В статье анализируется зависимость увеличения жизненного цикла элементов опалубки от толщины стенки профиля и марок стали. Так, опалубочный профиль толщиной 3,5 мм по сравнению с использованием толщины 3,0 мм увеличивает срок службы опалубки, снижает трудоемкость проведения опалубочных работ (чистка опалубки), уменьшает вероятность разрушения опалубочных элементов при нарушении технологии бетонирования, позволяет повысить качество проводимых работ, а также снизить затраты на последующие работы, например отделку.

УДК 69.055

А.М. БУНТ, аспирант ИСА МГСУ, кафедра ТОСП, А.А. ГОНЧАРОВ, канд. техн. наук, с.н.с., профессор, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет»

В настоящее время к элементам крупнощитовой опалубки предъявляется ряд требований, среди которых помимо функциональных основное место занимает срок службы каркаса щита и соответствие его геометрических характеристик требованиям ГОСТ Р 52085-2003 после прохождения установленных циклов бетонирования.

Основной составляющей, определяющей качество опалубочных элементов и неизменяемости геометрических характеристик под воздействием эксплуатационных нагрузок, является опалубочный профиль.

В этой статье рассмотрены вопросы, касающиеся возможности повышения жизненного цикла элементов опалубки за счет подбора толщины стенки используемого профиля и марок стали, из которой он изготавливается.

Наиболее распространенное сечение опалубочного профиля представлено на рис. 1.

Размер профиля в сечении 120х60 мм является оптимальным с точки зрения металлоемкости и воспринимаемых нагрузок, такими профилями пользуются практически все мировые производители опалубочных систем. Толщина профиля, как правило, колеблется в диапазоне 2,5-3,0 мм, при этом производители опалубки нормируют распределенную рабочую нагрузку в диапазоне 80-90 кН/м² (указывают в паспорте на изделие), но фактически она является ниже заявленной. Опалубочный профиль изготавливается методом формовки листов (полосы) с последующей сваркой или с помощью технологии холодного проката трубы.

Обследования щитов на предмет повышения надежности каркасов велись на нескольких строительных площадках Москвы и Московской области в период с 2014-го по 2016 год. Это монолитный индивидуальный проект «Общежитие квартирного типа» на ул. Бутлерова, д. 13, и Перинатальный центр на ул. Шмидта, д. 1, в г. Щелково, а также ЖК «ЗИЛарт», лоты № 1, 3, 4, в Москве; на производственной площадке по изготовлению элементов опалубки ООО «Техноком-БМ» и в научно-технической лаборатории МГСУ. Исследование проводилось на щитах стандартных линейных размеров – в основном 1200 мм (ширина) х 3000-3300 мм (высота), которые прошли более 80 циклов бетонирования. Выполнялись инструментальные измерения щитов на прогиб со стороны фанеры, расхождения между диагоналями, визуально оценивалось локальное местное смятие. Результаты обследования представлены в табл. 1.

Таблица 1. Результаты обследования линейных элементов опалубки

№	Отличительные характеристики обследуемых элементов (тип покрытия + цвет, конструктивные особенности)	Толщина профиля (измерения производились на разрушенных/деформированных элементах или с помощью механического разрезания с применением УШМ)	Количество циклов бетонирования / количество обследованных образцов	Разность размеров по диагонали (среднее статистическое значение)	Прогиб по фанере (среднее статистическое значение)	Характеристики местного смятия
1	Желтый цвет, вваренная втулка под арматурный тяж	2,5 мм	80-100/60	3,5-5	до 4 мм	Присутствуют практически на всех элементах вплоть до разрушения сварочных швов рядом с очагом местного смятия
2	Красный цвет, запрессованная коническая втулка под арматурный тяж	3 мм	100-120/50	2,5-4	до 3 мм	Присутствуют локально, в основном на элементах нижней и верхней части щита
3	Красный цвет, оцинкованный профиль, комбинированная с пластиком стальная втулка, наличие углового монтажного упора	3 мм	120-140/80	1,5-3	до 2 мм	Присутствуют локально, в большей части на элементах нижней и верхней части щита

Анализируя полученные результаты, можно отметить следующее: в ходе технологических процессов ведения монолитных работ практически на всех щитах опалубки возникают геометрические изменения линейных размеров. В ходе проводимых монтажных работ (сборка/разборка «карт» щитов, установка их в проектное положение, распалубливание элементов, очистка элементов) происходит локальное местное смятие профиля опалубочных щитов.

Дальнейшие направления исследования заключались в компьютерном моделировании нагрузок на элементы с толщиной опалубочного профиля в 3 мм и предположении о возможности использования больших толщин опалубочного профиля для повышения надежности элементов.

Сравнение элементов производилось по показаниям максимального перемещения (мм) и максимального напряжения (МПа) при нагружении элементов.

Расчетная нагрузка рассчитывалась для элементов 1,2х3,3 при сборке щитов на двух замках и трех анкерных арматурных тяжах. Для анкерной системы (Formwork Tie DW system) принимается максимальная рабочая нагрузка 90 kN (табл. 2), при укладке бетонной смеси именно максимальная рабочая нагрузка на анкер определяет максимальную нагрузку на щитовые элементы опалубочных систем.

Таблица 2. Прочностные характеристики анкерных систем на примере производителя SAS

Таким образом, максимальная нагрузка на 1 кв. м при анкере DW15:

90 кN/1,335 м²=67,5 кN/m²

В соответствии с поставленной задачей проведем ­нагружение щитов:

При этом, если обратиться к DIN 18202 (табл. 3), который устанавливает допуски в высотных сооружениях, получим, что в соответствии с пунктом 7 «Не готовые стены и нижние стороны перекрытий с предъявлением повышенных требований» максимальное перемещение на щитах с толщиной профиля 3,0 мм уже при нагрузке 61,5 кN/m² не соответствует требованиям DIN, а на профили с толщиной 3,5 мм из Ст10 даже при нагрузке 82,5 кН/м² соответствует требованиям. Необходимо отметить, что компьютерное моделирование также подтвердило факт того, что расчетная нагрузка на анкер превышает несущую способность щитов из профиля с толщиной стенки 3 мм, а в случае использования толщины 3,5 мм – соответствует.

Таблица 3. DIN 18202. Допуски в высотных сооружениях

Выполненные исследования показали существенные различия между применением опалубочных профилей с толщиной 3,0 и 3,5 мм. Использование толщины 3,5 мм позволит повысить жизненный цикл элементов опалубки, снизить трудоемкость проведения опалубочных работ (чистка опалубки), уменьшить вероятность разрушения опалубочных элементов при нарушении технологии бетонирования, повысить качество проводимых работ, снизить затраты на последующие работы (например, отделку).