Forskaling - Formwork

Animasjon som viser konstruksjon av bygninger i flere etasjer ved bruk av håndsettforskalling i aluminium.
Modulær stålramme for fundament
Tømmer forskaling for en betong kolonne
Aluminium forskalingssystem
Skisse av siderisset av tradisjonell tømmerforskaling som ble brukt til å danne en trapp
Plassering av en forskalingskomponent

Forskaling er midlertidige eller permanente former som betong eller lignende materialer helles i. I forbindelse med betongkonstruksjon, den Betong støtter forskalingsformer.

Typer

Forskaling finnes i flere typer:

  1. Tradisjonell tømmerforskaling . Forskalingen er bygget på stedet av tre og kryssfiner eller fuktresistent sponplate . Det er lett å produsere, men tidkrevende for større konstruksjoner, og kryssfinerflaten har en relativt kort levetid. Det brukes fortsatt mye der lønnskostnadene er lavere enn kostnadene for anskaffelse av gjenbrukbar forskaling. Det er også den mest fleksible formen, så selv om andre systemer er i bruk, kan kompliserte seksjoner bruke den.
  2. Utformet forskalingssystem . Denne forskalingen er bygget av prefabrikkerte moduler med en metallramme (vanligvis stål eller aluminium ) og dekket på applikasjonssiden ( betong ) med materiale som har ønsket overflatestruktur (stål, aluminium , tømmer, etc.). De to store fordelene med forskalingssystemer, sammenlignet med tradisjonelle tømmerforskallinger, er konstruksjonshastighet (modulære systemnål, klips eller skrues sammen raskt) og lavere livssykluskostnader (med unntak av stor kraft, er rammen nesten uforgjengelig, mens belegg hvis den er laget av tre; må kanskje byttes ut etter noen få - eller et par dusin - bruk, men hvis belegg er laget av stål eller aluminium, kan formen oppnå opptil to tusen bruksområder, avhengig av omsorg og applikasjoner). Metallforskallingssystemer er bedre beskyttet mot råte og brann enn tradisjonelle tømmerforskallinger.
  3. Gjenbrukbar plastforskaling . Disse sammenlåsende og modulære systemene brukes til å bygge vidt varierende, men relativt enkle, betongkonstruksjoner. Panelene er lette og veldig robuste. De er spesielt godt egnet for lignende strukturprosjekter og lavkostnadsboliger. For å få et ekstra lag med beskyttelse mot ødeleggende vær, vil galvaniserte tak hjelpe ved å eliminere risikoen for korrosjon og rust. Disse typer modulære skap kan ha bærende tak for å maksimere plassen ved å stable oppå hverandre. De kan enten monteres på et eksisterende tak, eller konstrueres uten gulv og løftes opp på eksisterende skap ved hjelp av en kran.
  4. Permanent isolert forskaling . Denne forskalingen monteres på stedet, vanligvis av isolerende betongformer (ICF). Forskalingen forblir på plass etter at betongen er herdet, og kan gi fordeler når det gjelder hastighet, styrke, overlegen termisk og akustisk isolasjon, plass til å kjøre verktøy i EPS -laget, og integrert furingslist for kledningsfinish.
  5. Stay-In-Place strukturelle forskalingssystemer . Denne forskalingen monteres på stedet, vanligvis av prefabrikkerte fiberarmerte plastformer . Disse er i form av hule rør, og brukes vanligvis til søyler og brygger . Forskalingen forblir på plass etter at betongen er herdet og fungerer som aksial og skjærarmering , samt tjener til å begrense betongen og forhindre miljøpåvirkninger, for eksempel korrosjon og fryse-tine sykluser.
  6. Fleksibel forskaling . I motsetning til de stive formene beskrevet ovenfor, er fleksibel forskaling et system som bruker lette, høystyrke stoffark for å dra nytte av flytende betong og skape svært optimaliserte, arkitektonisk interessante bygningsformer. Ved bruk av fleksibel forskaling er det mulig å støpe optimaliserte konstruksjoner som bruker vesentlig mindre betong enn en prismatisk seksjon med tilsvarende styrke, og derved tilby potensial for betydelige energibesparelser i nye betongkonstruksjoner.

Slettforskaling (dekkforskaling)

Pantheon -kuppel
Skjematisk skisse av tradisjonell forskaling
Modulær forskaling med dekk for boligprosjekt i Chile
Forskaling av stål og kryssfiner for påfyllt betongfundament

Historie

Noen av de tidligste eksemplene på betongplater ble bygget av romerske ingeniører. Fordi betong er ganske sterk for å motstå trykkbelastning , men har relativt dårlig strekk- eller vridningsstyrke , besto disse tidlige strukturene av buer , hvelv og kupler . Den mest bemerkelsesverdige betongstrukturen fra denne perioden er Pantheon i Roma. For å forme denne strukturen ble det bygget midlertidige stillaser og forskalinger eller falsk konstruksjon i konstruksjonens fremtidige form. Disse byggeteknikkene var ikke isolert for å støpe betong, men var og er mye brukt i murverk . På grunn av kompleksiteten og den begrensede produksjonskapasiteten til bygningsmaterialet, skjedde betongens fremgang som et begunstiget byggemateriale først ved oppfinnelsen av Portland sement (og utviklingen av Edison Portland Cement Company ) og armert betong .

Trebjelke plate forskaling

Ligner den tradisjonelle metoden, men strengere og bjelkelag erstattes med konstruerte trebjelker og støtter erstattes med justerbare metallrekvisitter. Dette gjør denne metoden mer systematisk og gjenbrukbar.

Tradisjonell plate forskaling

Tradisjonell tømmerforskaling på en brygge i Bangkok

I begynnelsen av gjenopplivingen av betong i platekonstruksjoner ble byggeteknikker for de midlertidige konstruksjonene igjen avledet fra mur og snekker . Den tradisjonelle plateformingsteknikken består av støtter av tømmer eller unge trestammer, som støtter rader med snorer montert omtrent 3 til 6 fot eller 1 til 2 meter fra hverandre, avhengig av tykkelsen på platen. Mellom disse strengene er bjelker plassert omtrent 12 tommer, 30 centimeter fra hverandre som brett eller kryssfiner er plassert på. Tauene og bjelkene er vanligvis 4 x 4 tommer eller 4 x 6 tommer tømmer. Den vanligste keiserlige kryssfiner tykkelsen er ¾ tommer og den vanligste metriske tykkelsen er 18 mm.

Metallbjelke plate forskaling

Ligner den tradisjonelle metoden, men strengere og bjelkelag erstattes med aluminiumsformingssystemer eller stålbjelker og støtter erstattes med metallstøtter. Dette gjør også denne metoden mer systematisk og gjenbrukbar. Aluminiumbjelker er produsert som teleskopiske enheter som lar dem spenne støtter som er plassert på forskjellige avstander fra hverandre. Teleskopiske aluminiumsbjelker kan brukes og gjenbrukes i konstruksjonen av strukturer av varierende størrelse.

Håndinnstilling modulær aluminiumsdekkforskaling
Håndsett modulær aluminium forskaling

Modulær plate forskaling

Disse systemene består av prefabrikkerte tømmer-, stål- eller aluminiumbjelker og forskalingsmoduler. Moduler er ofte ikke større enn 3 til 6 fot eller 1 til 2 meter i størrelse. Bjelkene og forskalingen settes vanligvis for hånd og festes, klippes eller skrus sammen. Fordelene med et modulsystem er: krever ikke en kran for å plassere forskalingen, konstruksjonshastighet med ufaglært arbeid, forskalingsmoduler kan fjernes etter at betongsett bare etterlater bjelker på plass før designstyrken oppnås.

Bord- eller flygende formsystemer

Disse systemene består av "tabeller" på forskalinger som brukes på flere historier om en bygning uten å bli demontert. De monterte seksjonene løftes enten per heis eller "flys" med kran fra den ene historien til den neste. Når de er på plass, er hullene mellom bordene eller bordet og veggen fylt med "fyllstoffer". De varierer i form og størrelse, så vel som byggematerialet. Bruken av disse systemene kan i stor grad redusere tiden og manuelt arbeid som er involvert i å sette og slå på forskalingen. Fordelene deres blir best brukt av stort område og enkle strukturer. Det er også vanlig at arkitekter og ingeniører designer bygninger rundt et av disse systemene.

Flygende forskalingsbord med bjelker i aluminium og tømmer. Bordene støttes av sko festet til tidligere støpte søyler og vegger

Struktur

Et bord er bygget omtrent på samme måte som en bjelkeforskaling, men de enkelte delene av dette systemet er koblet sammen på en måte som gjør dem transportable. Den vanligste mantelen er kryssfiner , men stål og glassfiber er også i bruk. Bjelkene er enten laget av tømmer, trebjelker i tre, aluminium eller stål. Strengene er noen ganger laget av tre-I-bjelker, men vanligvis fra stålkanaler. Disse festes sammen (skrues, sveises eller boltes) for å bli et "dekk". Disse dekkene er vanligvis rektangulære, men kan også ha andre former.

Brukerstøtte

Alle støttesystemer må være høydejusterbare for at forskalingen skal kunne plasseres i riktig høyde og fjernes etter at betongen er herdet. Normalt justerbare metallstøtter som ligner på (eller de samme som) de som brukes i bjelkeplattforming, brukes til å støtte disse systemene. Noen systemer kombinerer strengere og støtter til takstoler i stål eller aluminium . Enda andre systemer bruker skjermtårn av metallramme, som dekkene er festet til. En annen vanlig metode er å feste forskalingsdekkene til tidligere støpte vegger eller søyler, og dermed eliminere bruken av vertikale rekvisitter helt. I denne metoden er justerbare støttesko boltet gjennom hull (noen ganger bindehull) eller festet til støpte ankre.

Størrelse

Størrelsen på disse tabeller kan variere fra 70 til 1500 kvadratfot (6,5 til 140 m 2 ). Det er to generelle tilnærminger i dette systemet:

  1. Kran håndtert: denne tilnærmingen består i å montere eller produsere bordene med et stort forskalingsområde som bare kan flyttes opp et nivå med kran. Typiske bredder kan være 15, 18 eller 20 fot eller 5 til 7 meter, men bredden kan være begrenset, slik at det er mulig å transportere dem samlet, uten å måtte betale for en for stor last. Lengden kan variere og kan være opptil 100 fot (eller mer) avhengig av krankapasiteten. Etter at betongen er herdet , senkes dekkene og flyttes med ruller eller vogner til kanten av bygningen. Fra da av løftes den utstående siden av bordet med kran mens resten av bordet rulles ut av bygningen. Etter at tyngdepunktet er utenfor bygningen, er bordet festet til en annen kran og fløyet til neste nivå eller posisjon.

Denne teknikken er ganske vanlig i USA og østasiatiske land. Fordelene med denne tilnærmingen er ytterligere reduksjon av manuell arbeidstid og kostnad per plateenhet og en enkel og systematisk byggeteknikk. Ulempene med denne tilnærmingen er den nødvendige høye løftekapasiteten til byggekraner, ekstra kostbar krantid, høyere materialkostnader og liten fleksibilitet.

Forskallingsbord i bruk på en byggeplass med mer kompliserte strukturelle trekk
  1. Krangaffel eller heis håndteres:

Ved denne tilnærmingen er tabellene begrenset i størrelse og vekt. Typiske bredder er mellom 6 og 10 fot (1,8 og 3,0 m), typiske lengder er mellom 12 og 20 fot (3,7 og 6,1 m), selv om bordstørrelser kan variere i størrelse og form. Det viktigste skillet med denne tilnærmingen er at bordene løftes enten med en krantransportgaffel eller med materialplattformheiser festet til siden av bygningen. De transporteres vanligvis horisontalt til heisen eller kranløfteplattformen på egen hånd med girvogner avhengig av størrelse og konstruksjon. Endelige posisjoneringsjusteringer kan gjøres med vogn. Denne teknikken nyter popularitet i USA, Europa og generelt i land med høy lønnskostnad. Fordelene med denne tilnærmingen i forhold til bjelkeforskaling eller modulær forskaling er en ytterligere reduksjon av arbeidstid og kostnader. Mindre bord er generelt lettere å tilpasse rundt geometrisk kompliserte bygninger (runde eller ikke -rektangulære) eller å danne rundt søyler i forhold til deres store kolleger. Ulempene med denne tilnærmingen er de høyere materialkostnadene og den økte krantiden (hvis den løftes med krangaffel).

Tunnelformer

Tunnelformer er store, romstørrelsesformer som gjør at vegger og gulv kan støpes i et enkelt hell. Med flere former kan hele gulvet i en bygning gjøres i en enkelt hell. Tunnelformer krever tilstrekkelig plass utvendig til bygningen for at hele skjemaet kan glides ut og heises opp til neste nivå. En del av veggene er ubrudd for å fjerne skjemaene. Vanligvis gjøres støpninger med en frekvens på 4 dager. Tunnelformer er mest egnet for bygninger som har samme eller lignende celler for å tillate gjenbruk av skjemaene i gulvet og fra en etasje til den neste, i regioner som har høye arbeidspriser.

Se strukturell koffert .

Klatreforskaling

Hovedartikkel: Klatreforskaling

Klatreforskalling er en spesiell type forskaling for vertikale betongkonstruksjoner som stiger med byggeprosessen. Selv om det er relativt komplisert og kostbart, kan det være en effektiv løsning for bygninger som enten er veldig repeterende i form (for eksempel tårn eller skyskrapere) eller som krever en sømløs veggstruktur (ved bruk av glideforming , en spesiell type klatreforskalling).

Det finnes forskjellige typer klatreforskallinger, som enten flyttes fra tid til annen, eller til og med kan bevege seg på egen hånd (vanligvis på hydrauliske jekker, nødvendig for selvklatring og glidende forskalinger).

Der klatreform er mest brukt

Fleksibel forskaling

Det er et økende fokus på bærekraft i design, støttet av mål for reduksjon av karbondioksidutslipp. Den lave energien av betong i volum kompenseres av forbrukshastigheten som gjør produksjon av sement ansvarlig for rundt 5% av de globale CO2 -utslippene.

Betong er en væske som gir muligheten til økonomisk å lage strukturer av nesten hvilken som helst geometri - betong kan helles i en form av nesten hvilken som helst form. Denne flytningen blir sjelden brukt, med betong i stedet som helles i stive former for å lage strukturer med høy materialbruk med store karbonavtrykk. Den allestedsnærværende bruken av ortogonale former som betongforskaling har resultert i et veletablert ordforråd av prismatiske former for betongkonstruksjoner, men slike stive forskalingssystemer må motstå betydelige trykk og forbruke betydelige mengder materiale. Videre krever det resulterende element mer materiale og har en større egenvekt enn ett støpt med variabelt tverrsnitt.

Enkle optimaliseringsmetoder kan brukes for å designe et variabelt tverrsnittselement der bøynings- og skjærkapasiteten til enhver tid langs elementlengden gjenspeiler kravene til lastekonvolutten som er påført den.

Ved å erstatte konvensjonelle former med et fleksibelt system som hovedsakelig består av rimelige stoffark, utnytter fleksibel forskaling betongens flytbarhet for å skape svært optimaliserte, arkitektonisk interessante bygningsformer. Det kan oppnås betydelige materialbesparelser. Den optimaliserte seksjonen gir maksimal grense -tilstandskapasitet mens den reduserer karbon , og forbedrer dermed livssyklusytelsen til hele strukturen.

Kontroll av det fleksibelt formede bjelketverrsnittet er nøkkelen for å oppnå lavt materialbruk. Den grunnleggende antagelsen er at et ark med fleksibelt, gjennomtrengelig stoff holdes i et system av falsk bearbeiding før armering og betong legges til. Ved å variere stoffformenes geometri med avstand langs strålen, opprettes den optimaliserte formen. Fleksibel forskaling har derfor potensial til å lette endringen i design- og konstruksjonsfilosofi som vil være nødvendig for å gå mot en mindre materialintensiv, mer bærekraftig byggebransje. Potensialet blir ytterligere demonstrert i arbeid av Lee.

Stoffforskaling er en liten nisje innen betongteknologi. Den bruker myke, fleksible materialer mot den ferske betongen som forskaling, normalt med en slags tekstil eller plastmateriale med sterk spenning. The International Society of Fabric Forming forsker på stoffforskaling.

Gjerde-lignende design

Et design fra den russiske NPO-22-fabrikken (varemerket Proster , med modell 21 designet for å fungere som forskaling) bruker jernplater (med perforeringer) som om nødvendig kan bøyes for å danne en kurve. Den arkbaserte forskalingen med V-formede skinner holder formen i en retning (vertikalt), men kan før den forsterkes med stålbjelker bøyes. Flere ark kan festes sammen på samme måte som gjerder laget av jern "ark" kan være.

  • En sirkel kan lages av et enkelt ark med " 21 " forskaling, slik at du kan danne en kolonne.

Bruk

For flyttbare former, når betongen er hellet i forskaling og har herdet (eller herdet ), blir forskalingen slått eller strippet (fjernet) for å avsløre den ferdige betongen. Tiden mellom helling og forskaling avhenger av jobbspesifikasjonene, nødvendig kur, og om skjemaet støtter noen vekt, men er vanligvis minst 24 timer etter at helingen er fullført. For eksempel krever California Department of Transportation at skjemaene er på plass i 1–7 dager etter at de er hellet, mens Washington State Department of Transportation krever at skjemaene holder seg på plass i 3 dager med et fuktig teppe på utsiden.

Forskaling strippet og avslørte betong

Spektakulære ulykker har skjedd når skjemaene enten ble fjernet for tidlig eller hadde blitt underkonstruert for å bære lasten påført av vekten av den uherdede betongen. Mindre kritisk og mye mer vanlig (men ikke mindre flaut og ofte kostbart) er tilfeller der underdesignet forskaling bøyer eller går i stykker under fyllingsprosessen (spesielt hvis den er fylt med en høytrykksbetongpumpe). Dette resulterer da i at frisk betong slipper ut av forskalingen i en formblåsning , ofte i store mengder.

Betong utøver mindre trykk mot formene når det herdes. Herdingen er en asymptotisk prosess, noe som betyr at det meste av sluttstyrken vil oppnås etter kort tid, selv om det kan oppstå ytterligere herding avhengig av sementtype og tilsetninger.

Våt betong bruker også hydrostatisk trykk på forskaling. Trykket i bunnen av skjemaet er derfor større enn på toppen. I illustrasjonen av søyleforskalingen til høyre er 'søyleklemmene' nærmere hverandre nederst. Vær oppmerksom på at søylen er avstivet med ståljusterbare 'forskalingsrekvisitter' og bruker 20 mm 'gjennomgående bolter' for å støtte den lange siden av kolonnen ytterligere.

Noen modeller av "uavtagelig forskaling" kan også tjene som ekstra forsterkning av konstruksjonen.

Galleri

  • Betongen strukturen i Royal National Theatre bærer inntrykk av tømmer forskaling

  • Betongforming av plast til tverrvegg

  • Kultunnel konstruert ved hjelp av håndsett av aluminiumbetong

  • Konstruksjon av betongbasseng ved bruk av aluminiumsbetongformer

  • Soffit forskaling til en trapp av betong

  • Trappforskaling som viser bruk av strongbacks for å støtte stigerørsskodder

  • Skisse som viser bruk av tømmerrekvisitter for bjelkeformer

  • Kullsilokonstruksjon ved bruk av radiusbetongforskaling

  • Tvillere i stål og festebolter som brukes til å sikre veggformer

  • Kolonnen helles ved hjelp av spiralkanal

  • Betongplate helt på rullformet galvanisert stål med formen som en permanent del av konstruksjonen

  • Konstruksjon av betonggjerde ved bruk av askerstein, aluminiumsbetongformer

  • Konstruksjon av betonghus i Venezuela ved bruk av aluminiumsbetongforskaling

  • Betongkonstruksjon i Brasil ved hjelp av håndsett av aluminiumsbetongforskaling

  • Betongkonstruksjon i Moskva metro ved hjelp av spesiell aluminiumsbetongforskaling

  • Konstruert forskalingssystem i Moskva metro

  • Konstruert forskalingssystem i Moskva metro

  • Bassengkonstruksjon ved bruk av "Proster 21" fleksibel forskaling.

Se også

Litteratur

  • Matthias Dupke: Einsatzgebiete der Gleitschalung und der Kletter-Umsetz-Schalung: Ein Vergleich der Systeme. 2010, Verlag Diplomarbeiten Agentur, Hamburg, ISBN  978-3-8386-0295-0 .
  • The Concrete Society , forskaling: En guide til god praksis

Referanser

Eksterne linker