниже мы акцентируем внимание на этом более детально.

Разновидности разборно-переставной опалубки

В наши дни компании, специализирующиеся на строительстве жилых и промышленных зданий из монолитного железобетона, в зависимости от решаемых задач наиболее часто используют следующие разновидности разборно-переставной опалубки: крупнощитовую и мелкощитовую. Ключевым их различием являются габариты и сфера применения.

Мелкощитовая опалубка

Мелкощитовая переставная опалубка — фото

Ориентирована на отливку объектов из бетона небольших размеров. Отличается малой площадью щитов (не более 3 кв.м). Вес щитов не превышает 50 кг. Данный фактор позволяет выполнять их инсталляцию без привлечения грузоподъемной спецтехники. Как правило, разборно-переставная мелкощитовая опалубка используется при проведении работ внутри помещений. В частности, с ее помощью создают межкомнатные перегородки, небольшие элементы фундаментов, колонны и пр.

Данная разновидность опалубки довольно универсальна. Использование специальных соединительных элементов и дополнительных щитов позволяет без проблем увеличивать ее габариты. Кроме этого, инвентарная разборно-переставная мелкощитовая опалубка дает возможность профессионалам собирать пространственные блоки, используемые для отливки ступенчатых конструкций.

Крупнощитовая опалубка

Крупнощитовая переставная опалубка — фото

Используется для бетонирования масштабных конструкций большой высоты и протяженности. Отличается значительной площадью щитов, размер которых может варьироваться в диапазоне от 3 до 20 кв.м. Разборно-переставная крупнощитовая опалубка незаменима при возведении многоэтажек, цехов, ангарных помещений и прочих промышленных объектов. Все конструкционные элементы рассчитаны на огромное давление, оказываемое бетонной смесью, и отличаются повышенной надежностью. Большая площадь щитов ощутимо уменьшает время сборки конструкции и позволяет сократить время, необходимое на возведение объекта.

Разборно-переставная крупнощитовая опалубка ввиду своего значительного веса требует привлечение спецтехники как на этапе монтажа, так и разборки. При условии соблюдения правил установки и технического обслуживания, опалубочная система способна выдерживать свыше 500-та рабочих циклов!

Подъемно-переставная

Подъемно-переставная опалубка — фото

Имеет некоторую схожесть с крупнощитовыми системами. Однако способ ее установки кардинально отличается. Ниже мы остановимся на этом детальнее:

— В бетонную основу, на которой будут проводиться работы, по всему периметру интегрируют закладные из стали. Они служат для монтажа анкеров.

— Осуществляется сборка карты (масштабная часть опалубки, размером до 80 м.кв.). Карта служит для фиксации подмости с настилом и закрепления технологических лестниц.

— Далее с помощью грузоподъемной спецтехники карта перемещается к бетонной основе и фиксируется к ней посредством анкерных болтов.

— По этому же алгоритму осуществляется сборка прочих карт. После чего их фиксируют по периметру строения с внешней стороны.

— Как только с внешней частью будет покончено, мастера переходят к установке внутреннего контура.

— Осуществляется проверка правильности сборки опалубочной системы. Заливка бетонной смеси выполняется по всему периметру опалубки равномерно.

— При достижении бетоном необходимого уровня прочности, осуществляется разъединение карты и посредством подъемной техники выполняется перенос опалубки на новый уровень.

Подъемно-переставная опалубка является оптимальным решением для возведения многоэтажных строений. Благодаря тому, что ее перемещают на новое место в собранном виде, она обеспечивает существенное сокращение сроков строительных работ.

Блочные неразборные системы

Объемно-переставная опалубка блочного типа поставляется в виде заводских блок-форм либо же может собираться в единую систему из П- либо Г-образных элементов. Ввиду ее неразборной конструкции, перемещение опалубки на объект выполняется в собранном виде. Любые операции с ней осуществляются с привлечением грузоподъемной спецтехники. В коммерческом монолитном строительстве блок-формы приобрели заслуженную популярность при изготовлении разнообразных отдельно стоящих конструкций, начиная фундаментами и заканчивая колоннами.

Блочная объемно-переставная опалубка позволяет отливать бетонные изделия четко заданного размера и формы. Ввиду этого ее использование целесообразно только при изготовлении большого количества однотипных изделий.

Преимущества и недостатки

Разборно-переставные опалубки позволяют добиваться сокращения трудозатрат на установку и демонтирование, что влечет за собой снижение финансовых расходов. Кроме того, переставная опалубка отличается следующими достоинствами:

  • сроки строительных работ снижаются почти в два раза;

  • по сравнению с остальными опалубочными конструкциями, подъемно-переставная опалубка позволяет сэкономить до пятнадцати процентов финансирования;
  • можно не выполнять уплотнение бетонной смеси, что дополнительно сокращает время и деньги;
  • есть возможность возводить объекты с необычными проектными формами;
  • поверхность бетона получается гладкой, количество видов отделочных работ уменьшается.

К слову, имеются и отрицательные моменты:

  • заливать бетонный раствор необходимо одномоментно;
  • элементы опалубки отличаются внушительными размерами и массой, что подразумевает привлечение специальной техники;
  • угол бетонирования изменить нельзя;
  • работать с подобными разборными опалубками способны только опытные строители.

Разборно-переставная конструкция делится на три вида и каждый из них предназначен для решения определенных задач.

Мелкощитовая

Является более универсальной версией. Щиты небольших параметров позволяют монтировать различные формы, и большинство конструкций можно собирать без специальной техники. Такая опалубка нашла широкое применение не только в профессиональной, но и в частной строительной сфере.

Максимальные параметры одного щита составляют не более трех квадратных метров. Масса – до пятидесяти килограмм. Такую разборную опалубку вполне можно монтировать своими руками.

Такие опалубки используют при:

  • строительстве частных жилых домов;
  • отливке колонн;
  • обустройстве фундаментных оснований;
  • выполнении перепланировочных работ с установкой новых перегородок.

Мелкощитовая передвижная опалубка отличается скромными размерами, но из них монтируются прочные конструкции, способные выдерживать давление бетонного раствора до 0.5 Па. С помощью такой системы собираются пространственные блоки, устанавливаются конструкции больших форм и ступенчатых элементов.

Комплект опалубочной системы включает в себя следующие элементы:

  • каркасные щиты;
  • стальные либо фанерные палубы, крепящиеся к каркасу;
  • распорные элементы, регулирующие положение в пространстве;
  • крепежные наборы в виде винтов, скоб, замков.

Если щиты изготавливались в заводских условиях, то по всему периметру у них имеется перфорация под крепежные элементы. Такая особенность ускоряет процесс монтажных работ.

Крупнощитовая

Такими конструкциями пользуются, чтобы строить большие объекты. Достоинством считается быстрая сборка, потому что щиты отличаются большими размерами. Монтаж конструкции осуществляется с привлечением грузоподъемной техники.

Площадь одного щита составляет от трех до двадцати квадратных метра, по этой причине такими системами пользуются главным образом в профессиональном строительстве.

Комплектация не отличается от предыдущего вида, только вместо распорных элементов применяются домкраты.

Если придерживаться правил использования и хранения крупнощитовой опалубочной конструкции, она обеспечит вам до пятисот рабочих циклов.

Подъемно-переставная

Это вид передвижной опалубки напоминает крупнощитовой вариант, но определенные различия все же имеются. Состоит такая опалубка из следующих элементов:

  • внутренних и внешних щитов прямоугольных и трапециевидных форм;
  • несущих колец;
  • опорных рам;
  • аппарата радиального перемещения внешних частей.

Формы могут применяться при строительстве сооружений с переменным сечением. Как только нижний забетонированный ярус застынет, щитовая конструкция поднимается, наращивается высота и меняется сечение за счет частичной разборки. Получается, что монтаж опалубки чередуют с бетонированием, что дает все основания отнести данную разновидность к переставным системам.

Как устроена типичная подъемно-переставная опалубка?

Конструктивно такая опалубка достаточно сложна. Она включает в себя внутреннюю и внешнюю оболочку. Внутренняя часть обрабатывается специальным разделительным составом и находится в непосредственном контакте с бетонным раствором. Заливка бетона внутрь формы осуществляется посредством специальных рабочих площадок. Для достижения наивысшего качества строительства и высокой прочности конструкции бетонирование выполняют поярусно. Высота яруса, зачастую, не превышает 2-2,5 м.

Основным элементом внешней оболочки опалубочной системы являются прямоугольные либо трапециевидные стальные панели. Их фиксация друг к другу выполняется посредством высокопрочных замков. В обязательном порядке собранная конструкция проверяется на соответствие проектным размерам. Обращаем внимание, что при монтаже верхнего яруса следует следить за тем, чтобы он перекрывал забетонированную часть конструкции не менее чем на 10 см.

Как говорилось выше, любая подъемно-переставная опалубка имеет внутреннюю часть. Для ее сборки используются щиты меньшего размера, чем щиты наружной оболочки. Причем они устанавливаются в 2 яруса. Необходимый промежуток между наружными и внешними частями достигается с помощью особых распорок-фиксаторов.

Разновидности

Переставная опалубка делится на несколько видов:

  1. Крупнощитовая разборно-переставная опалубка. Её масса может доходить до 0,5 т, поэтому монтаж проводится с помощью строительной техники. Опалубочная конструкция собирается из больших деревянных щитов. Для изготовления лучше приобрести доску строганую с минимальной толщиной 2,5 см. Чтобы при изготовлении опалубки между досками не оставались щели, стыковка производится в шпунт или четверть. Сфера применения крупнощитовой опалубки обширная – она подходит для монтажа перекрытий, стен и других габаритных конструкций.
  2. Блок-формы. Это готовые секции, которые благодаря конфигурации своей поверхности могут формировать конструктивный элемент здания (см. рис. 1). Такая пространственная опалубка состоит из металлических щитов, соединяемых в единую конструкцию при помощи шарниров или крепёжных приспособлений. Благодаря этим опалубкам получаются объёмно-пространственные элементы сложной конфигурации. Вес каждого блока зависит от его размеров. Для установки лёгкой опалубочной конструкции достаточно усилий рабочих, а перемещение габаритного изделия без подъемно-монтажной техники не выполнить.

  3. Мелкощитовая переставная опалубка. Вес одного элемента – не более 70 кг, поэтому устанавливают такие изделия вручную. Для изготовления данных опалубочных конструкций можно использовать доску как обрезную, так и полуобрезную. Желательно брать доски толщиной не менее 19 мм и шириной не меньше 15 см. Если опалубка нужна для возведения балки или прогона, то её дно лучше изготовить из 40-миллиметровой доски.

Подъемно-переставная опалубка, схема которой приведена ниже, относится к категории крупнощитовой и состоит из следующих элементов:

  • каркас для крепления щита;
  • палуба из стали или фанеры, которая крепится на каркас;
  • различные приспособления для регулировки положения опалубки в пространстве;
  • подмости для рабочих и инвентаря;
  • элементы для фиксации и крепления (стяжки, замковые механизмы, винты и т.п.).

Ключевые достоинства и недостатки переставной опалубки для стен и других конструкций

Главным достоинством таких систем является возможность быстро возводить многоэтажные здания сложной формы. При этом строители получают возможность отливать целые этажи с несущими стенами, межкомнатными перегородками, лифтовыми шахтами и колоннами. Продуманная до мелочей конструкция и использование качественных материалов обеспечивают большой рабочий ресурс переставных опалубочных систем. Возможность многократного использования позволяет существенно снизить затраты на строительные работы в долгосрочной перспективе.

К недостаткам переставной опалубки можно отнести сложность монтажа и значительные габариты, требующие привлечение спецтехники.

Опалубка стен и колонн

Чтобы изготовить стеновые панели или колонны, используется опалубка в виде щитов из стали или древесных материалов. Друг с другом эти щиты соединяются при помощи стальной полосы (хомута) или рейки из древесины.

При изготовлении опалубочной конструкции под колонны верху оставляют специальные прорезы, которые позволяю осуществить соединение опалубки колонн с опалубочными элементами прогонов и ригелей.

Чтобы подъемно-переставная опалубка под колонны или стеновые панели была установлена в строго вертикальном положении, на этапе заливки фундамента в него закладывают специальные пробки из древесины. Они будут не только ориентиром в процессе установки опалубочной конструкции, но и крепёжными деталями, поскольку именно к ним необходимо крепить низ опалубки. Для облегчения процесса монтажа по пробкам монтируется специальная рамка из древесины, которая выверяется точно по осям сооружения.

Аренда переставной опалубки – сбалансированное решение для снижения строительных затрат!

Далеко не секрет, что стоимость опалубочных систем для многоэтажного монолитного строительства очень высока. Их приобретение экономически целесообразно только при условии многократного использования. предлагает вам на выгодных условиях взять в аренду переставную опалубку любого типа. Представленные у нас системы находятся в безупречном техническом состоянии и позволяют изготавливать бетонные изделия отменного качества. Все хлопоты по подбору типа опалубки, ее транспортировке, монтажу, демонтажу, сервисному обслуживанию и хранению мы возьмем на себя!

(PDF) УМНОЕ ДИНАМИЧЕСКОЕ ЛИТЬЕ СЛИПФОРМИНГ С ГИБКОЙ ОПАЛУБКОЙ — ИЗМЕРЕНИЕ И КОНТРОЛЬ НА ЛИНИИ

Первые два перечисленных автора — Эна Льорет-Фритчи и Лекс Рейтер — также должны быть признаны основными

авторами данной статьи.

5. ССЫЛКИ

1. Ванглер, Т., Льорет, Э., Райтер, Л., Хак, Н., Грамацио, Ф., Колер, М., Бернхард, М., Дилленбургер,

B. , Buchli, J., Roussel, N., and R. Flatt. «Цифровой бетон: возможности и вызовы».

RILEM Tech. Lett. (2016) 1: 67-75.

2. Li L, Yan J, Xing Z. Оценка энергетических потребностей фрезерных станков на основе термического равновесия

и эмпирического моделирования. J Clean Prod. (2013) 52: 113–21.

3. Хошневис Б. Автоматизированное строительство контурной обработкой, связанная с робототехникой и информационными технологиями

. Best ISARC 2002. (2004) 13 (1): 5–19.

4. Хак Н., Лауэр В.В. Mesh-Mold: Пространственные сетки, изготовленные роботами в виде железобетона

Опалубка.Archit Des. (2014) 84 (3): 44–53.

5. Льорет Э., Грамацио Ф., Колер М., Лангенберг С. Сложные бетонные конструкции: объединение существующих методов литья

с цифровым изготовлением. КААДРИЯ Сингапур (2013) стр. 613–622.

6. Льорет Э., Шахаб А.Р., Линус М., Флатт Р.Дж., Грамацио Ф., Колер М. и др. Сложные бетонные конструкции

: объединение существующих технологий литья с цифровым производством. Computer-Aided Des

(2014) 60: 40-49.

7. Шахаб А.Р., Льорет Э., Фишер П., Грамацио Ф., Колер М., Флатт Р.Дж. Интеллектуальное динамическое литье или как

использовать переход жидкости в твердое состояние в цементных материалах. In Proc CD 1st Int Conf

Rheol Process Constr Mater 7th Int Conf Self-Compact Concr Paris Fr. (2013).

8. Льорет Э., Меттлер Л.К., Шахаб А.Р., Грамацио Ф., Колер М., Флатт Р.Дж. Smart Dynamic Casting: роботизированная система производства

для сложных конструкций. В: Материалы 1-й конференции Concrete Innovation

, Осло, Норвегия (2014).

9. Рейтер Л., Паласиос М., Ванглер Т., Флатт Р.Дж. Усыпление бетона и его пробуждение с помощью химических добавок

. В: Материалы 11-й Международной конференции CanmetACI Superplast

Chem Admix Concr, ACI, Оттава. Оттава, Онтарио, Канада, (2015) стр. 145–54.

10. Льорет Фритчи Е. Интеллектуальное динамическое литье Цифровой метод изготовления нестандартных бетонных конструкций

[Докторская диссертация] ETH Zürich, Zürich, Switzerland; (2016).

11. Регата по бетонным каноэ. Доступно по адресу: https://www.baug.ethz.ch/en/news-and-

events / news / 2015/07 /crete-canoe-launch.html, по состоянию на 30 октября 2016 г.

12. Fuhrimann L , Graffé C, Hächler M. Betonkanu: Smart Dynamic Casting [диплом бакалавра] ETH

Цюрих, Цюрих, Швейцария (2015).

13. Шранер Т., Сигрист Л., Брейси, Пенсильвания. Интеллектуальное динамическое литье: исследование ограничений процесса

[Бакалаврская диссертация] ETH Zürich, Zürich, Switzerland (2016).

14. Schultheiss M, Wangler TP, Reiter L, Flatt RJ. Управление обратной связью Smart Dynamic Casting

посредством измерения трения опалубки. В Proc. CD 8th Int RILEM Symp. на Self-

Compacting Concrete, Вашингтон, округ Колумбия, США (2016).

15. Меттлер Л.К., Виттель Ф.К., Флатт Р.Дж., Херрманн Х.Дж. Эволюция прочности и разрушение SCC во время ранней гидратации

. Cem Concr Res. (2016) 89: 288–296.

Съемные опалубки (монолитные)

Монолитные бетонные стены (CIP) изготавливаются из товарного бетона, помещенного в съемные опалубки, возводимые на месте.Исторически это была одна из самых распространенных форм подвальных стен зданий. Те же методы, что и ниже уровня, можно повторить со стенами выше уровня, чтобы сформировать первый и верхний уровни домов.

Первые попытки освоить эту технологию были предприняты Томасом Эдисоном более 100 лет назад. Он видел преимущества строительства домов из бетона задолго до того, как это стало широко известно. По мере развития технологий усовершенствования формующих систем и изоляционных материалов повысили легкость и привлекательность использования съемных форм для строительства одной семьи.Эти системы сильны. Собственная тепловая масса в сочетании с соответствующей изоляцией делает их достаточно энергоэффективными. Традиционная отделка может применяться как для внутренних, так и для наружных поверхностей, поэтому здания выглядят аналогично каркасной конструкции, хотя стены обычно толще.

История

Томас Эдисон с моделью бетонного дома (около 1910 г.). Фото любезно предоставлено Министерством внутренних дел США, Служба национальных парков, Национальный исторический комплекс Эдисона.

Технология заливки бетона в съемные формы — начало индустрии строительства из железобетона — восходит как минимум к 1850-м годам, вскоре после того, как был запатентован портландцемент.В домах на одну семью съемные опалубки преимущественно использовались для нижних (подвальных) стен. Томас Эдисон был одним из первых, кто осознал потенциал применения качественных материалов и выполнил несколько демонстрационных проектов — несколько домов на одну семью, полностью построенных из бетона.

С тех пор достижения в технологии формования и укладки, бетонных смесей и стратегии изоляции сделали строительство бетонных домов с использованием съемных форм общепринятой строительной техникой.

Преимущества

Монтируемая на месте конструкция дает преимущества как строителям, так и владельцам зданий.

Владельцы ценят:
  • прочные стены
  • безопасность и устойчивость к стихийным бедствиям
  • защита от плесени, гнили, плесени и насекомых
  • способность блокировать звук
  • для изолированных систем, энергоэффективность и, как следствие, экономия затрат

Подрядчики и строители, такие как:

  • знакомство
  • расширяет бизнес и включает в себя не только подвалы
  • экономичные строительные технологии

Компоненты, включая изоляцию

Монолитные бетонные системы (CIP) относительно просты.Необходимые шаги включают размещение временных форм и укладку свежего бетона и стальной арматуры. Хотя дозирование бетона возможно на месте, товарный бетонный бетон широко доступен и обычно доставляется поставщиком товарного бетона. А в 2011 году среднее расстояние до большинства объектов проекта от завода по производству готовой смеси составляло всего около 14 миль.

Хотя неизолированные стены были обычным явлением в прошлом, изменение требований энергетического кодекса в большей или меньшей степени устраняет стены без изоляции в большинстве климатических условий.Это относится ко всем типам систем, включая бетон, дерево и сталь. Энергия просто слишком важна с точки зрения ее стоимости и воздействия на окружающую среду. Тепловая масса бетона помогает смягчить колебания температуры, но не может обеспечить улучшенные энергетические характеристики, требуемые правилами, если стеновая система не содержит изоляцию. Поэтому в прошлом изоляция могла быть необязательным компонентом монолитной системы, но она все чаще включается в современное строительство.

Самыми распространенными опалубочными материалами для заливки бетона являются сталь, алюминий и дерево.Многие деревянные системы изготавливаются по индивидуальному заказу и могут использоваться только один или несколько раз. С другой стороны, системы формовки стали и алюминия рассчитаны на многократное повторное использование, что позволяет сэкономить на затратах. Металлические панели обычно имеют ширину от двух до трех футов и разную высоту, чтобы соответствовать стене. Наиболее распространены панели высотой восемь и девять футов.

Установка, подключение, отделка

Заливка бетона на месте включает несколько отдельных этапов: установка опалубки, размещение арматуры и заливка бетона.Строители обычно сначала помещают формы в углы, а затем заполняют их между углами. Это помогает при правильном выравнивании форм и, соответственно, стен. Арматурные стержни (сокращенно «арматура») могут быть возведены либо перед формированием фасада в виде каркаса, либо после установки одной стороны опалубки. После того, как обе опалубочные поверхности связаны вместе и закреплены, бетон загружается в опалубки через желоб грузовика, ковш или насос. Формы всегда должны заполняться с надлежащей скоростью, основанной на рекомендациях производителя опалубки, чтобы предотвратить проблемы.Хотя выбросы из металла и дерева случаются нечасто, потенциально может произойти несоосность.

Для односемейного жилищного строительства толщина стен может составлять от четырех до 24 дюймов. Неизолированные стены обычно имеют толщину от шести до восьми дюймов. Стены с изоляцией обычно толще, если они содержат внутренний слой изоляции: внутренний или внешний слой стены должен выполнять структурную функцию. Монолитные стены обычно толще, чем каркасные (деревянные или стальные).

Армирование в обоих направлениях поддерживает прочность стены. По вертикали стержни обычно размещаются на расстоянии от одного до четырех футов по центру и привязываются к дюбелям в основании или цокольной плите для обеспечения структурной целостности. Горизонтально стержни обычно размещаются на расстоянии около четырех футов в жилых помещениях. В углах и вокруг проемов (двери, окна) размещаются дополнительные бруски, которые помогают контролировать растрескивание и обеспечивают прочность.

Проемы для дверей и окон требуют наличия баксов, чтобы окружать проем, удерживать свежий бетон во время укладки и обеспечивать подходящий материал для крепления оконных или дверных коробок.

Полы и крыша могут быть бетонными или деревянными и из легкой стали. Ригели крепятся болтами, вклеенными в отверстия в бетоне. В случае тяжелых стальных перекрытий внутри опалубки устанавливаются сварные пластины, которые встраиваются в свежий бетон. Это обеспечивает крепление стальных балок, ферм или уголков.

Опалубка стены подвала, используемая в качестве опалубки в новой системе реберного перекрытия. Регулируемая форма ребер поддерживает форму палубы и может охватывать от 12 до 16 футов.

Отделка систем CIP зависит от наличия изоляции и формы поверхности. Поочередно отделку можно прикрепить планками обшивки. С системами бетонных стен съемной формы можно использовать практически любую отделку. Стеновая плита остается самой распространенной внутренней отделкой. Экстерьер намного разнообразнее и зависит от предпочтений клиента. Формовочные вкладыши, прикрепленные к внешней поверхности формы, могут придавать любую текстуру; в качестве альтернативы, после снятия формы к стене можно прикрепить другие традиционные виды отделки, такие как кладка или сайдинг.

Изоляция может быть размещена на внутренней или внешней стороне или в центральной части стены. Чтобы разместить утеплитель на лицевой стороне, в пенопласт вставляют пластиковую арматуру, которая встраивается в бетон. Они имеют фланцы, чтобы удерживать пену, а фланцы служат для крепления отделки и приспособлений. Лицевую изоляцию можно наносить также после снятия опалубки. Если пена закладывается в опалубку до укладки бетона, используются композитные фитинги для связывания двух бетонных поверхностей (через слой пенопласта).Внутренняя стена обычно является структурным слоем, поэтому она толще и содержит арматуру, тогда как на внешний бетонный слой нанесена отделка. Пенопласт — чаще всего пенополистирол (EPS). Это может быть экструдированный полистирол (XPS), который прочнее, но и дороже.

Устойчивое развитие и энергия

Главная привлекательность утепленных монолитных стен — это снижение расхода энергии на обогрев и охлаждение здания. Изоляция, тепловая масса и низкая инфильтрация воздуха способствуют экономии энергии.Типичное значение R для пен EPS и XPS составляет, соответственно, четыре и пять на дюйм. Тепловая масса действует как аккумуляторная батарея, удерживая тепло или холод, смягчая колебания температуры. Монолитные стены имеют на 10-30 процентов лучшую воздухонепроницаемость, чем сопоставимые каркасные стены, потому что бетонная оболочка содержит мало стыков. В дополнение к экономии энергии и денег, связанных с отоплением и охлаждением, бетонные стены также обеспечивают более стабильную внутреннюю температуру для пассажиров, повышая их комфорт.Монтируемые на месте системы также подходят для использования переработанных материалов. Бетон может быть изготовлен с использованием дополнительных вяжущих материалов, таких как летучая зола или шлак, чтобы заменить часть цемента. Заполнитель может быть переработан (дробленый бетон), чтобы снизить потребность в чистом заполнителе. Большая часть стали для армирования перерабатывается. Некоторое количество полистирола также производится из переработанных материалов. Некоторые из этих методов способствуют достижению баллов в определенных системах зеленого рейтинга, таких как LEED®.

Строительные нормы и правила

Для домов с одной и двумя семьями Международный жилищный кодекс (IRC) касается фундаментов и стен ниже уровня в Разделе R404 и стен выше уровня в разделе R611 для домов до двух этажей плюс подвал.Для больших зданий, таких как многоквартирные и коммерческие постройки, инженеры следуют Международным строительным кодексам (IBC) для проектирования конструкций.

Сравнительная стоимость

Монолитный бетон требует возведения временных опалубок, поэтому это трудозатратно. Но многие типы форм можно использовать повторно, поэтому опалубка не требует больших затрат. Кроме того, бетон исторически более стабилен в цене, чем дерево или сталь.

Жилой проект CIP

Форма древнего искусства вдохновляет современный устойчивый дом

Дом Origami-Loft House площадью 3300 квадратных футов в Венеции, Флорида, не совсем маленький, но он живет еще больше, добавлено исследование чердак, читальный зал и игровая комната в типичные жилые помещения.Ощущение простора возникает по многим причинам: высота верхнего потолка 24 фута, геометрические складки на стенах, которые создают отдельные комнаты, и много света — каждая комната выходит на улицу, а окна с фрамугой и внутренние стеклянные перегородки позволяют свету свободно течь.

Этот проект расположен в традиционном районе на участке в четверть акра, с уважением к окружающей среде. С улицы дом представляет собой разумно выполненный фасад, в то время как задняя часть дома имеет драматические изгибы и каскадные объемы.Дизайнер Джонатан Паркс Архитектор (JPA) выбрал монолитные бетонные стены, чтобы обеспечить сложную геометрию и открытость, обеспечивая при этом прочность, необходимую для противостояния прибрежной погоде вдоль Мексиканского залива, которая включает длительный сезон ураганов.

Как видно из гостиной, высокие потолки и открытая планировка придают интерьеру ощущение простора. Фото любезно предоставлено К. Пятте.

Как и многие современные проекты, этот дом был спроектирован с учетом экологических требований. Начиная с энергосберегающей системы монолитных бетонных стен и изоляции на основе сои, оболочка защищает от высоких температур Флориды.Комбинация активных и пассивных солнечных методов значительно снижает потребность здания в энергии, обеспечивая при этом предметы первой необходимости и удобства, общие для домов во Флориде. Это включает в себя горячую воду для дома и бассейна за счет пассивного солнечного нагрева воды, а также высокие внутренние потолки, помогающие контролировать внутреннюю температуру. Собирая солнечную энергию, владельцы получают дополнительные 21–26 кВт / ч в день, а использование приборов Energy Star снижает потребление энергии.

Однако энергия — не единственная мера устойчивости, учитываемая при проектировании и строительстве дома.Некоторые виды отделки выполнены из переработанных материалов, а внутренние полы покрыты древесиной с низким содержанием летучих органических соединений (ЛОС). Снаружи ландшафтный дизайн спроектирован с минимальными потребностями в воде, в том числе пастбищной траве полевых цветов, для экономии использования пресной воды. Буквально со всех сторон этот бетонный дом обеспечивает красивый внешний вид, энергоэффективность и экологичный дизайн.

Малоэтажный коммерческий проект CIP

Пышная бетонная автостоянка плывет в Сарасоту

Готовый стать визитной карточкой на горизонте Сарасоты, Флорида, гараж на Палм-авеню и магазины розничной торговли включают в себя множество уникальных торговых площадей по адресу: на уровне земли и обеспечивает стоянку для 763 автомобилей, 35 мотоциклов и 80 велосипедов.В качестве примера многофункционального объекта — гаража и магазина — проект Palm Avenue показывает, насколько универсальны бетонные конструкции.

Используя архитектурный бетон как структурную и эстетическую среду, Jonathan Parks Architect создал пышное здание свободной формы, чтобы передать дух местной художественной культуры. Монолитная конструкция устраняет необходимость в поперечных стенах и колоннах между помещениями, обеспечивая открытый план этажа с высокими потолками. Эта беспрепятственная планировка вместе с перфорированными металлическими «парусами», покрывающими фасад, создает яркую, воздушную и безопасную атмосферу для стриженого пешехода и проезжей части, пропуская свет и естественную вентиляцию, защищая автомобили от посторонних взглядов.

Монолитный бетон также позволил дизайнерам создать игривую скульптурную конструкцию лестницы, которая сама по себе вызывает интерес людей и поощряет ее использование, а не лифт.

Используя гражданский вклад и уловив дух местной художественной культуры, этот проект площадью 240 000 квадратных футов был разработан для города Сарасота архитектурной фирмой JPA и построен Suffolk Construction. Результатом стал культовый, удобный, экологически ответственный дизайн, который удовлетворяет функциональные, стратегические и эстетические потребности города и вносит свой вклад в общий успех центра Сарасоты.

Гараж имеет удобную планировку, включая широкий пандус и односторонний транспортный поток, чтобы уменьшить конфликт транспортных средств и облегчить маневрирование на парковочных местах и ​​из них. Эффективное движение транспортных средств достигается за счет проектирования парковочных мест под небольшим углом и широко открытой скоростной рампы, свободной от припаркованных автомобилей.

Хотя сертификация еще не завершена, проект разработан для достижения золотого уровня LEED Core & Shell v3, отчасти за счет использования комбинации ливневой воды, материалов для интерьера, освещения и солнечных батарей для подзарядки электромобилей.Основные моменты зеленых компонентов указаны ниже.

  • Подземное хранилище и цистерна для хранения и очистки ливневых стоков с площадки. Часть воды повторно используется для системы орошения.
  • Внутренние материалы превосходят требования LEED для выделения летучих органических соединений и других токсичных химикатов.
  • Потребление энергии снижается за счет светодиодного освещения и системы управления энергопотреблением, которая обеспечивает искусственное освещение только тогда и там, где это необходимо.
  • Навес для автомобилей на солнечных батареях расположен на крыше, а плагины для электромобилей предусмотрены на первом этаже.

Владелец: Город Сарасота
Архитектор: Джонатан Паркс Архитектор
Подрядчик: Suffolk Construction
Гражданские, ландшафтные и навигационные: Kimley-Horn and Associates
Инженер-конструктор: Уолтер П. Мур MEP, Противопожарная защита : TLC Engineering for Architecture
Eco Consulting: Carlson Studio Eco Consulting
Консультанты по парковке: DKS Associates
Конструкционный бетон: Ceco Concrete Construction
Изготовитель алюминиевого паруса: Mullet’s Aluminium Product, Inc .

Ресурсы

Совет по бетонным домам
(Совет Ассоциации бетонных фундаментов)
Ассоциация бетонных фундаментов является голосом и признанным авторитетом подрядчика по монолитному бетону в жилищной бетонной промышленности. Совет по бетонным домам — это те члены, которые привержены позитивному и конструктивному развитию вышеупомянутой отрасли производства бетонных домов со съемными формами.
Свяжитесь с CHC для получения дополнительной информации.

Совет по бетонным домам
P.O. Box 204
Mount Vernon, Iowa 52314
866.232.9255 / Факс: 320.213.5556
www.cfawalls.org

Заявление об ограничении ответственности

Список организаций и информационных ресурсов не является ни одобрением, ни рекомендацией Portland Cement Association (PCA) . PCA не несет никакой ответственности за выбор перечисленных организаций и продуктов, которые они представляют. PCA также не несет ответственности за ошибки и упущения в этом списке.

Давление на опалубку самоуплотняющегося бетона

Аннотация

Самоуплотняющийся бетон (SCC) — это новая технология, в которой используется текучий бетон, исключающий необходимость в консолидации. Преимущества SCC заключаются в значительном сокращении времени заливки, облегчении заливки перегруженных и сложных конструктивных элементов, возможности снижения трудозатрат, устранении механических вибраций и шума, улучшении внешнего вида поверхности, производстве более качественного бетонного изделия премиум-класса.Исследование было сосредоточено на сборе существующих знаний и выработке рекомендаций для текущей практики. В Университете Шербрука была проведена экспериментальная программа для оценки бокового давления, создаваемого смесями SCC. Портативное устройство (напорная колонка UofS2) для измерения и прогнозирования бокового давления и скорости его распада SCC было разработано и утверждено. Напорная колонна UofS2 заливается свежим бетоном высотой 0,5 м, а давление воздуха вводится сверху для имитации глубины заливки до 13 м.Затем была проведена разработка и внедрение метода испытаний для полевой оценки соответствующих пластических и тиксотропных свойств SCC, которые влияют на давление в опалубке. Испытание переносной лопасти (PV), основанное на методе испытания переносной лопасти, используемом для определения свойства недренированной прочности на сдвиг глинистого грунта, было первой установкой, а также испытанием в наклонной плоскости (IP). Устройство IP включает в себя опускание небольшого бетонного цилиндра на горизонтальную плиту, а затем подъем плиты с разной продолжительностью покоя до тех пор, пока оседающий образец не начнет двигаться.Определение роли компонентов материала, конструкции смеси, характеристик укладки бетона (скорость заливки, периоды ожидания между подъемами и глубина заливки), температуры и характеристик опалубки, которые имеют большое влияние на давление в опалубке, оказываемое SCC, были оценены в лаборатории и подтверждены в реальных условиях. измерения. Установлена ​​связь максимального бокового давления и скорости его распада с пластическими свойствами SCC. В аналитической части исследования были предложены эффективные способы снижения бокового давления за счет разработки экспертных знаний в области рецептур и практических рекомендаций по снижению бокового давления SCC.Были получены и представлены различные расчетные уравнения, а также диаграммы для прогнозирования давления опалубки, которое может оказывать SCC на элементы колонн и стен. В целом полученные результаты показывают, что измеренное боковое давление ниже соответствующего гидростатического давления. Исследование показало, что латеральное давление, оказываемое SCC, тесно связано со структурным наращиванием SCC в состоянии покоя (или тиксотропией). Последним можно управлять с помощью различных пропорций смеси, компонентов материала и химических добавок.Смесь SCC с высокой скоростью наращивания конструкции в состоянии покоя может создавать низкое боковое давление на опалубку. Повышенная скорость структурного наращивания в состоянии покоя может быть обеспечена за счет включения большего объема крупного заполнителя, меньшего объема пасты и / или более низкого отношения песка к общему количеству заполнителя. Включение крупного заполнителя большего максимального размера может также увеличить тиксотропию и, следовательно, снизить боковое давление. Этого также можно достичь за счет снижения работоспособности SCC с использованием меньшей концентрации HRWRA.Фактически, все факторы смеси были заменены измерением скорости структурного наращивания в состоянии покоя (или тиксотропии) с использованием разработанной портативной лопаточной лопасти и наклонной плоскости, ориентированной на поле, а также модифицированного реометра для бетона Tattersall MK-III. С другой стороны, повышение или поддержание температуры бетона на определенном уровне играет важную роль для снижения бокового давления. Более высокая температура бетона может ускорить выделение тепла гидратации цемента водой и увеличить внутреннее трение, что приведет к более высокой тиксотропии.Контроль скорости укладки оказывает большое влияние на результирующее боковое давление SCC. Боковое давление можно уменьшить, снизив скорость заливки, так как у бетона больше времени для нарастания. Однако это может замедлить темпы строительства. Скорость разливки следует оптимизировать, чтобы получить рентабельную систему опалубки. Приостановка непрерывной разливки на период ожидания может снизить оказываемое боковое давление. Исследование могло бы ускорить принятие и внедрение технологии SCC в монолитных изделиях, что является преобладающим видом деятельности поставщиков товарного бетона.Результаты исследования могут также способствовать устранению некоторых из основных барьеров, препятствующих применению SCC в монолитных приложениях, и предоставить отрасли столь необходимые рекомендации по давлению в опалубке. (Аннотация сокращена UMI.)

Анализ затрат на строительство сборных и монолитных бетонных конструкций для отдельных общественных зданий в Гане

Строительная промышленность в Гане становится эффективной с точки зрения затрат и достижения передовых технологий.Эффективное управление затратами позволяет клиентам, разработчикам и фасилитаторам добиваться оптимального соотношения цены и качества. Бетон — важнейший компонент любого строительного проекта. Строительная промышленность Ганы приняла технологию сборного железобетона. Это исследование направлено на анализ оценки стоимости несущего каркаса (колонны и плиты) с учетом монолитных и сборных бетонных плит и колонн, соответственно. Относительная важность и согласие Кендалла были использованы для определения рейтинга и согласования преимуществ использования сборного железобетона.Исследование показало, что сборные железобетонные плиты в среднем на 23,22% дешевле монолитных бетонных элементов, а сборные колонны в среднем на 21,4% дешевле монолитных бетонных колонн. Исследование показало, что профессионалы предпочитают использовать сборные железобетонные изделия из-за стоимости жизненного цикла.

1. Введение

Бетон является наиболее широко используемым строительным материалом на земле, который составляет около 60% застроенной среды во многих развитых странах [1].Бетон сформировал цивилизацию еще в Древнем Египте и Римской империи, и он незаменим в развитии инфраструктуры, промышленности и жилья. Без бетона застроенная среда не могла бы приспособиться к нашему современному и требовательному образу жизни [1]. Для бетона основные строительные материалы обеспечивают прочность, долговечность и даже элегантность, намного превосходящую многие из его производимых конкурентов [2]. Бетон находит более широкое применение в строительстве коммерческих зданий, дорог, гаваней, плотин, мостов, электрических столбов, жилых домов, подпорных стен, резервуаров, септиков, каналов и многого другого [3].Долговечность бетона имеет жизненно важное значение с точки зрения стоимости жизненного цикла конструкции, которая включает не только первоначальную стоимость материала и рабочей силы, но также стоимость обслуживания и ремонта [4]. Поэтому долговечность бетона определяется как его способность противостоять атмосферным воздействиям, химическим воздействиям, истиранию и другим формам разрушения [5]. Бетон имеет гораздо более высокий уровень огнестойкости, чем другие строительные материалы. Он негорючий, не производит дыма или разжигает огонь [6].Бетонное изделие может быть сборным или монолитным. Это исследование направлено на анализ элементарного сравнения затрат на сборные и монолитные плиты и колонны некоторых избранных общественных проектов в Гане. Строительная промышленность Ганы не знакома с использованием технологии сборного железобетона для изготовления балок, стен, фундаментов и т. Д., А сборные колонны и плиты являются наиболее распространенными в строительной отрасли Ганы.

2. Обзор литературы

Бетон представляет собой смесь цемента, мелкого заполнителя, крупного заполнителя и воды.Бетон должен соответствовать требуемому стандарту прочности и долговечности [7]. В Гане очень распространено использование бетона и железобетона в строительных целях. Существует множество типов бетона, предназначенных для различных целей, в сочетании с различными составами, отделками и эксплуатационными характеристиками [8]. В этом исследовании основное внимание уделяется сборному железобетону и монолитному бетону. Сборный железобетон определяется как концепция, в которой используются стандартизованные структурные компоненты, производимые за пределами строительной площадки, а компоненты доставляются на площадку для сборки [9, 10].Эти компоненты производятся промышленными методами, основанными на массовом производстве, чтобы построить большое количество зданий в короткие сроки и с небольшими затратами [11].

Использование сборного железобетона имеет различные преимущества, в том числе сокращение трудозатрат на стройплощадке, меньший объем отходов, меньший объем строительных материалов, а также повышенную экологическую чистоту и чистоту строительной площадки. Использование сборных железобетонных изделий также обеспечивает безопасность на строительной площадке и сокращает время завершения строительства [12].На Рисунке 1 показано, как легко исправить забавные скакательные суставы и вставки на стальном потолке. Все это косвенно означает, что сборный железобетон намного экономичнее, хотя стоимость строительства включает в себя все вопросы либо на начальном этапе, либо на протяжении всего срока службы здания [13]. Большинство бетонных зданий монолитное; Влажная смесь откладывается и формируется в том месте, где желательно получить готовый бетон, обычно называемом литым бетоном на стройплощадке, поскольку это место обычно находится на строительной площадке [14]. Сборный бетон определяется как процесс заливки бетонных элементов за пределами строительной площадки и их перемещения на реальную строительную площадку.Бетон для литого строительства обычно доставляется на площадку бетономешалками с автобетоносмесителями с большими вращающимися бочками [15]. Смесь готовится на центральном бетонном заводе, где можно тщательно контролировать контроль материалов. Однако транспортировка на объект, правильное перемешивание в грузовике, разгрузка из грузовика и укладка в формы, а также транспортировка для размещения, отделки и отверждения — все это зависит от уровня ответственности и мастерства, выполняемых вовлеченными людьми [16] .Условия на площадке с точки зрения доступности и погодных условий могут быть очень важными для работы, требуя в некоторых ситуациях крайних мер для контроля всех этапов производственного процесса [17]. Элемент определяется как часть здания или услуги, которая выполняет ту же функцию в чистом виде [18]. Одним из наиболее эффективных инструментов, которые инспекторы количества используют в процессе планирования и проектирования, является план элементарных затрат. Стоимость любого проекта зависит от местоположения проекта, типа конструкции, размера здания, даты тендера и преобладающих рыночных условий [19].Элементный анализ затрат — это исследование затрат клиента, которое проводится на тендерах для определения вероятной стоимости каждого элемента здания. Цель элементарной стоимости — показать распределение стоимости здания между его элементами в понятной форме как для клиентов, так и для команды разработчиков, и тем самым позволить сравнить стоимость двух или более зданий. Однако есть и другие факторы, которые влияют на стоимость элемента, а именно количество, качество и уровень цен [20]. Теория, лежащая в основе анализа затрат на строительство по каждому элементу, заключается в том, что общая стоимость является суммой стоимости отдельных элементов, таких как стены, крыши, фундаменты, несущий каркас, спринклерные системы и освещение [21].Элементы обычно выполняют заданную функцию независимо от проектной спецификации, метода строительства или материалов, используемых при строительстве здания. Для лучшего инструмента анализа были разработаны форматы элементарной оценки затрат [22]. Оценка элементарной стоимости — один из методов приблизительной оценки, который дает простую и быструю количественную оценку зданий, но этот метод требует значительных знаний и суждений в их ценообразовании. Этот метод анализирует стоимость проекта поэлементно [23].Исследование направлено на анализ сравнительной стоимости структурного каркаса некоторых выбранных общественных зданий в Гане. Несущий каркас будет включать колонны и подвесные плиты. Сборные колонны и подвесные плиты в основном используются в Гане. Это проинформирует разработчиков политики в строительной отрасли о чувствительности их отношения к развитию бетона и инфраструктуры.


3. Методология

Исследование представляло собой тематическое исследование некоторых избранных государственных учреждений, которые контролировались CSIR-Строительным и дорожным научно-исследовательским институтом.Анализ был основан на реальных рабочих чертежах и ведомостях объемов завершенных и текущих проектов. Информация для исследования была получена в основном из книг, межличностных интервью и реальных измерений на месте. Для расчета стоимости изучаемых структурных компонентов были приняты различные методы. В таблице 1 представлен список из 13 выбранных проектов, которые использовались для анализа стоимости подвесной плиты перекрытия и колонны.


Элемент Некоторые избранные общественные проекты Статус

1 Строительство бунгало для персонала из 8 единиц для ST.Педагогический колледж Джозефа Выполняется
2 Строительство 2-этажного административного блока Педагогического колледжа Мампонг Выполняется
3 Строительство бунгало для персонала на 8 единиц и 2 № 12-местный туалет-туалет для Берекумского педагогического колледжа Выполняется
4 Строительство зрительного корпуса ст. Педагогический колледж Моники, Мампонг Выполняется
5 Строительство 3-этажного классного блока для Общинной школы медсестер Таносо Выполняется
6 Завершение 3-х этажной администрации блок для Южного районного собрания Асунафо В процессе
7 Строительство нового административного блока для CSIR-BRRI В процессе
8 Строительство 2-этажного спального блока для вторичного округа Эффидуас / Коммерческая школа Завершено
9 Строительство 3-этажной квартиры из 12 квартир для средней / коммерческой школы Эффидуас Завершено
10 Строительство пристройки к главному офисному блоку Комиссии по минералам, Аккра , Гана Завершено
11 Строительство аудитории f или Sunyani Polytechnic Завершено
12 Строительство 18-квартирной 3-этажной модельной школы в районе Эджису-Джуабен Завершено
13 Строительство нового актового зала для средней / коммерческой школы Эффидуасе Завершено

Проекты осуществлялись в регионах Ашанти, Большая Аккра и Бронг Ахафо в Гане; 7 проектов находились в стадии реализации, а 6 были завершены.Относительно важный индекс (RII) был использован для ранжирования преимуществ использования сборного железобетона от профессионалов, которые участвовали во всех выбранных проектах. Значение RII указывает на относительную значимость или важность одного фактора по сравнению с другими переменными в той же категории. RII был рассчитан с использованием формулы, где веса, присвоенные каждой переменной респондентами, в диапазоне от 1 до 5, являются наивысшим весом (т.е. 5 в исследовании) и представляют собой общее количество выборок.

4.Результаты и обсуждение
4.1. Сравнительный анализ затрат монолитных и сборных подвесных перекрытий

Основная цель исследования состояла в том, чтобы проанализировать сравнение затрат монолитного и сборного железобетона примерно 13 общественных зданий в Гане, как показано в таблице 1. Основное внимание в исследовании уделялось подвесным плитам и колоннам. Строительная промышленность в Гане не знакома с использованием других сборных элементов, таких как балки, стены, фундаменты и т. Д., За исключением сборных колонн и предварительно напряженных балок; получить другие сборные элементы очень сложно.Во всех выбранных проектах соотношение бетонной смеси как для монолитного, так и для сборного железобетона составляло 1: 2: 4. Все колонны имели 6 рядов стержней диаметром 16 мм на высоте 3 метра, ширину колонны 450 мм (пропорция бетонной смеси основана на весе, использовании 4 фунтов крупного заполнителя и 2 фунта песка на каждый фунт цемента. ). Колонны из сборного железобетона были усилены 6 рядами стержней диаметром 16 мм и 10 мм; хомуты с шагом 200 мм. Анализ выбранных проектов проводился для колонн первого этажа и подвесных плит первого этажа.Проекты осуществлялись с 2005 по 2016 годы. В таблице 2 представлены сводные данные по стоимости и процентным изменениям как монолитных, так и сборных подвесных бетонных плит перекрытия. Таблица 2 показывает, что, в зависимости от размера проекта, проектных соображений и других связанных факторов, все проекты показали снижение стоимости сборной бетонной подвесной плиты по сравнению с монолитным бетоном. Наибольшее сокращение составило 35,14% (строительство нового актового зала для средней / коммерческой школы Эффидуасе), а наименьшее — строительство блока аудитории для Св.Педагогический колледж Моники с процентным сокращением 13,5%. Исследование показало, что средний процент снижения составил 23,22%. В исследовании было проанализировано сравнение стоимости сборного железобетона и монолитного бетона с использованием элементарного анализа стоимости плит для 13 выбранных проектов.


Товар Некоторые избранные общественные проекты Сравнение стоимости монолитных и сборных подвесных плит перекрытия
Монолитный бетон Gh ¢ Сборный бетон Gh ¢ Разница Gh ¢ Изменение в процентах (%)

1 Строительство бунгало для персонала на 8 единиц для ST.Педагогический колледж Джозефа 129,200,00 102,068,00 27,132,00 21,00
2 Строительство 2-этажного административного блока Педагогического колледжа Мампонг 134,902,00 114,666,70 90,300 2035 2035 90124
3 Строительство бунгало на 8 мест и 2 туалетов на 12 мест для Берекумского педагогического колледжа 125 920.00 113,579,84 21,340,16 9,80
4 Строительство зрительного блока для СТ. Педагогический колледж Моники, Мампонг 217 730,00 188 336,45 29 393,55 13,50
5 Строительство 3-х этажного блока для обучения медсестер общины Таносо 19.22
6 Завершение строительства 3-х этажного административного блока для Ассамблеи Южного округа Асунафо 49 432.90 7,414,94 42,017,00 15,00
7 Строительство нового административного блока для CSIR-BRRI 125,500,00 98,517,50 26,982,50 21,50 Строительство 2 магазина Общежитие для средней / коммерческой школы Эффидуасе 51 292,43 34 878,85 16,413,58 32,00
9 Строительство 3-этажной квартиры из 12 квартир для средней / коммерческой школы Эффидуас 124.00 97,344,75 27,456,22 33,00
10 Строительство пристройки к головному офису для Комиссии по минералам, Аккра, Гана 64,878,26 53,400,00 11,478,26 Строительство аудитории Политехнического института Суньяни 27 965,18 18 736,67 9 228,51 29,66
12 Строительство 18-квартирной 3-этажной модельной школы в районе Эджису-Джуабен.51 52,629,86 22,555,65 30,00
13 Строительство нового актового зала для средней / коммерческой школы Эффидуасе 22,224,60 15,334,97 6,889,63
05 3599
4.2. Сравнительный анализ затрат монолитных и сборных колонн

Таблица 3 показывает, что сборные железобетонные колонны в среднем составляли 21 балл.На 4% дешевле монолитных колонн. Наибольшее снижение составило 24,5%, а наименьшее — 18,33%. В Гане сборные колонны продаются в полых формах, а стоимость колонны зависит от технических характеристик и типа, как показано на Рисунке 2. Основные различия в стоимости монолитных колонн и сборных колонн заключаются в сокращении трудозатрат и опалубке. , и уменьшение объема бетона.


Элемент Некоторые избранные общественные проекты Сравнение стоимости монолитных и сборных колонн
Монолитный бетон Gh ¢ Сборный бетон Gh ¢ Разница Gh ¢ Изменение в процентах (%)

1 Строительство бунгало для персонала из 8 единиц для ST.Педагогический колледж Джозефа 41,800,00 33,628,10 8,171,90 19,55
2 Строительство 2-этажного административного блока Педагогического колледжа Мампонг 17,100 13,457,70
00 3,629 магазин общежитие для средней / коммерческой школы Эффидуасе00
3 Строительство бунгало на 8 мест и 2 туалетов на 12 мест для Берекумского педагогического колледжа 4 180.00 3413,81 766,19 18,33
4 Строительство зрительного блока для СТ. Педагогический колледж Моники, Мампонг 68,750,00 54,848,75 13,901,25 20,22
5 Строительство трехэтажного блока для обучения медсестер общины Таносо 22,530,00 17,629 21,5
6 Завершение строительства 3-х этажного административного блока для Ассамблеи Южного округа Асунафо 10 169.30 7,932,05 2,237,25 22,00
7 Строительство нового административного блока для CSIR-BRRI 12,336,00 9,622.08 2,713,92 22,00 8294 92 331,80 71 095,49 21 236,31 23,00
9 Строительство 3-этажной квартиры из 12 квартир для средней / коммерческой школы Эффидуас 62,529.00 50 526,27 12 021,73 19,22
10 Строительство пристройки к головному офису для Комиссии по минералам, Аккра, Гана 17,915,25 13,526,01 901 901 4,389,50 Строительство аудитории для Политехнического института Суньяни 18,403,85 14,170,96 4,232,89 23,00
12 Строительство 18-квартирной 3-этажной модельной школы в районе Эджису-Джуабен 3629579

4.3. Сравнение монолитного и сборного железобетона

Основные различия при сравнении затрат монолитного и сборного железобетона возникают в стоимости опалубки, арматуры, стоимости изготовления и бетона в плитах и ​​колоннах.В таблице 4 показаны процессы строительства монолитных плит перекрытия, для которых требуется опалубка для нижней части плиты, опалубка для балок, укладка арматуры в плиты, заливка, вибрация бетона и подбивка бетона на месте, и все эти действия также требуют рабочей силы. и уровень точности. Но использование сборного железобетона потребует транспортировки и сборки предварительно напряженных балок и пустотелых блоков, что требует точности. Сборные предварительно напряженные балки и пустотные блоки являются самонесущими и не нуждаются в большой опалубке, как в случае монолитного бетона, за исключением некоторых каркасных подпорок для поддержки пола при укладке бетонного покрытия.Арматура в сборном перекрытии мала по сравнению с монолитным бетоном, где армирование требуется для балок и плиты; следовательно, стоимость невысока по сравнению с монолитной плитой перекрытия. Сборные балки и пустотелые блоки служат в качестве горизонтальной плиты, как показано на рисунке 1. Бетон в монолитной плите перекрытия имеет толщину 150 мм, а бетон в сборном железобетонном элементе составляет 50 мм, используемый в качестве верхнего слоя для системы балок и блоков, чтобы выровнять поверхность. Объем используемого бетона составляет одну треть от объема монолитного.Количество рабочей силы, требуемой для процессов с монолитным бетоном, больше по сравнению с сборным железобетонным материалом. Также сборные колонны служат опалубкой; поэтому опалубка не потребуется. Таблица 4 показывает сводную разбивку затрат по выбранным проектам. В разбивке по стоимости как монолитного, так и сборного железобетона включены все трудовые составляющие. За исключением проекта 10 (строительство пристройки центрального офиса Комиссии по минералам, Аккра, Гана), где плита перекрытия была усилена дополнительными стержнями диаметром 10 мм, все остальные армированы не были.Данные были получены из ведомостей объемов работ и фактических посещений объектов по соответствующим проектам. Стоимость сборного железобетона включает транспортировку и монтаж на месте.

109300,00

INSITU PRECAST
Проекты Бетон () Армирование () Опалубка () Всего Опалубка () Всего

1 50,258.70 56,848,00 22,093,3 129,200 84,614,29 17,453,00 102,067,29
2 80,258,70 47,215,70 47,215,70 114,666,70
3 84,941,20 35,257,60 6,296,00 125,920,00 108,606.00 4,973,84 113,579,84
4 141,524,50 82,737,40 6,531,90 217,730,00 183,176,25 183,176,25 14,718,00 85,922,00 57,677,87 11,729,92 69,407,39
6 19,800.00 15,717,90 13,915,00 49,432,00 34,916,13 7,100,87 42,017,00
7 98 517,50
8 98 465,00 70 031,50 25 235,00 193 731,50 28 984.32 5,894,53 34,878,85
9 72,063,00 33,803,00 18,935,00 124,801,00 80,893,49,451 — 10 964,43 64 878,26 36 000,00 8 400,00 9 000,00 53 400,00
11 18,177.37 7,830,25 1,957,55 27,965,18 15,570,17 3,166,50 18,736,67
12 47,366,55 21,051300,00 52 629,86
13 13 334,76 6000,64 2,889,20 22 224,60 12,743,36 2,591.60 15334,97

4.4. Определение степени согласия специалистов-строителей о преимуществах использования сборного железобетона

В ходе исследования также запрашивались мнения специалистов в области строительства (инженеров-строителей, инспекторов по количеству и архитекторов), которые работали над выбранными проектами, о преимуществах использования сборного железобетона. Таблица 5 раскрывает мнения профессионалов. Таблица 5 показывает, что специалисты считают низкую стоимость жизненного цикла основным преимуществом использования сборных железобетонных изделий и минимальным пространством для звукоизоляции.

9029 2 9029 0 3,5 9030 11 9029 9030 9029 13

Количество Преимущества Рейтинг Всего Среднее RII Рейтинг
1

1 Низкая стоимость жизненного цикла 0 0 2 42 34 78 344 4.4103 0,882 1
2 Сокращение производственных отходов 0 0 2 50 26 78 336 4.3077 2
3 Скорость строительства 0 2 6 46 24 78 326 4.1795 0,836 3
4 0 10 54 12 78 308 3.9487 0,79 4
5 Долговечность 0 2 16 48 12 78 304 3.8974 0,779 3,8974 0,779 Точность размеров 0 16 14 28 20 78 286 3.6667 0,733 6
7 Снижение трудозатрат на месте 14 12 48 4 78 276 3.5385 0,708 7
8 Снижение активности, шума и беспокойства на месте 0 14 20 34 10 78 274 0,703 8
9 Сэндвич-панели для изоляции 6 16 12 26 18 78268 3.4359 0,687 9
10 Минимальное техобслуживание 6 16 4 46 6 78 264 3,3846 0,677 Тепловая инерция снижает затраты на энергию в течение всего срока службы 0 14 22 42 0 78 262 3.359 0.672 11
12 Большие пролеты доступны с предварительным напряжением 6 26 4 34 8 78 246 3.1538 0,631 124 Жесткие допуски 4 34 6 28 6 78 232 2.9744 0,595 13
14 Звукоизоляция 10 14 6 78 200 2.5641 0,513 14

Источник: Field Survey, 2014.

На основе важных индексов преимущества использования сборного железобетона были ранжированы, и Отобранные профессионалы в области строительства были определены с помощью анализа соответствия Кендалла. Коэффициент согласованности Кендалла, который измеряет степень согласия между наборами ранжирования, выражается как:

, где — количество наборов ранжирования (например,g., количество суждений), — это количество ранжируемых аспектов проблемы или факторов, — это среднее значение рангов, присвоенных th аспекту проблемы, — это максимально возможное квадратичное отклонение, то есть числитель, который будет возникают, если между наборами рангов было совершенное согласие, и были средние рейтинги. — это рейтинг, присвоенный отдельным судьей одному из аспектов поставленной проблемы. Значение варьируется от 0 до 1 независимо от количества рейтингов. Высокое значение указывает на высокую степень согласия между набором рейтингов.Значимость W проверялась с использованием распределения хи-квадрат. Тест был основан на нулевой гипотезе = тыс. набор рейтингов не были связаны, а альтернативная гипотеза = тыс. набор рейтингов были связаны. Наблюдаемое значение хи-квадрат рассчитывается с использованием, где, и определены ранее. Критическое значение хи-квадрат считывается из статистической таблицы при () степенях свободы. Если вычисленное значение хи-квадрат превышает критическое значение (считываемое из таблиц), нулевая гипотеза отклоняется и принимается альтернатива.Большое значение может быть истолковано как означающее, что респонденты, ответившие на вопрос, применяют, по сути, одни и те же стандарты при оценке того или иного аспекта изучаемой проблемы. Для целей интерпретации данных оценка 1–3 воспринималась как очень важная, 4–7 важная, 8–11 незначительно важная и 12–14 не важная. В Таблице 6 показано согласие между профессионалами в отношении преимуществ использования сборного железобетона, где — среднее значение рейтинга, а «» — количество оцениваемых преимуществ.- коэффициент соответствия, а специалисты в области строительства (инспекторы количества, архитекторы и инженеры-строители) имеют следующий вид = группировки = количество ранжированных факторов = 14

2 2 9029 4 9029 Минимальное обслуживание 3 9030

Число Преимущества инспекторы количества Архитекторы Инженеры-строители Сумма ранжирования () Средства ранжирования () Общий рейтинг

1 Низкая стоимость жизненного цикла 1 1 4 1.33 −1,03 1,061 5
2 Уменьшение количества отходов на месте 1 1 1 3 1,00 −1,36 1,850
3 Скорость строительства 1 1 1 3 1,00 −1,36 1,850 1
4 Качество 2 2 7 2.33 −0.03 0.001 13
5 Долговечность 2 2 3 7 2.33 −0.03 0.001 13
Точность размеров 1 2 1 4 1,33 −1,03 1,061 5
7 Сокращение трудозатрат на месте 1 1 6 2.00 −0,36 0,130 12
8 Снижение активности, шума и беспокойства на месте 3 3 2 8 2,67 0,31 10
9 Сэндвич-панели, доступные для изоляции 2 3 3 8 2,67 0,31 0,096 10
10 3 3 9 3.00 0,64 0,410 8
11 Тепловая инерция снижает затраты на энергию за весь срок службы 4 3 3 10 3,33 1,31 1,716
12 Большие пролеты доступны за счет предварительного напряжения 3 3 3 9 3,00 0,64 0,410 8
13 Допуски на герметичность 4 2 11 3.67 1,31 1,716 3
14 Звукоизоляция 3 5 2 10 3,33 0,97 0,941 7

Проверка уровня значимости 95% для W, нулевая гипотеза (= набор ранжирования инспекторами по количеству, архитекторами и инженерами-строителями) не имеет отношения. Альтернативой является набор связанных рейтингов., где — количество сравниваемых групп, которое в данном случае = 3 (т. е. сравниваемые геодезисты, архитекторы и инженеры-строители). . Из таблиц распределения хи-квадрат критическое значение, поскольку наблюдаемое значение = 11,070 больше 1,95; нулевая гипотеза отклоняется; и принимается альтернативная гипотеза о том, что рейтинги вышеуказанных групп связаны между собой. Это показывает, что существует высокая степень согласия между инспекторами количества, архитекторами и инженерами-строителями относительно преимуществ использования сборных железобетонных подвесных плит и колонн.Согласие Кендалла также определило сокращение количества отходов на стройплощадке и скорость строительства в качестве основных преимуществ использования сборного железобетона.

5. Выводы

Исследование показало, что в среднем сборные бетонные плиты были на 23,22% дешевле монолитных бетонных конструкций, а сборные колонны на 21,4% дешевле монолитных бетонных конструкций, особенно для крупных масштабное производство. Исследование также показало, что строительная промышленность Ганы не использует сборные балки.Специалисты в области строительства предпочитают использовать сборные железобетонные конструкции в основном из-за низкой стоимости жизненного цикла, сокращения количества отходов на стройплощадке, скорости строительства и качества выполненных работ. Исследование также показало, что между инспекторами по количеству, архитекторами и инженерами-строителями существует высокая степень согласия в отношении преимуществ использования сборных железобетонных подвесных плит и колонн. Согласие Кендалла определило сокращение количества отходов на стройплощадке и скорость строительства в качестве основных преимуществ использования сборного железобетона.Предварительно напряженные балки и блочные сборные плиты можно использовать в качестве бетонных плит первого этажа для новых строительных конструкций, расположенных в районах с высоким уровнем грунтовых вод, чтобы избежать жесткого заполнения, которое способствует повышению влажности. Непрерывное изучение планирования элементарных затрат в Гане поможет в установлении точного первоначального бюджета проекта и поддержании этого бюджета на этапах разработки проекта и документации.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарности

Авторы хотели бы выразить свою огромную благодарность мисс Оливию Абаньо и мисс Анне Фрема Бонсу за их секретарскую поддержку и г-ну Филипу Баннору.

Системы пневматической опалубки в строительстве

Бетон как строительный материал характеризуется высокой прочностью на сжатие, низким пределом прочности на разрыв и хорошей способностью к заливке. Чтобы полностью использовать потенциал этого материала, форма несущих конструкций должна быть спроектирована в соответствии с распределением напряжений в конструкции.Частично полые конструкции, такие как полые балки, или конструкции с двойной кривизной, такие как оболочки, обладают благоприятными характеристиками. В полых конструкциях экономия материала достигается в отдельных компонентах здания за счет локального уменьшения размеров. Бетонные оболочки, если они спроектированы должным образом, могут перекрывать большие площади, передавая нагрузки в основном за счет мембранных напряжений. Однако основная проблема с этими конструкциями — большие усилия, необходимые для изготовления сложной опалубки. Одна из возможностей уменьшения этих усилий — использование пневматической опалубки.В этом документе описаны различные системы пневматической опалубки, изобретенные за последние 100 лет, и представлены последние разработки в этой области. Многие типы возможных приложений разделены на три категории, чтобы получить более четкое представление. Наконец, представлен новый метод строительства, названный «Пневматическое формование затвердевшего бетона (PFHC)». Этот метод был изобретен в Венском техническом университете и использует пневматическую опалубку по-новому.

1. Введение

Строительная промышленность потребляет 50–60% всех используемых природных ресурсов [1].Большая часть этих ресурсов, используемых в строительстве (около 40%), идет на изготовление бетона. В Австрии производится около 36 миллионов тонн бетона в год, в Германии — до 261 миллиона тонн, а во всем мире — до 31 654 миллиона тонн (значения основаны на потреблении цемента [2–4], предполагая, что среднее значение составляет 12% цемента. за м 3 бетона [5]). Учитывая сырье, используемое для производства бетона (цемент, заполнители и т. Д.), Транспортировка и производство одного м 3 бетона вызывает около 190–335 кг эквивалента CO 2 .Выбросы на 1 м 3 3 бетона класса C30 / 37 соответствуют выбросам, полученным при поездке на автомобиле протяженностью 2000 км в удобном автомобиле среднего класса, который выделяет 120 г углекислого газа на км. В целом, бетонная промышленность ответственна за большую часть глобальных выбросов, и мировое потребление бетона резко возрастает (+ 27% с 2010 по 2015 год). Таким образом, крайне важно сократить эти выбросы, вызванные бетонной промышленностью. Бетон имеет высокую прочность на сжатие и низкую прочность на разрыв.К сожалению, большинство бетонных конструкций не используют эти свойства в своих интересах. В большинстве конструкций высокие растягивающие напряжения, вызванные изгибающими моментами, поперечными силами и крутящими моментами, приводят к низкому использованию материала и требуют большого количества дополнительного армирования. Для сравнения, полые конструкции или конструкции с двойной кривизной, такие как оболочки, демонстрируют предпочтительную несущую способность, если они спроектированы правильно. Это приводит к высокому коэффициенту использования материала и снижает количество необходимого армирования.

Тем не менее, в настоящее время построено очень мало таких сооружений. Основная причина в том, что и сложное производство, и опалубка, и опалубка очень материальны и трудозатратны. Одна из возможностей значительно снизить усилия, необходимые для сложной опалубки и опалубки, — это использование пневматической опалубки. Тонкая мембрана наполнена воздухом и служит несущей конструкцией. Многие из существующих систем пневматической опалубки борются с неточностями, связанными с технологическим процессом, в отношении исходной геометрии и толщины окончательной конструкции.Кроме того, мембрана, служащая опорной структурой, может деформироваться, особенно когда применяется материал со сравнительно высокой плотностью (например, бетон). Это приводит к отклонениям от спроектированной конструкции. Для решения этих проблем в данной статье разработан новый метод строительства с использованием новой пневматической опалубки.

2. Исторический обзор систем пневматической опалубки

Существует широкий спектр различных систем пневматической опалубки. В следующем всеобъемлющем обзоре показаны различные области применения и различные подходы.Существующие проблемы различных систем будут проанализированы, и результаты послужат основой для использования существующих систем по-новому и для разработки новых систем.

Одно из первых применений пневматической опалубки было запатентовано в 1926 [6] и 1931 [22] компанией Nose для производства водопропускных труб и бетонных труб. Как показано на Рисунке 1, он использовал трубчатые надувные конструкции, установил их на внешние рамы (например, деревянные буфеты) и заполнил оставшееся пространство бетоном.После этого он спустил воздух и снял мембрану.


Несколько лет спустя, в 1941 году, Нефф первым изобрел технологию строительства экономичных домов с использованием пневматической опалубки [7, 23]. В этом методе сначала изготавливается мембрана желаемой формы. Эта мембрана привязана веревками по краям и снизу, чтобы предотвратить ее отрыв от земли. На следующем этапе монтируется арматура, и бетон наносится на мембрану несколькими слоями до получения необходимой толщины.Впоследствии мембрана сдувается и удаляется. Наконец, вырезаются окна и дверь. На рисунке 2 показан концептуальный чертеж метода строительства, а на рисунке 3 показан концептуальный рисунок улучшенной версии. Проблема Неффа заключалась в том, что растягивающие силы по окружности приводили к трещинам в нижних частях его оболочек. Он усовершенствовал свой метод строительства в 1952 году, добавив обертки в нижней части конструкции для поглощения растягивающих усилий, как показано на рисунке 3. Он изменил длину оберток в переходной зоне от цилиндрической до сферической формы [8 ].



В 1949 году Мэтьюз запатентовал метод производства пустотелых бетонных блоков [9]. Надувной сердечник, расположенный между нижней и верхней пластинами из стали, используется, чтобы оставить желаемое пространство между пластинами, как показано на Рисунке 4. Основная цель этого заключалась в уменьшении требуемой массы бетона, а также веса элементы.


Леонхардт также работал с пневматической опалубкой. Он использовал трубчатые надутые резиновые шланги в качестве облицовочных труб.Он поместил дополнительные стальные кольца на изгибы шлангов, а затем надул трубы. Таким образом была получена оребренная внутренняя поверхность канала с целью уменьшения трения предварительно напряженных тросов [10]. На рисунке 5 показан принцип производства.


В 1968 году Мора запатентовала другой метод строительства легких стеновых элементов [24]. Эллиптические надувные трубы помещаются между облицовочными обшивками из подходящего материала (например,g., пластик, текстиль, резина, стекловолокно или их комбинации). В отличие от Мэтьюза, он повернул пневматические конструкции на 90 ° и установил их вертикально в стеновых элементах. После надувания опалубки бетон заливается в полое пространство между трубами и обшивкой. Крайне важно надежно закрепить трубы на своем месте, чтобы избежать отрыва из-за давления, оказываемого бетоном.

В 1969 году Бини изобрел альтернативный метод строительства корпусных домов, который описан в [11, 25–27].В отличие от всех методов, описанных выше, он отлил плоскую бетонную плиту, а затем сформировал из сырого бетона двояко изогнутую оболочку. Он закрепил мембрану внутри канавки, как показано на рисунке 6 (а), идущей в окружном направлении, надув внутри нее дополнительную пневматическую трубку. Мембрана, служащая опалубкой, складывается таким образом, чтобы компенсировать напряжения в окружном направлении во время надувания путем разворачивания. На следующем этапе монтируется арматура. Чтобы поглотить напряжения в периферийной арматуре, стержни сформированы в виде пружин, как показано на рисунке 6 (b).Прямой арматурный стержень закреплен в середине пружины и медленно вытягивается в процессе преобразования плоской пластины в двояковыпуклую оболочку. Из-за больших деформаций в области между краями и центром плиты, возникающих в процессе преобразования, толщина плоской зеленой бетонной плиты увеличивается от края к этой области и снова уменьшается к центру плиты, как показано на концептуальный чертеж на рисунке 7. После завершения процесса преобразования бетон уплотняется поверхностными вибраторами, тянущимися веревками.С помощью этого метода строительства Бини построил более 500 снарядов. Примерный список бинарных оболочек, построенных в Австралии, можно найти в [28]. В 1975 году модифицированная версия этого метода была использована в армии США. Основное отличие заключалось в том, что вместо сложной пружинной арматуры использовалась арматура из стальных волокон и мембрана с большей толщиной до 3,2 мм. При производстве снарядов возникали различные проблемы. Деформации сырого бетона в процессе преобразования привели к изменению толщины оболочки в конструкциях.Кроме того, обычно невозможно обеспечить одинаковые свойства свежего бетона по всей плите в течение более длительного периода времени. В результате произошли геометрические отклонения, которые привели к обрушению некоторых оболочек, построенных с помощью этого метода. Из-за этих проблем этот метод строительства постепенно исчез с рынка.


В 1969 году еще один метод строительства экономичных домов был запатентован компанией Heifetz в Израиле. Аналогично методу Неффа надувается пневматическая опалубка, снаружи мембраны монтируется арматура и наносится торкретирование [12, 29].Разница в том, что Neff использовал давление 0,5–2,0 кН / м 2 в пневматической опалубке, а Heifetz использовал более высокое давление (4,0–10,0 кН / м 2 ), чтобы минимизировать деформации при напылении бетона. Различные этапы производства показаны на рис. 8.


В 1971 году MacCracken запатентовал метод строительства самонесущих крыш-панелей из гибкого, нагреваемого пластика [13]. Как показано на Рисунке 9, гибкая конструкция надувается и поддерживается давлением воздуха.Конструкция укрепляется путем подачи тепла горячими газами или подачи горячих жидкостей через каналы для обеспечения теплообмена с крышей. Впоследствии воздуховоды можно использовать для растопления снега, скопившегося на готовой конструкции.


Isler также экспериментировал с пневматической опалубкой. Он нанес на пневматическую опалубку различные материалы, такие как бетон, гипс, глина и воду, которые он впоследствии заморозил [14]. Он также использовал надутые мембраны, показанные на рис. 10 (а), для процесса поиска формы для горбатых раковин.На рисунке 10 показан городской проект 1977 года, в котором воздушный шар служил пневматической опалубкой для строительства сейсмостойких домов в Иране [30]. На опалубку должны были быть применены местные материалы, такие как песок и глина. К сожалению, проект был отменен из-за политической ситуации в стране. Предварительные эксперименты проводились в Бургдорфе в Швейцарии с гипсокартонной и гипсоцементной смесью. Процесс подачи заявки показан на рисунке 10 (b). Баллон имел двухкамерную систему, позволяющую отклоняться от сферической формы оболочки и избегать необходимости дополнительных фиксаций по окружности пневматической конструкции.Изготовленный прототип медленно выходил из строя из-за коробления из-за низкой морозостойкости материалов. Гипсовая смесь может противостоять только сухому холоду, как в Иране.

В 1978 году Прувост изобрел метод пневматической опалубки для домов или подобных зданий, который близок к ранее разработанным методам. Он описан в [15]. В отличие от ранее изобретенных методов, он использовал двухкамерную систему, которая устраняет необходимость в сложной анкеровке пневматической опалубки внизу, как показано на рисунке 11.


Еще один строительный метод производства бетонных куполов был изобретен в 1979 году компанией South. Как и другие до него, он также распылял бетон на надутую пневматическую опалубку, как описано в [31, 32]. В отличие от Неффа и Хейфца, Саут установил арматуру внутри мембраны и улучшил жесткость надутой мембраны, нанеся дополнительный слой полиуретана перед нанесением арматуры и бетона. Этот слой также служит утеплителем.

Николс запатентовал метод строительства оболочки в 1984 году, в котором он нанес сухой бетонный премикс на слабо изогнутую пневматическую опалубку. Впоследствии плита была преобразована в двояковыпуклую оболочку с помощью пневматической опалубки [33]. Наконец, на скорлупу распыляли воду, чтобы запустить процесс отверждения. Два свойства ограничивают применение этого метода построения. Во-первых, толщина бетонной смеси может легко измениться в процессе преобразования, что приведет к изменению толщины оболочки.Во-вторых, водоцементное соотношение в готовой оболочке значительно меняется из-за распыления воды. Таким образом, следует ожидать плохих и различных характеристик затвердевшего бетона.

Шлайх и Бергерманн придумали идею использования дополнительных тросов для изменения формы пневматической опалубки. Как описано в [34], эти канаты создают что-то вроде нервюр и положительно влияют на несущие свойства оболочки. Другая идея Schlaich заключается в размещении сборных железобетонных деталей на пневматической опалубке для создания желаемых деформаций во время сборки с последующим заполнением зазоров монолитным бетоном [35].Это позволяет регулировать давление воздуха в пневматической опалубке во время строительства до соединения отдельных элементов.

Расширение методов построения, изобретенных Неффом и Хейфцем, было разработано Thoeny в 2005 году [16]. Основной принцип, показанный на фиг. 12, состоит в использовании одной или нескольких пневматических конструкций, обтягивании тканью указанной конструкции (структур) и нанесении покрытия (например, напыляемого бетона). Впоследствии пневматическая опалубка может быть спущена и снята.


Пневматическая опалубка также может использоваться для строительства конструкций изо льда. Образцовая компания Kokawa строит ледяные раковины с использованием надутой опалубки около 30 лет. Он влияет на форму пневматической опалубки, а затем и на форму ледяной оболочки, прижимая дополнительные веревки к мембране, как описано в [36]. После накачивания мембраны на пневматическую опалубку распыляется вода до достижения необходимой толщины материала.

В настоящее время Pronk использует улучшенный метод строительства конструкций из льда с использованием гибкой формы.Как и Кокава, он использует надутую мембрану с дополнительными веревками в качестве опалубки. Вода заменяется армированным льдом, смесью воды и опилок, называемой Pykrete, и распыляется на пневматическую опалубку с помощью центробежного насоса. На данный момент он построил ряд впечатляющих сооружений, таких как ледяной купол пролетом 30 ° или ледяная церковь, названная Саграда Фамилия во льду, как описано [17, 18] и показано на рисунке 13.


Другая идея — представленный Verwimp et al. в [37]. Тонкий слой армированного текстилем (TRC) слоя в незатвердевшем состоянии наносится на гибкую опалубку (например.г., пневматическая опалубка) для увеличения жесткости мембраны. После затвердевания первого слоя можно наносить дополнительный слой бетона, который вызывает лишь незначительные деформации тонкой бетонной оболочки. Текстильное армирование в слое TRC также служит частью статически необходимого армирования и (частично) заменяет обычное армирование.

Quinn и Gengnagel описывают в [38] использование пневматической опалубки для возведения эластичных решетчатых оболочек, выделяя скорость, безопасность, контроль и затраты.Пневматическая опалубка надувается и поднимает решетчатую оболочку до достижения необходимой формы. Система уже была протестирована на небольшом прототипе в студенческой мастерской.

Другое применение пневматической опалубки было впервые испытано в 2014 году командой Штутгартского университета [19]. Разработанная после биологического исследования водяного паука мембрана была надута и впоследствии усилена углеродными волокнами, пропитанными эпоксидной смолой. Шестиосевой робот был помещен в середину конструкции и последовательно нанесен предварительно пропитанный волокнистый ровинг на внутреннюю часть поверхности там, где это требовалось статически [39].На рисунке 14 показан принцип построения. После того, как углеродные волокна были нанесены и пропитка затвердела, мембрану можно было сдувать и вырезать отверстия. Пропитанные волокна служат несущей конструкцией, а мембрана — герметичным защитным кожухом. Демонстрационная конструкция пролетом 8,5 м, возведенная в Штутгарте, занимает площадь 40 м 2 и охватывает объем 125 м 3 . Общий вес снаряда прототипа составляет всего около 260 кг.На рисунке 15 показан готовый прототип.



В настоящее время системы пневматической опалубки используются часто, в основном с использованием систем, разработанных Nose, Heifetz и South. Ведущие компании — SO.CA.P. Srl, Dome Technology, Monolithic, Pirs, YSM, Concrete Canvas [20, 21, 40–43]. Принцип строительства Monolithic показан на рисунке 16 с использованием системы Юга. Concrete Canvas использует тканевые панели, пропитанные сухим бетонным премиксом, и соединяет их в процессе изготовления, чтобы завершить конструкции.Это позволяет легко доставить строительный материал на строительную площадку. Этот метод строительства подходит для небольших укрытий с низкими статическими требованиями. Их легко собрать, сначала надув опалубку, а затем обрызгав водой. Как и в случае с системой, разработанной Nicholls, следует ожидать различного водоцементного отношения в структуре.


3. Классификация существующих систем пневматической опалубки

Анализируя существующие системы, системы опалубки классифицируются на три основные группы, которые подразделяются на четыре подгруппы, как показано на Рисунке 17.Первая основная группа представляет системы, в которых пневматическая опалубка используется в качестве внутренней распорки для создания труб или полых элементов. Эта группа называется «пневматические опалубки для воздушного пространства» и включает, например, системы, предложенные Носом, Мэтьюзом, Ленхардтом или Мора. Вторая основная группа называется «классические пневматические опалубки». Он содержит системы, в которых сначала надувается мембрана, а затем наносится бетон или другой материал, такие как системы, разработанные Neff, Heifetz, Prouvost, South, Schlaich and Bergermann, Thoeny, Verwimp et al., или Doerstelmann et al. Третья основная группа, называемая «подъемная пневматическая опалубка», включает системы, в которых бетон или цементная матрица наносится на плоскую плиту, которая впоследствии превращается в двояковыпуклую оболочку. Примерами являются системы, изобретенные Бини или Николлсом.


3.1. Пневматическая опалубка для воздушного пространства

Пневматическая опалубка для воздушного пространства — старейшие известные типы надувной опалубки. Они используются для двух разных целей: либо для образования полого пространства в конструкции специального назначения (например,g., труба) или для образования воздушного пространства в областях с низким напряжением внутри твердого строительного элемента для экономии строительного материала. Особое внимание следует уделять фиксации пневматических конструкций в правильном положении и предотвращению их подъема. Если вся пневматическая конструкция полностью покрыта бетоном, необходимо учитывать, что мембрана остается заделанной в готовую конструкцию. Если опалубка используется для создания какой-то трубы, мембрану можно спустить, удалить и использовать повторно.Пневматическая опалубка в бетонных конструкциях чаще всего применяется в легких стеновых элементах или системах легких плит. Следует учитывать, что для придания формы внешним поверхностям конструкции требуется дополнительная опалубка или траншея.

3.2. Классическая пневматическая опалубка

Классическая пневматическая опалубка подходит для строительства тонкостенных конструкций. Здесь пневматическая опалубка используется для активного придания формы конструкции. Это означает, что пневматическая опалубка имеет вид готовой конструкции.Если используется однокамерная система, давление воздуха одинаково в любой точке и действует перпендикулярно мембране. Поскольку давление постоянно по всей поверхности, пневматическая конструкция имеет тенденцию иметь сферическую форму. На форму можно влиять, используя вязаную или клееную пневматическую конструкцию, изготовленную из специально изготовленных мембранных полос, или путем предварительного натяжения мембраны с помощью оберток или веревок. Однако сила натяжения в мембране всегда напрямую зависит от внутреннего давления пневматической опалубки и радиуса кривизны.Пневматические конструкции обычно имеют небольшой радиус кривизны и не должны выдерживать большие нагрузки. Кроме того, в большинстве случаев допускаются большие деформации. Следовательно, большая часть различий в кривизне не влияет на удобство использования. Напротив, в пневматической опалубке, используемой для бетонных конструкций, давление, оказываемое бетоном, является высоким по сравнению с внутренним давлением, и, кроме того, радиус кривизны относительно велик. Собек [35] проанализировал зеленый бетон и обнаружил, что он чувствителен к деформациям.Он исследовал влияние деформаций на различные смеси и их характеристики твердения. Неблагоприятное влияние деформаций на свойства бетона можно уменьшить, используя специально подобранную бетонную смесь. Большие деформации и длительное время, необходимое для укладки бетона на всю пневматическую опалубку, по-прежнему остаются центральными проблемами. Отклонение от желаемой осесимметричной формы оболочки приводит к различным радиусам кривизны и различным напряжениям в мембране. Результат — различные деформации при нанесении бетона на мембрану.Однако это не проблема, если размер оболочки небольшой, а коэффициент использования бетона низкий.

Для использования классической пневматической опалубки необходимо выполнить несколько граничных условий. Собек описал конструкцию, принцип конструкции и производство классической пневматической опалубки в [44]. Он обратил особое внимание на напряжения в бетонных оболочках до и после сдувания пневматической опалубки (внутреннее давление и собственный вес, соответственно) и обнаружил, что пневматически сформированные бетонные оболочки не всегда проявляют мембранное напряжение, в отличие от того, что считалось ранее. .Создание формы оболочки, подходящей для строительства с помощью пневматической опалубки, скорее в руках дизайнера. Собек также предположил, что с помощью классической пневматической опалубки можно построить большое разнообразие различных форм, если давление будет регулироваться очень точно. Следует учитывать, что атмосферное давление (1-2 кН / м 2 ) и изменение температуры (изменение объема воздуха) имеют большое влияние на форму пневматической опалубки. В [45] ван Хенник и Хаутман проанализировали поведение нерегулярной классической пневматической опалубки.Они заявили, что возможно отклонение от сферической формы, но это приводит к локальным деформациям мембраны. Кроме того, в готовых конструкциях возникают неблагоприятные растягивающие напряжения, которые значительно ограничивают их возможности.

В прошлом были разработаны различные модификации для улучшения жесткости мембраны для последующего нанесения бетона. Опыт показывает, что системы, в которых используется дополнительный слой жесткости, например, система, разработанная South и используемая Dome Technology, Monolithic и Pirs для создания осесимметричных куполов, обладают наибольшим потенциалом и могут использоваться для строительства куполов с пролетами более 20. м.Пример готовой бетонной оболочки, построенной компанией Dome Technology, показан на рисунке 18.


3.3. Подъемная пневматическая опалубка

Надувные конструкции часто используются в качестве подъемных устройств. Они отличаются малым весом, сравнительно низкими затратами на приобретение и легкостью инфляции и дефляции. В зависимости от прочности мембраны на разрыв, прочности швов и производительности устройства, создающего давление (например, компрессора, нагнетателя бокового канала или вентилятора), высокие нагрузки можно поднимать, например, с помощью подъемные колодки.

Большие подъемные опоры также можно использовать в качестве пневматической опалубки для изготовления корпусов. На спущенную пневматическую опалубку укладывается податливый материал, который при надувании опалубки принимает желаемую форму.

Если добавленный материал все еще остается мягким во время накачивания, подъемная пневматическая опалубка считается активной (как классическая пневматическая опалубка). Если опалубка отклонится от задуманной формы, форма готовой конструкции также изменится. В процессе трансформации мягкий материал должен выдерживать деформации, возникающие при трансформации плоской пластины в оболочку с двойной кривизной.Если, например, в качестве строительного материала используется бетон, необходимо учитывать, что различные свойства текучести (вызванные, например, разным возрастом бетона) по поверхности могут вызвать отклонение от желаемой формы. Это может быть проблемой, поскольку в готовой конструкции могут возникать неожиданно высокие напряжения. Важно, чтобы пневматическая опалубка могла выдерживать большие напряжения в окружном направлении. Следовательно, либо используется мембрана с очень высокой эластичностью, либо необходимо складывать пневматическую опалубку внизу, которая затем раскладывается в процессе монтажа.

Преимущество подъемной пневматической опалубки по сравнению с классической пневматической опалубкой заключается в том, что формованный материал легко наносится на изначально плоскую мембрану и впоследствии трансформируется. Поскольку у оболочечных конструкций небольшое отношение толщины к длине пролета, для преобразования необходимо очень низкое давление. Если, например, трансформируется бетонная плита толщиной 100 мм, для подъема достаточно давления всего 25 мбар.

До сих пор поднимались только свежий бетон, бетонные премиксы или бетонные премиксы в сочетании с тканевым покрытием, и они сопровождались геометрическими отклонениями от запланированной структуры.Чтобы воспользоваться преимуществами благоприятной несущей способности конструкций с двойным изгибом и большими пролетами, оболочка должна быть построена с небольшими отклонениями от оптимизированной геометрии.

В следующей части статьи представлен новый и более точный метод строительства, называемый пневматическим формованием затвердевшего бетона (PFHC), в котором новым способом используется подъемная пневматическая опалубка.

4. Пневматическое формование твердого бетона Метод строительства

Метод строительства PFHC был получен из гидроформинга, известного из машиностроения, и представляет собой новый способ строительства двояко изогнутых оболочек с экономичными, а также трудозатратными и ресурсоэффективными манера.Как описано в [46], плоская закаленная бетонная плита превращается в двояковыпуклую оболочку с помощью пневматической опалубки и арматуры после натяжения. Во время процесса трансформации плита поднимается и деформируется за счет надувания пневматической подъемной опалубки и нагружения арматуры после натяжения, как показано на Рисунке 19.


Монтаж оболочки из плоской плиты вызывает большие деформации в окружном направлении. Чтобы поглотить эти напряжения, в плоской бетонной плите необходимо оставить клиновидные зазоры с использованием специальной опалубки.Пневматическая опалубка почти того же диаметра, что и бетонная оболочка, используется для подъема бетонной плиты и превращения ее в оболочку. Между бетонными элементами закрепляются дополнительные пневмоклинья для защиты баллона в местах клиновидных зазоров в процессе монтажа. Использование арматуры с линейно-эластичным поведением материала, низким модулем упругости (50 000–100 000 Н / мм 2 ) и высокой прочностью на разрыв (> 2%), например, стальных канатов или стержней из пластика, армированного стекловолокном. , гарантирует, что большие деформации в бетонных элементах могут быть приняты.Как объяснено в [47], этот новый метод строительства можно использовать для большого количества различных двояко изогнутых поверхностей. Поскольку затвердевший бетон не может сильно расширяться или сжиматься, большие бетонные плиты можно сгибать только в одном направлении, предполагая, что используемый тип бетона и арматура способны поглощать возникающие напряжения. Следовательно, необходимо использовать складывающиеся поверхности. Задача при проектировании этих поверхностей состоит в том, чтобы создать неперекрывающиеся изображения, состоящие из развертываемых полос с одиночной кривизной.

4.1. Подъемная пневматическая опалубка с активным изгибом

Использование PFHC изменяет применение пневматической опалубки с активного на изгиб. Форма пневматической опалубки не влияет на окончательную форму оболочки. Пневматическая опалубка служит лишь своего рода герметизирующим слоем. Таким образом, если плоская пластина изготовлена ​​с высокой точностью и все клиновидные зазоры закрыты в процессе трансформации, итоговая конечная конструкция может быть построена с незначительными отклонениями от геометрически оптимальной формы.Окончательная форма определяется автоматически по мере закрытия клиновидных зазоров. Следовательно, могут быть реализованы большие вращательно-асимметричные формы с положительной гауссовой кривизной.

4.2. Свойства бетона

Сначала плоская плита заливается обычным бетоном. Затем закаленная пластина превращается в двояковыпуклую оболочку. Это позволяет использовать проверенные технологии изготовления и обеспечивает высокое качество бетона, а также точные размеры плиты. Как поясняется в [48], результаты большого количества испытаний на растяжение и изгиб образцов с различными свойствами бетона и разным возрастом бетона показали следующее: арматура имеет высокую ударную нагрузку, а параметры бетона имеют очень низкое влияние на изгибающие свойства бетонных плит.Единственное, но очень важное требование — чтобы свойства бетона не менялись по бетонной плите.

4.3. Практическая применимость

В ноябре 2012 года в Амштеттене, Австрия, был построен первый прототип бетонной оболочки с пролетом 13 м для проверки осуществимости этого метода строительства [46]. Бетонная оболочка высотой 3,29 м и диаметром 10,81 м возведена из плоской плиты толщиной 50 мм и диаметром 13 м. На рисунке 20 показаны первоначально плоская плита и готовая бетонная оболочка.Изготовление 13-метровой бетонной оболочки осуществлялось на разных производственных этапах.


На самом первом этапе необходимо было создать плоское рабочее пространство для последующих этапов производства. Затем на плоское рабочее пространство уложили два слоя тонкой фольги (110 мкм м) с прослойкой из нетканого материала, служащей подъемной опалубкой. Пневматические клинья, используемые для уменьшения напряжений в фольге во время процесса трансформации, были помещены на два слоя фольги перед установкой опалубки для клиньев.1200 м стального каната (диаметр 5 мм), используемого в качестве радиальной арматуры, было закреплено между стальным кольцом в середине плиты и снаружи кольца опалубки. Следующим этапом производства было закрепление обычных стальных арматурных стержней (диаметром 6 мм), служащих конструктивной арматурой, на стальных канатах в тангенциальном направлении. На последнем этапе в опалубку залили бетон. После трех месяцев затвердевания плоская бетонная плита была преобразована в готовую структуру оболочки в течение 8 часов с помощью следующего процесса.

Сначала пневматические клинья были надуты с помощью компрессора. Затем фольга, служащая пневматической опалубкой, надувалась и таким образом подняла всю конструкцию. Дополнительно натяжные арматуры, установленные на краю плиты, были затянуты четырьмя гидравлическими домкратами. Впоследствии сухожилия после натяжения были зафиксированы на месте. Наконец, стыки между элементами были заполнены минеральным наполнителем. На рисунке 21 показана плоская бетонная плита и преобразованная конструкция оболочки в ее окончательном состоянии.


Весной 2014 года в Вене, Австрия, был построен второй прототип оболочки произвольной формы размером 17,6 × 10,8 м и высотой 2,9 м для проверки возможности применения нового метода строительства оболочек произвольной формы. (Рисунок 22) [48].


Использование периферийных участков оболочечных конструкций затруднено из-за небольшой высоты конструкции на этих участках. Например, может быть сложно разместить мебель в этих местах. Поэтому форма эллипсоида была изменена и использована для создания аналогичной конструкции с другой кривизной, чтобы получить большую площадь пола при соответствующей высоте помещения.

«Идеальная» гладкая геометрия была разбита на многогранник и разбита на 24 сегмента, чтобы можно было использовать метод PFHC. Впоследствии была изготовлена ​​многогранная плоская пластина, которая состояла из ранее упомянутых 24 сегментов и 24 клиновидных зазоров, используемых для компенсации деформаций сжатия в окружном направлении во время процесса преобразования плоской пластины в оболочку произвольной формы.

Толщина изначально плоской пластины составляла 50 мм, за исключением 0.Полоса шириной 5 м по внешним краям 24 сегментов, где она составляла 200 мм. Большая толщина на краю плиты служила балластом и была необходима для учета деформации бетонной плиты. В противном случае плита целиком поднималась бы пневматической опалубкой. В качестве арматуры были выбраны канаты из нержавеющей стали диаметром 5 мм и проволока. Обычные арматурные стержни диаметром 6 мм, расположенные на расстоянии 150 мм, служили поперечной арматурой в элементах в форме лепестков. Специальная нейлоновая пленка Riverseal 200, производимая Rivertex, которая обычно используется для спасательных жилетов, использовалась в качестве пневматической опалубки и пневматических клиньев.Пневматическая опалубка состояла из двух сваренных плоских листов фольги.

На рис. 23 показана изначально плоская бетонная плита демонстрационного проекта, а также готовая бетонная оболочка. Процесс трансформации был выполнен всего за 2 часа после того, как бетонная плита затвердела в течение шести дней. После завершения преобразования кабели пост-натяжения были закреплены, и мембрана была спущена.


5. Заключение

Надувные конструкции представляют собой экономящую материалы и трудозатратную альтернативу традиционным системам опалубки с использованием фанеры и каркаса.В этой статье представлен всесторонний исторический обзор, включающий наиболее важные разработки за последние 100 лет, а также недавние изобретения и исследования по этой теме. Учитывая широкую область применения, предлагается классификация различных методов строительства на три основные группы и четыре подгруппы. Анализируются свойства различных применений рассмотренных систем, и результаты служат основой для применения существующих систем пневматической опалубки и разработки новых систем.Наконец, представлен новый метод строительства и описаны его свойства, а также два крупномасштабных эксперимента.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

Благодарности

Представленные крупномасштабные эксперименты были выполнены в сотрудничестве с Австрийским обществом строительных технологий и проводились в рамках исследовательского проекта «Свободно сформированные поверхности из бетона». Мы выражаем благодарность за финансовую поддержку всем партнерам проекта (doka, ÖBB, Asfinag, Strabag, Porr, Alpine, Bilfinger, Habau, Swietelsky, Holcim, Lafarge, Wopfinger, Sika и Festo) и Austrian Research Promotion Agency (FFG).Сбор за обработку статьи был оплачен TU Wien.

Типы опалубки для бетонных конструкций

Бетон является одним из наиболее широко используемых строительных материалов благодаря своим исключительным свойствам. Однако для создания строительных элементов из бетона его необходимо заливать в специально разработанную форму. Это называется опалубкой или опалубкой.

В опалубке

можно использовать временные или постоянные формы, которые удерживают залитый бетон в определенной форме до тех пор, пока он не затвердеет и не наберет достаточной прочности, чтобы поддерживать себя.Опалубку можно классифицировать по-разному:

Опалубка играет фундаментальную роль в бетонном строительстве. Он должен обладать достаточной прочностью, чтобы выдерживать все нагрузки, возникающие во время литья, и должен сохранять свою форму, пока бетон затвердевает.


Используйте передовой опыт управления строительством для своего проекта.


Каковы требования к хорошей опалубке?

Несмотря на то, что существует множество материалов для опалубки, ниже приведены общие характеристики, отвечающие потребностям бетонных конструкций:

  1. Способен выдерживать постоянные и постоянные нагрузки.

  2. Сохраняет форму с помощью соответствующих подпорок и скоб.

  3. Стыки должны быть герметичными.

  4. Если опалубка съемная, процесс не должен повредить бетон.

  5. Материал многоразового использования.

  6. Как можно легче.

  7. Материал опалубки не должен коробиться или деформироваться.

При выборе опалубки важно учитывать тип бетона и температуру заливки, поскольку и то, и другое влияет на оказываемое давление.Кроме того, опалубка должна выдерживать нагрузки мокрого и сухого бетона.

Для опалубки требуются такие конструкции, как столбы и стабилизаторы, чтобы избежать смещения во время строительных работ, и это называется ложной опалубкой. Для обеспечения высокого качества работы с бетоном необходимы квалифицированная рабочая сила и надлежащий надзор.

В следующих разделах представлен обзор некоторых распространенных материалов для опалубки.

Деревянная опалубка

Деревянная опалубка была одной из первых, применяемых в строительстве.Он собирается на месте и является наиболее гибким типом, имеющим следующие преимущества:

  • Простота изготовления и удаления

  • Легкость, особенно по сравнению с металлической опалубкой

  • Работоспособен, допускает любую форму, размер и высоту

  • Экономичен в небольших проектах

  • Позволяет использовать местную древесину

Однако перед использованием древесины необходимо тщательно проверить ее состояние и убедиться, что в ней нет термитов.Деревянная опалубка также имеет два ограничения, которые необходимо учитывать: у нее короткий срок службы и отнимает много времени в крупных проектах. Как правило, деревянную опалубку рекомендуется использовать при низких затратах на рабочую силу или когда сложные бетонные секции требуют гибкой опалубки.

Фанерная опалубка

Наряду с древесиной часто используют фанеру. Это промышленный деревянный материал, который доступен в различных размерах и толщинах. В опалубке он в основном используется для обшивки, настилов и опалубки.

Фанерная опалубка имеет такие же свойства, как и деревянная опалубка, в том числе прочность, долговечность и легкий вес.

Металлическая опалубка: сталь и алюминий

Стальная опалубка и стальная фурнитура становятся все более популярными благодаря долгому сроку службы и многократному использованию. Хотя это дорого, стальная опалубка полезна для множества проектов и является жизнеспособным вариантом, когда ожидается много возможностей для повторного использования.

Ниже приведены некоторые из основных характеристик стальной опалубки:

  • Прочный и долговечный, с длительным сроком службы

  • Создает гладкую поверхность на бетонных поверхностях

  • Водонепроницаемый

  • Уменьшает эффект сотовой структуры в бетоне

  • Легко устанавливается и демонтируется

  • Подходит для криволинейных конструкций

Алюминиевая опалубка очень похожа на стальную.Основное отличие в том, что алюминий имеет меньшую плотность, чем сталь, что делает опалубку легче. Алюминий также имеет более низкую прочность, чем сталь, и это необходимо учитывать перед его использованием.

Пластиковая опалубка

Опалубка этого типа собирается из блокируемых панелей или модульных систем, изготовленных из легкого и прочного пластика. Пластиковая опалубка лучше всего подходит для небольших проектов, состоящих из повторяющихся задач, таких как недорогие жилые комплексы.

Пластиковая опалубка легкая, ее можно мыть водой, но она подходит для больших секций и многократного повторного использования.Его главный недостаток — меньшая гибкость по сравнению с деревом, поскольку многие компоненты являются сборными.

Тканевая опалубка

Тканевая опалубка также известна как гибкая опалубка. В этой системе используются легкие и высокопрочные полотна ткани, предназначенные для адаптации к текучести бетона и создания интересных архитектурных форм.

В этой опалубке используется меньше бетона, чем в жестких системах, что дает экономию. Это новая технология в опалубочной промышленности, особенно подходящая для конструкций сложной и сложной формы.

Опалубка с фиксатором

Эта опалубка предназначена для того, чтобы оставаться в неподвижном состоянии после схватывания бетона, действуя как осевая и поперечная арматура. Эта опалубка изготавливается на месте из сборных и армированных волокном пластиковых форм. Он в основном используется в опорах и колоннах, а также обеспечивает устойчивость к коррозии и другим видам ущерба окружающей среде.

Другой тип несъемной опалубки — coffor, который можно использовать в любом типе здания:

  • Он состоит из двух фильтрующих сеток, усиленных ребрами жесткости и соединенных шарнирными соединителями.

  • Благодаря своей конструкции его можно легко транспортировать с завода к месту использования.

Постоянная изоляционная опалубка

Это одна из самых современных систем опалубки, обеспечивающая постоянную изоляцию. Он также может включать термические, акустические свойства, огнестойкость и устойчивость к грызунам. Изоляционные бетонные опалубки (ICF) являются наиболее распространенным типом постоянной изолированной опалубки, при которой бетонные конструкции изолируются полистирольными плитами, которые остаются на месте после затвердевания бетона.

Постоянная изолированная опалубка обеспечивает энергоэффективность и устойчивость, способствуя снижению воздействия на окружающую среду со стороны строительного сектора.

Классификация опалубки по элементам конструкции

Помимо классификации по материалам, опалубку можно также классифицировать по поддерживаемым элементам здания:

  • Опалубка для стен

  • Балочная опалубка

  • Опалубка фундамента

  • Опалубка колонн

Все типы опалубки разработаны в соответствии с конструкцией, которую они поддерживают, и в соответствующих строительных планах указаны материалы и требуемая толщина.Важно отметить, что строительство опалубки требует времени и может составлять от 20 до 25% затрат на строительство. Чтобы снизить стоимость опалубки, примите во внимание следующие рекомендации:

  • В планах строительства следует максимально использовать элементы и геометрию здания, чтобы можно было повторно использовать опалубку.

  • При работе с деревянной опалубкой ее следует разрезать на части, достаточно большие для повторного использования.

Бетонные конструкции различаются по конструкции и назначению.Как и в большинстве проектных решений, для всех приложений нет лучшего варианта, чем остальные; наиболее подходящая опалубка для вашего проекта варьируется в зависимости от конструкции здания.

Методы формирования Земли | Журнал Concrete Construction

Если подходящий заполняющий материал легко доступен на объекте, земляная опалубка может не только оказаться дешевле, чем любой другой метод формования, но также должна обеспечить большую точность контура как на начальном этапе, так и под нагрузкой. Экономия при формировании грунта в основном зависит от общего дизайна конструкции и наличия подходящего материала для создания формы.Очевидно, что транспортировка и удаление большого количества насыпи на площадку и с нее может быстро стать намного дороже, чем даже самая сложная опалубка. Решающим фактором в этом вопросе обычно является расстояние транспортировки, хотя следует помнить, что зачастую материал можно просто арендовать для работы, сформировать и затем снова увезти после завершения работы. Для большинства вакансий эта проблема доступности обычно решается самой природой сайта. С другой стороны, конструктивный дизайн часто может быть эффективно адаптирован для использования преимуществ формирования грунта.Другими словами, чтобы получить максимальную пользу от метода, при проектировании и планировании проекта следует как можно раньше рассмотреть возможность использования земляных форм. Со структурной точки зрения, технология формирования земли будет тогда в основном подходить для любого из трех основных подходов к проектированию и строительству: сборный бетон на месте; заливка на место; или процедура подъема-плиты. Сборное железобетонное строительство на месте в основном ограничивается сегментным строительством, при котором конструкция может быть удобно возведена в виде ряда элементов в форме пирога, арок или других элементов, которые могут быть или не быть идентичными.Этот подход обычно подразумевает наименьшее перемещение грунта, и разливка может осуществляться штабелями. Если секции собираются друг над другом, необходимо использовать хороший разделительный агент, чтобы разорвать связь между секциями. Покрытия обычной формы в этом отношении менее удовлетворительны, и лучше всего выбрать запатентованную комбинацию разрыхлителя и отвердителя, специально разработанную для этой цели. Его следует очень осторожно и тщательно нанести на поверхность в соответствии с инструкциями производителя. Конструкция сборных железобетонных изделий также должна учитывать дополнительные нагрузки, возникающие в процессе подъема и монтажа.Прямая заливка на месте требует от подрядчика формования и выравнивания за одну операцию, а это требует комплексного использования инструментов геодезиста.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *