Upload
others
View
26
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
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