PROJEKTOWANIE DESKOWAŃ

PRZY DOBORZE DESKOWANIA NALEŻY UWZGLĘDNIĆ:

• wymiary obiektu i jego poszczególnych elementów przewidzianych do deskowania,

• liczbę występujących w obiekcie powtarzalnych kondygnacji, sekcji itp.

• rozkład dylatacji i możliwość podziału obiektu na działki robocze z uwzględnieniem miejsc, w których dopuszcza się wykonanie przerw technologicznych w betonowaniu,

• planowane terminy prowadzenia robót,

• założoną wielkość rytmu roboczego,

• planowany sposób prowadzenia robót zbrojarskich i betoniarskich.

DOBÓR SYSTEMU DESKOWANIA WG INSTRUKCJI PRODUCENTA ZAWIERAJĄCEJ:

• podstawowe założenia systemu,

• dopuszczalne obciążenia podstawowych elementów,

• asortyment elementów formujących, łączących, podtrzymujących i usztywniających oraz wszystkie potrzebne akcesoria,

• zasady montażu i demontażu deskowania,

- podstawowe zasady projektowania kompletów roboczych deskowania.

ZASTOSOWANIE OPROGRAMOWANIA KOMPUTEROWEGO

W OBLICZENIACH STATYCZNYCH DESKOWANIA UWZGLĘDNIA SIĘ:

a) ciężar własny deskowania,

b) ciężar świeżej mieszanki betonowej,

c) obciążenie użytkowe pomostów komunikacyjnych jako obciążenie ciągłe oraz siły skupione od wózka - japonki i robotnika z narzędziami,

d) parcie wiatru,

e) obciążenia dodatkowe (układanie mieszanki, wibrowanie)

f) parcie boczne mieszanki betonowej.

Obciążenia pokazane w punktach a) - e) oblicza się jak dla konstrukcji budowlanych (wg norm i zasad mechaniki).

Obciążenia - ciężar własny urządzeń formujących i mieszanki betonowej, np.:

- drewno iglaste - 6 kN / m³

- drewno liściaste - 8 kN / m³

- stal - 78,5 kN / m³

- beton świeży (żwirowy) - 25 kN / m³

- beton zbrojony - 26 kN / m³

Obciążenie użytkowe pomostów roboczych - obliczenia dla deskowań stropów, szerokich belek, pomostów roboczych, podpór.

Dla rusztowań podpierających - współczynnik zabudowy powierzchni - 0,3-0,6.

Siła skupiona od zastosowania środków transportu mieszanki:

- taczki - 1,5 kN

- wózki (japonki) - 2 kN

- robotnik z narzędziami - 1,3 kN

Parcie wiatru - jak dla konstrukcji z belkami podłużnymi, pełnymi, współczynnik boczny = 1

Obciążenia dodatkowe:

● przy betonowaniu belek i ścian:

i) pojemnikiem do betonu (zrzut mieszanki betonowej > 1m)

- 2 kPa - pojemnik do 0,2 m³

- 4 kPa - pojemnik od 0,2 do 0,7 m³

- 6 kPa - pojemnik powyżej 0,7 m³

ii) pompa do betonu lub rynny spustowe - 2 kPa

● przy wibrowaniu - obliczenia tylko dla elementów, dla których nie uwzględniono obciążeń transportowych i roboczych

PARCIE BOCZNE MIESZANKI BETONOWEJ

Czynniki wpływające na parcie mieszanki betonowej:

1. Charakterystyka świeżej mieszanki: receptura mieszanki, dodatki do betonu, uziarnienie kruszywa i kształt ziaren, rodzaj zastosowanego cementu, temperatura mieszanki, ciężar objętościowy mieszanki, konsystencja.

2. Charakterystyka deskowania: szczelność (nieszczelność powłok deskowania wywierająca wpływ na ciśnienie wody w porach), przekrój poprzeczny betonowanego elementu, nachylenie deskowania, gładkość powierzchni roboczych deskowania, nachylenie deskowania, sztywność deskowania.

3. Warunki układania mieszanki betonowej: wzrost obciążenia w obszarze podawania, warunki powietrzno-wilgotnościowe, sposób i ciągłość układania, głębokość wibrowania, sposób wibrowania (wgłębny lub przyczepny), szybkość układania (szybkość podnoszenia się słupa świeżej mieszanki betonowej).

MODEL UPROSZCZONY (model Pascala):

h

MODEL NIEMIECKI (BETON KALENDER)

Sposób ten uzależnia parcie boczne mieszanki betonowej od trzech czynników:

- ciężaru objętościowego mieszanki,

- głębokości poniżej powierzchni świeżo ułożonej mieszanki betonowej h,

- prędkości betonowania V (podawanej w m/h narastania słupa świeżej mieszanki).

W zakresie głębokości od 0 ÷ 1,75 m poniżej powierzchni ułożonej mieszanki i prędkości betonowania od 0 do 0,9 m/h proponuje się określanie parcia jako hydrostatycznego, określanego wzorem:

h

Na większych głębokościach poniżej 1,75 m (do 5,8 m) i prędkości betonowania od 0,9 do 3,0 m na godzinę wprowadzono współczynnik zmniejszający:

p = 0,42 γ h

Na głębokościach większych niż 5,8 m przyjęto, że parcie jest równe parciu na głębokości 5,8 m i i jest stałe:

p = 0,42 γ h (h = 580 cm)

MODEL ACI (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE)

Trzy fazy:

Faza pierwsza - faza liniowego narastania parcia.

Faza druga - faza narastania proporcjonalnego, ale o nieznanym równaniu krzywej. W tej fazie znajduje się punkt w którym parcie jest największe.

Faza trzecia - faza zmniejszania się parcia bocznego.

WZÓR ACI

oznaczenia:

R - prędkość betonowania [m/h]

T - temperatura mieszanki betonowej w deskowaniu [^˚C]

h - wysokość słupa betonu ponad rozpatrywanym poziomem, [m]

w - jednostkowa masa mieszanki betonowej [kg/m³]

C_w - współczynnik masy jednostkowej

C_c - współczynnik dodatków chemicznych

rok 1958

dla słupów:

p = 7,2 +785 R/ (T+17,8) ale nie więcej niż 144 kN/m²

dla ścian:

prędkość betonowania poniżej 2 m/h

p = 7,2 + 785 R / (T + 17,8)

prędkość betonowania powyżej 2 m/h

p = 36 + 244 R / (T + 17,8) ale nie więcej niż 95,8 kN/m²

rok 1963

dla ścian: prędkość betonowania powyżej 2 m/h

p = 7,2 + 1156 / (T + 17,8) + 244 R / (T + 17,8)

rok 1978

dla ścian: prędkość betonowania powyżej 3 m/h

p = 23,5 h

rok 1988

wielkość porównawcza parcia (dla przypadku podstawowego, gdy mieszanka bez dodatków, w=2400 kg/m³, stożek opadowy do 100 mm, wibrowana standardowo do 1,2 m)

p_p = w h

modyfikacje - dla innych warunków betonowania:

dla słupów:

p = C_w C_c [7,2 + 785 R / (T + 17,8)]

(nie więcej niż p_p, maximum 150C_wC_c kN/m₂, minimum 30C_w kN/m₂)

dla ścian:

p = C_w C_c [7,2 + 1156 / (T + 17,8) + 244 R / (T + 17,8)]

(nie więcej niż p_p, maximum 100C_wC_c kN/m₂, minimum 30C_w kN/m₂)

METODA FRANCUSKA (L'HERMITE)

Metoda uwzględnia:

- ciężar objętościowy betonu,

- głębokość działania wibratora wgłębnego h₁,

- głębokość niezwiązanej mieszanki h,

- kąt pochylenia deskowania do poziomu α.

- kąt tarcia mieszanki betonowej o deskowanie β

- kąt stoku naturalnego mieszanki ϕ

(β i ϕ są wyrażone przez współczynnik k)

Kąt stoku naturalnego mieszanki betonowej bezpośrednio po wibrowaniu wynosi 50^˚, mieszanki plastycznej 30^˚, a mieszanki ciekłej 20^˚_, w czasie wibrowania 0^˚.

Kąt tarcia mieszanki betonowej o deskowanie β dla desek surowych wynosi 25^˚, sklejki 20^˚ a desek struganych 18 ÷ 20⁰_.

Wartości współczynnika k

Kąt tarcia mieszanki Betonowej o deskowanie β^˚	Kąt stoku naturalnego ϕ^˚
		20	30	50
25 20 18	0,42 0,43 0,44	0,30 0,30 0,30	0,13 0,13 0,13

Wzór L'Hermite'a ma postać

p = [h₁+ (h - h₁)k] sinα

Głębokość niezwiązanej mieszanki określa zależność:

h = v _* t_w

Gdzie: v - prędkości betonowania w m/h,

t_w - czas wiązania w godzinach.

METODA DIN 18218

1. Ustalenie parcia świeżej mieszanki betonowej wg wzoru:

p_max = G x C₂ x K₁ - (0,48V + 0,74) [kN/m²]

2. Ustalenie dopuszczalnej prędkości betonowania, wg wzoru:

gdzie:

G - ciężar objętościowy mieszanki betonowej kN/m³

V - prędkość wznoszenia świeżej mieszanki betonowej m/h

C₂ - współczynnik określający wpływ domieszek opóźniających wiązanie; wg wzoru: C₂ = 0,065 T_v + 1 (w którym T_v oznacza czas opóźnienia w godzinach)

K_T - współczynnik określający wpływ temperatury obliczony ze wzoru:

w którym T - określa temperaturę świeżej mieszanki.

Stosowanie wzorów ograniczone jest do następujących warunków:

- konsystencja mieszanki K2/K3

- zakres temperatur 5^˚C ≤ T ≤ 30^˚C

- dla C₂ > 1,0 K_T ≥ 1,0 (to znaczy bez zmniejszenia parcia mieszanki betonowej przy zastosowaniu domieszek do betonu i temperatury świeżego betonu powyżej 15⁰C)

- niezależnie od wysokości słupa świeżej mieszanki H.

METODA CIRIA

(CONSTRUCTION INDUSTRY RESEARCH INFORMATION ASSOCIATION) - METODA DOŚWIADCZALNA W OPARCIU O BADANIA WYKONANE NA 350 BUDOWACH

[kN/m²]

lub

p_max = G ^. H

(miarodajna jest wartość mniejsza)

Dopuszczalna prędkość betonowania

[m/h]

We wzorach tych oznaczono

H - wysokość słupa świeżej mieszanki betonowej [m]

C₁ - współczynnik przekroju poprzecznego wynoszący:

dla ścian C₁=1,0 dla słupów C₁= 1,5

C₂ - współczynnik uwzględniający wpływ domieszek opóźniających wiązanie:

dla zwykłego betonu C₂=0,3, dla betonu z dodatkiem opóźniającym wiązanie

cementu: C₂ = 0,45.

Zakres ważności formuł CIRIA:

- nie zależy od konsystencji,

- bez ograniczeń dla zmniejszenia parcia mieszanki przy zastosowaniu domieszek do betonu i temperatury świeżej mieszanki powyżej +15⁰C,

- dotyczy ścian i słupów,

• wprowadza zależność od wysokości słupa świeżej mieszanki betonowej.

Porównanie obliczeń wg DIN i CIRIA

WZÓR HOFFMANA

WZÓR S. RODINA

parcie boczne zależy od:

- szybkości układania mieszanki

- konsystencji

- temperatury układania

- kształtu i wymiarów deskowania

- sposobu zagęszczania mieszanki

Wzór dla warunków:

- temperatura 18 ˚C

- skład mieszanki: 1:2:4 (cement - piasek - żwir)

- konsystencja plastyczna

p_m = γ _bH_m = 1,62γ _b*³

γ _b - gęstość mieszanki

H_m - wysokość warstwy układanej mieszanki

v_bet - prędkość betonowania

Wzór uogólniony:

p_m = 1,62γ _b*³
n₁ n₂ n₃

n₁ - współczynnik zależny od proporcji składników

n₂ - współczynnik zależny od konsystencji mieszanki

n₃ - współczynnik zależny od temperatury

(stosowne tabele i wykresy - podręczniki prof. Lewickiego)

METODA OLIMPIJOWICZA - LITWINOWA

1. Przy zagęszczaniu wibratorem pogrążanym, jeżeli wysokość warstwy układanej jest mniejsza od promienia działania wibratora, czyli h<r a prędkość betonowania V_bet < 0,5 m/h

p = γ*h (jak Pascal) [MPa]

2. Przy zagęszczaniu wibratorem pogrążanym, jeżeli wysokość warstwy układanej jest mniejsza od promienia działania wibratora, czyli h>r, a prędkość betonowania v_bet > 0,5 m/h

p = γ*(0,27 v_bet + 0,79)*k₁ k₂ [MPa]

gdzie:

k₁ - współczynnik zależny od konsystencji mieszanki betonowej

np.:

0,8 dla opadu stożka od 0 do 2 cm

1,0 dla opadu stożka od 4 do 6 cm

1,2 dla opadu stożka od 8 do 12 cm

k₂ - współczynnik zależny od temperatury

np.:

1,15 dla temperatury od 5 do 7˚C

1,00 dla temperatury od 5 do 7˚C

0,85 dla temperatury od 5 do 7˚C

3. przy zastosowaniu wibratora powierzchniowego:

p = γ*(0,27 v_bet + 0,79) [MPa]

WNIOSKI Z OBLICZEŃ PARCIA BOCZNEGO MIESZANKI BETONOWEJ

- Przy betonowaniu elementów o małym przekroju deskowanie jest narażone na proporcjonalnie większą energię pochodzącą od działania wibratora.

- Stosowanie domieszek opóźniających wiązanie mieszanki betonowej powoduje zwiększenie parcia bocznego

- Wzrost temperatur świeżej mieszanki wpływa na zmniejszenie parcia bocznego ze względu na przyśpieszanie procesów wiązania

- Zależność parcia bocznego od ciężaru objętościowego mieszanki betonowej jest oczywista. (przy betonowaniu pod wodą ciężar ten należy skorygować wg zależności:

G₁ = G - 9,81 [kN/m³]

Na ogół G przyjmuje się równe 25 kN/m³ wtedy można przyjąć w przybliżeniu G₁ =  16  kN/m³).

- Prędkość narastania słupa świeżej mieszanki wpływa bardzo istotnie na parcie boczne.

- Gładkość deskowania wpływa na parcie boczne (wg L'Hermita)

- Wibrowanie wpływa na parcie boczne (parcie hydrostatyczne)

Parcie betonu w zależności od głębokości wibrowania

Parcie betonu Pmax dla p=25kN/m^3	Wysokość dla ciśnienia hydrostatycznego Hs [m]	Dopuszczalna głębokość wibrowania HR	Prędkość betonowania Przy +15^0C dla betonu K2/K3
30 40 50 60 70 80 100	1,20 1,60 2,00 2,40 2,80 3,20 4,00	1,00 1,40 1,80 2,20 2,60 3,00 3,80	0,96 1,79 2,63 3,46 4,29 5,13 6,79

SPRAWDZENIE DESKOWAŃ

- sprawdzenie dokumentów deskowania oraz zapisy w dziennika budowy dotyczące deskowania

- sprawdzenie odstępstw od projektowanego deskowania lub instrukcji, sprawdzenie poprawności wprowadzonych zmian

- sprawdzenie zaświadczeń, świadectw, wyników badań deskowań (od firmy dostarczającej deskowania)

- sprawdzenie elementów deskowania:

- przekroje

- rozstawy podpór

- usztywnienie (zapewniające niezmienność położenia deskowania w czasie betonowania)

- wartość ugięcia deskowania (jeśli była przewidziana)

- prawidłowość wykonania deskowania w pionie i poziomie

- prawidłowość oczyszczenia deskowania i zastosowania środków adhezyjnych

SPRAWDZENIE ODCHYŁEK WYMIAROWYCH,

np.:

- płaszczyzny deskowania fundamentu, ściany lub słupa - 1,5 mm/m

- płaszczyzny deskowania od pionu na całej wysokości - 1,5 mm/m

- odchylenie od pionu bocznego deskowania żebra lub podciągu lub krawędzi żebra - 2,5 mm

- od rozpiętości projektowanych belek lub płyt żelbetowych - 15 mm

- płyty pomiędzy żebrami - 10 mm

model

rzeczywistość

h

---