Допустимая нагрузка на опалубку

Расчеты опалубки бетонных и железобетонных конструкций

При проектировании опалубок необходимо проверить расчетом:

прочность элементов опалубки во время бетонирования (например, прочность досок обшивки и ребер жесткости);
деформации элементов опалубки во время бетонирования (прогибы изгибаемых элементов не должны превышать 1 /₄₀₀ пролета для лицевых поверхностей надземных конструкций и 1 /₂₀₀ – для прочих);
устойчивость положения собранной опалубки под действием собственного веса и ветровой нагрузки.

При бетонировании опор для расчета опалубки должны рассматриваться сочетания нагрузки на конструкции, приведенные в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Сочетания нагрузок на конструкции

Примечание: В числителе указаны нагрузки, учитываемые при расчете по первому, в знаменателе – по второму предельному состоянию.

Из таблицы 3.1 следует, что прочность элементов боковой опалубки тела опор определяется проверкой на давление свежеуложенной бетонной смеси и горизонтальное давление от сотрясений при выгрузке бетона.

Нагрузка от давления свежеуложенной бетонной смеси определяется по таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Формулы для расчета от давления свежеуложенной бетонной смеси

р – нормативное боковое давление бетонной смеси. Па (кгс/м 2 );

γ_б – удельный вес бетонной смеси (2500 кгс/м 3 );

H – высота активного слоя бетона (не более толщины слоя, уложенного в течение 4 ч);

v – скорость бетонирования по вертикали, м/ч;

R_B, R_H – радиус действия внутреннего и наружного вибратора соответственно (R_B = 0,75 м, R_H = 1 м).

Горизонтальная нагрузка на боковую опалубку от сотрясения при выгрузке бетонной смеси определяется по таблице 3.3.

Высота слоя, укладываемого в опору (h_сл), м/ч, определяется выражением

Таблица 3.3 – Данные для расчета горизонтальной нагрузки

где Q – производительность, м 3 /ч, бетонного завода; принимается из условия недопущения вибрирования схватившегося слоя бетона; определяется по формуле:

где S – площадь бетонируемого массива опоры, м 2 ;

R_в – радиус действия вибратора;

t_схв – время схватывания бетонной смеси (4 часа);

t_m_р – время транспортирования смеси от бетонного завода до бетонируемой опоры.

Достаточность сечения досок (расчетная схема на рис. 3.8) определяется из условия:

где W – момент сопротивления поперечного сечения досок на ширине 1 пог. м;

0,8 – коэффициент, учитывающий неразрезность досок, опирающихся на кружальные ребра.

здесь F – площадь трапециевидной эпюры нагрузок от горизонтального давления бетонной смеси;

Рис. 3.8 – Схемы к расчету элементов опалубки: а – досок обшивки; б – кружальных ребер обвязки и тяжей (распорки, фиксирующие размеры опоры, в плане не показаны)

Жесткость досок обшивки должна гарантировать отсутствие волнистости тела опоры по высоте, т. е. прогиб досок должен быть в пределах допусков, определяясь по формуле:

где [f] = (1/400)l для лицевых поверхностей и (1/250)l – для прочих;

Е – модуль упругости древесины (8340 МПа);

I – момент инерции сечения досок обшивки шириной 1 м;

l – расстояние между кружальными ребрами по высоте опоры;

q_st – ордината статического давления бетонной смеси.

Кружальные ребра рассчитывают на растяжение с изгибом (рис. 3.8) по формуле

где А_реб, W_реб – соответственно площадь и момент сопротивления поперечного сечения ребра;

R_дер – расчетное сопротивление древесины (пиломатериалов);

с – толщина опоры;

h_сл – высота слоя бетона, укладываемого за 1 ч;

Тяжи рассчитывают на растяжение по формуле

здесь а – расстояние между тяжами в плане.

Если доски обшивки расположены горизонтально (что целесообразно, например, при опалубливании ростверка), прочность досок проверяется по условию

b и W_дoc – ширина и момент сопротивления поперечного сечения доски соответственно.

Вертикальные ребра опалубки из горизонтальных досок воспринимают давление бетонной смеси в пределах высоты H = 4h_сл. Расчетная схема ребра – балка на двух опорах, роль которых выполняют тяжи.

При изготовлении деревянной опалубки из щитов порядок расчета аналогичен изложенному выше.

Щитовая опалубка (деревянная, деревометаллическая и металлическая) имеет неоспоримые преимущества перед стационарной из–за оборачиваемости щитов (это возможно только при идентичности поперечных сечений опор). К недостаткам щитовой опалубки можно отнести возможность «изломов» тела опоры в местах стыковки щитов.

Деревянные и деревометаллические щиты обшиваются изнутри фанерой или пластиком, обеспечивающими гладкую рабочую поверхность опоры. Щиты опалубки могут набираться на всю высоту опоры (что требует принятия мер по обеспечению пространственной жесткости короба опалубки) или последовательно переставляться снизу вверх при поярусном бетонировании опоры.

Металлическая опалубка тела опор состоит из листов, подкрепленных ребрами жесткости, и обвязки. Листы рассчитываются на давление бетонной смеси как пластинки, жестко защемленные по контуру. Толщина обшивки должна удовлетворять условиям прочности и жесткости. Исходя из условия прочности, толщина стального листа обшивки должна быть не менее

исходя из требования необходимой жесткости

Таблица 3.4 – Значения коэффициентов для расчета толщины стального листа обшивки

b – меньшая сторона пластинки;

q, q_i – распределенная нагрузка на пластинку соответственно расчетная и нормативная;

R_cm – расчетное сопротивление стали;

[f/b] – допустимый прогиб пластинки ( 1 /₄₀₀ «пролета»).

Для бетонирования высоких опор виадуков используют скользящую опалубку, которую обычно выполняют из металла и конструируют в виде каркаса и щитов. Каркас представляет собой две замкнутые горизонтальные рамы в верхней и нижней зонах опалубки. Высота опалубки – около 1,2 м. Щиты выполняют из стальных листов толщиной 3–6 мм (иногда более) с ребрами жесткости. Скорость v передвижения опалубки высотой Н, м определяется исходя из условия схватывания бетона ранее освобождения его от опалубки по формуле

Статья по теме: Фундаменты под динамические нагрузки

где t_cxв – время схватывания бетона от начала затворения;

2 – запас времени, ч.

При H = 1,2м и t_cxв = 4ч скорость передвижения опалубки

Необходимая производительность бетонного завода определится по выражению:

где S – площадь бетонирования (например, площадь поперечного сечения опоры).

В этом случае высота зоны активного давления бетонной смеси на стенки опалубки составит H = 0,2 * 4 = 0,8 м.

Расчет прочности и жесткости опалубки выполняется в соответствии с приведенными выше рекомендациями.

Нагрузки на опалубку

Виды горизонтальных и вертикальных воздействий на опалубку, поддерживающие леса и значения нагрузок установлены ГОСТ Р 52085-2003. При расчете опалубки стен, колонн, перекрытий, фундамента необходимо учитывать следующие виды нагрузок:

Вертикальные нормативные нагрузки:
— собственный вес опалубки и поддерживающих её лесов, определяемый по чертежам опалубки, рассчитывается при объёмном весе лесоматериалов из хвойных пород 6 кН/м3, из лиственных — 8 кН/м3, фанеры — 10 кН/м3;
— гравитационная нагрузка от укладываемой бетонной смеси (для тяжёлого бетона принимается 2500 кг/м3, для бетона на лёгких и пористых заполнителях — по фактическому весу);
— вес арматуры определяется по указаниям проекта, а при его отсутствии принимается равным 1 кН на каждый кубометр железобетонной конструкции (объёмная масса 100 кг/м3);
— нагрузки от транспортно-подающего оборудования, механизмов распределения смеси, рабочего и обслуживающего персонала — принимаются равными 2,5 кПа (кроме того, учитываются сосредоточенные нагрузки от технических средств). При номинальной ширине досок палубы или настила менее чем150 мм сосредоточенные силы распределяются на две смежные доски;
— нагрузки, связанные с вибрацией подаваемой бетонной смеси назначается равной 2 кПа на горизонтальную поверхность палубы (но учитывается только при неучёте нагрузок от рабочего персонала и транспорта).

Горизонтальные нормативные нагрузки:
— нормативные ветровые нагрузки на конструкцию принимаются в соответствии со СНиП 2.01.07-85;
— давление свежеуложенной смеси на боковые (наклонные и вертикальные) поверхности опалубки определяется по расчётным формулам;
— дополнительные динамические нагрузки от сотрясений, возникающих при выгрузке-подаче бетонной смеси, назначаются в зависимости от способа её подачи: при спуске по лоткам и хоботам принимают 4 кПа, при выгрузке из ковшей и бадей ёмкостью до 0,8 м3 — 4 кПа, более 0,8 м3 — 6 кПа, при укладке бетононасосами — 8 кПа;
— нагрузки от вибрирования бетонной смеси принимаются равными 4 кПа на вертикальную поверхность опалубки (но учитываются только при неучёте нагрузок по п.п.).

При применении внешней вибрации для уплотнения бетона несущие элементы опалубки, крепления при необходимости дополнительно проверяются на местные воздействия вибраторов.
Динамические нагрузки (как вертикальные, так и горизонтальные) от сотрясений, возникающие при выгрузке бетонной смеси в опалубку, учитываются как полностью распределённые. Прогоны, балки, кружала и другие элементы, поддерживающие рёбра, рассчитываются в соответствии с фактической схемой конструкции на воздействие двух сосредоточенных динамических сил (опорных реакций двух смежных рёбер) при самом невыгодном загружении.
При термообработке бетона должны учитываться дополнительные нагрузки от термического расширения бетонной смеси. При оценке этих нагрузок принимается во внимание вид электропрогрева — сквозной или периферийный, характер расположения электродов — по всему сечению или только по наружной поверхности), а также тип электродов — стержневые, плавающие, навесные или струнные.

Выбираем доски для опалубки фундамента

Доски для опалубки

Основой любого строения является фундамент, от качества которого зависит прочность и надежность всей конструкции. Практически все типы фундаментов заливаются с помощью опалубки, для ее изготовления могут использоваться любые материалы. Застройщики, имеющие неограниченный бюджет строительства и профессиональные навыки, используют для этой цели пластик, металл и другие дорогостоящие материалы. Бюджетным вариантом можно назвать деревянную опалубку, которая является самой доступной и простой в изготовлении.

Какая доска нужна для опалубки

Чтобы получить качественную основу, которая станет гарантией безупречной эксплуатации дома, необходимо правильно выбрать элементы опалубочной конструкции, в том числе и доски.

Правильно сооруженная опалубка позволяет в результате получить надежное основание с точными размерами, соответствующим расположением и хорошим качеством застывшей поверхности. Все это во многом зависит от качества досок, выбранных для строительства опалубочной конструкции:

Для работы можно использовать обрезную и не обрезную доску, главное условие, чтобы сторона, прилегающая к бетону, была идеально гладкой. Для этой цели материал обстругивают и шлифуют. Гладкая поверхность доски для опалубки позволит получить ровную поверхность фундамента, что существенно упрощает дальнейшие работы с основанием.
Толщина досок определяется объемом заливаемого бетонного раствора, с увеличением бетонной массы возрастает толщина древесного материала. Следует помнить, что слишком тонкая доска может деформироваться, что станет причиной образования волнистой поверхности, исправить которую будет достаточно сложно. Доски для всей опалубки нужно выбирать одной толщины, чтобы получить необходимую точность конструкции. Если некоторые элементы не соответствуют определенным параметрам, то их следует подтесать.
Что касается длины досок, то лучше всего брать материал, длина которого превышает глубину траншеи на 2,5-3 см.
Ширина досок определяется конкретными условиями работы. Однако чаще всего используют пиломатериал, ширина которого составляет 15-20 см. Такие доски проще монтировать, и стоимость их немного меньше, кроме того широкая доска может деформироваться под воздействием бетона. Более узкие доски можно использовать при условии соответствия нормам длины и толщины.

Статья по теме: Фундамент под малоэтажные жилые дома

к оглавлению ↑

Выбор материала

Деревянная опалубка является разборной конструкцией, которая при правильном уходе может использоваться несколько раз. Тем не менее, выбирая доски, следует обратить внимание на следующее:

Выбираем материал досок

Материал должен быть устойчив к растрескиванию, поэтому не следует останавливать выбор на мягкой древесине, включая березу и другие лиственные породы деревьев.
Не стоит использовать для строительства опалубки дубовые доски, так как этот материал имеет повышенную кислотность, а бетон под воздействием такой среды плохо схватывается.
Не рационально приобретать доски из ценной древесины, так как опалубка разбирается и очень редко используется в разумных целях.
По этой же причине не стоит возводить опалубку из первосортного материала.

Анализируя перечисленные факторы, можно сказать, что лучше всего для строительства опалубки подходит сосновая доска 3-4 сорта.

Большое значение имеет влажность используемого материала, в большинстве случаев этот параметр должен равняться 25%. Такое значение дает следующие результаты:

Сухой материал впитывает очень большое количество влаги из бетонного раствора, что приводит к снижению прочности фундамента.
Влажная доска меньше впитывает цементное молочко, следовательно, материал не потеряет своих качественных характеристик, и его можно будет использовать повторно.

к оглавлению ↑

Факторы, определяющие оптимальную толщину пиломатериала

Выбирая толщину досок для опалубки, многие стараются брать более толстый материал, объясняя это большей надежностью конструкции. Тем не менее, чтобы избежать перерасхода строительных материалов, важно знать, какие факторы влияют на толщину доски для опалубки.

Высота опалубки и шаг между стойками

Как уже говорилось выше, основную нагрузку дает бетонная масса и чем ее больше, тем большее давление испытывает опалубка. Количество бетона прямо пропорционально высоте основания, следовательно, чем выше фундамент, тем прочнее должна быть опалубка. Однако для большей прочности конструкции не обязательно брать толстые доски, достаточно уменьшить шаг между вертикальными стойками, которые устанавливаются для поддержки опалубочной системы.

Для наглядности можно рассмотреть несколько примеров, показывающих зависимость толщины досок от высоты опалубки и расстояния между стойками:

При высоте опалубки 0,5-0,7 м и шаге между стойками 0,3 м толщина доски может составлять 19 мм. При аналогичной высоте, но шаге, увеличенном до 0,7 м, необходим материал толщиной 40 мм.
Если подошва фундамента лежит на глубине 1-1,4 метра, а расстояние между стойками составляет 0,5-0,6 метра, то оптимальной считается толщина доски 40 мм. Увеличивая шаг до 1 метра на такой же глубине, толщина доски возрастает до 60 мм.
Фундамент высотой 1,5-1,9 метра заливается в опалубку из досок в 50 мм при условии, что стойки расположены с шагом 0,6-0,7 метра.

к оглавлению ↑

Нагрузка от бетона

Не меньшее значение при выборе толщины пиломатериала имеет динамическая нагрузка, возникающая при заливке бетонного раствора.

Бетон считается довольно плотной и тяжелой массой, которая, находясь внутри опалубочной конструкции, давит на стенки с силой около 2500 кгс/м 2 . Однако этим нагрузка на деревянную опалубку не ограничивается, к этому значению прибавляется динамическая нагрузка, имеющая следующее значение:

Масса, спускающаяся по лотку из бетонного миксера, оказывает давление 400 кгс/м 2 .
Если бетон подается из бетононасоса, то давление увеличивается до 800 кгс/м 2 .
Одноразовая подача бетона из бетономешалки объемом меньше 0,8 м 3 дает нагрузку 400 кгс/м 2 .
При увеличении указанного объема давление повышается до 600кгс/м 2 .

к оглавлению ↑

Как рассчитать количество досок для опалубки

Для точного определения необходимого количества пиломатериалов можно воспользоваться услугами строительной компании. Но также расчеты можно выполнить самостоятельно, зная длину и высоту опалубки, а также примерную толщину материала.

Рассчитываем количество досок для опалубки

Например, общая длина опалубки составляет 100 метров, ее высота равна 0,7 метра. Для такой высоты рекомендуется брать доски толщиной 0,04 метра. Зная все параметры, несложно высчитать необходимый объем пиломатериала:

Учитывая, что любой материал следует брать с небольшим запасом, необходимо приобрести 3-3,5 м 3 материала.

Где лучше приобрести пиломатериал для опалубки

Продажу пиломатериала осуществляют практически все строительные магазины. Но при ограниченном бюджете лучше обратиться к производителю. На пилорамах приобретают уже готовые доски по более низкой цене, а также можно заказать материал по определенным параметрам. Здесь же вполне возможно заказать доставку продукции на строительный объект.

Статья по теме: Какой фундамент выбрать

Качество основания для дома во многом зависит от подготовительных работ, включая сборку опалубочной конструкции. Правильный выбор материала для этой цели гарантирует прочность и надежность всей конструкции.

Расчет давления бетона на стенки опалубки

При расчетах опалубки первостепенной задачей является определение нагрузки, которая будет оказываться на её комплекс. Получение расчетных данных происходит с учетом множества факторов, среди которых: вес комплектующих опалубки, вес бетонной смеси, масса армирующих элементов, а также суммарный вес лесов и рабочих, задействованных при заливке. Кроме того, для обеспечения устойчивости конструкции и расчета требуемого количества подпорных элементов необходимо вычислить показатель ветровой нагрузки. В целом нагрузку, испытываемую опалубкой подразделяют на вертикальную и горизонтальную.

Расчет максимального бокового давления бетона на стенки опалубки

Способ уплотнения	Расчетные формулы для определения максимального бокового давления бетонной смеси, кПа	Пределы применения формулы
С помощью вибраторов:	P = γH P = γ(0,27 + 0,78)К₁К₂
внутренних	Н ≤ R ν 4,5 при условии, что Н > 2 м

Р — максимальное боковое давление бетонной смеси, кПа;
γ — объемная масса бетонной смеси, кг/м³;
Н — высота уложенного слоя бетонной смеси, оказывающего давление на опалубку, м;
ν — скорость бетонирования конструкции, м/ч;
R, R₁ — соответственно радиусы действия внутреннего и наружного вибратора, м;
K₁ — коэффициент, учитывающий влияние консистенции бетонной смеси: для жесткой и малоподвижной смеси с осадкой конуса 0-2 см — 0,8; для смесей с осадкой конуса 4-6 см — 1; для смесей с осадкой конуса 8-12 см — 1,2.
K₂ — коэффициент для бетонных смесей с температурой: 5-7°С — 1,15; 12-17°С — 1; 28-32°С — 0,85.

Вертикальная нагрузка

Под данным понятием подразумевается суммарная нагрузка, оказываемая на опорные элементы вертикальных опалубочных систем со стороны конструкционных элементов, заливочной смеси и других рабочих факторов. К расчетным компонентам вертикальной нагрузки относят:

Суммарный вес комплекса опалубочных элементов. Вес каждой комплектующей части указан в технической документации. При использовании опалубки из дерева масса высчитывается по константам, утвержденным в СНИП: 800 кг/куб.м. – для дерева лиственных пород, 600 кг/ куб.м. – для хвойных сортов древесины.
Масса армирующих элементов. Указывается в проектных данных или вычисляется по константе для ж/б конструкций, равной 100 кг/м3 (при отсутствии точных данных).
Нагрузка, оказываемая транспортом и живой рабочей силы. Номенклатурное значение данного показателя может отличаться для расчета конкретных элементов опалубки или их комплекса. В данном случае рассматриваются значения в 1,5 кПа и 2,5 кПа соответственно.
Масса бетона — высчитывается по фактическому весу компонентов или с использованием номенклатурных данных, для бетонных смесей с щебнем или гравием (2500 кг/ куб.м.).

Горизонтальная нагрузка

К данному комплексу влияющих факторов относятся:

нагрузка ветровая, чье значение высчитывается по СНиП 2.01.07-85;
показатель давления бетона на стенки опалубки, для расчета которого применяется следующая формула:

Дб = мВ где,

Дб – искомый показатель давления бетона кПа;
м — объемная масса бетонной смеси, кг/м3;
В — высота слоя бетона, м.

Горизонтальна нагрузка на боковую опалубку

Способ подачи бетонной смеси в опалубку	Горизонтальная нагрузка на боковую опалубку, кПа
Спуск по лоткам и хоботам, а также непосредственно из бетоноводов	4
Выгрузка из бадей емкостью, м³: от 0,2 до 0,8 св. 0,8	4 6

Также к горизонтальным относят вибронагрузки, возникающие при уплотнении бетонной смеси специальными вибрационными инструментами.

Давление бетона на стенки опалубки и принятие решений

При определении показателя давления бетона выбор опалубочной системы значительно упрощается, ведь данный фактор является одним из основополагающих. При использовании деревянных опалубок приходилось учитывать показатель прогиба, в случае с металлическими системами, он не играет столь важной роли. Важные данные, касающиеся расчета опалубки, указаны в ГОСТР 52085-2003.

Профессиональные строители и инженеры рекомендуют оставлять запас прочности для любой опалубочной системы, учитывая сезонный фактор и изменяющиеся погодно-технические условия, возможные в процессе монтажа опалубки и застывания отливки. Идеальным решением, для осуществления расчетов с учетом всех имеющихся норм и правил, будет обращение в компанию, профессионально занимающуюся соответствующим видом деятельности.

Обращайтесь в специализированную компанию для проведения точных расчетов нагрузки бетона на стенки опалубки

Укрепительная подпорная стена может выполнять двоякую функцию – быть надежной опорой для грунта в точках перепада его высот или элементом .

Опалубка – это вспомогательная система возведенных конструкций, изготовляемая для придания требуемых форм для строительных смесей. Виды опалубок для стен Современное .

Правильная заливка бетона в опалубку – основа качества и красоты будущего строения. Любое дело в начале требует твердого основания – .

Специалисты–сметчики разделяются во мнении относительно процедуры документального учета опалубки. По мнению одних, комплект опалубки является единым инвентарным объектом (ИО) и .