Регулируемые стальные опорные стойки: как диапазон регулировки, минимальное перекрытие и опорная плита определяют устойчивость перекрытия

> Коротко > - Регулируемая опора — это путь нагрузки, а не длина. > - Рабочая способность зависит от выдвижения и опорной пластины. > - В спецификации должно быть указано, к какой конфигурации применяется номинал.

Ложная опалубка для перекрытий закупается в виде набора подпорок, и их количество определяется простым делением: площадь нижней поверхности перекрытия делится на несущую площадь одной опорной ноги. Именно это деление чаще всего приводит к ошибкам в комплектах опалубочных подпорок, поскольку оно рассматривает каждую опорную ногу как идентичную, тогда как на самом деле она состоит из трёх отдельных компонентов, каждый из которых воспринимает совершенно разные нагрузки. Регулируемая стальная опорная нога состоит из внешней трубы, внутренней трубы, которая вставляется внутрь внешней, и фиксирующего устройства, удерживающего длину их взаимного перекрытия. Внешняя труба воспринимает сжимающую нагрузку и устойчива к продольному изгибу, тогда как внутренняя труба воспринимает сжимающую нагрузку и изгибающий момент, возникающий от бокового давления края перекрытия. Фиксирующее устройство воспринимает усилие, с которым внутренняя труба стремится выскользнуть наружу. Если приобрести опору только по параметрам внешней трубы, то фактически вы получите просто отрезок трубы.

Поэтому в данной статье опорная нога рассматривается как полностью заданный конструктивный элемент, а не как простой подсчитываемый аксессуар. Диапазон регулировки — это диапазон высот, который охватывает опора между её минимальной и максимальной рабочей высотой; при этом допустимая грузоподъёмность на максимальной высоте неизменно является наихудшей. Минимальное перекрытие — это оставшаяся длина взаимного зацепления двух труб при установленном фиксирующем штифте; именно этот параметр производитель официально гарантирует. Опорная плита — это компонент, предотвращающий скольжение всей сборки или её продавливание в основании. При правильном выборе этих трёх параметров опорная нога становится известной величиной в расчётах ложной опалубки; при неправильном выборе высота нижней поверхности перекрытия, установленная в первый день, не совпадёт с высотой, на которой будет выполняться бетонирование.

Кратко: опорная нога задаётся тремя цифровыми параметрами, которые должны указываться вместе: диапазон регулировки, минимальное перекрытие и конструкция опорной плиты. Класс нагрузки имеет гораздо большее значение, чем цена за одну опору, поскольку дешёвая опора, установленная на максимальную высоту, одновременно является самым дешёвым и самым опасным объектом на строительной площадке. Комплект опалубочных подпорок проверяется при поставке по проценту дефектных изделий, поскольку большой комплект однотипных изделий либо в основном работает корректно, либо в основном не работает.

Три компонента ведут себя при нагружении совершенно по-разному, и именно разделение функций между ними объясняет большинство последующих отказов в эксплуатации:

Диапазон удлинения — это промежуток, который домкрат перекрывает между своим минимальным и максимальным вылетом. Минимальное перекрытие — это оставшаяся длина взаимодействия между двумя трубами при вставленном фиксирующем штифте. Опорная плита — это компонент, предотвращающий скольжение или продавливание всей сборки в её основании.

1. Почему опорная нога состоит из трёх компонентов, а не представляет собой один телескопический элемент.

Самая распространённая ошибка при техническом задании — это рассмотрение опорной ноги как единого телескопического элемента. Это важно, поскольку три компонента выходят из строя совершенно различными способами. На самом деле это не один элемент: это внешняя труба одного диаметра, внутренняя труба меньшего диаметра, вставляемая внутрь внешней, и фиксатор, устанавливающий положение внутренней трубы относительно внешней. Каждый из этих трёх компонентов имеет свой собственный механизм отказа, и они не выходят из строя одновременно.

Внешняя труба теряет устойчивость вследствие упругого изгиба, когда расчётная длина превышает допустимое значение для данного сечения. Именно поэтому стенка внешних труб опор заметно толще стенки внутренних труб, хотя внутренняя труба испытывает более высокие сжимающие напряжения. Внутренняя труба — это компонент, который фактически разрушается от изгиба. Она воспринимает выступающую часть между нижним концом внешней трубы и опорной плитой (головкой), и именно здесь прикладывается боковая нагрузка от края перекрытия или бетонного насоса. Опора, выдвинутая до максимальной высоты, одновременно имеет наихудшую расчётную длину для потери устойчивости и наихудшую выступающую длину для изгиба, что и объясняет снижение грузоподъёмности любой опоры при увеличении её высоты.

Фиксирующее устройство — это третий из этих компонентов, и оно же порождает всю сопроводительную документацию. Опора, выдвинутая до максимальной высоты, после потери фиксирующего штифта теряет не часть своей грузоподъёмности, а всю грузоподъёмность мгновенно и полностью, пока перекрытие продолжает опираться на неё. Поэтому геометрия фиксатора определяет, подходит ли опорная нога для бетонирования с вибрацией или ограничена использованием при статической нижней поверхности перекрытия.

2. Класс нагрузки — это техническое задание, а цена за одну опору — нет.

Опорная нога поставляется с маркировкой грузоподъёмности, однако эта маркировка зачастую является наименее достоверной частью поставки. Покупателю необходима грузоподъёмность при той высоте регулировки, которая реально используется на объекте, протестированная как единая система, а не максимальное значение, указанное для конкретной конфигурации.

Европейская практика решает эту задачу через стандарт EN 13163, который предусматривает испытания регулируемых стальных опор для временных строительных работ и классифицирует их по категориям. За пределами Европы ориентиром для нагрузок на временные конструкции служит стандарт OSHA по лесам 1926.451. Его приложение A определяет классы нагрузок, применяемые компетентным лицом при монтаже временной опорной конструкции. Классификация идёт от наименее нагруженного до наиболее нагруженного, и каждый класс связывает допустимую рабочую нагрузку с заявленным диапазоном регулировки. Это имеет коммерческое значение, поскольку делает грузоподъёмность свойством сертифицированного изделия, а не маркетинговым заявлением о компоненте. В США аналогичный подход следует из положений о временных конструкциях в OSHA 29 CFR 1926.703, где опалубка и её опоры рассматриваются как несущая конструкция, способная выдерживать нагрузки без недопустимых деформаций.

Для инженера-закупщика практический вывод из всего этого достаточно прост. Укажите класс в заказе, укажите стандарт испытаний, а затем прочитайте значение грузоподъёмности при той высоте регулировки, которая реально требуется для высоты нижней поверхности перекрытия. Опорная нога, указанная как класс X, но предложенная по цене, равной цене всех классов, будет поставлена как изделие меньшей грузоподъёмности, и даже если на таком изделии стоит маркировка класса, оно остаётся изделием меньшей грузоподъёмности. Это одна из ситуаций, где принцип технического задания на закупку крепёжных изделий применим к опалубочным подпоркам без каких-либо изменений: в техническом задании должно быть указано конкретное значение, и это значение должно оставаться независимо проверяемым при поставке.

3. Минимальное перекрытие — это тот параметр, который фактически определяет грузоподъёмность.

Какой из трёх параметров действительно определяет грузоподъёмность? Это минимальное перекрытие, и именно его чаще всего вообще не указывают в заказе. Минимальное перекрытие — это просто длина участка внутренней трубы, остающегося внутри внешней трубы при включённом фиксаторе. При такой настройке две трубы работают как единый конструктивный элемент, и сборка может нести свою номинальную нагрузку. При меньшем перекрытии сборка работает как две трубы, соединённые штифтом, и её грузоподъёмность зависит от изгиба внутренней трубы и от контактных напряжений в зоне отверстия под штифт.

Это даёт практическое правило, которое удивляет покупателей, привыкших рассчитывать количество опор по площади. Количество требуемых опор определяется несущей площадью при рабочей высоте регулировки, а не номинальной несущей площадью опоры. Опора, которую необходимо выдвинуть до 3,4 м при высоте нижней поверхности перекрытия 3,5 м, может иметь рабочий диапазон всего 2,6 м после учёта минимального перекрытия. Именно при высоте 2,6 м и следует считать опору. Если высота нижней поверхности перекрытия превышает весь рабочий диапазон, ответом не является более длинная опорная нога. Ответом является установка дополнительной опоры после распалубки или использование совершенно иной системы ложной опалубки, и решение об этом принимается в рамках подхода к компоновке опор и балок для опалубки перекрытий.

Разница между номинальной высотой выдвижения и реальным рабочим диапазоном должна быть явно зафиксирована, поскольку именно это значение поставщик не указывает в коммерческом предложении:

Поставщик, указывающий общую высоту выдвижения, приводит самое простое для производства и наименее полезное для проектирования значение, поскольку только третья строка представляет собой величину, которую специалист по временным конструкциям может ответственно использовать в расчётах.

Позиция отверстия под штифт также является частью этого определяющего параметра и чаще всего полностью игнорируется. Опоры обычно поставляются с рядом отверстий под штифт, расположенных вдоль внутренней трубы, и эти отверстия не являются взаимозаменяемыми. Некоторые из них обеспечивают грубую настройку, другие — точную. Не все из них находятся внутри внешней трубы при каждой высоте регулировки опоры. Опора, у которой отверстия заканчиваются ниже максимальной высоты выдвижения, имеет полезный диапазон короче, чем указано в документации, и такое несоответствие часто приводит к неожиданному дефициту опор в поставке.

На фотографии показана особенность, определяющая всё техническое задание, — видимый ряд отверстий под штифт вдоль выступающей части внутренней трубы. Расстояние между этими отверстиями и положение самого верхнего используемого отверстия относительно верхнего края внешней трубы — это минимальное перекрытие, сделанное непосредственно видимым, и покупатель может проверить его на месте за несколько секунд, поэтому этот параметр должен быть указан в листе контроля при поставке как конкретная проверяемая позиция, а не как общее указание.

Нормативная база: EN 13163

4. Опорная плита воспринимает как вертикальную, так и горизонтальную нагрузку.

Опора передаёт в основание две совершенно различные нагрузки, и опорная плита должна одновременно справляться с обеими. Вертикальная нагрузка достаточно проста: бетон, балки ложной опалубки, опалубка и бригада монтажников — всё это суммируется, и плита распределяет эту суммарную нагрузку по достаточной площади, чтобы давление на основание оставалось в пределах допустимого для грунта.

Горизонтальная нагрузка — это именно та область, где опорные плиты чаще всего недоусиливаются, поскольку нижняя поверхность перекрытия не существует изолированно. Три отдельных действия создают боковое давление на ложную опалубку, и ни одно из них не является необязательным. Край перекрытия создаёт боковое давление, стремящееся сместить нижнюю поверхность наружу. Ложная опалубка не является раскреплённой рамой, если кто-то специально не добавил раскрепление. А укладка бетона создаёт горизонтальную составляющую, которая вообще не фигурирует в статическом расчёте. Реакция на эту горизонтальную нагрузку должна развиваться в основании опоры. Опорная плита с достаточной площадью опирания, но без геометрии сопротивления сдвигу позволит опоре скользить внизу, в то время как верх остаётся неподвижным, что вызовет изгиб внутренней трубы, не предусмотренный её сертификацией. Плита с хорошим сдвиговым выступом, но малой площадью опирания продавит мягкую почву, наклонит ячейку и изменит эффективную высоту нижней поверхности перекрытия.

Поэтому при закупке опорную плиту следует задавать как четыре отдельных параметра, а не как одну плиту, и все четыре параметра должны быть чётко указаны. Диаметр плиты определяет площадь опирания под вертикальной нагрузкой, а толщина плиты определяет её жёсткость при изгибающем моменте. Количество и шаг крепёжных отверстий определяют возможность крепления опоры к подкладной доске или подкладной плите. Геометрия сопротивления сдвигу определяет, сможет ли плита противостоять горизонтальному смещению без скольжения в основании. Именно на этом этапе крепёжные элементы пересекаются с самой ложной опалубкой. Крепёжные отверстия в плите и компоновка квадратной опорной плиты и шайбы служат разным целям, но часто заказываются в одном комплекте. Покупатель, объединяющий их в один запрос, часто получает плиту с неподходящим расположением отверстий для любой из задач.

Что следует искать на этом компоненте — это конкретные, а не общие признаки. Опорная поверхность должна быть ровной и сплошной, без брызг сварки, нарушающих её целостность, поскольку брызга сварки под плитой создаёт локальный выступ, вызывающий качание опоры и концентрацию нагрузки на одном крае основания. Сварной шов между плитой и трубой должен быть сплошным как минимум с двух противоположных сторон, поскольку угловой шов только с одной стороны оставляет плиту свободной для поворота под действием изгибающего момента. А крепёжные отверстия должны быть симметричны относительно оси трубы, поскольку асимметричное расположение позволяет установить опору со смещением относительно линии нагрузки, и никто этого не заметит. Ни один из этих параметров не является дорогим в техническом задании, и все три легко проверяются на месте.

5. Штифт и болт, клин или втулка — и что выдерживает каждый из них.

Какой тип фиксатора должен выбрать покупатель? Это зависит исключительно от боковой нагрузки, а не от предпочтений бригады монтажников, и три распространённых типа фиксаторов выходят из строя по-разному, поэтому выбор должен быть прописан в техническом задании, а не определяться сравнением цен.

Конструкция штифта и болта предполагает пропускание штифта через совпадающее отверстие во внутренней трубе и его фиксацию болтом через соответствующее отверстие во внешней трубе. Эта конструкция надёжна и не проседает, но полностью зависит от точного совпадения отверстий и от того, чтобы штифт не имел люфта в эксплуатации. Изношенное отверстие под штифт — частая причина отбраковки опоры при контроле, и износ отверстия не приводит к безопасному отказу — он позволяет небольшое проскальзывание, которое приводит к измеримому снижению эффективной высоты под нагрузкой.

Конструкция клинового фиксатора использует клиновидный элемент, который затягивает две трубы друг к другу и фиксирует их силой трения. Она быстро устанавливается и действительно удобна для регулировки, поэтому популярна при многократно регулируемой ложной опалубке. Однако она не может выдерживать никакого бокового перемещения без постепенного самопроизвольного ослабления. Клиновой фиксатор на опоре, подверженной горизонтальной нагрузке, будет ослабляться, и скорость регулировки как раз и делает его непригодным для опоры, испытывающей длительную боковую нагрузку.

Конструкция втулки предполагает поворот внутренней трубы для введения её внутренней резьбы во внешнюю трубу. Это самый надёжный из трёх вариантов, и она не ослабляется, но дороже и медленнее регулируется, поэтому применяется при постоянной опоре и повторной опоре, а не при ложной опалубке перекрытий с высокой цикличностью.

Для инженера-закупщика практическое правило таково: выбор фиксатора должен следовать за боковой нагрузкой, а не за предпочтениями бригады монтажников. Опора под краем перекрытия, испытывающая длительное наружное давление, требует надёжного фиксатора. Опора в центре ячейки, не испытывающая боковой нагрузки, может быть с клиновым фиксатором. А опора, которая будет использоваться для повторной опоры после распалубки, должна быть с втулочным фиксатором, поскольку она будет оставаться на месте без присмотра в течение нескольких дней. Вопрос сроков для последнего случая относится к графику распалубки и графику работы бригады, а не к самому заказу.

Нормативная база: EN 12812

6. Контроль при поставке по проценту дефектных изделий, а не по выборке.

Как следует проводить контроль комплекта опалубочных подпорок? Комплект опалубочных подпорок — это большое количество однотипных изделий, что делает его поведение похожим на производственную партию, а не на поставку взаимозаменяемых компонентов. Опорная нога либо фиксируется правильно, либо нет, и производственная партия в этом отношении обычно либо хорошая, либо плохая как единое целое. Отбор небольшого количества образцов и принятие остальных — это просто неподходящий метод контроля для такого типа распределения.

Любой контроль поставки комплекта опалубочных подпорок должен состоять из двух отдельных этапов. Первый — это визуальный осмотр каждой опоры при разгрузке с транспорта, при котором выявляются видимые дефекты, и любая опора, не прошедшая этот этап, отбраковывается, а не помещается в очередь на дополнительную проверку.

Дефекты, приводящие к немедленной отбраковке опоры, стоит перечислить чётко, поскольку бригады и контролёры часто судят «на глаз», а невооружённый глаз ненадёжен при контроле такого большого комплекта опалубочных подпорок:

• Искривлённая или изогнутая внешняя труба, видимая как кривизна там, где труба должна быть прямой.
• Вмятина или овальность нижней части, часто вызванная падением, а не транспортировкой.
• Деформированное или удлинённое отверстие под штифт, позволяющее внутренней трубе проскальзывать под нагрузкой.
• Опорная плита (головка), сплющенная ударом или растрескавшаяся по краю.
• Отсутствующий, несоответствующий или заменённый комплект штифта и болта.
• Фиксирующее устройство, работающее с трудом, или устройство, фиксирующееся до полного прохождения штифта через отверстие.
• Опорная плита с трещиной в угловом шве или деформированным расположением отверстий.
• Маркировка класса нагрузки, отсутствующая, нечитаемая или несоответствующая сопроводительной документации.

Второй этап — это процентная проверка оставшейся части поставки, цель которой — подтвердить три фактически указанных параметра. Случайным образом отберите 10 %, разложите их и проверьте соответствие диапазона регулировки маркировке, проверьте, что фиксатор срабатывает на каждой заявленной позиции в рабочем диапазоне, и убедитесь, что маркировка класса нагрузки присутствует и читаема. Цель второго этапа — не повторно испытать всю партию, а выявить поставку, не соответствующую заказанному изделию, что именно и невозможно обнаружить при первом визуальном осмотре. Это та же логика, что и при контроле поставки крепёжных изделий для опалубки, и она также защищает акт приёмо-сдачи, если в дальнейшем партия окажется вовлечена в вопросы, связанные с конструкцией.

7. Расчётный пример: ячейка перекрытия площадью 600 м².

Рассмотрим ячейку перекрытия площадью 600 м² при высоте нижней поверхности 3,2 м, бетонируемую за один заход и опирающуюся на деревянные вторичные балки, пролётные на первичные балки H20.

Первичный расчёт количества опор делит площадь перекрытия на номинальную несущую площадь опоры, примерно равную 0,36 м², и даёт удобное округлённое число — 1700 опор. Это число ошибочно в одном очень конкретном смысле, и характер этой ошибки стоит проследить точно, поскольку это та же ошибка, которая повторяется на каждом аналогичном объекте.

Здесь требуется опорная нога с диапазоном регулировки, уверенно покрывающим высоту 3,2 м от нижней поверхности перекрытия до нижней поверхности опорных балок. Но после учёта минимального перекрытия и добавления толщины опорной плиты и подкладной доски в общую высоту стопки рабочий диапазон сужается. Если заявленный рабочий диапазон составляет от 2,4 м до 3,3 м, то опора подходит, и 1700 опор остаётся обоснованным количеством. Если же заявленный рабочий диапазон оказывается от 2,9 м до 3,4 м, то данная опора вообще не может использоваться при высоте нижней поверхности 3,2 м, и правильным решением будет установка дополнительной опоры после распалубки или выбор другой опоры. Сам по себе расчёт количества не может сказать вам, какой из этих двух результатов реализуется на практике, поскольку ответ содержится в техническом задании на опорную ногу, а не в геометрии перекрытия.

В этой конфигурации количество, коэффициент приёма и критерии отбраковки выводятся из одних и тех же трёх определяющих параметров, что и делает комплект опалубочных подпорок задачей технического задания, а не простой задачей подсчёта. Именно поэтому поставщик, указывающий опорную ногу только по высоте выдвижения, предлагает не то же самое изделие, что и поставщик, указывающий класс нагрузки, перекрытие и опорную плиту.

8. Что указывать в заказе.

Заказ на опорную ногу, который выдержит производственный процесс, должен содержать следующие чёткие указания, и каждый из этих параметров — это измеримая величина, по которой поставщика можно будет впоследствии привлечь к ответственности.

Диапазон регулировки должен быть указан как рабочий диапазон, а не как общая высота выдвижения, поскольку общая высота включает участки, где минимальное перекрытие просто недоступно. Минимальное перекрытие должно быть указано в миллиметрах для самого верхнего используемого отверстия, а класс нагрузки — с указанием стандарта испытаний, при этом требуемая грузоподъёмность должна быть указана при той высоте регулировки, которая реально используется на объекте, а не при максимальной высоте класса. Тип фиксатора указывается как штифт и болт, клин или втулка, а опорная плита — как диаметр, толщина, количество и шаг крепёжных отверстий, двигу. Шаг и количество отверстий под штифт имеют значение, поскольку именно они определяют фактически доступный диапазон настройки, тогда как разбивка количества по диапазонам выдвижения важна потому, что партия редко бывает одного размера на объекте с более чем одной высотой нижней поверхности. Наконец, необходимо указать порядок входного контроля, включая точный перечень того, что считается браком.

Этот перечень длинный, и он длинный потому, что опорная стойка является несущей конструкцией, приобретаемой по номеру детали. Специалисты по закупкам, которые сокращают этот перечень, соглашаясь на каталожное обозначение, не экономят время на закупках; они лишь переносят решение во входной контроль, где оно будет обсуждаться, а не измеряться. Здесь особенно наглядно работает принцип сравнения предложений «как с как»: два поставщика, предлагающие «D15 adjustable prop», предлагают по сути только высоту выдвижения, а сама по себе высота выдвижения не является изделием.

9. Где стальные подпорные системы перестают быть правильным ответом.

Стальные подпорные системы — неправильный ответ в трёх легко распознаваемых ситуациях, и выявить их на стадии проектирования значительно дешевле, чем обнаружить при монтаже.

Первая ситуация — высота нижней поверхности плиты выходит за пределы сертифицированного рабочего диапазона поставляемой стойки. Это вопрос диапазона, а не прочности, и его нельзя решить покупкой более тяжёлой стойки, поскольку даже более высокий класс имеет собственный предел выдвижения. Правильные ответы — это оставленная после распалубки доопорная стойка, телескопическая стальная опора с существенно большим диапазоном либо специализированная система отдельного бренда. Это решение в равной мере является решением по срокам и техническим решением, поскольку определяет, сколько времени что-либо будет оставаться под плитой.

Вторая ситуация — повторяющаяся многоцикловая операция, при которой один и тот же объём бетона укладывается многократно в одном и том же пятне застройки. В такой ситуации экономика трудоёмких подпорных систем, возводимых и разбираемых в каждом цикле, неудовлетворительна, и алюминиевая или столовая опалубка становится конкурентоспособной по совокупной стоимости монтажа даже при более высокой цене покупки. Такое сравнение необходимо выполнять по установленной стоимости на цикл, а не только по цене покупки, и оно должно включать также логистику перемещения и хранения, неизбежную для любой многократно разворачиваемой системы.

Третья ситуация — опалубка настолько сложна, что количество различных длин стоек и положений головок превышает то, что бригада способна точно выставить по чертежу. На этом этапе подпорная система превращается в изготовленное по месту сооружение, и именно в таких индивидуальных сборках обычно и сосредоточены отказы подпорных систем. Альтернативой служит панельный подход, и метод компоновки панелей и ведомости материалов даёт правильную структуру для такого решения.

Общее у всех трёх ситуаций одно: от стойки требуют решить задачу, для которой она не проектировалась. Она представляет собой сжатую стойку переменной длины с надёжным фиксатором, и именно в этом она исключительно хороша. Анализ причин отказов крепежа для опалубки в равной мере применим и к подпорным системам, и наиболее частой причиной в обоих случаях является компонент, которому поручено работать за пределами его паспортных возможностей.

Спецификацию подпорной системы стоит проверить до размещения заказа, и наш инженерный отдел проверяет комплекты стоек и подпорных систем соответственно присланной вами геометрии. Если такая проверка вам нужна либо требуется проверить формулировки заказа по уже имеющемуся у вас чертежу, обратитесь к инженерной команде или прочитайте о том, как мы работаем. Эта статья проверена инженерной командой Qianheng Formwork по референсной конфигурации, приведённой в разделе 7.

Нормативные ссылки и стандарты.

• EN 13670 — Возведение бетонных конструкций
• ACI 347 — Руководство по опалубке для бетона
• OSHA 1926.703 — Оборудование и опалубка для бетонных работ
• OSHA — вопросы безопасности и охраны здоровья при бетонных работах
• ISO 2859-1 — Методы выборочного контроля по признакам
• ISO 9001:2015 — Системы менеджмента качества

О нас: В этой статье рассматриваются влияния удлинителей, накладок и опорных плит на эксплуатационные характеристики регулируемых стальных подпорок. Наш процесс производства сертифицирован по стандарту ISO 9001. Наш страница контактов обеспечивает прямой доступ к нашей технической службе поддержки, а страница «О компании» содержит информацию об истории компании и её возможностях. Эта статья была проверена инженерной командой Qianheng Formwork.