2.2 Конструирование и расчет опалубки

Опалубку рассчитываем на вертикальные и горизонтальные нагрузки.

К вертикальным нагрузкам относим:

1. собственный вес опалубки и лесов, определяется по чертежам. Объемный вес древесины хвойных пород – 600 кгс/м³;

;

:

2. вес свежеуложенной бетонной смеси – 2300 кгс/м³;

;

3. вес арматуры – в среднем 100 кгс/м³ железобетонной конструкции, но в учебных целях допускается принимать, как 15% от веса бетона;

;

4. нагрузки от вибрирования бетонной смеси – 200 кгс/м² горизонтальной поверхности;

К горизонтальным нагрузкам относим:

5. давление свежеуложенной бетонной смеси на боковые элементы опалубки, принимаем по таблице 1 [прил. Ж, 1];

6. нагрузки от сотрясений, возникающих при выгрузке бетонной смеси в опалубку бетонируемой конструкции, принимаем по таблице 2 [прил. Ж, 1], 600кгс/м²;

;

5. нагрузки от вибрирования бетонной смеси – 400 кгс/м² вертикальной поверхности опалубки;

.

Согласно таблице 1 [прил. Ж, 1], величину максимального бокового давления Р бетонной смеси на опалубку при уплотнении наружными вибраторами определяем по формулам:

- если V < 4,5 м/ч и h < 2R ,

;

- если V  4,5 м/ч и h > 2 м,

;

где Р_max – максимальное давление бетонной смеси, кгс/м²;

ρ – плотность бетонной смеси, ρ = 2300 кг/м³;

h – высота уложенного слоя бетонной смеси, оказывающего давления на опалубку, h = 6,9 м;

V – скорость бетонирования, V = 18 м³/ч;

R – радиус действия наружного вибратора, м;

k₁ – коэффициент, учитывающий подвижность бетонной смеси, принимаем осадку конуса бетонной смеси равной 4,8 см, k₁ = 1;

k₂ – коэффициент, зависящий от температуры укладываемой бетонной смеси, принимаем температуру укладываемой бетонной смеси равной 12°С, k₂=0,85.

кгс/м²

Ветровую нагрузку принимаем согласно СНиП III-6-74, для г. Гомель и рассчитываем по формуле

где q₀ = 0,23 (для первой ветровой нагрузки г. Гомель, по СНиП III-6-74); k=0,6; c = 2,0;

МПа.

Для дальнейшего расчета опалубки выбираем, согласно таблицы 3[прил. Ж, 1], наиболее невыгодное сочетание нагрузок:

- оп несущей способности – д + е (265,452кН);

- по деформациям – д (143,34кН).

Рисунок 1 – Распределение нагрузок по высоте опалубки

Расчет прочности центрально-растянутых элементов производится по формуле

где Р – расчетная продольная сила, Р =265,5кН;

А_нт – площадь поперечного сечения нетто, м²;

R – расчетное сопротивление материала, R =18МПа;

Стяжки располагаем на расстоянии не менее 0,5 м друг от друга, причем, чем выше находятся стяжки, тем расстояние между ними должно быть больше.

Определим необходимые площади и размеры поперечных сечений стяжек:

(125×125мм);

(120×120мм);

(115×115мм);

(110×110мм);

(105×105мм);

(95×95мм);

(80×80мм);

(65×65мм);

(45×45мм);

Конструктивно примем, в верхней части опалубки, стяжку размером поперечного сечения равным 45×45мм.

2.3 Заготовка и монтаж арматуры

Электротермомеханическоё натяжение заключается в том, что нагретую электрическим током и одновременно находящуюся под натяжением от массы груза канатную или проволочную ар­матуру с помощью стационарных или передвижных машин нави­вают методом непрерывного армирования на упоры форм или стендов с определенным усилием.

Начальное (проектное) контролируемое напряжение слага­ется из механического напряжения и напряжения, создаваемого за счет электронагрева арматуры.

В качестве напрягаемой арматуры при непрерывном армиро­вании железобетонных конструкций в основном применяют арма­турные канаты диаметром 6; 7,5 и 9 мм (ГОСТ 13840—68*) или проволоку из углеродистой стали периодического профиля диа­метром 4 и 5мм (ГОСТ 7348—81*).

В процессе непрерывной навивки рекомендуется максимально использовать возможность электронагрева, что позволяет уменшить механическое напряжение, Однако температура нагрева не должна превышать 350 °С,

Начальное напряжение из соображений безопасности намот­ки и надежности работы при повышенной температуре должно быть не более 0,65 номинального сопротивления.

Метод непрерывного армирования может быть использован при изготовлении одно- и двухосных напряженно-армированных конструкций или их элементов, в том числе пустотных и сплош­ных плит, труб большого диаметра и других объемных конст­рукций.

Каркас напряженной арматуры железобетонных конструкций выполняют на универсальных арматурно-намоточных машинах 3269, 4049, СМЖ-360А для навивки арматуры на упоры форм, стендов и квадратный сердечник при изготовлении объемных эле­ментов сборного элеватора

Предварительное на­пряжение в монолитных и сборно-монолитных конструкциях со­здается по методу натяжения арматуры на затвердевший бетон. В свою очередь, по способу укладки напрягаемой арматуры метод подразделяют на линейный и непрерывный. При линейном способе в напрягаемых конструкциях при их бетонировании оставляют каналы (открытые или закрытые). По приобретении бетоном задан­ной прочности в каналы укладывают арматурные элементы и про­изводят их натяжение с передачей усилий на напрягаемую конструкцию. Линейный способ применяют для создания предва­рительного напряжения в балках, колоннах, рамах, трубах, силосах и многих других конструкциях. Непрерывный способ заключается в навивке с заданным натяжением бесконечной арматурной прово­локи по контуру забетонированной конструкции. В отечественном строительстве способ применяют для предварительного напряжения стенок цилиндрических резервуаров.

Арматура применяется для повышения несущей способности бетонных конструкций. В зависимости от материала, из которого она изготавливается, арматура подразделяется на стальную и неметаллическую.

Для производства стальной арматуры используется стержне­вая горячекатаная гладкая и периодического профиля сталь диа­метром 6-40 мм, проволока обыкновенная гладкая и периодического профиля, высо­копрочная периодического профиля диаметром 3—8 мм , и спиральные арматурные канаты диаметром 4,5—15 мм . Арматурная сталь разделяется по классам (A-I, A-II, A-III и др.) в зависимости от механических свойств и внутри каждого класса - по маркам (СтЗ, 18Г2С и др.) в зависимости от ее химического состава.

В качестве неметаллической арматуры могут использоваться стеклопластиковая проволока, стекложгуты и другие материалы, а для дисперсного армирования - рубленое стеклянное или асбе­стовое волокно.

На строительный объект поступает арматура в виде отдельных стержней, плоских и пространственных каркасов, армоблоков, плоских и рулонных сеток или арматурная сталь, из ко­торой арматура изготавливается непосредственно на строительной площадке.

По назначению арматуру подразделяют на: рабочую - для восприятия в основном растягивающих или сжимающих усилий в конструкции; распределительную — для фиксирования рабочей арматуры в зависимости от нагрузок на них; монтажную — для сборки элементов каркаса и удержания всей арматуры в проект­ном положении; хомуты — для восприятия тангенциальных и скалывающих напряжений и одновременно для распределитель­ной цели.

В основном конструктивные элементы арматуры изготавливают централизованно в арматурных цехах предприятий стройиндустрии или на районных заводах и в виде товарной продукции поставляют на строительные объекты. Размеры арматурных элементов назначают, согласно проекту, с учетом условий транспортировки, вида транспортных средств, габарита и массы элементов.

При приемке арматурной стали на строительной площадке для изготовления арматуры на месте необходимо по накладной прове­рить соответствие диаметра и вида арматурной стали требованиям проекта и сортамента (по ГОСТу).

Процесс заготовки арматурных стержней состоит из следую­щих операций: правки, чистки, резки, и сварки стыков арматуры.

Очистку арматурной стали от ржавчины и грязи выполняют электрощетками или ручными стальными щетками.

Стержневую арматуру выправляют как на станках, так и вруч­ную, используя для этого стальные плиты с упорами. Арматуру в мотках насаживают на вертушки и разматывают, пода­вая в правильно-отрезной станок. Резку стержневой арматуры диаметром до 10 мм выполняют ручными ножницами, диаметром до 40 мм — на приводных станках. Полная длина отрезаемого стержня определяется по разметке участков арматуры с учетом некоторого растяжения стали в местах изгибов. Такое удлинение принимается приблизительно равным: для отгиба под углом 90° - одному диаметру, 45° - половине диаметра, 180° - полутора диаметрам стержня.

Для стыковки арматурных стержней по длине может приме­няться сварка контактная стыковая, электродуговая одноэлектродная, многоэлектродная ванная, электрошлаковая, голой леги­рованной и порошковой проволокой. Контактная стыковая сварка осуществляется способом оплавления или оплавления с подогре­вом торцов арматурных стержней на контактных стыковых маши­нах с полуавтоматическим или ручным приводом механизма для прижатия торцов стержней.

Арматуру на строительную площадку перевозят автомобиль­ным и железнодорожным транспортом. Погрузочно-разгрузочные работы и транспортирование должны обеспечивать полную сохран­ность арматурных элементов и соединений стержней. Арматура поставляется комплектно на каждый конструктивный элемент и складируется на приобъектном складе или сборочно-комплектовочном участке. Доставленную арматуру осматривают, проверяют наличие бирок, где должны быть указаны марка и количество однотипных элементов, а также документов, в которых изготови­тель гарантирует соответствие изделий и соединений проекту. На приобъектном складе при необходимости производят укрупнительную сборку арматурных элементов и разметку (краской) строповочных мест. К месту монтажа арматурные элементы должны доставляться транспортными средствами в объеме, как правило, на всю конструкцию или по частям согласно требованиям проекта производства арматурных работ.

Армирование конструкций сетками и плоскими каркасами осу­ществляют, используя краны, которые обеспечивают подачу пакетов арматуры непосредственно к конструкции, а при массе элементов более 100 кг - укладку их в проектное положение. Плоские арматурные каркасы устанавливаются в опалубку и соеди­няются между собой распределительной арматурой. Рулонные или плоские сетки устанавливают в опалубку и закрепляют в проектное положение. Стыки сеток в основном выполняются вна­хлестку.