- ul. Leśna 24, 82-204 Warzenko
- info@schalform.com
Świeża mieszanka betonowa podczas układania w deskowaniu wywołuje na jego wewnętrzne ścianki nacisk, będący do pewnego momentu zbliżony swoją charakterystyką do parcia hydrostatycznego. Przybiera ono w miarę równomierny rozkład, skierowany prostopadle do powierzchni deskowania, niezależnie od kąta jego nachylenia do powierzchni. Wskutek działania tego obciążenia w deskowaniu generowanych jest szereg sił, powodujących ściskanie, rozciąganie, zginanie oraz ścinanie poszczególnych jego elementów. Dystrybucja oraz wartości tych sił muszą zostać rozpoznane, zarejestrowane oraz uwzględnione w konstrukcji deskowania. Właściwym jest zatem mówienie, że zadaniem deskowania, oprócz nadania kształtu konstrukcji, jest przeciwdziałanie powstałemu wewnątrz niego ciśnieniu mieszanki.
Ustawione naprzeciw siebie i niepowiązane ze sobą ścianki deskowania, w wyniku ułożenia pomiędzy nimi mieszanki betonowej zostają obciążone jej naciskiem. Wywołane w skutek niego siły pozostają niezrównoważone, przez co dążą do przewrócenia się tych ścianek (Rys.1)
Chcąc zachować równowagę układu należy zadbać o odpowiednie wyparcie lub powiązanie naprzeciwległych części deskowania, co zabezpieczy je przed negatywnymi skutkami poziomo działających sił, pochodzących od parcia świeżego betonu. Najczęściej realizuje się to za pomocą elementów ściągających (spinających) naprzeciwległe, niezależnie pracujące ścianki deskowania. Przechodzą one przez deskowanie oraz całą grubość wykonywanej przegrody i zawierają pewien mechanizm krępujący, uniemożliwiający przesuw ścianek deskowania na zewnątrz układu. Jednocześnie wewnątrz deskowania lub bezpośrednio na nim instaluje się elementy dystansujące, których zadaniem jest zabezpieczyć szalunek przez utratą żądanej szerokości (np. grubości ściany), wskutek nadmiernego ściągania.
W najwcześniejszych rozwiązaniach deskowań, wykonywanych z drewna, rolę ściągów pełniły napięte, stalowe druty, zamocowane do kantówek usztywniających poszycie z desek (Rys. 3). Obecnie tę metodę wykorzystuje się wyłącznie w najprostszych i najmniej wymagających rozwiązaniach.Z czasem rozwiązanie to wyewoluowało do formy stalowych taśm lub drutów, krępowanych za pomocą śrub, klinów lub prostych mechanizmów zaciskowych. Niewątpliwą zaletą takich rozwiązań jest ich cena i wynikająca z niej ogólna dostępność. W wielu krajach na południu Europy (np. Serbia, Rumunia, Bułgaria) najpopularniejszym sposobem szalowania ścian jest użycie płyt trójwarstwowych oraz ściąganie ich stalowymi paskami, krępowanymi klinami (Rys.4).
Wadą tego typu rozwiązań jest jednak brak możliwości ponownego użycia elementu ściągającego, który w każdym z powyżej wymienionych rozwiązań pozostaje w betonie.
W niskich deskowaniach, wykorzystywanych szczególnie do wykonania ław fundamentowych, ściąganie elementów może odbywać się również za pomocą stalowych listew lub taśm stalowych, umieszczanych pod oraz na deskowaniu, które po napięciu i odpowiednim zdystansowaniu spełniają analogiczną rolę, jak omówione wcześniej stalowe paski. Bywają również w zastosowaniu proste ściski szalunkowe o regulowanym rozstawie. Ustawione nad deskowaniem w równomiernych rozstawach zabezpieczają deskowanie, wykonane najczęściej ze sklejki, przed rozsunięciem się.
W większości współcześnie funkcjonujących ściennych systemów szalunkowych ściąganie naprzeciwległych płyt realizuje się za pomocą stalowych, odpowiednio gwintowanych (tzw. gwint „Dywidag”) prętów, zwanych ściągami lub ankrami, o ustandaryzowanych średnicach – najczęściej 15 lub 20mm, na których umieszcza się nakrętki, wyposażone w płaski element oporowy. Długość ściągów, występujących najczęściej w określonym typoszeregu, dobiera się zawsze dłuższą, niż żądany dystans płyt szalunkowych. Odległość płyt precyzyjnie ustala się za pomocą odpowiedniego dystansowania nakrętek.
Wadą tego typu rozwiązań jest jednak brak możliwości ponownego użycia elementu ściągającego, który w każdym z powyżej wymienionych rozwiązań pozostaje w betonie.
W niskich deskowaniach, wykorzystywanych szczególnie do wykonania ław fundamentowych, ściąganie elementów może odbywać się również za pomocą drutów, stalowych listew lub perforowanych taśm stalowych, umieszczanych pod oraz na deskowaniu, które po napięciu i odpowiednim zdystansowaniu spełniają analogiczną rolę, jak omówione wcześniej stalowe paski. Rozwiązanie z taśmami stosuje się szczególnie w deskowaniu fundamentów, w którym leżące płyty uniemożliwiają standardowe przeprowadzenie ściągów i zblokowanie ich nakrętkami. Bywają również w zastosowaniu proste ściski szalunkowe o regulowanym rozstawie. Ustawione nad deskowaniem w równomiernych rozstawach zabezpieczają deskowanie, wykonane najczęściej ze sklejki, przed rozsunięciem się. Okazjonalnie, w najprostszych rozwiązaniach, stosuje się czasem elementy ściągające deskowania wykonane z prętów gwintowanych wraz z nakrętkami.
W większości współcześnie funkcjonujących ściennych systemów szalunkowych ściąganie naprzeciwległych płyt realizuje się za pomocą stalowych, odpowiednio gwintowanych (tzw. gwint „Dywidag”) prętów, zwanych ściągami lub ankrami, o ustandaryzowanych średnicach – najczęściej 15 lub 20mm, na których umieszcza się nakrętki, wyposażone w płaski element oporowy. Długość ściągów, występujących najczęściej w określonym typoszeregu, dobiera się zawsze dłuższą, niż żądany dystans płyt szalunkowych. Odległość płyt precyzyjnie ustala się za pomocą odpowiedniego dystansowania nakrętek.
Zestaw ściągu z nakrętkami przeciwdziała poziomym siłom, generowanym przez świeżą mieszankę betonową, która napiera na wewnętrzne ścianki deskowania. Płyty szalunkowe, chcąc przesunąć się za zewnątrz układu napierają na płaski element oporowy nakrętki, która z kolei przenosi obciążenie za pomocą gwintu bezpośrednio na stalowy ściąg. Występowanie jednakowego stanu obciążenia na obydwu stronach deskowania powoduje, że na przeciwległych nakrętkach powstają identyczne stany naprężenia i cały układ pozostaje w równowadze. Nakrętki stają się wówczas elementami ściskanymi, z kolei ściągi – rozciąganymi (Rys. 6)
W najprostszym schemacie statycznym płyta szalunkowa może zostać uproszczona do belki równomiernie obciążonej mieszanką betonową, dla której ściąg wraz z nakrętką stanowią podporę. Reakcje belki odpowiadają swoją istotą siłom wygenerowanym na nakrętce i wewnątrz ściągu. Ugięcie płyty szalunkowej następuje zawsze pomiędzy liniami występowania ściągów, co wyraźnie można zauważyć analizując nierówności wykonanych ścian (Rys. 7a i 7b). Oczywistym jest z pewnością dla czytelnika, że wielkość tego ugięcia zależna jest od wartości obciążenia – będącego parciem mieszanki betonowej, sztywności belki – odpowiadającej wybranemu systemowi deskowania, a także rozmieszczenia podpór – układu ściągów wraz z nakrętkami.
Dystrybucja obciążeń na ściągi szalunkowe w deskowaniu odbywa się w oparciu o podstawowe zasady statyki – dla układu o stałej sztywności (za taki należy uznać stały system szalunkowy) element przejmuje obciążenie z połowy odległości do sąsiedniej podpory. Zagęszczenie ściągów spowoduje zmniejszenie strefy wpływu obciążenia, co przy stałej jego wartości wygeneruje siły o mniejszych wartościach (Rys. 8 i Tab. 1).
Zasada ta znajduje zastosowanie nie tylko w przypadku ściągów szalunkowych, ale również zamków, rygli czy podpór szalunkowych w deskowaniu stropowym.
Niewątpliwą zaletą stosowania tego typu ściągów jest szybkość ich montażu, a także możliwość ich całkowitego odzyskania z betonu, w przeciwieństwie do poprzednio omawianych taśm. Efekt ten uzyskuje się dzięki umieszczeniu stalowego pręta wewnątrz plastikowych lub betonowych rurek dystansowych. Po stwardnieniu mieszanki pozostają one w betonie, umożliwiając wyjęcie stalowego pręta, który nienaruszony, może zostać wykorzystany w kolejnym etapie prac.
Z punktu widzenia konstruktora oraz użytkownika deskowania niewątpliwą zaletą wynikającą ze stosowania ciągów typu Dywidag jest fakt określenia minimalnej siły rozciągającej, koniecznej do przeniesienia przez układ ściąg-nakrętki. Informacje te zawarte są w tablicy 4. normy DIN-18216, która, oprócz wymagań wytrzymałościowych, opisuje sposób badania laboratoryjnego ściągów oraz nakrętek, a także określa sposób oznaczania spełniających wymagania komponentów.
Norma DIN-18216 wymaga od układu ściąg-nakrętki, o średnicy nominalnej 15mm zdolności przeniesienia siły rozciągającej o wartości 90kN, z odpowiednim współczynnikiem bezpieczeństwa – wymagana siła zrywająca powinna wynosić min. 190kN, a siła uplastyczniająca ok. 159kN. Każdy z dostępnych na rynku systemów szalunkowych, dla którego producent określił dopuszczalną wartość parcia świeżej mieszanki betonowej, posiada zaprogramowany układ otworów przelotowych w płytach, dla których, przy spełnieniu warunku nośności nie przekroczone zostaną dopuszczalne w normie DIN wartości sił w ściągach. Dlatego niezwykle istotne z punktu widzenia bezpieczeństwa jest stosowanie w deskowaniu wyłącznie wysokiej jakości ściągów oraz nakrętek, z materiałów o wymaganych parametrach wytrzymałościowych. Niestety, obecnie w Polsce brak jest odpowiedniego sposobu certyfikacji tych wyrobów, dla których nie stawia się żadnych wymagań. Sytuacja dodatkowo komplikowana jest przez brak polskiego odpowiednika normy DIN-18216 oraz przez rynek, który wymaga coraz tańszych produktów, bez świadomości i należytej dbałości o zapewnienie odpowiednich parametrów produktów. W rezultacie na polskich budowach stosowane są ściągi o nieokreślonej nośności, dla których dystrybutorzy wystawiają trudne do zweryfikowania deklaracje zgodności. W takiej sytuacji jedynie świadomość i odpowiedzialność poszczególnych użytkowników, którzy na etapie doboru sprzętu podejmują decyzje zakupowe, pozwoli ograniczyć zagrożenie i wyeliminować z użycia ściągi o niepewnych parametrach.
Ściągi wraz z nakrętkami są najbardziej obciążonymi elementami szalunku ściennego. W żadnym innym, pojedynczym komponencie deskowania nie są generowane siły o większych wartościach. Zerwanie ściągu bądź nakrętki niemal zawsze skutkuje utratą szczelności deskowania i znacznymi stratami materialnymi. Niezwykle ważne jest zatem, aby do wykonywania deskowania wykorzystywać wyłącznie wysokiej jakości komponenty ściągające, skrupulatnie kontrolowane i pochodzące z pewnych źródeł. Zdecydowanie nierozważnym jest posługiwanie się najtańszymi produktami o niesprawdzonych parametrach i niskich współczynnikach bezpieczeństwa.
Sposób dystrybucji obciązeń w ściągach szalunkowych, pomimo swojej intuicyjności, jest często pomijany w trakcie projektowania deskowania. Stwarza to dla użytkownika poważne trudności, ponieważ w przypadku poruszania się w rozwiązaniach typowych wystarczy przestrzegać postanowień instrukcji użytkownika, o tyle w rozwiązaniach niestandardowych wymaga się pełnego zrozumienia i nieprzekroczenia dopuszczalnych wartości sił. W przypadku jakichkolwiek niepewności, szczególnie podczas realizacji nietypowych zadań lub wykorzystując indywidualne rozwiązania, warto wspomóc się specjalistycznym sprzętem pomiarowym, który zamocowany w najbardziej newralgicznych punktach miejscach deskowania, pozwoli na bieżąco monitorować siły w ściągach i w odpowiedni sposób sterować procesem betonowania.
Powyższa publikacja autorstwa Kamila Długosza ukazała się w numerze 71 kwartalnika Rusztowania i Deskowania.
Warzenko 84-208, ul. Leśna 24,
info@schalform.com
(+48) 792 929 977
SCHALFORM.COM
Copyright © 2023. All rights reserved.