Suora vastaus: Mitä sinun tulee tietää betonielementtirakennuksista
Tehdasvalmisteiset betonirakennukset ovat rakenteita, jotka on koottu betonikomponenteista, jotka on valettu ja kovetettu tehtaalla, minkä jälkeen ne kuljetetaan työmaalle pystytettäväksi. Paikalla valurakentamiseen verrattuna tehdasvalmisteiset menetelmät tyypillisesti lyhentävät rakennusaikatauluja 30-50 prosenttia koska rakennerunko, seinäpaneelit, lattialaatat ja palkit kovettuvat valvotuissa olosuhteissa samalla kun työmaalla tehdään tasaus- ja perustustyöt rinnakkain. Tärkein yksittäinen muuttuja, joka määrittää, pysyykö elementtiprojekti aikataulussa ja budjetissa, on betonielementtien nostojärjestelmä jokaiselle elementille valittuna: ankkurit, lisäosat, kytkimet ja takilalaitteistot, jotka mahdollistavat paneelin tai palkin poimimisen, pyörittämisen ja asettamisen ilman halkeilua, ylikuormitusta tai kappaleen pudottamista. Tee tämä yksi päätös väärin ja kaikki muut precast-menetelmän tarjoamat tehot häviävät uudelleentyöstämisen, viiveiden ja vaurioituneiden yksiköiden vuoksi.
Tämä opas kattaa kokonaiskuvan perusteellisesti: mitä betonielementtirakennukset todellisuudessa ovat ja miten niitä verrataan perinteiseen rakentamiseen, kaikki elementtirakenteessa käytetyt tärkeimmät komponenttityypit, kuinka nostojärjestelmät suunnitellaan ja valitaan ankkuri kerrallaan, valmistusprosessi muotista varastopihalle, kuormien käsittelyyn liittyvät ainutlaatuiset rakennesuunnittelun näkökohdat, elementtien väliset liitostavat, kuljetuslogistiikka, yleiset viat ja niiden tarkka kustannustehokkuus, kustannustehokkuus ja niiden oikea nostotapa. sanasto ja UKK-osio lopussa.
Mitä ovat elementtibetonirakennukset
Betonielementtirakennus, jota joskus kutsutaan betonielementtirakennukseksi, on mikä tahansa rakenne, jossa ensisijaiset kantavat elementit, pylväät, palkit, seinäpaneelit, ontelolaatat, portaat valmistetaan tehtaan ulkopuolella, sitten kuljetetaan ja kootaan lopulliselle perustukselle. Tämä eroaa perinteisestä paikkavaletusta betonista, jossa muodot rakennetaan paikan päällä ja betoni kaadetaan suoraan paikoilleen kovettaen paikkaan, jossa se pysyy pysyvästi.
Tehdasympäristö antaa valmistajille tiukemman hallinnan betoniseoksen suunnittelusta, kovettumislämpötilasta, kosteudesta ja muotin sietokyvystä. Tämä hallinta tarkoittaa tasaisemman puristuslujuuden, tasaisemman pinnan viimeistelyä ja vähemmän vikoja kuin mitä tavallisesti saavutetaan avoimella säälle alttiina työmaalla. Se tarkoittaa myös sitä, että jokainen tehtaalta lähtevä elementti tarvitsee sisäänrakennetun tavan poimia, siirtää, kääntää ja asettaa, mikä on juuri se rooli betonielementtien nostojärjestelmällä koko tuotteen käyttöiän ajan, hetkestä, kun se irrotetaan muotista siihen päivään, jolloin se asetetaan lopulliseen asentoonsa rakenteessa.
Betonielementtejä on käytetty rakennusmenetelmänä reilusti yli vuosisadan, mutta nykyaikainen elementtiteollisuus sellaisena kuin se on nykyään, syntyi sodan jälkeisistä jälleenrakennusponnisteluista, kun nopean ja toistettavan rakentamisen kysyntä ylitti sen, mitä työmaalla rakennetut muotit pystyivät tarjoamaan. Varhaiset kasvit valettiin yksinkertaisia palkkeja ja ontelolankuja; Nykyaikaiset tehtaat valetaan nyt monimutkaisia eristettyjä sandwich-seinäpaneeleja, arkkitehtonisia julkisivuelementtejä integroiduilla viimeistelyillä ja pitkäjänteisiä kaksois-tee-kattoelementtejä yhdessä jatkuvassa tuotantosyklissä.
Betonielementtirakennuksia käytetään monenlaisissa rakennustyypeissä: varastot ja logistiikkakeskukset, pysäköintirakenteet, maatalousrakennukset, kylmävarastot, matalat ja keskikorkeat asuinkorttelet, koulut ja teollisuuslaitokset. Niiden kaikkien yhteinen lanka on rakenteellinen runko tai vaippa, joka on rakennettu toistettavissa olevista tehdasvalemista komponenteista paikan päällä kaadetun betonin sijaan.
Tehdasvalmisteinen betoni vs. paikallaan valettu: käytännön vertailu
Nämä kaksi menetelmää eivät kilpaile keskenään, vaan eri projektiprofiileihin soveltuvia työkaluja. Paikalla valu on edelleen yleistä perustuksissa, monimutkaisissa geometrioissa, joita on vaikea standardoida toistettavissa muotteissa, ja projekteissa, joissa ylimitoitettujen elementtien kuljettaminen työmaalle on epäkäytännöllistä. Esivalmistetulla betonilla on taipumus voittaa projekteissa, joissa on toistettavat rakenteelliset kohdat, tiukat aikataulut tai joissa tasainen tehtaan laatu on etusijalla paikan päällä tapahtuvan muovauksen joustavuuden sijaan.
| tekijä | Esivalmistettu Betoni | Valettu Paikalla |
|---|---|---|
| Aikataulu | Tehdas- ja työmaatyöt rinnakkain | Jaksottainen, säästä riippuen |
| Laadun johdonmukaisuus | Korkea, kontrolloitu ympäristö | Vaihteleva, alttiina paikan olosuhteille |
| Suunnittelun joustavuus | Paras toistettavilla kentillä | Paras epäsäännölliselle geometrialle |
| Työvoimatarpeet työmaalla | Alemmat, pääasiassa pystytystyöt | Korkeampi, muotti ja viimeistely |
| Kuljetusvaatimus | Pakollinen, voi rajoittaa elementin kokoa | Ei mitään, betoni kaadettiin paikan päällä |
Betonielementtirakentamisen tärkeimmät edut
Betonielementtirakentamisen vetovoima perustuu useisiin käytännön etuihin, jotka näkyvät lähes kaikissa projekteissa rakennustyypistä tai alueesta riippumatta.
Nopeammat kokonaisaikataulut
Työmaatyö ja ulkopuolinen valu suoritetaan rinnakkain peräkkäin, mikä on suurin yksittäinen ajansäästö useimmissa projekteissa. Louhinta, perustusten kaataminen ja rakennustyöt tapahtuvat paikan päällä, mutta laitos valaa samanaikaisesti pylväitä, palkkeja, paneeleja ja laattoja kiinteässä tuotantosyklissä. Kun perustukset saavuttavat rakenneliitosten vastaanottamiseen tarvittavan lujuuden, pihalla voi jo odottaa täysi rekkakuorma asennusvalmiita komponentteja.
Tasainen, toistettava laatu
Hallittu annostelu, mekaaninen tärinä ja valvottu kovettuminen vähentävät vaihtelua, jonka sää- ja työmaaolosuhteet aiheuttavat valutyöhön. Talvella ilmastoituun tehtaaseen valettu paneeli saavuttaa olennaisesti saman lujuuden ja viimeistelylaadun kuin kesällä valettu, mikä harvoin pätee ulkona avoimelle paikalle kaadetulle betonille.
Vähentynyt työpaikan ja kaupan päällekkäisyys
Asennustyöryhmät kokoavat valmiita komponentteja sen sijaan, että rakentaisivat muotteja ja laittaisivat betonia paikan päälle. Näin vähennetään tarvittavien kauppojen määrää kerralla ja vähennetään koordinointikustannuksia, jotka aiheutuvat useiden päällekkäisten miehistöjen hallinnasta rajoitetulla työmaalla.
Vähennä materiaalihukkaa
Uudelleenkäytettävät teräs- tai lasikuitumuotit ja tarkka annostelu vähentävät muottijätteitä ja betonin ylivuodoa verrattuna paikan päällä valmistettuihin muotteihin, jotka rakennetaan usein puutavarasta ja vanerista, joka heitetään pois tai hajoaa muutaman käyttökerran jälkeen.
Odotettua enemmän suunnittelun joustavuutta
Nykyaikaiset elementtimuotit voivat tuottaa arkkitehtonisia viimeistelyjä, paljaita kiviaineksia, tiilen muotoisia tekstuureja ja monimutkaisia geometrioita, jotka olisi työlästä muodostaa paikan päällä, samalla kun taustalla oleva tuotantoprosessi pysyy riittävän standardoituna pysyäkseen nopeana ja kustannustehokkaana.
Mikään näistä eduista ei realisoidu automaattisesti. Ne riippuvat siitä, että komponentit saapuvat paikalle vahingoittumattomina ja pystytetään turvallisesti ja tehokkaasti, jolloin betonielementtien nostojärjestelmän takana olevasta suunnittelusta tulee sidekudos tehtaan ja valmiin rakennuksen välillä.
Yleiset betonielementtien tyypit
Useimmat elementtirakenteet kootaan pienestä sarjasta toistettavia komponenttiperheitä, joista jokaisella on omat nosto- ja käsittelyvaatimukset.
Rakenteelliset pylväät ja palkit
Pilarit ja palkit muodostavat elementtirungon ensisijaisen rungon. Ne ovat tyypillisesti työn raskaimmat yksittäiset elementit ja vaativat nostolaitteita, joilla on laaja turvamarginaali, koska yksi pilari voi painaa useita tonneja ja se on kallistettava vaakasuuntaisesta valuasennosta pystyasentoon pystytyksen aikana.
Kiinteät seinäpaneelit
Elementtivaletut massiiviseinäpaneelit, olivatpa ne rakenteellisia tai ei-rakenteisia, valetaan tasaiseksi ja kallistetaan pystysuoraan paikan päällä. Koska paneelit ovat ohuita pituuteensa ja korkeuteensa nähden, ne ovat erityisen alttiita halkeilemaan ylöskallistusvaiheessa, jos nostopisteitä ei ole sijoitettu suunnitellun nostosuunnitelman mukaan.
Eristetyt sandwich-paneelit
Sandwich-paneelit koostuvat kahdesta betonilevystä, jotka on erotettu toisistaan jäykällä eristekerroksella ja jotka on sidottu yhteen leikkausliittimillä. Nämä paneelit ovat raskaampia ja monimutkaisempia nostaa kuin kiinteät paneelit, koska nostoanalyysissä on otettava huomioon myös kahden betonikerroksen välinen komposiittikäyttäytyminen ja vältettävä liittimien ylikuormitusta poiminnan aikana.
Arkkitehtoniset julkisivupaneelit
Arkkitehtonisissa paneeleissa on usein viimeistelty pinta, paljas kiviaines, tiilipäällyste tai muoto-vuorattu pintarakenne, joka on suojattava takilakontaktilta ja tahroilta käsittelyn aikana. Näiden paneelien nostopisteet sijoitetaan usein vain takapuolelle, ja pehmustettua takilaa käytetään välttämään merkintöjä valmiiseen pintaan.
Ontot ydinlaatat
Ontelolaatat ekstrudoidaan jatkuvilla onteloilla, jotka kulkevat yksikön pituudella painon vähentämiseksi säilyttäen samalla lattian ja katon jännevälit. Ne nostetaan tasaisesti käyttämällä säikeennostosilmukoita tai upotettuja nostoankkureita, jotka on sijoitettu pitämään taivutusjännitykset suunnittelurajoissa poiminta aikana.
Double-Tee laatat
Double-tee-palkkeja käytetään pitkäjänteisissä lattioissa ja katoissa, erityisesti pysäköintirakenteissa. Niiden erottuva rivan muoto tarkoittaa, että nostopisteet on sijoitettava suoraan ripojen päälle, missä osassa on tarpeeksi syvyyttä kestämään hakkuun keskittyneen rasituksen.
Portaat ja sekalaiset elementit
Portaat, tasanteet, istutuskoneet ja hyötyholvit täydentävät useimpia elementtirakenteita. Nämä pienemmät, omituisen muotoiset kappaleet tarvitsevat usein mukautettuja nostokonfiguraatioita paneeleissa ja laatoissa käytettävien standardien ankkuriasettelujen sijaan.
Elementtipohjaiset elementit
Joissakin hankkeissa käytetään myös elementtijalkoja, tasopalkkeja tai perusseiniä työmaan aikataulun lisäämiseksi. Nämä elementit ovat yleensä tilavuusyksikköä kohti painavampia kuin korkealuokkaiset komponentit ja vaativat erityisen lujaa nostolaitteistoa niiden paksun ja kompaktin geometrian vuoksi.
Betonielementtien nostojärjestelmä: Kuinka se toimii
Betonielementtien nostojärjestelmä on täydellinen laitteisto- ja suunnitteluketju, joka saa valuelementin muotista lopulliseen lepopaikkaansa vahingoittumatta. Se ei ole yksittäinen tuote, se on järjestelmä, joka koostuu useista linkitetyistä osista, jotka kaikki on sovitettava tietyn siirrettävän osan painoon, muotoon ja käsittelyjärjestykseen.
Upotetut nostoankkurit ja -osat
Nostoankkurit valetaan suoraan betoniin ennen sen kovettumista. Yleisiä ankkurityylejä ovat litteät levyankkurit, pallomaiset ankkurit, rengasankkurit ja kierreliittimet. Jokainen ankkurityyppi on valmistettu mitoitettuna työkuormitusraja , ja oikea tyyppi riippuu elementin geometriasta, kuormitetaanko ankkuri suoraan ylös vai vinosti ja kallistuuko kappale tasaisesta pystysuoraan poimintavaiheessa.
Kytkimien ja kytkimien nosto
Nostokytkin on uudelleenkäytettävä takilaosa, joka yhdistää nosturin ketjun tai kaapelin upotettuun ankkuriin. Kytkimet on suunniteltu sopimaan tiettyyn ankkuriprofiiliin, joten pallomainen pääankkuri ja litteä levyankkuri vaativat kumpikin erilaisen kytkinrakenteen. Yhteensopimattoman kytkimen ja ankkurin yhdistelmän käyttö on yksi yleisimmistä ja ehkäisevimmistä syistä elementtien putoamiseen.
Levityspalkit ja nostokehykset
Pitkien, hoikkien elementtien, kuten palkkien tai seinäpaneelien, levityspalkki jakaa nosturin yksittäisen koukun kuorman useisiin poimintapisteisiin pitäen kaapelin kulmat lähellä pystysuoraa ja vähentäen kunkin ankkurin sivukuormaa. Nostokehykset palvelevat samaa tarkoitusta epäsäännöllisissä muodoissa, joissa tavallinen takilan geometria ei toimi.
Kallistuslaitteisto
Vaakasuoraan valettujen seinäpaneelien on käännettävä noin 90 astetta saavuttaakseen lopullisen pystysuoran asennon. Kallistuslaitteisto, mukaan lukien paneelin yläosaan sijoitetut pystytysankkurit ja pohjassa olevat saranakohdat, hallitsee tätä pyörimistä niin, että jännitykset pysyvät paneelin suunnittelukapasiteetin sisällä koko heilahtelun ajan, ei vain sillä hetkellä, kun nosturi ottaa kuorman ensimmäisen kerran.
Takilan geometria ja nostokulmat
Takilan jalan ja elementin vaakatason välinen kulma vaikuttaa suoraan kunkin ankkurin kokemaan kuormitukseen. Kun kulma vaakasuoraan nähden pienenee, eli takilasta tulee matalampi tai leveämpi, kummankin jalan jännitys kasvaa jyrkästi, vaikka nostettava kokonaispaino ei ole muuttunut. Tästä syystä nostosuunnitelmat määrittelevät nostolaitteen vähimmäiskulman, joka pidetään yleensä yli 45 astetta vaakatasosta, jotta vältetään odottamaton ylikuormitus ankkureilta, jotka on mitoitettu vain jyrkemmälle, pystysuoralle nostolle.
Dynaamiset ja vaikutustekijät
Elementin staattinen paino on vain nostojärjestelmän mitoituksen lähtökohta. Nosturit kiihtyvät ja hidastavat poimintavaiheessa, ja jopa tasaisen näköinen nosto aiheuttaa lyhyen kuormituspiikin staattisen painon yläpuolella. Nostoanalyyseissä käytetään yleensä dynaamista vahvistuskerrointa tämän huomioimiseksi sekä lisäiskuvaraa, jos kappale koskettaa muottia, viereisiä elementtejä tai maata kuorinnan tai kovettamisen aikana.
Turvamarginaali selkeästi sanottuna: Esivalmistetut nostolaitteet valitaan perinteisesti siten, että työkuormitusraja on asetettu selvästi ankkurin murtolujuuden alapuolelle, yleensä suhteessa 4:1 tai 5:1. Tämä rako on olemassa nimenomaan vaimentamaan iskukuormitusta, epätasaisia poimintakulmia ja pieniä kohdistusvirheitä, joita tapahtuu rutiininomaisesti todellisessa käsittelyssä, ei vain paikallaan olevan kappaleen staattista painoa.
Yleisten esivalmistettujen nostolaitteiden vertailu
Oikean laitteiston valitseminen tietylle elementille edellyttää yleensä ankkurityylin sovittamista kappaleen muotoon ja suuntauksen valitsemiseen, kuten alla on yhteenveto.
| Laitteiston tyyppi | Tyypillinen käyttö | Valitse suunta | Uudelleen käytettävä |
|---|---|---|---|
| Litteä levyankkuri | Seinäpaneelit, ohuet osat | Pysty tai kallistuva | Ei (upotettu) |
| Pallomainen pääankkuri | Palkit, pylväät | Kulma tai pystysuora | Ei (upotettu) |
| Kierreliitos | Laatat, portaat | Pystysuora | Ei (upotettu) |
| Strand Lifting Loop | Ontelolaatat | Vaakasuora | Ei (upotettu) |
| Nostokytkin | Yhdistää takilan ankkuriin | Sopii ankkuriin | Kyllä |
| Levityspalkki | Pitkät palkit, leveät paneelit | Vaakasuora | Kyllä |
| Kallistuva sarana | Seinäpaneelin pohjan kierto | Tasainen pystysuoraan | Kyllä |
Kuinka esivalmistettuja betonikomponentteja valmistetaan
Elementtivalmistus noudattaa toistettavaa sekvenssiä, joka on suunniteltu suojaamaan sekä betonin laatua että jokaisen kappaleen sisään upotettuja nostolaitteita.
- Teräs- tai lasikuitumuotit puhdistetaan, öljytään irrotusaineella ja kootaan vaadittuihin mittoihin.
- Vahvisteteräs, verkko ja mahdolliset upotetut nostoankkurit asetetaan ja sidotaan paikoilleen liikkeen piirustuksen mukaisesti.
- Betoni panostetaan, testataan paahto- ja ilmapitoisuus ja asetetaan muottiin mekaanisella tärinällä tyhjien tilojen poistamiseksi.
- Elementti kovettuu kontrolloidussa lämpötilassa, toisinaan kiihdytettynä höyryllä tai lämmitetyillä peteillä, kunnes se saavuttaa riittävän lujuuden irrotusta varten.
- Muotti irrotetaan ja kappale nostetaan valualustalta sen upotetuilla ankkureilla, mikä on ensimmäinen todellinen testi nostojärjestelmän toimivuudelle.
- Elementit siirretään varastopihalle, jossa ne kovettuvat edelleen täyteen suunniteltuun lujuuteen ennen lastaamista kuljetusta varten.
Huomaa, että vaihe viisi, ensimmäinen nosto muotista, tapahtuu, kun betoni ei usein vielä riitä 28 päivän suunnittelulujuuteen. Tästä syystä nostoankkurin sijoitus lasketaan betonin varhaisen lujuuden perusteella kuorimisen aikana, ei vain sen lopullista kovettunutta lujuutta vastaan, ja miksi tämän vaiheen kiirehtiminen on yleinen halkeilujen lähde elementtipihoilla.
Muottityypit ja uudelleenkäyttösyklit
Teräsmuotit ovat yleisin valinta suuria määriä toistettavia muotoja, kuten ontelolaattoja ja vakiopalkkeja varten, koska ne pitävät tiukat toleranssit tuhansien uudelleenkäyttöjaksojen aikana. Lasikuitu- ja puuvuoratut muotit ovat yleisempiä arkkitehtonisissa tai kertaluonteisissa muodoissa, joissa alhaisemmat työkalujen alkukustannukset painavat lyhyemmän käyttöiän. Muotin uudelleenkäytön määrä on yksi suurimmista elementtien valmistuksen yksikkökustannusten aiheuttajista, koska työkaluinvestointi jakautuu jokaiseen muottiin valettuun kappaleeseen.
Betoniseoksen suunnittelu elementtivaloihin
Elementtivaletut seokset suunnitellaan usein korkeampaan varhaiseen lujuudenlisäykseen kuin tyypilliset paikallavalettavat seokset, koska tuotantoaikataulu riippuu muottien poistamisesta ja niiden mahdollisimman nopeasta uudelleenkäytöstä. Tämä tarkoittaa usein alhaisempaa vesi-sementtisuhdetta, kiihdyttävien lisäaineiden käyttöä ja joskus täydentäviä sementtimateriaaleja, jotka parantavat sekä varhaista lujuutta että pitkäaikaista kestävyyttä.
Kovetusmenetelmät
Hallitussa sisäilmastossa tapahtuva kovettuminen on tavallista vakioelementeissä, kun taas höyrykovetusta tai säteilylämmitettyjä sänkyjä käytetään nopeuttamaan lujuuden vahvistumista edelleen, erityisesti kylmemmässä ilmastossa tai missä tuotantoaikataulut vaativat saman päivän kuorinnan. Kovettumisen lämpötilaa ja kestoa seurataan tarkasti, sillä sekä alikovettuminen että liian nopea lämmönlisäys voivat vaikuttaa betonin pitkäaikaiseen lujuuteen ja kestävyyteen.
Varastointipihan käsittely
Kun elementit on kuorittu, ne varastoidaan tyypillisesti hylsy-, puu- tai terästukiin, jotka on sijoitettu laskettuihin kohtiin elementin pituudella, jotta vältytään uusilta taivutusjännityksiltä, kun kappale jatkaa kovettumista täyteen lujuuteensa. Paneeleita varastoidaan usein A-runkoisiin telineisiin, jotka pitävät ne lähes pystysuorassa, mikä pienentää pihalla jalanjälkeä ja minimoi ylimääräisen käsittelyn ennen toimitusta.
Elementtien rakennesuunnitteluun liittyviä näkökohtia
Elementtielementtejä suunnittelevien insinöörien on otettava huomioon kuormitusolosuhteet, joita ei koskaan esiinny rakennuksen valmistuttua, mutta jotka ovat väistämättömiä käsittelyn aikana. Seinäpaneeli kantaa lopullisessa asennossaan vain painovoimaa ja sivuttaiskuormia, mutta ylösnoston aikana se kantaa myös taivutusjännitystä, joka johtuu siitä, että se on tuettu vain muutamasta erillisestä pisteestä koko pituudeltaan.
Tästä johtuen jokaisen nostoankkurin sijainti määritetään yleensä omistetun ankkurin kautta nostoanalyysi , erillään lopullisesta käytössä olevasta rakennesuunnittelusta. Tämä analyysi ottaa huomioon betonin lujuuden tietyssä nostoiässä, elementin painon jakautumisen, takilakulman sekä nosturin kiihtyvyyden ja pienen iskukuormituksen dynaamiset vaikutukset poiminnan aikana.
Yleiset käsittelystressit, joita vastaan suunnitella
- Tukemattomista jänteistä aiheutuva taivutusjännitys pitkien, ohuiden elementtien tasaisissa nostoissa.
- Vääntöjännitys, kun kappale on poimittu hieman keskustasta tai epätasaisilla takilan pituuksilla.
- Iskukuormaus, jos nosturin kuljettaja nostaa liian nopeasti tai kappale koskettaa muottia kuorimisen aikana.
- Pyörimisjännitys ylöskallistusjakson aikana, jossa sisäinen voiman jakautuminen muuttuu jatkuvasti paneelin pyöriessä tasaisesta pystysuoraan.
Symmetrinen ankkurin sijoitus
Aina kun mahdollista, nostoankkurit sijoitetaan symmetrisesti elementin painopisteen ympärille, joten kappale roikkuu vaakasuorassa poimintavaiheessa sen sijaan, että se kallistuisi sivuun. Epäsymmetriset elementit, kuten paneelit, joissa on suuret ikkuna-aukot tai epäsäännölliset ääriviivat, vaativat nostoanalyysin ankkurien asemien siirtämiseksi pois yksinkertaisesta symmetrisestä ristikosta, jotta kappale pysyy tasapainossa betonimassan epätasaisesta jakautumisesta huolimatta.
Aukot ja niiden vaikutus nostopisteisiin
Ovi- ja ikkuna-aukot poistavat betonimassaa ja katkaisevat jatkuvan kuormituksen paneelin läpi. Suurien aukkojen lähellä olevat nostokohdat on sijoitettava, jotta vältetään taivutusjännityksen keskittyminen aukon aiheuttaman pienennetyn osan poikki, minkä vuoksi suurella aukolla varustetut paneelit tarvitsevat usein lisäankkureita, jotka ylittävät samankokoisen kiinteän paneelin vakiomäärän.
Nostosuunnittelun yhteensovittaminen lopullisen rakennesuunnittelun kanssa
Nostoankkurin asentoa ei valita valmiista rakenteesta riippumatta. Ankkuripaikkojen on vältettävä ristiriitaa raudoitusteräksen sijoittelun, upotetun putken, liitoslaitteiston ja arkkitehtonisten paljastusten tai viimeistelyjen kanssa, mikä tarkoittaa, että nostoinsinööri ja rakenteiden suunnittelija tyypillisesti koordinoivat ankkurin sijoittelua liikkeen piirustusprosessin alussa sen sijaan, että lisäisivät nostopisteitä jälkikäteen.
Liitäntämenetelmät valmiiden elementtien välillä
Kun elementtielementti on asetettu paikalleen, se tarvitsee pysyvän yhteyden ympäröivään rakenteeseen. Valittu liitäntätapa vaikuttaa sekä pystytysjärjestykseen että siihen, kuinka paljon tilapäistä jäykistystä tarvitaan, kun liitokset kovettuvat tai viimeistellään.
Saumatut holkkiliitokset
Injektoiduissa holkkiliitoksissa käytetään teräsholkkia, joka on valettu yhdeksi elementiksi, joka vastaanottaa viereisestä kappaleesta ulkonevan raudoitustangon, jolloin luja laasti täyttää rengasmaisen tilan, kun kappaleet on kohdistettu. Tämä menetelmä on yleinen pilarista perustukseen ja pylväästä pilariin liitoksissa, joissa vaaditaan täydellistä rakenteellista jatkuvuutta.
Pulttilevyliitännät
Pulttiliitoksissa kussakin elementissä käytetään upotettuja teräslevyjä, jotka liitetään paikan päällä pulteilla tai hitsatuilla teräskulmilla. Nämä liitokset saavuttavat täyden lujuuden välittömästi, mikä mahdollistaa väliaikaisen jäykistyksen poistamisen nopeammin kuin laastin kovettumisajasta riippuvilla liitoksilla.
Hitsatut levyliitännät
Pulttilevyjen tapaan hitsatut liitokset yhdistävät upotetut teräslevyt suoraan kenttähitsaukseen. Tämä menetelmä on nopea ja antaa välittömän lujuuden, mutta vaatii huolellista huomiota hitsin laatuun ja liitoksen palosuojaukseen, kun rakenne on suljettu.
Tappi- ja kiilauraliitännät
Tappiliitoksissa käytetään ulkonevia terästankoja, jotka on asetettu kiilauraan tai taskuun ja täytettävä myöhemmin laastilla tai betonilla. Tämä menetelmä on yleinen lattialaattojen ja tukipalkkien välillä, jolloin se auttaa myös siirtämään vaakasuuntaisia leikkausvoimia valmiin lattian muodostaman kalvon yli.
Laatutarkistukset ennen jokaista nostoa
Koska epäonnistunut hissi voi vaurioittaa kokonaista elementtielementtiä tai vaarantaa työntekijät, useimmat elementtipihat ja asennustyöryhmät käyvät läpi lyhyen mutta johdonmukaisen tarkastuksen ennen jokaista poimintaa, ei vain päivän ensimmäistä.
Ennen nostoa
Miehistöt vahvistavat, että betoni on saavuttanut vaaditun vähimmäislujuuden kyseiselle nostolle, tarkastavat upotetut ankkurit vaurioiden tai kohdistusvirheiden varalta ja varmistavat, että kyseiseen elementtiin asennetun ankkurityypin kanssa käytetään oikeaa yhteensopivaa kytkintä.
Noston aikana
Elementtiä nostetaan aluksi hitaasti tasapainon ja takilakulman vahvistamiseksi ennen kuin täysi nouto etenee, ja nosturin käyttäjä tarkkailee epätavallista liikettä, vääntymistä tai ääntä, joka voisi viitata laitteistoongelmiin.
Asetuksen jälkeen
Kun kappale on asetettu lopulliseen asentoonsa, miehistöt tarkistavat pylvään, kohdistuksen ja laakerin ennen takilan vapauttamista ja tarkastavat kappaleen mahdollisten halkeamien varalta poiminnan aikana.
Jatkuva laitteiston tarkastus
Uudelleenkäytettävät takilat, kytkimet, levityspalkit ja ketjut tarkastetaan toistuvan aikataulun mukaan erillään yksittäisistä nostotarkastuksista, koska kantavien osien kuluminen kerääntyy vähitellen satojen hissien aikana, eikä se välttämättä ole selvää yhdestä silmämääräisestä tarkastuksesta ennen tiettyä poimintaa.
Yleisiä elementtivaurioita ja kuinka oikea nosto estää ne
Monet elementeistä käsittelyn jälkeen löydetyt viat juontavat juurensa itse hissin ongelmiin eikä alkuperäiseen betonisijoitukseen.
Halkeamien käsittely
Pienet halkeamat, jotka ilmestyvät lähelle nostokohtia tai paneelin keskelle kuorinnan jälkeen, johtuvat yleensä nostamisesta ennen kuin betoni on saavuttanut riittävän varhaisen lujuuden tai ankkurin asennoista, jotka eivät vastaa valmiin kappaleen todellista painojakaumaa.
Kulman halkeama ja reunavaurio
Kulmavauriot johtuvat usein kosketuksesta muotiin, vierekkäisiin elementteihin tai varastointiin poiminta- ja alaslaskujakson aikana, eikä itse nostolaitteistosta, minkä vuoksi pehmustettu takila ja huolellinen laskeminen ovat tärkeitä kuin ankkurin valinta.
Vikareiät ja pinnan aukot
Pienet pinnan aukot, joita yleisesti kutsutaan bug-rei'iksi, johtuvat yleensä riittämättömästä tärinästä sijoittamisen aikana eikä nostoprosessissa, mutta ne havaitaan usein ensimmäisen kerran tarkastuksessa, joka seuraa ensimmäistä nostoa muotista.
Ankkurin ulosvedettävä
Ulosvetovauriot, joissa upotettu ankkuri irtoaa ympäröivästä betonista kuormituksen alaisena, liittyvät lähes aina riittämättömään betonin lujuuteen nostohetkellä, riittämättömään ankkurin upotussyvyyteen tai ankkureihin, jotka on asetettu liian lähelle vapaata reunaa ilman raudoitusta, joka tarvitaan vastustamaan seurauksena olevaa betonin murtumista.
Asennusjärjestys paikan päällä
Betonielementtirakennuksen kokoaminen paikan päällä noudattaa yleensä samaa laajaa järjestystä rakennuksen koosta riippumatta, vaikka vauhti ja miehistön koko vaihtelevat projektin monimutkaisuuden mukaan.
- Perustukset, jalustat ja pilarin jalustan liitokset valmistetaan ja kartoitetaan ennen elementtitoimituksen saapumista.
- Pylväät nostetaan ensin, asetetaan pohjaliitäntöihin, putkitetaan ja väliaikaisesti tuetaan.
- Palkit nostetaan ja yhdistetään pylväiden väliin ensisijaisen rungon muodostamiseksi.
- Seinäpaneelit kallistetaan ylös ja liitetään runkoon kunkin paneelin suunniteltua nosto- ja jäykistyssuunnitelmaa noudattaen.
- Lattia- ja kattolaatat asetetaan valmiille rungolle ja saumataan saumakohdissa.
- Väliaikainen jäykistys poistetaan, kun pysyvät liitokset ovat saavuttaneet riittävän lujuuden, ja rakenne luovutetaan jatkokauppoihin.
Väliaikainen kiinnitys
Pilarit ja seinäpaneelit ovat harvoin vakaita yksinään, kun takila vapautetaan. Säädettävät teräskannattimet, jotka on ankkuroitu perustukseen, pitävät jokaisen elementin pystysuorana ja vakaana, kunnes riittävästi ympäröivää rakennetta on liitetty pysyvän sivuttaisen tuen saamiseksi. Jäykistysasettelu suunnitellaan etukäteen osana samaa pystytyssuunnittelua, joka ohjaa nostojärjestystä.
Sekvensointi nosturin uudelleenasemoinnin minimoimiseksi
Asennussuunnitelmat ryhmittelevät tyypillisesti poiminta nosturin sijainnin mukaan tiukasti rakenteellisen logiikan sijaan, jolloin jokainen elementti on saavutettavissa yhdestä nosturin paikasta ennen uudelleensijoittamista, koska suuren tela- tai torninosturin uudelleenasemointi kuluttaa paljon enemmän aikaa kuin yksittäiset poimijat itse.
Elementtien kuljetus ja logistiikka
Elementin saaminen tehtaalta turvallisesti työmaalle on oma logistinen haasteensa, ja samoja pihalla käytettyjä nostoankkureita käytetään usein uudelleen kappaleen lastaamiseen ja purkamiseen toimitusperävaunusta.
Trailerin valinta
Lavaperävaunut käsittelevät vakiopalkkeja ja lyhyitä paneeleja, kun taas erikoistuneet A-runkoperävaunut kuljettavat seinäpaneeleja lähes pystysuorassa asennossa taivutusjännityksen vähentämiseksi kuljetuksen aikana. Jatkettavia tai ohjattavia peräkärryjä käytetään epätavallisen pitkiin elementteihin, kuten pitkäjänteisiin palkkeihin tai kaksois-teepalkkiin.
Reitin suunnittelu ylisuurille kuormille
Elementit, jotka ylittävät vakioleveys-, korkeus- tai painorajoitukset, vaativat reittitutkimuksia sillan välysten, kääntösäteen ja risteyksissä olevien kuormitusrajoitusten vahvistamiseksi, ja vaativat usein saattajaajoneuvoja siirtoon.
Latausjärjestys ja toimitustilaus
Elementtielementit ladataan tyypillisesti perävaunuihin päinvastaisessa järjestyksessä, jolloin ne pystytetään, jolloin tarvittava kappale tulee ensin irti perävaunusta, mikä minimoi paikan päällä tapahtuvan sekoituksen ja lyhentää aikaa, jonka nosturi seisoo käyttämättömänä odottamassa oikean kappaleen pääsyä käsiksi.
Elementtien turvaaminen kuljetuksen aikana
Kiinnityshihnat ja lukitus on sijoitettu estämään siirtyminen aiheuttamatta uusia taivutusjännityksiä elementtiin, perustuen alkuperäisessä nostoanalyysissä käytettyyn tukipisteiden ja kuormitusreittien ymmärtämiseen, koska kuljetusvärähtely ja äkillinen jarrutus voivat aiheuttaa kuormia, joita kappaletta ei koskaan suunniteltu kestämään, jos se siirtyy vasten suunnittelematonta tukikohtaa.
Sää- ja työpaikan olosuhteet asennuksen aikana
Tuuli on merkittävin elementtiasennukseen vaikuttava säätekijä, sillä suuret litteät paneelit käyttäytyvät kuin purjeet, kun ne nostetaan perävaunusta tai kallistetaan pystysuoraan. Asennussuunnitelmissa asetetaan yleensä tuulen enimmäisnopeus, jonka yläpuolella nostotyöt keskeytyvät, ja miehistöt tarkkailevat olosuhteita jatkuvasti sen sijaan, että luottaisivat yhteen tarkastukseen päivän alussa.
Kylmä sää vaikuttaa nostojen ajoitukseen epäsuorasti hidastaen betonin lujuutta. Tiettyyn ikään valun jälkeen suunniteltua nostoa saatetaan joutua viivästämään kylmissä olosuhteissa, kunnes betoni todella saavuttaa vaaditun lujuuden, mikä vahvistetaan kenttäkovettuvilla koekappaleilla sen sijaan, että oletetaan vakioaikataulun perusteella.
Kustannustekijät esivalmistetuissa betoniprojekteissa
Tehdasvalmisteisten betonirakentamisen kustannuksia ohjaavat erilaiset tekijät kuin paikallavalutyöt. Kuljetusetäisyydellä tehtaalta työmaalle on suurempi merkitys, koska raskaat elementtielementit ovat kalliita kuljettaa pitkiä matkoja ja saattavat vaatia reittilupia ylimittaisille kuormille. Muotin monimutkaisuus ja uudelleenkäyttömäärä ovat myös tärkeitä: yksinkertainen toistettava paneelimuotti jakaa hintansa useisiin identtisiin valuihin, kun taas erittäin räätälöidyn arkkitehtonisen kappaleen muottiyksikkökustannukset ovat paljon korkeammat.
Nosturityöaika ja nostolaitteiden vuokraus muodostavat myös suuremman osuuden kokonaiskustannuksista elementtiprojekteissa kuin valutöiden kokonaiskustannuksissa, koska lähes jokainen rakenneosa vaatii nosturin poiminta, mikä merkitsee oikean betonielementin nostojärjestelmän valintaa ensimmäisellä kerralla, koska huonosti suunnitellun hissin uusiminen kuluttaa kallista nosturiaikaa ja voi viivästyttää koko päivän asennusaikataulua.
Muotin poisto
Teräsmuotti, jota käytetään sadoissa identtisissä valuissa, kuluttaa työkalukustannukset pieneen osaan kunkin yksikön kokonaishinnasta, kun taas yksittäistä arkkitehtuurikappaletta varten rakennetun muotin on ehkä katettava kaikki kustannukset yhdestä valusarjasta, minkä vuoksi erittäin toistettavat rakennusasetelmat tuottavat yleensä alhaisimman yksikköhinnan.
Työvoimakustannusmuutokset
Elementtirakentaminen siirtää työtunteja pois työmaalta tehtaaseen, mikä yleensä vähentää altistumista työmaan palkkapalkkioille, sääviiveistä johtuville ylitöille ja useiden kauppojen koordinoinnista samanaikaisesti ruuhkaisella työmaalla.
Materiaalitehokkuus ja kestävyys
Betonielementtirakentaminen tuottaa vähemmän työmaalla jätettä kuin valumenetelmät, koska muottia käytetään uudelleen satoja kertoja tehtaalla sen sijaan, että se rakennettaisiin ja hylättäisiin jokaisessa projektissa. Tarkka annostelu tehtaalla vähentää myös betonin ylivuodoa, ja armeeräksestä jääneet palat kerätään ja kierrätetään helpommin kiinteässä tuotantolaitoksessa kuin hajallaan työmaalla.
Uudelleenkäytettävät nostolaitteet, levityspalkit, kytkimet ja takilaketjut lisäävät myös tätä tehokkuutta, koska sama työkalusarja käsittelee tuhansia nostoja laitteen käyttöiän aikana sen sijaan, että ne olisivat kertakäyttöisiä, toisin kuin itse upotetut ankkurit, jotka pysyvät betonissa pysyvästi.
Eristetyt sandwich-paneelit edistävät myös valmiin rakennuksen toiminnallista energiatehokkuutta, koska eristekerros on rakennettu itse seinäkokoonpanoon sen sijaan, että sitä lisättäisiin erilliseksi paikan päällä asennettavaksi kerrokseksi, mikä vähentää lämpösillan muodostumista joihinkin paikkaan rakennettuihin seinäkokoonpanoihin verrattuna.
Elementti- ja nostotermien sanasto
- Työkuormitusraja: Nostolaitteiston enimmäiskuorma normaalikäytössä on mitoitettu kantamaan.
- Hihnan kulma: Takilan jalan ja nostettavan elementin vaakatason välinen kulma.
- Dynaaminen vahvistustekijä: Lisätty staattiseen kuormaan kohdistuva lisäys, joka ottaa huomioon kiihtyvyyden ja pienen iskun nosturin poimintavaiheessa.
- Kallistus ylös: Prosessi, jossa vaakasuoraan valettu paneeli käännetään lopulliseen pystyasentoon paikan päällä.
- Dunnage: Puu- tai terästuet, jotka on sijoitettu varastoitujen elementtien alle laskettuihin kohtiin ei-toivotun taivutusjännityksen välttämiseksi.
- Saumattu holkki: Liitosmenetelmä, jossa yhteen elementtiin valettu teräsholkki saa tangon viereisestä kappaleesta, joka on täytetty lujalla laastilla.
- Levityspalkki: Jäykkä palkki, jota käytetään jakamaan yksi nosturin koukkukuorma elementin useisiin poimintapisteisiin.
- Bug Hole: Kovetetussa betonissa pieni pintaaukko, joka johtuu tyypillisesti asennuksen aikana jääneestä ilmasta.
Usein kysytyt kysymykset
Mistä betonielementtien nostojärjestelmä koostuu?
Se sisältää tyypillisesti betoniin valetut upotetut ankkurit, yhteensopivat nostokytkimet, jotka yhdistetään nosturin takilaan, ja monissa tapauksissa levityspalkin tai nostokehyksen, joka jakaa kuorman useisiin poimintapisteisiin.
Miksi mitään nosturin koukkua ei voida käyttää elementtien nostamiseen?
Tavallinen koukku ei voi kiinnittää upotettua ankkuria turvallisesti tai tasaisesti. Yhteensopiva kytkin on suunniteltu lukittumaan tiettyyn ankkurigeometriaan, jakaen kuorman oikein ja estämään luiston poimintavaiheessa.
Kuinka pian valun jälkeen elementtielementti voidaan nostaa?
Tämä riippuu betoniseoksesta ja kovettumismenetelmästä, mutta elementit nostetaan yleensä muotista, kun ne saavuttavat tietyn nostoanalyysissä määritellyn varhaislujuuden, joka on selvästi alle 28 päivän mitoituslujuuden.
Mikä aiheuttaa halkeilua elementtien noston aikana?
Yleisimmät syyt ovat nostaminen ennen kuin betoni on saavuttanut riittävän lujuuden, elementin muotoon nähden väärin sijoitettujen ankkurien käyttö tai epätasaisten takilan kulmien käyttö, jotka keskittävät jännityksen yhteen pisteeseen sen sijaan, että se jakautuisi tasaisesti.
Ovatko esivalmistetut nostoankkurit uudelleenkäytettäviä?
Ei, upotetut ankkurit pysyvät pysyvästi valettuina betoniin. Järjestelmän uudelleenkäytettävä osa on ulkoinen laitteisto, kytkimet, levityspalkit ja takilaketjut, joita käytetään toistuvasti monissa eri hisseissä.
Mitä eroa on nostoankkurilla ja nostoterällä?
Termejä käytetään usein vaihtokelpoisina, mutta yleensä ankkurilla tarkoitetaan muotoiltua teräselementtiä, jossa on muotoiltu pää, kun taas sisäke tarkoittaa useammin kierrehylsyä, johon ruuvataan paikalla erillinen pulttimainen nostosilmukka.
Tarvitsevatko kaikki elementtielementit levityspalkin?
Ei, levityspalkkeja käytetään pääasiassa pitkille tai leveille elementeille, joissa yksipisteinen poiminta aiheuttaisi liiallisia kaapelikulmia tai epätasaisen kuorman jakautumisen. Lyhyemmät tai kompaktimmat kappaleet nostetaan usein yksinkertaisella monijalkaketjulla.
Miten nostoankkurien sijainti päätetään?
Ankkuriasennot saadaan nostoanalyysistä, joka ottaa huomioon elementin painon, muodon, betonin lujuuden nostohetkellä ja sen erityisen käsittelyjakson muotin poistamisesta lopulliseen pystytykseen.
Miksi noston kulmilla on niin suuri merkitys?
Kun nostokulma tulee matalammaksi, jokaisen takilan jalan kantama jännitys kasvaa jyrkästi, vaikka kokonaispaino ei ole muuttunut, mikä voi ylikuormittaa ankkuria, joka on mitoitettu vain jyrkemmälle poimintakulmalle.
Voidaanko elementtielementtejä nostaa tuulisissa olosuhteissa?
Suuret litteät paneelit ovat erityisen herkkiä tuulelle, joten pystytyssuunnitelmissa asetetaan yleensä tuulen enimmäisnopeuskynnys, jonka yläpuolella nostotoimenpiteet keskeytetään, kunnes olosuhteet paranevat.
Mitä tapahtuu, jos nostoankkuri asetetaan liian lähelle paneelin reunaa?
Liian lähelle vapaata reunaa asetettu ankkuri ilman riittävästi ympäröivää raudoitusta voi aiheuttaa sen ympärillä olevan betonin irtoamisen kuormituksen alaisena, minkä vuoksi vähimmäisreunaetäisyydet ovat vakiona jokaisessa nostoanalyysissä.
Vaikuttaako kylmä sää siihen, milloin elementtielementti voidaan nostaa?
Kyllä, kylmät lämpötilat hidastavat betonin lujuuden kasvua, joten nostoa saatetaan joutua viivästämään, kunnes kenttäkovettuneet testinäytteet vahvistavat, että betoni on todella saavuttanut kyseiselle poimintalle vaaditun lujuuden.
