vezba 5 - oplate i skele; pritisak svezeg betona na oplatu · 2020. 12. 8. · 'rf gu...

Doc. dr Aleksandar Radević

Univerzitet u BeograduGrađevinski fakultet

1

Studijski program: GRAĐEVINARSTVO

Modul: Konstrukcije

Godina/Semestar: III godina / V semestar

Naziv predmeta (šifra): TEHNOLOGIJA BETONA (B2K3TB)Nastavnik: Doc. dr Aleksandar Radević

Naslov predavanja: OPLATE I SKELEPritisak svežeg betona na oplatu

(4. zadatak)

Datum : 02.12.2020.


Podela oplata prema materijalu:

- drvene (daske, šper-ploče, panel-ploče, ploče od lesonita)

- metalne

- kombinacija drvo-metal

- gumene

- impregnisani karton

- betonske

- plastične

2

OPLATE su pomoćne konstrukcije pomoću kojih se formiraju projektovani oblici betonskihelemenata i konstrukcija, u koje se ugrađuje sveža betonska masa i u kojima se obavljapotrebna nega betona.

Podela oplata prema nameni:

- za temelje (za temelje samce i trakaste temelje)

- za stubove

- za zidove

- za grede

- za ploče

OPLATE

Doc. dr Aleksandar Radević 3

Oplate moraju da zadovolje uslove u pogledu hermetičnosti spojeva, tj. one treba da budutakve da tokom betoniranja ne dolazi do gubitaka sastojaka betona.

U opštem slučaju treba razlikovati:

- opšivku (deo oplate koji je u neposrednom kontaktu sa betonom i koji određuje oblikelementa i

- delove koji imaju konstruktivnu noseću funkciju.

Oplate treba da budu izvedene tako da njihovo skidanje bude lako i pri tome ne dođe dooštećenja betona.

U vezi sa tim, unutrašnje površine betona moraju da budu čiste i po potrebi premazane nekimzaštitnim sredstvom. Ova sredstva se primenjuju iz razloga:

- smanjenja prijanjanja betona i oplate,

- smanjenja mogućnosti zadržavanja mehurića vazduha na kontaktu beton-oplata.

OPLATE


Udeo u ceni za monolitno betoniranje*

OPLATE

** D. Bjegović, N. Štirmer, Teorija i tehnologija betona (2015)

Beton - materijal, 21.80%

Betonski radovi, 7.80%

Armatura -materijal, 9%

Armirački radovi, 8.70%

Oplata -materijal, 6%

Radovi na oplati, 46.70%


OPLATE

Tradicionalna drvena oplata


OPLATE

Tradicionalna drvena oplata (trakasti temelji)


OPLATE

Oplata stubova

Platforma za rad sa zaštitnom ogradom

Kosnici

Sekundarni nosači

Glavnio nosači Delovi oplate koji imaju noseću funkciju

OpšivkaPloča


OPLATE

Oplata stubova


OPLATE

Oplata zidova


OPLATE

Oplata zidova (SCC betoni / betoniranje odozdo naviše)


OPLATE

Oplata zidova (kružna)


OPLATE

Oplata ploča


OPLATE

Oplata ploča (omina ploče)


OPLATE

Oplata ploča (betonska olakšana oplata)


OPLATE

Dodatni pribor


OPLATE

Dodatni pribor (distanceri za armaturu)


Podela skela prema sistemu:

- nosive skele,

- radne skele,

- fasadne skele,

- industrijske skele,

- prilazi i

- zaštitne konstrukcije.

25

SKELE su pomoćne konstrukcije koje omogućavaju izvođenje betonskih elemenata i konstrukcijana projektovanom mestu i položaju.

Skele omogućavaju pristup i podupiranje elemenata koji se izvode, kao i sigurnost i zaštituradnika.

SKELE


SKELE

Nosive skele


SKELE

Nosive skele (movable scaffolding system)


SKELE

Radne skele


SKELE

Industrijske skele


SKELE

Prilazi


SKELE

Zaštitne konstrukcije


SKELE


PRITISAK SVEŽEG BETONA NA OPLATU

Tokom izrade betonske konstrukcije oplate mogu biti izložene različitim opterećenjima:

- opterećenje od sopstvene težine

- opterećenje od svežeg i očvrslog betona

- opterećenje od radnika koji se kreću po oplati,

- opterećenje od različite opreme koja se može istovariti na oplati (agregati za struju i sl.),

- optereće od armature (koja se najčešće istovara u teškim svežnjevima),

- opterećenje od vetra i snega...

Pritisci svežeg betona na oplatu zavise od:

- konzistencije betona,

- karakteristika same oplate (pre svega od hrapavosti oplate),

- visine elementa koji se betonira,

- brzine punjenja oplate svežim betonom (veća brzina – veći pritisak),

- vremena vezivanja cementa i betona,

- tehnologije gradnje (načina ugradnje i sl.).

- debljine preseka koji se betonira (veća debljina preseka – manji pritisak),

- količine armature (više armature – manji pritisak),

- temperature betona (niža temperatura – veći pritisak),

- temperature vazduha (niža temperatura – veći pritisak).



Dijagram horizontalnog pritiska betona



Dijagram horizontalnog pritiska betona tokom ugradnje**

** C.A. Graubner, E. Boska, C Motzko, T. Proske, F. Dehn, Framework pressure induced by highly flowable concretes – design approach andtransfer into practice, Structural concrete 13 (2012) No.1



Dijagram horizontalnog pritiska betona (prema DIN 18218:2010 standardu)

Horizontalni pritisak svežeg betona na oplatu, prema DIN 18218:2010 standardu ima trapezoidni oblik dijagrama do dubine na kojoj se završava vezivanje betona.



Vrednosti horizontalnog pritiska betona u zavisnosti od konzistencije betona(prema DIN 18218:2010 standardu)



pb = 10 · b,sv · h1

pc = 10 · b,sv · [h1 + (h - h1) · dp]

Uticaj vibratora: h1 ≤ 1,0 m

Kraj vezivanja betona: 2 ≤ to ≤ 6 h

dp – koeficijent pritiska

Dijagram horizontalnog pritiska betona na oplatu (SRPS U.C9.400)



U zoni svežeg betona, tj. u zoni kojase ugrađuje, pritisak se pojavljuje upunoj veličini.

Ugrađivanjem betona po visini uoplati se pojavljuje sloj betona koji jezbijen (ugrađen). U tom sloju sepritisak betona smanjuje jer postojiodređena kohezija unutar betonskemase.

U sloju betona koji je ugrađen, gde jepočela faza očvršćavanja, pritisakbetona prestaje i teži prema nuli. Tone znači da između oplate i betonanema sile pritiska. Elastičnedeformacije oplate koje se pojavljujuza vreme delovanja sveže betonskemase ne vraćaju se nakonstvrdnjavanja betona u oplati, pa setako pojavljuje negativan pritisakoplate na beton (pasivan pritisak).Videti dijagram na slajdu 47.

Dijagram horizontalnog pritiska betona na oplatu (SRPS U.C9.400)



Dijagram pritiska betona na kosu oplatu (SRPS U.C9.400)

pb' = pb

pc' = pc

pd' = 10 · b,sv · hmax

pb = 10 · b,sv · h1

pc = 10 · b,sv · [h1 + (h - h1) · dp]



Dijagram pritiska betona na kosu oplatu (SRPS U.C9.400)

pc = 10 · b,sv · [h1 + (h - h1) · dp]

p’’c = 10 · b,sv · [h1 + (h - h1) · dp] · sinα

Ugao unutrašnjeg trenja u svežem betonu (φ):

50° - za beton koji se naknadno vibrira (revibrira);30° - za plastičan beton;20° - za liveni beton koji se više ne može zbijati;0° - za beton u trenutku vibriranja.

Ugao trenja između betona i oplate (β):

25° - za grubo rendisanu dasku;20° - za rendisanu dasku i oplatu od furnirskog drveta;16-18° - za uglačanu oplatu ili oplatu premazanu slojem sintetičke smole;



Ugao β φ=20° φ=30° φ=50°

25° 0,42 0,30 0,13

18° 0,43 0,30 0,13

16° 0,44 0,30 0,13

Koeficijent pritiska dp u funkciji uglova φ i β

Praksa je pokazala da pri uglovima α ≥ 165° svež beton praktično ne vrši nikakav horizontalnipritisak na oplatu, pa u tom slučaju bočne stranice oplate nisu neophodne.

U slučaju ugradnje SCC – betona (Self compact concrete), horizontalni pritisak svežeg betonana oplatu menja se po hidrostatičkom zakonu do dubine na kojoj je završeno vezivanje betona.

(prema SRPS U.C9.400)



Vrednosti horizontalnog pritiska betona (prema ACI 347-04 standardu)

Horizontalni pritisak svežeg betona na oplatu, prema ACI 347-04 standardu ima trapezoidni oblik dijagrama.

Do neke dubine (h) beton se ponaša kao fluid, pa je oblikdijagrama trougaoni (tj. odgovara hidrostatičkom pritisku betona).

= · ℎ

Nakon toga horizontalni pritisci betona imaju konstantnuvrednost.

Za stubove ili druge elemente koji se mogu izbetonirati veomabrzo, pre očvrščavanja betona, za visinu h se može usvojiti ukupnavisina elementa.

Prilikom ugradnje betona koji sadrži određene dodatke kojidoprinose plastičnijoj konzistenciji, kao što je to slučaj kod SCCbetona, hidrostatički pritisak betona se može računati po celojvisini oplate ili do visine (dubine) na kojoj se eksperimentalnopokaže da ti pritisci imaju nižu vrednost.



Vrednosti horizontalnog pritiska betona (prema ACI 347-04 standardu)

,

,

Horizontalan pritisak betona na oplate zidova u slučaju betona kod kojih je sleganje ≤ 17.5 cm, dubina vibriranja ≤ 1.2 m, brzina ugradnje ≤ 2.1 m/h i visina ugradnje ≤ 4.2 m glasi:

Horizontalan pritisak betona na oplate zidova u slučaju betona kod kojih je brzina ugradnje od 2.1 m/h do 4.5 m/h i kod zidova sa brzinom ugradnje do 2.2 m/h, ali sa visinom ugradnje > 4.2 m glasi:

U predmetnim formulama korišćeni su sledeći simboli:• R – brzina ugradnje betona• T – temperatura betona u trenutku ugradnje• Cw – koeficijent gustine betona• Cc – koeficijent za vrstu cementa i dodatka betonu



Vrednost koeficijenta Cw

Zapreminska masa betona γ (kg/m3) Cw

< 2240 0.5 · 1 + 2320⁄ , ali ne <0.8

2240-2400 1

> 2400 2320⁄

Vrednost koeficijenta Cc

Vrsta cementa Cc

CEM I-III bez usporivača 1

CEM I-III sa usporivačem 1.2

Ostale vrste cementa koje imaju <70% zgure ili <40% letećeg pepela bez usporivača 1.2

Ostale vrste cementa koje imaju <70% zgure ili <40% letećeg pepela sa usporivačem 1.4

Mešani cement s>70% zgure ili 40% letećeg pepela 1.4

(prema ACI 347-04 standardu)


Zadatak 1

Betonski zid visine 5.5 m, betonira se brzinom od 0.4 m/h.Zapreminska masa betona u svežem stanju iznosi γb,sv=2420 kg/m3,dok je vreme kraja vezivanja betona t0=9.5 h. Beton ima plastičnukonzistenciju.Definisati dijagrame horizontalnih pritisaka predmetnog betona naoplatu kada se sa betoniranjem zida stigne do polovine njegovevisine, kao i u slučaju kada se njegovo betoniranje završi u potpunosti– do visine od 5.5 m. Oplata je uglačana.

58


Zadatak 1

59

Rešenje:Betoniranje do polovine visine stuba:

ℎ = 1 ,

ℎ = v · = 0.4 · 9.5 = 3.8 > 5.52 = 2.75

Usvaja se ℎ = 2.75

= 10 · 1 · 2.42 = 24.2

= 10 · 2.42 · 1 + 2.75 − 1 · 0.3 = 36.9

Ugao β φ=20° φ=30° φ=50°

25° 0,42 0,30 0,13

18° 0,43 0,30 0,13

16° 0,44 0,30 0,13

Plastična konzistencija ɸ=30°Oplata je uglačana β=16-18°



Zadatak 1

60

Betoniranje u punoj visini stuba:ℎ = 1 , ℎ = v · = 0.4 · 9.5 = 3.8

= 10 · 1 · 2.42 = 24.2

= = 10 · 2.42 · 1 + 3.8 − 1 · 0.3 = 44.5


Zadatak 3

Betonski nosač visine 2.5 m, čiji je presek dat na priloženoj skici, betonira se (ispunjava betonompo visini oplate) brzinom od 0.45 m/h. Zapreminska masa betona u svežem stanju iznosiγb,sv=2440 kg/m3, dok je vreme kraja vezivanja betona t0=8 h. Oplata koja se koristi je uglačana, akonzistencija betona plastična.Odrediti pritiske betona na pojedine delove oplate koji se javljaju u poslednjoj fazi betoniranja –kada je oplata do vrha ispunjena betonom.

61


Zadatak 2

62

Horizontalni pritisci:

, = 10 · 1 · 2.44 = 24.4

, , = 10 · 2.44 · 1 + 1 − 1 · 0.3 = 24.4

, = 10 · 2.44 · 1 + 2.5 − 1 · 0.3 = 35.4

Rešenje:ℎ = 1 , ℎ = v · = 0.45 · 8 = 3.6 > 2.5 , Usvaja se ℎ = 2.5

Ugao β φ=20° φ=30° φ=50°

25° 0,42 0,30 0,13

18° 0,43 0,30 0,13

16° 0,44 0,30 0,13

Plastična konzistencija ɸ=30°Oplata je uglačana β=16-18°



Zadatak 2

63

Vertikalni pritisci:

, = 10 · 0.2 · 2.44 = 4.9

, = 10 · 0.4 · 2.44 = 9.8

, = 10 · 2.5 · 2.44 = 61

Za betoniranje prednapregnutog armiranobetonskog nosača visine 2.2 m,čiji je presek dat na priloženoj skici, predviđen je liveni beton (koji se višene može zbijati) projektovane marke MB30 i zapreminske mase u svežemstanju γb,sv = 2350 kg/m3. Pretpostaviti da je oplata grubo rendisanadaska, da se betoniranje vrši brzinom od v = 0.5 m/h i da je vreme krajavezivanja t0 = 4 h.

a) Odrediti pritiske (horizontalne pH i vertikalne pV) na pojedine deloveoplate za slučaj kada je oplata do vrha ispunjena svežim betonom.Prikazati vrednosti pritisaka u svim karakterističnim tačkama (uključujući imesta na kojima se menja nagib oplate).

b) U cilju dimenzionisanja oplate potrebno je odrediti i maksimalnimomenat savijanja kojem je izložena oplata, usled dejstva horizontalnihpritisaka betona.


Zadatak 3

64

Ugao β φ=20° φ=30° φ=50°

25° 0,42 0,30 0,13

18° 0,43 0,30 0,13

16° 0,44 0,30 0,13

Liveni beton ɸ=20°Oplata je grubo rendisana daska β=25°



Zadatak 3

65


, = 10 · 1 · 2.35 = 23.5

, = 10 · 2.35 · 1 + 2 − 1 · 0.42 = 33.3

Rešenje:ℎ = 1 , ℎ = v · = 0.5 · 4 = 2 ,


Zadatak 3

66


, = 0

, = 10 · 0.3 · 2.35 = 7.1

, = 10 · 0.5 · 2.35 = 11.8

, = , = 30.4

, = , = 31.4

Maksimalni momenat savijanja

=

=23.5 · 1

2· 1.2 +

13

+ 23.5 · 1 · 0.2 + 0.5 +7.05 · 1

2· 0.2 +

13

+ 30.6 · 0.2 · 0.1

= 36.9 /


Zadatak 4

Za armirano-betonsku konstrukciju mosta koja se betonira u tri faze (videti skicu) odrediti pritiske(horizontalne i vertikalne) na oplatu (spoljašnju i unutrašnju). Nacrtati odgovarajuće dijagrame opterećenjaza svaku fazu posebno. Pretpostaviti da je dubina uticaja vibratora h1 = 1m.

Za betoniranje predmetne konstrukcije predviđen je beton plastične konzistencije sa projektovanommarkom betona MB30 i zapreminskom masom u svežem stanju γb,sv = 2400 kg/m3. Pretpostaviti da je oplataza donju i gornju ploču grubo rendisana daska, a za rebra uglačana oplata. Betoniranje se vrši brzinom odv = 0,5m/h. Vreme kraja vezivanja je t0=4h.

67


Zadatak 4

68


, = 10 · 0.4 · 2.4 = 9.6

, = 10 · 0.15 · 2.4 = 3.6

Rešenje:ℎ = 1 , ℎ = v · = 0.5 · 4 = 2 > 0.4 , Usvaja se ℎ = 0.4

Napomena:Pošto je visina oplate manja od visine na kojoj se oseća uticaj sredstava za ugradnju betona h1=1 m, po celoj visini oplate deluje „hidrostatički“ pritisak betona


Zadatak 4

69


, = , = 10 · 0.4 · 2.4 = 9.6

, = , = 10 · 0.25 · 2.4 = 6

, = , = 0

= , = 3.6

Napomena:Dijagram vertikalnih pritisaka ima ovakav oblik u slučaju krućih konzistencija (sa velikim uglom unutrašnjeg trenja).

U slučaju tekuće konzistencije, kao i kod SCC betona, pritisak računati kao u slučaju vode (sa zapr. masom betona). U tom slučaju na oplatu 0-3 bi delovao kontantan pritisak od 9.6 kN/m2


Zadatak 4

70


, = 10 · 1 · 2.4 = 24

, = 10 · 2.4 · 1 + 2 − 1 · 0.3 = 31.2

Rešenje:ℎ = 1 , ℎ = v · = 0.5 · 4 = 2 > 2.5 , Usvaja se ℎ = 2

Ugao β φ=20° φ=30° φ=50°

25° 0,42 0,30 0,13

18° 0,43 0,30 0,13

16° 0,44 0,30 0,13

Beton plastične konzistencije ɸ=30°Oplata je uglačana β=16-18°



Zadatak 4

71


, = 10 · 0.35 · 2.4 = 8.4

, = 10 · 0.20 · 2.4 = 4.8

, = 10 · 0.30 · 2.4 = 7.2

Rešenje:ℎ = 1 , ℎ = v · = 0.5 · 4 = 2 > 0.35 , Usvaja se ℎ = 0.35


Zadatak 4

72


, = 10 · 0.3 · 2.4 = 7.2

, = , = 10 · 0.35 · 2.4 = 8.4

, = , = 10 · 0.20 · 2.4 = 4.8

vezba 5 - oplate i skele; pritisak svezeg betona na oplatu · 2020. 12. 8. · 'rf gu...

Documents