Dimensionare Panou De Cofraj Metalic.docx

UNIVERSITATEA OVIDIUS CONSTANTA FACULTATEA DE CONSTRUCTII

Tehnologia lucrarilor de constructii II Lucrarea nr. 1

Anul IV - CCIA Grupa 1

1

Dimensionarea unui cofraj metalic

Tema lucrarii Sa se dimensioneze un cofraj metalic necesar cofrarii unui elemnt masiv din beton cunoscand dimensiunile lamelei : L = 15 m l = 10 m H = 2.3+0.01*Nr = 2.3+0.01*18 = 2.48 m Se vor lua incarcarile date de impungerea betonului si de vibrarea lui tinand seama ca viteza de betonare pe verticala este v = 0.5m/h, iar timpul de intrare in priza este de 120 min. Sfrarsitul prizei este la 6 ore. Greutatea specifica a betonului proaspat este γb = 2400 daN/m3. Dimensiunile panoului de cofraj sunt: Lp = 2.6+0.01*Nr = 2.6+0.01*18 = 2.78 m lp = 0.75+0.01*Nr = 0.75+0.01*18 = 0.93 m Sa se descrie tehnologia de executie a unui panou de cofraj si sa se arate modalitatea de montare a cofrajului in vederea turnarii betonului. Sa se intocmeasca necesarul de panouri si de piese auxiliare, avand in vedere ca se va turna beton in 4 lamele simultan.

I.

Piese scrise: Dimensionarea cofrajului metalic 1. Stabilirea incarcarilor 2. Stabilirea dimensiunilor panoului de cofraj 3. Dimensionarea unei nervuri curente 4. Dimensionarea unei grinzi principale

II.

Tehnologia de executie a unui panou de cofraj

III.

Necesarul de panouri si piese auxiliare

IV.

Tehnologia de montare a cofrajului

Piese desenate: 1. Panou de cofraj metalic 2. Schita montaj module de cofraj pentru o lamela 3. Vedere in plan lamela cofraj

2

I.

Dimensionarea cofrajului metalic

1. Stabilirea incarcarilor

H

p max

pmax

pmax v≥10m/h

1
v<1m/h

Avem: - v= H/T unde (H reprezinta inaltimea elementului turnat; T reprezinta durata de timp necesara umplerii cofragului pe inaltimea respectiva; v reprezinta viteza de betonare); - v=0,5m/h * tp(2h) => H=1 m (la adancimea de 1m avem pmax dat de betonul proaspat) - v=0,5m/ * ti(6h) => H’=3 m > 3 m ⇨o sa aleg: 3

pst

∑p=3000daN/m2

pdinamic

+

=

pmax= γbp*H = 2400daN/m3*1m = 2400 daN/m2 pdinamic=200 daN/ m2 – capacitatea malaxorului pana la 0,2 m3 =400 daN/m2 – capacitatea malaxorului 0,2÷0,7 m3 =600 daN/m2 – capacitatea malaxorului > 0,7 m3 Σp = pmax + pdinamic = 2400 + 600 = 3000 daN/m2 Σp = 3000 daN/m2. 2. Determinarea dimensiunilor panoului de cofraj t=5 mm E=modulul de elasticitate al otelului =2,1*106 daN/cm2 µ=coeficientul lui Poisson= 0,30 𝑙

fadm=150 ≤ 3,5 mm ⇨ l’ = 3.5*150 = 525 mm 𝑘=

𝑙′′ 𝑡

𝑙 𝑓𝑎𝑑𝑚

4∗

=

15

*[1 +

72∗𝐸 𝑙 ) 𝑓𝑎𝑑𝑚

(1−𝜇)2 ∗∑ 𝑝∗(

] => 𝑘 = 4

𝑙′′ 4∗150

= 5

15

72∗2.1∗1010 𝑑𝑎𝑁/𝑚2

10−3

*[1 + (1−0.3)2 ∗3000∗1504 𝑑𝑎𝑁/𝑚2 ]

l” = 606.35 mm l = 0.142m/h*5h= 0.710m lnervuri maxi=min (l’,l”) = min(525 mm; 710mm) => lnervuri max = 0.525m (distanta maxima intre nervuri); Impartim lpanou la lnervuri si rezulta numarul de nervuri. Pentru a nu obtine 2 nervuri de dimensiuni diferite se imparte lpanou la 2. lnervura = lgrinda =

lpanou 2

Lp 3

= 0.93/2 = 0.456 m

= 2.78/3 = 0.93 m

3. Dimensionarea nervurii curente

4

l

qi=∑p * 22 = 3000*0.456/2 = 684 daN/m Incarcarile de pe fata superioara: l2 1

l2

F1=F1st +F1dr = qi* 2 *2 *2 = qi* 2 = 684*0.456/2 = 156 daN l1−l2

F2=F2st +F2dr = qi*

*2 = qi*(l1-l2) = 684 * (0.93 – 0.456) = 324.22 daN

2 l2

Q=2( F1+F2)=2* qi* +2* qi*(l1-l2) = qi*l2+2* qi*(l1-l2) = 2*(156 + 324.22) = 960.44 daN 2

Q

V1=V2= 2 = 960.44/2 = 480.22 daN l1

Mmax=V1* 2 - F1*[ Wnec=

Mmax

l1−l2

1 l2

l1−l2

+(3* 2 )]- F2*

2

4

qi

= 12*(3*l12-l22) =

675 12

*(3*0.932-0.4562) = 134.44daNm

, R=210 N/mm2

R

Din tabelul 1.8 se alege un profil “I” astfel incat Wx ≥ Wnec Wnec=

134.44∗104 210

= 6402 mm3 = 6.40 cm3 ⇨ aleg profil I8 cu wx = 19.5 cm3

Verificari:  σ=

Mmax Wx

≤R ⇨ σ =

134.44∗ 104 19.5∗ 103

= 68.94 N/mm2

 fmax≤fadm(=3.5) fmax=

fmax=

l2 2

( )2

Q∗l14 l2 2

1920∗(l1− )∗EI

*(25-40*

l12

938.25∗0.924 1920∗(0.92−

0.45 )∗2.1∗1010 ∗77.8∗10−8 2

l2 2

( )4

+16*

l14

) ≤3.5=fadm 0.45 2 ) 2 0.932

(

*(25-40*

5

0.45 4 ) 2 0.934

(

+16*

) = 0.7mm ≤3.5=fadm

4. Dimensionarea unei grinzi principale

Calculul incarcarilor 1

𝑄

𝑙2

V1=V2= 2(2 2 + 𝑄 + 2𝑞𝑖 𝑄

2

1

1

∗ 2 ∗ 4) = 2 (2 ∗ 960.44 + 2 ∗ 675 ∗ 0.456) = 1268.24daN

2𝑞𝑖∗𝑙2 𝑙2

Mmax= V1*l2 - 2 *l2-

2

* 2 = 1268.24*0.456 –

960.44 2

∗ 0.456 − 324.22 ∗

0.456 2

= 285.41

daN*m M1=M2=

𝑙2

𝑄

V1* 2 − 2 ∗

𝑙2 2

−

𝑙2 2

2𝑞𝑖∗ 2

2

∗ 3 ∗ 𝑙2

=

1268.24*

0.456 2

−

960.44 2

∗

0.456 2

−

0.456 = 132.88 daN*m

Din tabelul 1.8 se alege un profil “I” astfel incat Wx ≥ Wnec

 Wnec =  σ=

𝑀𝑚𝑎𝑥

Mmax Wx

𝑅

285.41

= 210∗105 = 1.36 𝑐𝑚3

≤R ⇨ σ =

279.45∗ 104 19.5∗ 103

=> aleg profil I8 cu Wx = 19.5 𝑐𝑚3

= 143.31 N/mm2 < R=210 N/mm2

6

0.456 2

2∗675∗ 2

2

∗3∗

II.

Tehnologia de executie a unui panou de cofraj Panourile metalice se vor confectiona in ateliere specializate pe santier sau in uzina, unde exista dotarea necesara pentru o executie de calitate si posibilitatea verificarii si controlului acesteia. Unitatiile care executa imbinari sudate sunt obligate sa utilizeze sudori autorizati intern si verificati periodic. Sudorii autorizati au persone cu marca distincta. Poansoanele se aplica astfel : -

la 50 mm de cusatura un singur poanson pentru o cusatura > 500 mm marca poansonului tre sa fie vizibila

CONDITII DE EXECUTIE Unitatile care executa constructii sudate au obligatia introducerii in fabricatie numai a laminatelor insotite de certificate de calitate completate cu marcaje pentru identificare. Nu este permisa folosirea materialelor care au dobandit degradari in timpul depozitarii, manipularii si transportului. Inainte de trasare si debitare, laminatele se vor verifica bucata cu bucata in ceea ce priveste aspectul exterior, dimensiunile si planeitatea verificandu-se daca aceasta se incadreaza in tolerantele admisibile prevazute de normative. TRASAREA Confectiile metalice se vor executa conform detaliilor din proiect folosind tehnologia proprie fiecarui atelier specializat. Indiferent de tehnologia utilizata la stabilirea cotelor de debitare a materialelor se va tine seama de valorile din proiect, cote finale care trebuiesc realizate dupa incheierea intregului process tehnologic de uzinare. Trasarea se va executa cu precizie de ± 1.00 mm. Nu se admite acumularea mai multor tolerante pe aceeasi linie de cotare. Debitarea laminatelor se poate executa cu fierastraul, cu foarfeca sau cu flacara. Taieturile date in elemente nu au voie sa prezinte fisuri sau crestaturi. Cele care prezinta se vor prelucra pana la disparitia acestora. Dupa taierea termica, piesele care prezinta neregularitati locale, mai mari decat cele prevazute pentru clasa de calitate respectiva a taieturii, dar nu depasesc dublul valorii prescrise pot fi utilizate cu conditia remedierii lor. Remedierea se face prin polizare care se executa cu o panta maxim de 1:10 fata de suprafata taieturii sau incarcare cu sudura, cu conditia respectarii tehnologiei de sudare pentru remedieri. In cazul taierii cu foarfeca sau prin stantare, marginile libere sau cele care nu vor fi complet toite prin sudare se prelucreaza prin polizare. Marginile pieselor taiate cu fierastraul vor fi prelucrate prin polizare. 7

GAURIREA Gaurirea cu burghiul se executa la diametrul definitiv conform prevederilor proiectului. Nu se admite gaurirea cu flacara oxiacetilenica. Gaurile trebuie sa fie circulare, fara reziduri si peretii lor trebuie sa fie perpendiculari pe suprafata materialului, iar muchiile sa fie curatate. Gaurile pentru suruburi se executa dupa sudare, iar unde este posibil piesele de strans adiacente se vor gauri simultan pentru garantia pastrarii pozitiilor. CURATIREA PIESELOR Piesele care urmeaza a se asambla trebuie sa aibe suprafete uscate si curate. Se interzice asamblarea pieselor ude, acoperite cu praf, gheata, unsoare, noroi, impuritati, rugina sau care prezinta exfolieri. La sudarile cap la cap curatirea se face pe ambele fete. In momentul inceperii sudarii, marginile ce se sudeaza trebuie sa prezinte luciu metallic. SUBASAMBLAREA Toate operatiile legate de procesul de asamblare se vor executa in hale inchise, ferrite de umiditate, cu temperature mediului ambient de peste + 50 C. Lungimea punctelor de prindere va fi de minim 60 mm, iar grosimea in functie de procesul de sudare dar nu mai mica de 3 mm. Asamblarea si prinderea provizorie trebuie facuta astfel incat dupa sudarea definitiva sa rezulte subansamble cu dimensiuni corecte, eventualele avarii trebuind sa se incadreze in valorile limita conform STAS 767/0-88. Sudurile de prindere pot fi incorporate in cordoanele de sudura deginitive cu conditia asigurarii unei bune continuitati intre sudura de prindere si sudura definitive. SUDAREA Alegerea procedeului de sudare se face in conformitate cu normative C 150-84, iar proiectul trebuie sa furnizeze urmatoarele detalii si conditii de calitate : - marca si clasa de calitate a otelurilor utilizate - dimensiunilor pieselor care se imbina - detalii de trasare si taiere a pieselor - modul de prelucrare finala a imbinarilor sudate - categoria de executie a elementului - modul de solicitare si tipul de solicitare Prin tehnologia de sudare se urmareste asigurarea calitatii stabilite pentru fiecare imbinare in parte. Ordinea de sudura este deosebit de importanta la confectiile metalice la care coordonatele de sudura se pot determina deformatii permanente. Prin ordinea de sudare se impugn urmatoarele recomandari : -

asigurarea gradelor de libertate pentru miscarea elementelor care formeaza un ansamblu 8

-

directia in care se depune cordonul de sudura sa fie de partea rigida a piesei catre partea libera care sa permita contractia sudurii sa se sudeze mai intai imbinarile care dau o contractie mai mare, respective cele cap la cap si apoi cele de colt asezarea si sudarea nervurilor care maresc rigiditatea sa se faca la sfarsit, dupa alcatuirea prin sudare a ansamblului sa se evite concentrarea mai multor cordoane de sudura la alcatuirea ansamblurilor sau intretaierea coordoanelor pentru piesele simetrice fata de axa de simetrie, cusaturile sa se depuna alternativ de o parte si de alta a axei de simetrie

PROTECTIA SUPRAFETELOR METALICE Protejarea suprafetelor metalice se face imediat dupa pregatirea suprafetelor si nu trebuie sa depaseasca 3 ore de la terminarea curatirii fiecarei portiuni de suprafata a elementului care se protejeaza. Sistemele de acoperire prin vopsire se pot aplica manual prin pensulare sau mecanizat prin pulverizare. In uzina se executa grunduirea elementelor metalice cu doua straturi de grund. In primul an de exploatare trebuie sa se urmareasca starea panourilor metalice, in special : -

daca incarcarile reale nu le depasesc pe cele avute in vedere la proiectare daca nu apar in elemente deformatii vizibile starea imbinarilor daca nu apara fisuri in suduri sau in materialul de baza comportarea protectiei impotriva coroziunii Daca apar defecte sau deformatii vizibile se vor lua masuri de remediere.

9

III.

Necesarul de panouri si piese auxiliare



Necesarul de panouri pe lungimea de 15 m L/Lp= 15/2.78=5.40 => 5 panouri  Necesarul de panouri pe latimea de 10 m l/Lp= 10/2.78= 3.60 => 4 panouri  Necesarul de panouri pe inaltimea de 2.48 m H/lp= 2.48/0.93 = 2.66 => 3 panouri Numarul total de panouri pentru toate fetele 5*3*2+4*3*2= 54 panouri de cofraj IV.

Tehnologia de montare a cofrajului metalic Lamela de beton are dimensiunile 10m x 15m x 2.48m. Panourile de cofraj metalic au dimensiunile 2.78x0.93x0.33m si se vor monta pe 3 randuri (pe inaltime) conform plansei nr 2, iar modalitatea de rigidizare este detaliata in plansa nr.3. Panourile de cofraj metalic sunt asezate in pozitie de montaj cu macara pe pneuri (anexa 1). Stabilitatea dupa eliberarea din carligul macaralei se asigura cu spraituri de inventar prinse de placuta de repartitie. La partea superioara a modulului se agata o schela usoara prevazuta cu podina si balustrada pentru asigurarea securitatii muncitorilor la turnarea betonului. Pentru latura de 10m a lamelei sunt prevazute 4 module, iar pentru latura de 15m sunt prevazute 6 module, ceea ce rezulta un total de 60 de module. Pentru realizarea unui modul se vor respecta urmatoarele operatii:  Trasarea dimensiunilor lamelei;  Ansamblarea panourilor de cofraj cu suruburi;  Montarea tirantilor inferiori;  Montare scaune cu placute de repartitie; 10

          cu decofrol.

Montare grinzi verticale; Montare spraituri de inventar pe fiecare grinda; Rigidizarea panourilor inferioare de cele 2 grinzi si calarea acestora; Montarea panourilor superioare cu prinderea definitiva de grinzi; Montarea tirantilor superiori; Verificarea verticalitatii cofrajului; Strangerea suruburilor de rigidizare; Montarea elementelor de sustinere parapet pentru podina de lucru; Montarea scarilor de acces la podina de lucru; Inaintea inceperii montajului, panourile metalice vor fi protejate prin ungere

11