Tehnologija Oplata i Skela

Građevinski fakultet u Sarajevu

«Tehnologija i organizacija građenja» koncept predavanja - dr. Esad Mulavdić, docent

TEMA:

TEHNOLOGIJA OPLATA I SKELA

a) b) c) d)

OPĆENITO MATERIJALI TIPOVI OPLATA PROJEKAT TEHNOLOŠKIH KONSTRUKCIJA – OPTEREĆENJE I DIMENZIONIRANJE; OBLIKOVANJE e) REDOSLIJED OPREACIJA I POSTUPCI f) KONTROLE I SIGURNOSNE MJERE OPĆENITO o oplatama za betonske konstrukcije /Bučar, G.: «Oplate za betonske građevine», Sarajevo, 1990./ Oplata je tehnološka konstrukcija – sredstvo rada – koja betonskoj konstrukciji daje oblik i površinski izgled. To je privremena konstrukcija u koju se izlijeva svježa betonska mješavina i u kojoj se odvija proces očvršćavanja. Oplate moraju ispunjavati brojne funkcionalne zahtjeve i kriterije kvaliteta, kao: - da prihvate i prenesu (bez velikih deformacija) opterećenje od svježeg betona i druga opterećenja, - da je ploha u kontaktu sa svježim betonom vodonepropusna, - da je materijal oplatne plohe vodorezistentatn (tj. da pod utjecajem vode ne mijenja svoje fizičke osobine i dimenzije), - da je otporan na udare (vibracije) i habanje, - da su što trajnije, kako bi se višestruko koristile - da tehnička rješenja njihovih sklopova omogućuju tačno podešavanje kod dovođenja u projektirani položaj i postepeno popuštanje pri skidanju, - oplatni sklopovi treba da budufleksibilni kako bi bila moguća njihova preimjena za izradu različitih oblika i dimenzija betonskih konstrukcija, - betonske površine treba da ostanu popunjene i ravne, kako bi se izbjeglo naknadno popravljanje, - tehnička rješenja oplatnih sklopova treba da smanje utrošak ljudskog rada, posebno teških i opasnih operacija prilikom postevaljanja i skidanja. Osnovni dijelovi: a) horizontalna oplata beton b) vertikalna oplata veza i podešavanje

oslonac i podešavanje OPLATNA PLOHA POTKONSTRUKCIJA NOSIVA KONSTRUKCIJA

str.1

Građevinski fakultet u Sarajevu

«Tehnologija i organizacija građenja» koncept predavanja - dr. Esad Mulavdić, docent

MATERIJALI:

1. Oplatna ploha 1.1. drvena rezana građa (daske); klasična 'krojena' oplata 1.2. industrijske drvene ploče: OSB-ploče, iverice, vlaknatice (mediapan, lesonit) itd. 1.3. modularne drvene table (LIP-Bled) 1.4. vodo-otporna šperploča 1.5. čelični limovi 1.6. armirani poliesteri (polimerni organski spojevi, PEHD – 'plastika') 1.7. armiranobetonska platna (kod betonskih spregnutih konstrukcija) 1.8. azbestcementni kalupi (cijevi i sl.). 2. Potkonstrukcija 2.1. drvene štafle/gredice 5/8 do 10/10cm 2.2. drvena daska – fosna d=48mm 2.3. čelični profili «U», «I», HOP pravougaoni 2.4. metalni 'roštilj' od HOP profila (čelik, aluminij)– ima ulogu nosive k. 2.5. prefabricirani drveni nosači: rešetkasti i punostjeni (GT, GW) 2.6. prefabricirani 'rastegljivi' metalni nosači: rešetkasti i sandučasti 3. Nosiva konstrukcija 3.1. drvene gredice-grede 10/12 do 14/16 cm; l=4-6m 3.2. prefabricirani drveni nosači: rešetkasti i punostjeni (GT, GW, H) 3.3. prefabricirani metalni (Fe, Al) nosači: rešetkasti i sandučasti 4. Sredstva veze i regulacije 4.1. paljena žica; armaturne šipke (zastarjeli način) 4.2. specijalne šipke/ankeri sa navojima i zavrtnjevima (konus!) 4.3. drveni klinovi (klasična sredstva) 4.4. regulatori sa trnom; regulatori sa navojem

TIPOVI OPLATA 1. Klasične oplate, krojene na mjestu korištenja (daščane oplate), 2. Prenosne, velikopošne oplate (metalne; metal-drvo) 2.1. oplate zidova 2.2. oplate ploča – oplatni stolovi 3. Prenosne, prostorne oplate ('tunelske' oplate) 4. Prenosne oplate stubova 5. Integrirane / spregnute ('izgubljene') oplate 6. Oplate složenih oblika / presjeka 6.1. 'teleskopske' oplate za tunele 6.2. oplate zakrivljenih konstrukcija 7. Oplate inženjerskih konstrukcija (brane potporni zidovi i sl.) 8. Samopodižuće oplate (sekvencijalno penjanje u etapama!) 9. Klizne oplate (kontinuirano pomjeranje po visini, uz pomoć hidrauličnih dizalica), 10. Kalupi za prefabrikaciju različitih AB konstrukcija 10.1. čelični kalupi na vibro-stolovima 10.2. čelične 'baterije' (H i V) 11. Specijalne oplate za estetsko oblikovanje površine betona (reljefne oplate) 12. Napuhane oplate (ekskluzivno za cjevovode) 13. 'Oplate bez oplata'(!): prskani beton na kosturu od armature i rabic-pletiva. str.2

Građevinski fakultet u Sarajevu

«Tehnologija i organizacija građenja» koncept predavanja - dr. Esad Mulavdić, docent

str.3

Građevinski fakultet u Sarajevu

«Tehnologija i organizacija građenja» koncept predavanja - dr. Esad Mulavdić, docent

str.4

Građevinski fakultet u Sarajevu

«Tehnologija i organizacija građenja» koncept predavanja - dr. Esad Mulavdić, docent

str.5

Građevinski fakultet u Sarajevu

«Tehnologija i organizacija građenja» koncept predavanja - dr. Esad Mulavdić, docent

str.6

Građevinski fakultet u Sarajevu

«Tehnologija i organizacija građenja» koncept predavanja - dr. Esad Mulavdić, docent

str.7

Građevinski fakultet u Sarajevu

«Tehnologija i organizacija građenja» koncept predavanja - dr. Esad Mulavdić, docent

REDOSLIJED RADA SA OPLATAMA: Priprema oplate Elementi i oplatni sklopovi se sortiraju prema projektu /planu montaže/; vrši se pregled, otklanjanje manjih nedostataka /zamjena!/, te premazivanje-špricanje oplatne plohe sredstvom protiv prijanjanja betona (oplatan-ulje, krečna emulzija i sl.) Prijenos elemenata/sklopova i montaža Ručni ili mašinski prijenos na mjesto montaže i sklapanje elemenata u cjelinu, sa reguliranjem i fiksiranjem/učvršćivanjem/isoguranjem stabilnosti (uključujući i skelu). Praćenje ponašanja pri ugradnji betona Pri napredovanju radoba, prati se 'ponašanje' oplate pri porastu opterećenja; uočavaju se deformacije (ako su sumnjive, reagira se prekidom rada i sanacijom-pojačanjem oplate!); procurivanje/gubljenje cementnog mlijeka/gela itd. Popuštanje i skidanje/demontaža; transport Ovisno o kristalizaciji/očvršćavanju (prirastu čvrstoće) beton sve manje 'djeluje' na oplatu jer se i sam pretvara u nosivu konstrukciju. U momentu kada je sopstvena čvrstoća betona u stanju da 'nosi' sopstvenu težinu betonske konstrukcije i radno opterećenje na njoj, može se pristupiti skidanju oplate, ali ne u cijelosti /kod rasponskih konstrukcija zadržava se tzv. podupiranje/. Inače, prema PBAB'87 rokovi skidanja oplate su: a) za vertikalne oplate – vrijeme za koje beton postigne 30% projektirane MB b) za horizontalne oplate /rasponske elemente/ - vrijeme za koje beton postigne 70% MB c) za oplate vrlo složenih/zahtjevnih elemenata i konstrukcija – vrijeme postizanja pune čvrstoće – projektirane MB. Postupak skidanja oplate treba definirati u projektu oplate/projektu izvođenja radova. Izbjegavati svako nasilno i udarno djelovanje na oplatu!!!Transport elemenata ručno i mašinski. Čišćenje i sanacija oštećenja Mehaničko čišćenje (struganjem, četkanjem, brušenjem) i eventualno pranje vodom pod pritiskom. Zatvaranje rupa od prethodne upotrebe; 'krpljenje' slučajnih oštećenja ili čak zamjena dijelova ili kompletne oplatne plohe; premazivanje zaštitnim premazima ili bojama. Sortiranje i slaganje elemenata i sklopova. PROJEKAT TEHNOLOŠKIH KONSTRUKCIJA – OPTEREĆENJE I DIMENZIONIRANJE; OBLIKOVANJE Bitan preduvjet za izradu projekta oplate jeste dobro poznavanje konstrukcije koju treba graditi, kako njenih tehničkih karakteristika, tako i postupaka (tehnologije) građenja. Struktura / konstrukcija oplate treba da zadovoljava sve funkcionalne i kvalitativne zahtjeve. Posebnu pažnju zaslužuje analiza opterećenja (uvijek se analizira površinsko opterećenje!). a) horizontalne oplate 1. korisno opterećenje: opterećenje-težina sloja svježeg betona (Qk = γbet*h; γbet = 25 kN/m3) 2. vlastita težina konstrukcije oplate (ovisno o materijalu i dizajnu Qv =1-3 kN/m2) 3. pokretno/radno opterećenje (od radnika, alata, mašina i opreme koja se koristi) Qp≈ 2kN/m2 4. slučajno opterećenje Qs (snijeg – eventualno; vjetar, u smjeru naniže (u smjeru naviše – kontrola na odizanje!); pritisak vjetra na visinama do 30m je w=1,5kN/m2, a na većim visinama je w=1,7kN/m2 – uz koeficijent oblika c=1,6 (1,2)). 5. dinamički utjecaji koji nastaju kod izlijevanja/sipanja betona, spuštanja/bacanja snopova str.8

Građevinski fakultet u Sarajevu

«Tehnologija i organizacija građenja» koncept predavanja - dr. Esad Mulavdić, docent

armature i sl. te od vibracionog djelovanja vibratora za beton, uzimaju se kao dodatak na prethodno izložene komponente opterećenja od 20 do 50%, putem dinamičkog koeficijenta. ZBIRNO OPTEREĆENJE: Py = Qk + (Qv + Qp + Qs)*K

[kN/m2]

str.9

Građevinski fakultet u Sarajevu

«Tehnologija i organizacija građenja» koncept predavanja - dr. Esad Mulavdić, docent

b) vertikalne oplate Opterećenja koja se javljaju na vertiklanim oplatama imaju specifičnu prirodu: u početnoj fazi se radi o nekoj vrsti 'hidrostatskog' opterećenja koje se u toku vremena trasformira – smanjuje brzinom kojom napreduje proces kristalizacije/očvršćavanja betona. Iako postoji više faktora koji određuju intenzitet i trajanje opterećenja na vertiklanu oplatu, neki od njih su posebno izraženi: - konzistencija betona (osobina fluidnosti) - brzina ulijevanja betona – podizanja nivoa betona 'uz oplatu' - temperatura okoline / zraka na kojoj se ugrađuje beton - djelovanje uređaja za ugradnju – vibratora (povećanje osnovnog pritiska 20-30%). Za praktičnu primjenu radi određivanja pritiska na vertikalnu oplatu preporučuje se dijagram Instituta iz Göteborga, dijagrami DIN 18218, odnosno DMR-tablica. DMR vrijednosti pritisaka Px na vertikalnu oplatu, za različite brzine ulijevanja, pri T=20ºC: V [m/h]

0,1

Pxmax [kN/m2] 5,0 Hpmax [m] 0,27

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,5

10,1 0,39

15,2 0,58

20,2 0,78

25,3 0,97

30,3 1,17

35,4 1,36

40,4 1,56

45,5 1,75

46,4 1,94

50,8 2,91

Očito je da su pri malo većim brzinama (>0,5m/h) ulijevanja betona ovi pritisci veoma izraženi, pa je stoga potreban poseban oprez pri dimezioniranju vertikalnih oplata. Bez obzira što je oblik opterećenja u 'gornjem' dijelu trokutast, kompletna oplata se dimenzionira prema maksimalnom opterećenju, dobivenom iz DMR tablice.

str.10

Građevinski fakultet u Sarajevu

«Tehnologija i organizacija građenja» koncept predavanja - dr. Esad Mulavdić, docent

KONTROLE I SIGURNOSNE MJERE 1. Kontrola stanja i kvaliteta elemenata i oplatnih sklopova prije transporta i montaže 2. Kontrola redoslijeda montaže elemenata i sklopova; kontrola položaja oplate u prostoru (vertikalnost/horizontalnost/nagib, odstojanje, paralelnost i sl.) 3. Kontrola sigurnosti veza elemanata i sklopova; kontrola stabilnosti sklopova. 4. Kontrola deformacija u fazi ugrađivanja betona. 5. Kontrola roka popuštanja/demontaže oplate (set uzoraka betona na licu mjesta i provjera prirasta čvrstoće) 6. Kontrola redoslijeda demontaže – prema projekti demontaže 7. Kontrola stanja elemenata i sklopova nakon upotrebe; 'defektaža' i uput na sanaciju. Sigurnosne mjere su naročito izražene u fazi transporta i montaže, kao i demontaže elemenata i sklopova oplate. To je naročito važno pri radu na visinama/dubinama i uz korištenje mašinskog transporta (dizalica), što je karakteristično za velikoplošne prenosne oplate, oplatne stolove, tunelske oplate, oplate stubova, oplate inženjerskih konstrukcija i sl. Naročito je potrebna puna zaštita pri montaži/demonzaži oplata na 'fasadi' – dakle izvan sigurne podloge (obavezna primjena sigurnosnog pojasa i užeta za vezivanje!). SKELE U GRAĐEVINARSTVU: a) b) c) d) e) f)

OPĆENITO MATERIJALI TIPOVI SKELA PROJEKAT TEHNOLOŠKIH KONSTRUKCIJA / SKELA – OPTEREĆENJE I DIMENZIONIRANJE; OBLIKOVANJE REDOSLIJED OPERACIJA I POSTUPCI KONTROLE I SIGURNOSNE MJERE

OPĆENITO: Skele preuzimaju opterećenja (vlastita težina nedovršene konstrukcije/dijelova objekta, od pokretnog i slučajnog opterećenja) i najkraćim putem prenose ga na čvrste oslonce (tlo, druge konstrukcije, očvrsle dijelove konstrukcije koja se gradi...) Osnovni dijelovi: - štapovi (vertikalni za prenos opterećenja, kosi za prenos opterećenja i ukrućivanje; horizontalni za povezivanje sistema štapova) - elementi za spajanje i nastavljanje - elementi za regulaciju - oslonačke papuče MATERIJALI: a) klasične skele: drvene oblice, tesana građa (landene) i sl. i pripadajuća sredstva veza (ekseri, klamfe, vijci), nastavljanja (drveni obrazi, željezni okovi), oslanjanja (drvene grede-jastuci) i regulacije (drveni klinovi) b) suvremene skele: čelične cijevi (lahka skela – Ø48,3mm – 80mm; teška skela – Ø80mm-200mm), sa specijalnim spojnicama na vijke (ortogonalne i obrtne), trnovima za podužno nastavljanje, oslonačkim papučama i glavama, regulatorima dužine sa rupicama i trnovima, ili regulatorima sa navojem. str.11

Građevinski fakultet u Sarajevu

«Tehnologija i organizacija građenja» koncept predavanja - dr. Esad Mulavdić, docent

TIPOVI: Prema nosivosti/namjeni:

- lahke (fasadne, radne, zaštitne, konunikacije...) - teške (nosive skele za horizontalne, kose i lučne konstrukcije visokogradnje i inženjerske konstrukcije, mostove, grede, ploče.

Prema statičkom sistemu:

- sistem štapova sa djelimično ukliještenim vezama - sistem ramova sa djelimično ukliještenim i zglobnim vezama.

Češće ja primjena skela tipa sistema štapova: osnovna rješenja su pojedinačni štapovi sa ukurućenjima i štapovi spregnuti u tzv jarmove ili tornjeve. Približna visina jedne 'etaže' skele je 1,8 do 2,0 metara (na toj visini nije spriječeno pomjeranje štapova, ali je praktično malo). REDOSLIJED OPERACIJA I POSTUPCI 1. Izrada temelja: na bazi detaljne analize opterećenja, rade se kvalitetni temelji (najčešće od betona), i osigurava se čvrsta veza stubova skele sa temeljima putem podložne ploče/stope i ankera! 2. Montaža stubova, sa istovremenim povezivanjem horizontalama i dijagonalama (odmah se zatvaraju stabilne figure!). pri tome se spojnice-vijci pritežu 'do pola'. 3. Ovisno od visine skele, vrši se ankerisanje žičanim zategama za tli ili ankerima/razuporama za objekat. 4. Montaža regulatora visine i 'viljuški' za prihvatanje konstrukcije (objekta ili oplate); fiksiranje gornjeg kraja skele za objekat/oplatu. 5. Regulacija visine (sa nadvišenjem!), uz istovremeno dotezanje vijaka 'do kraja' (kontrola pritezanja «moment-ključem» M=8kgm=0,08 kNm). 6. U fazi demontaže, najprije se popuste za izvjesnu mjeru (i u određenom redoslijedu - s obzirom na postepeno 'aktiviranje' konstukcije da sama sebe nosi!!!) regulatori visine. Onda se (odozgo nadole) demontiraju pojedini elementi skele. 7. Pregled elemenata skele, defektaža (upućivanje na opravku!), čišćenje, antikoroziona zaštita (bojenje, podmazivanje, 'naftiranje'); sortiranje/skladištenje. PRINCIPI KONSTRUIRANJA-OBLIKOVANJA, PRORAČUN, DIMENZIONIRANJE: Svaka skela, bez izuzetka, traži/zaslužuje PROJEKAT SKELE!!! (Propisi o zaštiti na radu to potenciraju). Sastavni elementi projekta skele treba da budu: - statički račun, - dispozicija (izgled) skele, - proprečni presjeci (sva karakteristična mjesta), - osnova skele, - detalji veza i osiguranja - specifikacija materijala - oblikovanje, proračun i dimenzioniranje temelja skele - tehnički opis. PRAVILA 1. Svaka figura koja formira skelu mora biti NEDEFORMABILNA, dakle u obliku trokuta!

str.12

Građevinski fakultet u Sarajevu

«Tehnologija i organizacija građenja» koncept predavanja - dr. Esad Mulavdić, docent

2. Svaki čvor u skeli mora biti osiguran – spriječena pomjeranja u sva tri ortogonalna pravca. x,y,z. 3. Osnovi element svake skele je JARAM/TORANJ – dvije paralelne plohe od sistema štapova, povezane u prostoru. 4. Temelji skele moraju da budu potpuno stabilni (bez slijeganja!) i da imaju potrebnu nosivost. 5. Spriječiti udare na štapove izvan čvorova (vrlo su osjetljivi jer dolazi do kombinacije normalne sile i savijanja). Nosivost pojedinog štapa (pred-)određuje nosivost skele. Uglavnom se računa stabilnost pritisnutih štapova, odnosno, kritična sila za određene štapove: Pkr = f(σdop, λ), λ =li/ imin, (imin = √Imin/A ), λ ω => σdop Kod poprečnih štapova koji su otrerećeni na savijanje, mjerodavni je momenat M=q*l2/10. Visoki jarmovi se provjeravaju na: - lokalno izvijanje (kontrola stabilnosti svakog štapa pojedinačno, s obzirom na normalnu silu): A1, I1, i1min, l1, λ1, ω1 => σ1stv= ω1*(N1/A1)< σdop -

'globano' izvijanje jarma kao intergriranog stupa: A0 = n*A1; I0 = n*I1+n*yT*A1, i0min, l0 λ0 = l0/ i0min, λ* = √ λ1 + (m* λ0)2 => ω* = 1/(1-0,8(λ* /100)) => σ*stv= ω**(N0/A0)< σdop m=√1+ks*l1*2/(l02*ns)

Veoma je značajno da se uzmu u obzir sva vertikalna opterećenja (naniže): vlastita težina skele, težina oplate, težina konstrukcije, pokretno opterećenje (radnici, alat, mašine, pom. sredstva), slučajno opterećenje (vjetar), slučaj izuzetnog nagomilavanja materijala, dinamički udar.... Skela (kao i oplata) mora biti osigurana (ankerisana) od odizanja vjetrom ili od prevrtanja, pd bočnog vjetra: a)dok još nije opterećena vertikalnim opterećenjem, b) nakon što je opterećena. Pritisak vjetra se izima na cijelu površinu figure formirane skelom, uključujući i površinu oplate i konstrukcije u ravni te figure. Najmanji koeficijent sigurnosti na prevrtanje skele je 1,5. Visoke skele se obavezno ukrućuju (zategama ili ankerisanjem za objekat) na svakih 5-6m vis. Preporučeno opterećenje radnih patosa kod radnih skela, za različite vrste radova: a) održavanje objekata – limarski radovi, bojenje i sl. (korisno 0,6kN/m2 ili 2x0,75kN na razmaku od 0,5m); mjerodavne 3 etaže skele!!! b) malterisanje fasade – sa posudom za malter (korisno 2,0kN/m2 ili 1x1,5kN u najnepovoljnijem položaju); 2 posude, 1 nosač maltera, 2 zidara, na polju veličine 3x1,25m; mjerodavna 1 etaža! c) skele za zidanje/oblaganje fasade – skupa sa kamenim pločama ili opekom (korisno 3,0kN/m2 ili 1x1,5kN u najnepovoljnijem položaju ili 2x0,75kN na razmaku od 0,5m); 1 posuda za malter, 150 opeka, 1 nosač maltera, 2 zidara, na polju veličine 2,5x1,5m; mjerodavna 1 etaža! d) za manji opseg tereta na skeli – lakši tereti (korisno 1,0kN/m2 ili 2x0,75kN na razmaku od 0,5m), e) skele za montere – montažni radovi (korisno min. 1,0kN/m2 ili 1x2,5kN u najnepovoljnijem položaju), f) skele za dopremu materijala – rampe i sl.(korisno 3,0kN/m2). g) skele za montažu prefabriciranih konstrukcija – moraju se posebno analizirati, sa uzimanjem stvarnih opterećenja (vlastita težina konstrukcije, broj radnika, pomoćna sredstva /dizalice, podloge, vitla kliješta/, udar, skliznuće, koso djelovanje sile) str.13

Građevinski fakultet u Sarajevu

«Tehnologija i organizacija građenja» koncept predavanja - dr. Esad Mulavdić, docent

h) skele za skladišta/stepeništa – voditi računa o rasporedu / izuizetnom nagomilavanju tereta (korisno opterećenje min. 5kN/m2). Postoje i skele koje služe u ne-građevinske svrhe: zaštitne skele /od pada/, zaštitni krovovi, panoi i oglasi, jarboli, tribine i sl. Svako od navedenih slučaje va treba detaljno analizirati. KONTROLE I SIGURNOSNE MJERE 1. Pregled stanja i kvaliteta elemenata za skelu prije upotrebe. 2. Kontrola temelja; kontrola vertikalnosti/horizontalnosti svakog štapa/stuba 3. Kontrola 'pritezanja' vijaka 4. Kontrola ponašanja skele u fazi nanošenja opterećenja (udar/zvuk/napetost!!!). 5. Kontrola popuštanja skele – prema planu popuštanja i demntaže. 6. Sigurnost radnika od najveće važnosti: skele su često vrlo visoke, pa vrijede sva pravila sigurnosti kao za montažne radove /obučeni, zdravi radnici, sve mjere sigurnosti, zaštitna sredstva – naročito sigurnosni pojasevi i užad; 7. Kod radnih skela obavezna ograda: do visine 6m 1 štap; preko 6m 2 štapa!

str.14