О расчете прочности опалубки

Сообщение Евгения Гумененко (БелНИИС) "Рациональные технологические параметры опалубочных технологий возведения сборно-монолитных каркасных зданий", сделанное им на международной научно-технической конференции "Пространственные конструктивные системы зданий и сооружений, методы расчета, конструирования и технология возведения"

В связи с тем, что стоимость опалубки составляет значительную часть стоимости строительства, необходимо добиваться максимальной экономии и снижения сроков строительства уже на этапе проектирования опалубки.

На опалубочные системы действует сложная система сил, поэтому их необходимо проектировать не менее ответственно, чем остальные строительные конструкции.

Если опалубка проектируется с запасом, она становится необоснованно дорогой.

В противном же случае недостаточность учета нагрузок, действующих на опалубку, ведет к частичному либо полному разрушению ее, кроме того, к несчастным случаям.

(Нужно сказать, что западные подрядчики считают главным фактором именно безопасность производства строительно-монтажных работ.)

Цель данной работы - обоснование рациональных параметров опалубочной системы МОДОСТР, применяемой при возведении сборно-монолитных каркасных зданий, отвечающих требованиям минимальной материалоемкости и максимальной надежности.

Для расчета необходимо знать толщину фанерной палубы, сечения несущих и распределительных палуб, а главное - шаг телескопических стоек опорных башен.

Последний фактор оказывает наибольшее влияние на материалоемкость опалубочной системы в целом, поэтому на этом необходимо остановиться подробнее.

Казалось бы, расчет опалубки можно осуществлять в соответствии со СНиП "Несущие и ограждающие конструкции".

Но, как расчет любой конструкции, он начинается с определения всех нагрузок, действующих на опалубку. И уже на данной стадии становится ясно, что названный нормативный документ нельзя использовать при расчете опалубки сборно-монолитного каркасного здания.

Дело в том, что нагрузки, перечисленные в этом документе, ограничиваютя нагрузками от собственного веса элементов опалубки и бетонной смеси, в качестве же технологической нагрузки рассматривается только нагрузка от рабочего груза, а также от не определенного четко технологического оборудования. Кроме того, учитывается нагрузка от регулирования бетонной смеси.

Описания аналогичных систем в зарубежной литературе не отмечено. Поэтому была поставлена задача анализа всех нагрузок, действующих на опалубку, и создания на базе этого анализа пособия по возведению сборно-монолитных каркасных зданий.

Большинство нагрузок, действующих на опалубку, характеризуется дискретным приложением к расчетной схеме. Поэтому с целью осуществления общего анализа очень удобно приводить нагрузки к эквивалентной равномено распределенной нагрузке на перекрытие.

Кроме того, приведена собственная классификация нагрузок, в которой нагрузки делятся на технологические постоянные и технологические временные.

Данный подход может расматриваться как аналог традиционного расчета строительных конструкций, при котором во внимание принимаются как постоянные, так и временные нагрузки.

Технологические постоянные нагрузки - это нагрузки, не меняющие своей величины в течение всего периода ведения работ.

Что же касается технологических временных нагрузок, то их достаточно много. Это и нагрузки от персонала, работающего на перекрытиях, и нагрузки от используемого им технологического оборудования, и нагрузки, возникающие в процессе выполнения работ, а также нагрузки, создаваемые снеговым покровом. (Эти последние необходимо учитывать при ведении работ в зимний период.)

К нагрузкам от технологического оборудования относятся и нагрузки от размещаемых на перекрытиях греющих станций, а также нормокомплектов сварщиков.

Кроме того, при бетонировании (и монтаже плит перекрытия) может возникнуть ситуация, когда несколько плит перекрытия оказываются установленными одна на одну. Данная ситуация также порождает нагрузки, возникающие в процесе проведения работ.

Опалубочные работы могут выполняться как в теплый, так и в холодный период года. Сезонные различия в воздействии на опалубку выражаются хотя бы в том, что в холодный период года необходимо учитывать нагрузку от снегового покрова и дополнительного технологического оборудования (греющие станции).

Поэтому рекомендуется рассматривать работу опалубки в каждом из сезонов раздельно.

Кроме того, требуется рассматривать такие отдельные стадии опалубочного процесса, как стадия монтажа плит перекрытия и непосредственно стадия бетонирования рабочего ригеля.

Расчет опалубки по предельным состояниям первой и второй группы необходимо выполнять с учетом наиболее неблагоприятного сочетания нагрузок. Данное сочетание принимается во внимание при анализе реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок для рассматриваемой стадии.

Рассмотрев наиболее неблагоприятные для каждого сезона и каждой стадии сочетания, можно определить нагрузку, действующую на каждую телескопическую стойку, и далее уже перейти непосредственно к определению шага телескопических стоек.

В своих исследованиях специалисты БелНИИС исходили из реальных нагрузок, которые они вводили на основе проектов, в качестве же коэффициентов перегрузки учитывали таковые, заложенные в СНиП. В большинстве случаев проектируемая таким образом опалубка не может быть применима для возведения сборно-монолитных перекрытий, хотя на практике было возведено много объектов, где она себя оправдала.

Поэтому исследователи пришли к выводу, что коэффициенты перегрузки, заданные в СНиП, даже на технологическую нагрузку, завышены.

Данные коэффициенты были переработаны, при этом было учтено, что при установке опалубки допускается определенное отклонение опалубки в плане.

Выведен понижающий коэффициент, на который нужно умножать получаемый расчетным путем шаг опорных стоек.

Как анализ всех результатов, так и сама методика расчета войдут в пособие по возведению сборно-монолитных каркасных зданий, которое вскоре выйдет из печати.

После определения шага опорных стоек основная задача считается выполненнной - подбор сечения как несущих и распределительных балок, так и толщины фанеры выполнить просто. Все параметры известны, и величины нагрузок берутся для определения сечений деревянных балок уже по анализу тех нагрузок, по которым подбирался шаг опорных стоек.

В основном расчет балок и фанерной палубы идет уже по второй группе предельных состояний, потому что к опалубке предъявляются очень жесткие требования - прогиб ее не должен превышать 1/500 пролета.Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ