TEHNOLOGIJA RADOVA - grf.bg.ac.rs · Krovne ljuske 70 % 30 % . OPLATA Prilikom projektovanja i...

GraĎevinski fakultet Univerziteta u Beogradu

Katedra za upravljanje projektima u graĎevinarstvu

TEHNOLOGIJA RADOVA

OSNOVNO O OPLATAMA

PREDMETNI NASTAVNIK:

DRAGAN ARIZANOVIĆ

OPLATA

Definicija oplate:

Obično privremena struktura (ponekad delimično/potpuno trajna) koja se koristi da

(kao kalup) prihvati svežu betonsku masu dajući joj zahtevane dimenzije i

završnu obradu i podupirući je sve dok ne postane sposobna da sama sebe drži.

Oplata (“struktura”) se sastoji od materijala koji je na kontaktu sa betonom i elemenata

(nosača) koji povezuju i podupiru kontaktni sloj (“lice oplate”).

Oplata za betonske konstrukcije ima značajan uticaj na cenu, vreme i kvalitet kompletnog

graĎevinskog projekta.

Na tip oplate koja treba da bude primenjena utiču sile (vrsta, intenzitet, pravac) kojima će

biti izložena i koje mora da podnese, pa oplata zida mora biti mnogo robusnija od oplate za

temelj stuba.

Zbog navedenih sila se oplate zidova, stubova, greda i temelja razlikuju kako po obliku i

konstrukciji, tako i po ukupnoj masi.

Za izradu elemenata (nosača) oplate se pretežno koriste metalni profili a za lice oplate

ploče od punog drveta ili materijala proizvedenih na bazi drveta.

2

ODNOS MASA TIPOVA OPLATA

Ukoliko se rade od drveta i vodonepropustnih šper-ploča oplate za ploče koje su tanje od

30 cm su lakše od 50 kg/m2 a ukoliko se radi o običnom oplatnom sistemu mase oplata se

kreću oko 50 85 kg/m2.

3

KONSTRUKCIJA OPLATE Masa oplate

(kg/m2)

Drvena graĎa i šper-ploče sa podupiračima 60

Drvena graĎa i šper-ploče (temelji do 1 m visine) 50

Šper-ploče na alu-roštilju sa čeličnim podupiračima 50

Čelična inventarna oplata pogodna za transport kranom 75

Inventarna oplata u vidu traka i panela 35 45

Metalna oplata specijalne namene (čelični lim 5 mm) 95 120

RAZVOJ KARAKTERISTIKA OPLATE

Da graĎa od koje se pravi oplata svaki put ne bi bila ponovo rezana i ukrajana učinjene su

brojne izmene u tehnologiji tesarskih radova:

uvedena je standardizacija elemenata oplate,

drvena graĎa je zaštićena impregnisanjem a table su premazane vodo-

otpornim lakovima,

umesto klasičnih načina veze delova oplate uvedene su metalne veze sa

mogućnošću podešavanja i primene u različitim slučajevima,

drveni nosači i podupirači su zamenjeni metalnim, cevastim profilima.

Težnja da se maksimalno smanji učešće radne snage pri montaži i demontaži

oplate afirmiše zahtev da se primenjuje oplata:

sa strukturnim delovima malih težina,

sa jednostavnim a pouzdanim vezama koje će biti osigurane od posledica

nesmotrenih pomeranja ili udaraca,

sa što je moguće većim radnim površinama.

4

UDEO OPLATA U UTROŠKU RADA

Čak i kada se oplata pravilno oblikuje više angažuje radnu snagu nego beton:

5

Element konstrukcije objekta Oplata Beton

Stubovi 70 % 30 %

Grede 60 % 40 %

Ploče debljine d = 12 cm 57 % 43 %

Ploče debljine d = 20 cm 46 % 44 %

Stepenice 57 % 43 %

Krovne ljuske 70 % 30 %

OPLATA

Prilikom projektovanja i oblikovanja oplata dominantan uticaj imaju 3 principa:

KVALITET

SIGURNOST/BEZBEDNOST

EKONOMIČNOST

Za uslove u vezi strukture oplate su bitna 3 aspekta koje treba zadovoljiti:

ČVRSTINA (čvrtoća materijala i ravnoteža sila)

STABILNOST (klizanje, prevrtanje, izdizanje i bočno pomeranje)

KRUTOST (tačnost i dozvoljene tolerancije izrade)

Stabilnost i pouzdanost oplate je podjednako važna kao stabilnost i pouzdanost objekta,

jer od funkcionalnih karakteristika oplate zavise odlike konstrukcije.

Greške kod oblikovanja i povezivanja oplata ne izazivaju samo bezbednosne probleme

(usled narušavanja integriteta oplata može doći do povreda radnika ali i oštećenja drugih

radova ili delova konstrukcije) već dovode do nepotrebnih i nepredviĎenih troškova za

uklanjanje nepravilno oblikovanog betona.

Kvalitet oplate kojom se oblikuju vidljive površine stalnih objekata je u vezi sa sledećim

aspektima:

Tačnost oblika betonskog elementa

Kvalitet površine betonskog elementa

6

OPLATA

Težnja da se maksimalno smanji učešće radne snage na montaži i demontaži oplate

zahteva da se primeni oplata sa lakim delovima, sa pouzdanim a jednostavnim vezama

koje će biti osigurane od posledica nesmotrenih pomeranja/udaraca i oplata sa što je

moguće većim radnim površinama.

MeĎutim, potreba da se optimalno iskoriste ograničeni kapaciteti sredstava za vertikalni

transport (kranovi, auto/dizalice) zahteva da se primene:

ukrupnjene table oplate (ansambli) koje jesu praktične ali zahtevaju otvaranje džepova

po visini oplate namenjenih prevenciji potiv pada betona sa velike visine i segregaciju,

samopodižuća (puzajuća) oplata zidova koja zahteva intervenciju krana samo na početku

i kraju rada (transport demontirane oplate od i do privremene deponije),

materijala koji se mogu transportovati ručno, lakim dizalicama ili gradilišnim liftom a

povezuju se u oplatne forme ručnim alatom,

armaturni sklopovi za sve elemente konstrukcije,

primenu drugih sredstava za transport svežeg betona (pumpe za beton, transportne

trake), i

češće korišćenje produženog radnog vremena i druge smene za transport i montažu

oplate i armaturnih sklopova.

7

KVALITET OPLATE

Tačnost oblika se kontroliše preko dozvoljenih odstupanja (tolerancije):

Oplate (kao sklopa)

Materijala

Komponenti

Izrade

Da bi se odstupanja (greške) smanjila na minimum celokupna oplata mora imati

adekvatna sredstva za usklaĎivanje i prilagoĎavanje spojeva i strukture

oplate u celini, odnosno, jednostavna sredstva (oblikovana na bazi klinova i

vijaka) kojim se podešavaju odstojanje i nagib elemenata (delova) oplate.

Kvalitet površine elementa narušavaju greške koje nastaju usled:

mana u krutosti oplate zbog kojih prilikom ugraĎivanja pervibratorima beton

ne ispunjava prostor do oplate (ili se gubi cementno mleko) ili se, prilikom

skidanja oplate, odvajaju delovi zaštitnog sloja,

oblika betona i pozicije armature (nema zaštitnog sloja),

efikasnosti ugraĎivanja betona i skidanja oplate.

Betonski nosači se u eksploataciji objekta nalaze u različitim uslovima, pa nivo

stanja vidljive površine može zavisiti od toga da li je izložena pogledu ili

zakopana u zemlju.

8

KVALITET OPLATE

9

Nizak kvalitet površine elementa zbog nekvalitetne ugradnje

SIGURNOSNI ASPEKTI PRIMENE OPLATA

Postoje dva najvažnija aspekta sigurnosti i bezbednosti pri radu sa oplatom koji moraju

biti uzeti u obzir i zadovoljeni:

Personalna bezbednost radnika i drugih ljudi u blizini oplate

Sigurnost strukture same oplate

I. Faza projektovanja oplate

U toku projektovanja se mora voditi računa o više mogućih kombinacija opterećenja koje

se javljaju u pojedinim periodima upotrebe oplate:

1. period: pre ugraĎivanja svežeg betona

2. period : u toku ugraĎivanja svežeg betona

3. period : nakon ugraĎivanja svežeg betona

II. Faza izrade oplate

Tokom rada na formiranju oplate treba da bude zadovoljena strukturna sigurnost a:

zaštitne ograde, patosnice i bočne zaštite patosnica, pristupne lestve i

stepenice moraju biti pravilno postavljene i pričvršćene,

radnici moraju biti opremljeni šlemovima i odgovarajućom obućom,

radnici kod rada na visini treba da koriste sigurnosne pojaseve.

10

Drvene oplate nisu garant ostvarenja

sigurnosti i kvaliteta ugraĎenog betona

EKONOMIČNOST OPLATE

Kod izrade oplata za graĎenje individualnih (stambenih) objekata može se koristiti i oplata

ručne izrade od kvalitetnih drvenih ploča i nosača. Ovakve oplate u pogledu zadovoljenja

osnovnih zahteva (čvrstina, stabilnost, bezbednost primene) ne sme odstupati od

uobičajenih standarda ali je često njen kvalitet niži od modernih oplata.

Ekonomičnost primene “klasične” drvene oplate je niska, jer se sav utošeni materijal

koristi samo nekoliko puta, nakon čega se rastavlja pa njeni delovi gube funkciju.

Ukoliko je potrebna serijska primena (u nekoliko desetina ili stotina radnih ciklusa) na

raspolaganju nam stoje oplatni sistemi sa modularno usklaĎenim elementima, koji se

kupuju po značajno višoj ceni ali je “cena upotrebe po ciklusu” mnogo niža.

U “cenu po ciklusu” ulaze ukupni izdaci za materijal i rad na izradi oplate, transport i

montažu, skidanje (nakon očvršćavanja betona), popravka i čišćenje sa nanošenjem

zaštite na njenu radnu površinu.

Konstruktori oplate ulažu veliki napor da se inovativnim rešenjima pojednostavi njen radni

ciklus, odnosno smanji utrošak rada na njenoj upotrebi i održavanju.

Uprkos činjenici da je tržište za oplate veliko, na njemu je mali broj kompanija čija su

“rešenja” vrlo slična, jer su odgovor na jednostavne i poznate kombinacije sila.

12

KLASIČNA OPLATA OD DASAKA I GREDICA

13

MATERIJALI ZA IZRADU OPLATA

Beton je “plastičan” materijal jer dozvoljava oblikovanje u najrazličitijim formama. To ga

čini privlačnim u fazi arhitektonskog oblikovanja objekta, ali je na putu od ideje do objekta

u upotrebi... oplata.

Njene karakteristike i veština da se upotrebi su esencijalni za punu materijalizaciju zamisli

projektanata. Zato se svim detaljima mora obratiti puna pažnja jer greške utiču na uspeh

projekta a greške postaju vidljive i nekoliko godina posle izgradnje.

Materiali za izradu delova oplata su:

Čelični profili (hladnooblikovani profili: “□”, “L”, “Π” i sličnih preseka)

Šperploča

Drveni nosači (od punog drveta)

Metalni nosači i podupirači

Aluminijum (aluminijumske legure)

Plastika

Git

Sintetički materiali (ostalo)

Armiranobetonske konstrukcije su najzastupljenije jer je tehnologija izrade i primene

oplata omogućila graditeljima skoro nezamislive domete.

14

OD IDEJE MAŠTOVITOG STVARAOCA...

15

Santiago Clatrava - Auditorio de Tenerife

...PREKO RAZRADE FUNKCIJE OBJEKTA...

16

...DO PRELEPIH GRADITELJSKIH OSTVARENJA...

17

...PROCES VODI KROZ VIŠE TEHNOLOŠKIH FAZA...

18

...U KOJIMA JE PRIMENA OPLATE KLJUČNA VEŠTINA I...

19

...KAO TAKVA SE REPRODUKUJE U NOVIM OBJEKTIMA

20

TIPOVI OPLATE

Različiti tipovi oplata su specijalizovani za odreĎene vrste objekata ili delove objekata:

oplate za grede

oplate poduprtih ploča, stepenica i podesta

samopodižuće oplate (jump forms)

klizajuće oplate

oplate koje se prenose kranom/dizalicom (flyforms)

kompleksne oplate (gang forms – više spojenih tabli oplate)

jednostrane oplate (visine preko 2 m)

oplate za konzolne nosače

oplate za lukove

oplate za grede/ploče mostova

oplate za izradu (liftovskih) šahtova

oplate za zidove i stubove nestandardnih visina (visine preko 4 m)

oplate za izradu tunela

ostale vrste oplata usled kojih može doći do povreda radnika

Svi ovi tipovi zahtevaju odgovarajuće crteže i uputstva za izradu i upotrebu.

21

Da bi primena oplate bila efikasna treba u toku njenog projektovanja treba:

izvršiti izbor sistema, tipa i dimenzija oplate,

predvideti broj uzastopnih upotreba oplate,

odabrati najekonomičniju debljinu oplate (šperploče),

utvrditi razmak podupirača za stabilizaciju i način ukrućivanja oplate,

odrediti optimalnu potrebnu količinu oplate u zavisnosti od veličine fronta rada i

planiranog trajanja ciklusa,

izraditi dnevne taktne planove proizvodnje,

odrediti tačan nacrt oplate za pojedine elemente i panoe sa naznačenom svakom

spojnicom izmeĎu panoa,

predvideti svaki spoj oplate: njegovo mesto i uticaj na kvalitet površine betona,

način pričvršćenja spojeva i ukrućenja nastavaka,

detaljno prostudirati i razraditi tehnologiju i organizaciju radova: transport,

montažu, demontažu i skladištenje oplate,

uskladiti projekte oplate sa instalaterskim i zanatskim radovima,

rešiti mesta otvora, žljebova, prolaza vodova i cevovoda i detalje pričvršćivanja

odgovarajućih šablona (oplata pomenutih otvora) za oplatu,...

PROCES PROJEKTOVANJA OPLATA

22

PROCES PROJEKTOVANJA OPLATA

Projektovanje sigurne oplate mora poći od pretpostavke o mogućim oštećenjima na oplati

i njihovom uticaju na stabilnost strukture i bezbednost njene primene.

Sveži beton deluje kao “težak fluid”, tečna masa specifične konzistencije, koja nema

sposobnost da se u tom kratkom periodu samostalno odupire gravitaciji.

Prilikom ulivanja u oplatu beton se prilagoĎava njenom obliku i pritom nailazi na prepreke

u vidu postavljene armature, ankera i drugih sadržaja koje je projektant smestio u nju.

Ovaj dinamičan proces, koji se intenzivira delovanjem sredstava za ugraĎevanje, može

biti uzrok oštećenja integriteta samog “kalupa” ili njegovih nosača i podupirača.

Opterećenja na koja se oplata dimenzioniše su mnogo obuhvatnija:

sopstvena težina oplate

stalna opterećenja i opterećenja koja nastaju u procesu rada

pritisak betona (na vertikalne delove oplata stubova i zidova)

prirodni uticaji (vetar, sneg)

horizontalna opterećenja (impulsna opterećenja, udari posuda za transport betona,.. a

minimum je 10% od sopstvene težine oplate)

Postupak projektovanja oplate uključuje dimenzionisanje prema propisanoj metodi,

najviše dozvoljene napone u materijalima i dozvoljene tolerancije izrade i montaže.

23

OPTEREĆENJe NA VERTIKALNE ELEMENTE

Opterećenje oplate za zidove zavisi od sledećih faktora :

visine oplate (treba napomenuti da visinu oplate ne treba izjednačavati sa

visinom elementa jer tipska oplata može biti korišćena pri izradi nosača

različitih visina),

brzine betoniranja (brzinu napredovanja radova izražavamo u m/h i

konstatujemo da se maksimalni pritisak betona na oplatu smanjuje pri

sporijem radu jer se javlja efekat početnog vezivanja koji silama izmeĎu

čestica agregata kompenzuje deo horizontalnog pritiska svežeg betona),

temperature betona u trenutku ugraĎivanja (najčešće u intervalu 5 30oC,

utiče na brzinu vezivanja pa i na redukciju pritiska betona),

dimenzija elementa koji se betonira (kod elemenata manjih dimenzija

preseka se više manifestuju efekti luka tj. svoda čestica agregata koji

pomaže prijemu opterećenja novih slojeva i redukuje horizontalnu

komponentu rezultujućeg pritiska),

sastava betonske mešavine i vrste primenjenih aditiva (vrsta, oblik i

granulometrijski sastav agregata su važni kao i uticaj W/C odnosa ali ih

nadmašuje uticaj ubrzivača ili usporivača vezivanja), i

gustine betona (zavisi od vrste agregata, stepena armiranja i sl.)

i ima maksimalni intenzitet u trenutku vibriranja svežeg betona.

24

DIJAGRAM OPTEREĆENJA NA VERTIKALNE ELEMENTE

Trapezni oblik dijagrama je aproksimacija stvarnog oblika promene pritiska.

Sveži beton ostvaruje cca. 2,5 puta veći pritisak od vode.

Maksimalni pritisak betona se (po visini oplate) menja u toku vremena, jer

beton u toku svog očvršavanja (rastom kohezije) smanjuje pritisak na oplatu.

Očvršavanje betona je posledica hidratacije, na koju utiče njegova temperatura.

Brzina hidratacije se udvostručuje na svakih 10oC temperature betona

Beton je još uvek “hidrostatičan”

Beton je u fazi očvršćavanja

Pmax

25

26

Oblast na koju se odnosi Delovi oplate Granične tolerancije

Vertikalni delovi oplata Stub, zid... 0,2 cm/m ( 2,5 cm)

Horizontalni delovi oplata Greda raspona 3 m

Greda raspona 6 m

0,6 cm

0,9 cm

Osovinska rastojanja Razmak stubova 6 m

Razmak stubova 12 m

1,2 cm

2,5 cm

Otvori u oplati Pozicija i veličina 0,6 cm

Dimenzije greda, stubova Poprečni presek elementa 0,6 cm (-)

1,2 cm (+)

Temelji

Širina & Dužina

Eksentricitet

Debljina

1,2 cm (-)

0,5 cm (+)

2% dimenzije(5 cm)

5% dimenzije ()

Stepenice

Each step: H. element

V. element

Cp. step: H. element

V. element

0,3 cm

0,6 cm

0,2 cm

0,3 cm

TOLERANCIJE KOD IZRADE OPLATE

(prema ACI 34768)

UTICAJ INSTALATERSKIH RADOVA

Pre početka rada sa instalaterima treba dogovoriti:

da li će prekidi u betoniranju, izazvani konstrukcijom oplate i drugim

razlozima, remetiti ritam i tehničke uslove ostalih radova na tom elementu,

da li neophodan dolazak radnika-instalatera na radnu platformu na oplati i,

ukoliko jeste, koliko radnika i kada jer je radni prostor vrlo ograničen,

da li je za deponovanje opreme, alata i delova koji se ugraĎuju neophodan

prostor na radnoj platformi i, ukoliko jeste, koliki (ako ga nema dovoljno

može se montirati pomoćna platforma nešto niže od postojeće i obezbediti

pristup lakim lestvama sa leĎobranom),

ali treba dogovoriti i:

da li postoje potrebe za stvaranjem drugih otvora ili anker-tačaka u elementu

(osim onih koji su već zadati projektnom dokumentacijom),

da li radnici-instalateri (prema planu rada) mogu ostvariti željeni obim posla

u toku kampanje betoniranja,...

Onog trenutka kada izabrana oplata bude pripremljena i montirana nema puno šansi za

značajnije izmene u načinu njene primene pa dogovor o navedenim pitanjima treba

postići još u fazi izbora oplate.

27

ZAŠTITA POVRŠINE OPLATE

Da bi sprečili razorno delovanje athezije i omogućili realizaciju projektovanih karakteristika

površine betonske konstrukcije tehnolozi su propisali obaveznu primenu odgovarajućih

antiathezionih premaza (release agents) kojima se izmeĎu oplate i betona formira zaštitni

film sposoban da izdrži radna opterećenja u fazi ulivanja i ugraĎivanja svežeg betona.

Osnovni zadaci koje opisani premaz treba da izvrši su i:

da nema nepoželjne reakcije sa oplatom (ne izaziva koroziju ili zapreminske

promene druge vrste) i betonom (ne izaziva promenu vremena vezivanja niti

stvara gasovite mehuraste oblike),

da pomogne dobijanje neoštećene vidljive površine elementa,

da pomogne maksimalni broj primena oplate,

da bude u stanju pogodnom za trenutnu primenu kako bi se izbeglo čekanje

na potpuno rastvaranje praškastih formi,

da bude pogodan za lako nanošenje u propisanoj debljini,

da je vremenski stabilan, tj. da najmanje nekoliko sati nakon nanošenja

zadržava deklarisana svojstva,

da omogućava poznate oblike završne površinske obrade betona (dobru

prionljivost maltera i različitih premaza), i

da je bezopasan za radnike koji njime manipulišu ili na drugi način dolaze u

kontakt sa njim.

28

29

Zaštita oplate se nanosi prskanjem emulzije pod pritiskom

30

Zaštita je obavezan deo procesa pripreme oplate

za upotrebu na gradilištu.

Emulzija se pravi na bazi mineralnih ulja a na

gradilište se doprema u kantama i buradima.

Viskozna materija ispunjava udubljenja i mala

oštećenja na površini čime značajno smanjuje

atheziju i olakšava skidanje oplate sa betona.

Za oko 50-90 m2 je dovoljan 1 l emulzije.

31

ODRŢAVANJE OPLATE

Primena savremenih oplata izraĎenih od skupih (pretežno veštačkih) materijala zahteva

organizaciju posebnih mera održavanja i popravke oplate.

Savremena sredstva za zaštitu oplate ne dozvoljavaju formiranje cementne pokorice , ali

usled nekorektno primenjenih tehnoloških mera može se na površini oplate pojaviti niz

fleka u vidu cementne skrame koju pre nanošenja zaštite treba mehanički ukloniti pa je

sve češća primena mehaničkih (čeličnih, plastičnih) četki montiranih na rotacionom disku

koji se pokreće elektro-motorom.

32

ODRŢAVANJE OPLATE

Metalni delovi se zahvaljujući manjim eksploatacionim opterećenjima mnogo lakše

mehanički čiste i antikorozionom zaštitom štite nego table izraĎene od vodootpornog

materijala. U njima se mogu pojaviti brazde i udubljenja od desetak milimetara ili čak rupe

koji se ručnim alatom moraju popraviti kako bi površina ponovo bila tehnički dovoljno

glatka.

Manje rupe se ispunjavaju specijalnim smesama (gitovima) koje delimično ekspandiraju

popunjavajući sav prostor a nakon očvršćavanja dobijaju mehanička svojstva slična

originalnom materijalu. Takve površine se bruse da bi dobile potrebnu ravnost.

Veće rupe (do 60) se eliminišu kompletnim isecanjem rupe i njene bliže okoline i

zamenom te zone novim komadom iste veličine čiji položaj se fiksira lepkom nanetim po

celoj kontaktnoj površini.

33

34

KRITERIJUMI ZA POPRAVKE OŠTEĆENJA OPLATE

35

POPRAVKA 15 cm DUGE OGREBOTINE OPLATE