Расчет опалубки опор

РАСЧЕТ ОПАЛУБКИ ОПОР

Изложенный ниже способ расчета опалубки применяют как для расчета опалубки опор, так и для расчета опалубки пролетных строений.

Бетонная смесь и свежеуложенный бетон оказывают давление на опалубку, интенсивность которого зависит от различных факторов (консистенции смеси, веса минеральных заполнителей, режима укладки, способов сбрасывания смеси и т.д.) и может изменяться в широких пределах. Интенсивность горизонтального давления смеси резко возрастает при вибрировании в зоне действия вибратора, причем величина давления заметно изменяется при изменении способа вибрирования и применяемых вибраторов.

Давление бетона в процессе схватывания и твердения уменьшается и по истечении некоторого времени совсем прекращается, но деформации и напряжения в элементах опалубки, которые возникли под давлением свежеуложенной смеси, остаются.

Свежеуложенная бетонная смесь, в составе которой имеются песок, крупные минеральные включения и мелкодисперсная среда в виде цементных зерен, близка по своей структуре к водонасыщенным супесчаным грунтам, лишенным первичного сцепления. Поэтому ее свойства оказывать активное давление на стенки близки к свойствам подобных грунтов. С известным допущением закономерность изменения горизонтального активного давления бетонной смеси по высоте эпюры, если смесь укладывают без вибрирования, можно принимать линейной и применительно к теории сыпучей среды равной:

где p - активное давление бетонной смеси, ;

h - глубина, на которой определяют величину активного давления, м;

- объемный вес бетона, ;

- угол внутреннего трения.

В зависимости от качества цемента и консистенции смеси угол внутреннего трения может изменяться в широких пределах - от 13 до 400. При пластичной смеси с осадкой конуса менее 14 см минимальное значение остается в пределах до 220. Таким образом, при объемном весе бетона ??=2500 активное его давление на глубине h достигает величины:

р = 1100h.

При литой бетонной смеси активное давление возрастает и может достигать значения:

р = 1500h.

При бетонировании опоры смесь могут сбрасывать на уже уложенные слои или подавать по лоткам и трубам. Динамическое воздействие сбрасываемой смеси на вертикальную опалубку принято заменять статическим эквивалентом q, действующим на всей высоте эпюры давлений, если последняя не превышает 1 м. Величину q определяют в зависимости от способа сбрасывания смеси и объема ее тары; в соответствии с техническими условиями при спуске по лоткам и трубам и сбрасывании из тары емкостью до 0,2 величина q=0,2 , при сбрасывании из тары емкостью 0,2-0,8 - q=0,4 . Таким образом, общее давление на опалубку будет определяться формулой:

,

где n - коэффициент перегрузки, принимаемой равной 1,3;

остальные значения прежние.

Высота эпюры давления Н зависит от срока схватывания бетона и от интенсивности заполнения опалубочной формы (по высоте). Скорость укладки смеси и заполнения опалубки в свою очередь зависит от производительности бетоносмесительной установки и от площади бетонирования. На сроки схватывания бетона влияет качество цемента, наличие химических добавок, температура воздуха и другие причины. При расчете опалубки срок схватывания бетона обычно принимают равным 4 ч, начиная с момента его изготовления, независимо от качества смеси и других условий; таким образом, высота эпюры давления будет величиной

Н=4h,

где h - высота слоя смеси, уложенной за 1 ч.

Такая высота эпюры соответствует медленному процессу схватывания бетона.

Так как реакция схватывания в бетоне начинается при его изготовлении и продолжается при погрузке, транспортировании, выгрузке и укладке смеси, то срок схватывания с момента завершения укладки может оказаться меньше 4 ч. Эту особенность следует учитывать при расчете опалубки, если время, затрачиваемое на транспортирование и укладку смеси, может быть установлено с достаточной определенностью и достоверностью.

При бетонировании тонкостенных конструкций (крыльев устоев, ребер пролетных строений) горизонтальное давление бетонной смеси на стенки опалубки приобретает качественно иной характер. Неприменимой становится теория сыпучей среды, так как поверхность скольжения пересекает в этих случаях противоположную стенку опалубки и клин сползания не может образоваться. Большое влияние на величину давления бетонной смеси оказывает при этом трение и сцепление бетона со стенками опалубки. Величина давления смеси в тонкостенной конструкции, кроме того, зависит от модуля поверхности, определяемого отношением площади контакта бетона с опалубкой к объему бетона.

Установлено, что с известными допущениями горизонтальное давление бетонной смеси на опалубку в таких конструкциях можно принимать действующим по прямоугольной эпюре и пропорциональным гидравлическому радиусу сечения r, который принимают для замкнутого контура:

,