Mikä kuormaluokkien tulee olla rakennuskehykselle, jota käytetään raskaiden tiilitysten tukena?

Kivirakennusten tukiskelettirakenne eroaa yleisistä pääsyrakenteista

Raskaiden kivirakennusten tukiskelettirakenteena käytetty rakennuskehikko kantaa kuormia, jotka ovat perustavanlaatuisesti erilaisia kuin tyypillisessä pääsyrakenteessa, jota käytetään esimerkiksi maalaustyöhön tai kevyisiin sähkötyöhön. Erot eivät koske pelkästään kokonaismassaa – kyse on kuormitustyypistä, voimien jakautumisesta ja siitä, kuinka kauan nämä voimat vaikuttavat.

Tiilien tai kivien pinot, laastipalletit ja niiden asettajat vaativat tiilirakentamiseen tarkoitettuja tuetussa rakennetta. Kuormat ovat keskitettyjä, usein epätasaisesti jakautuneita, ja ne kestävät päiviä tai viikkoja, kunnes tiilirakentaminen etenee. Rakennelma, joka sopii täysin hyvin tiivistyksen viimeistelyyn, voi olla vaarallisesti riittämätön samalle työryhmälle, joka asentaa betonikiveä.

Eurooppalainen standardi EN 12811-1 määrittelee kuusi käyttökuormaluokkaa työskentelyrakenteille. Nämä luokat määrittelevät tasaisesti jakautuneen kuorman ja keskitetyn kuorman, jonka rakennelma on kestettävä. Raskaille tiilirakentamissovelluksille merkitykselliset luokat ovat yleensä luokka 3 ja korkeammat luokat aina luokkaan 6 saakka riippuen käytetyistä materiaaleista ja menetelmistä.

Kuusi kuormaluokkaa EN 12811-1 -standardin mukaan

EN 12811-1 on Euroopan standardi, joka määrittelee suorituskyvyn vaatimukset ja rakenteellisen suunnittelun menetelmät työ- ja pääsyrakenteille. Se korvasi vanhemmat kansalliset standardit, kuten Yhdistyneen kuningaskunnan BS 5973 -standardin, ja otti käyttöön tiukemman suunnitteluperusteisen lähestymistavan.

Kuusi kuormaluokkaa määritellään seuraavasti:

Luokan 1 ja luokan 2 tukirakenteita käytetään työskentelyyn, joka ei vaadi rakennusmateriaalien ja komponenttien varastointia. Luokka 3 on vähimmäisvaatimus yleiseen rakentamiseen, jossa osa materiaaleista varastoidaan alustalle. Luokat 4–6 ovat tarkoitettu raskaiden tiilirakenteiden tukemiseen.

Mitä luokat 4, 5 ja 6 todella tarkoittavat työmaalla

Luokan 4 tukirakenne (tasainen kuorma 3,0 kN/m², keskitetty kuorma 2,0 kN) on sertifioitu tiilityöhön ja lohkotyöhön, jossa materiaalit varastoidaan alustalle kohtalaisissa määrissä. Tyypillinen tiilipalletti painaa noin 1,5–2,0 tonnia, mutta tämä kuorma jakautuu koko alustan alueelle. Keskitetyn kuorman arvo on tärkeämmässä asemassa, kun kyseessä on paikallisesti kohdistuva paine esimerkiksi lohkojen pinosta tai laastikorista aiheutuva pistekuorma.

Luokka 5 (4,5 kN/m², 3,0 kN keskitetty kuorma) nostaa kapasiteettia raskaampien tiilikivirakenteiden käyttöön – esimerkiksi kivipinnoitteet, suurikokoiset betonilohkot tai tilanteet, joissa useita paletteja varastoidaan samalla alustalla. Luokkien 4 ja 5 ero ei ehkä vaikuta merkittävältä paperilla, mutta työmaalla se on ero vakaan ja jäykän tukirakenteen sekä sellaisen rakenteen välillä, joka narskuttaa ja taipuu, kun forklift laskee paletin paikalleen.

Luokka 6 (6,0 kN/m², 3,0 kN keskitetty kuorma) on raskas kuormitusluokka. Sitä määritellään esimerkiksi valmiiksi valutettujen betonilevyjen asennukseen, massiiviseen kivityöhön tai mihin tahansa tilanteeseen, jossa tukirakenne toimii tehollisesti pienellä materiaalivarastolla korkeudessa. Tällä kuormitusluokalla rakenteelliset vaatimukset edellyttävät suurempia halkaisijaltaan pystytukia, tiukempaa tukipisteväliä ja vahvempaa jäykistystä. .

Osittaisen aluekuorman säännös, joka muuttaa kaiken

Yksi vähemmän ilmeisistä, mutta kriittisen tärkeistä määräyksistä EN 12811-1 -standardissa on osa-alan kuorman sallinta. Standardi tunnustaa, että kuormat eivät aina jakaudu tasaisesti koko alustalle. Tiilipakkaus, joka on sijoitettu yhteen kulmaan, aiheuttaa keskitetyn kuorman, joka on suurempi kuin keskimääräinen tasainen kuorma viittaisi.

Standardi ottaa tämän huomioon määrittelemällä sekä tasaisen että keskitetyn kuorman vaatimukset. Käytännön seuraamus on kuitenkin se, että luokan 4 tasaiselle kuormitukselle varustettu rakennuskeko saattaa silti epäonnistua, jos yhden tiilipakan aiheuttama keskitetty kuorma ylittää luokan 4 keskitetyn kuorman arvon. Siksi erityisvaatimusten määrittäjien on tarkasteltava molempia arvoja, ei pelkästään luokkamerkintää.

Yksi keskisen Lähi-idan alueen rakennuspaikka oppi tämän opiston kiveä käyttävän ulkoseinän päällystystyön yhteydessä korkeassa tornirakennuksessa. Tukirakenteen luokitus oli määritetty luokaksi 4 tasaisen kuorman laskelmien perusteella. Kivilevyt toimitettiin korteissa, joiden paino oli lähes 1,5 tonnia kappale, ja nosturi asetti ne alustalle tiettyihin paikkoihin, joita nostimen pääsy vaati. Nämä paikallisesti kohdistuvat kuormat ylittivät luokan 4 arvon. Tukirakenne kesti – juuri ja juuri – mutta taipuma oli näkyvissä, ja rakennuspaikan insinööri määräsi välittömästi luokan 5 käyttöön jäljellä oleviin nostoihin. Muutos aiheutti kustannuksia ja viivästytti aikataulua, kaikki siksi, että osittaisen aluekuorman huomioiminen oli jätetty huomiotta.

Kuorman luokan lisäksi: tilojen välimatka, standardihalkaisija ja ripustukset

Kuorman luokka yksinään ei kerro koko tarinaa. Tukirakenteen todellinen kapasiteetti riippuu tilojen välimatkasta, standardiputken halkaisijasta, ripustusten asettelusta ja komponenttien välisistä liitoksista.

Raskaiden kivirakenteiden tukemiseen telatusten välimatkaa on yleensä pienennettävä. Luokkaan 3 soveltuva standarditelatusten välimatka 3,0 metriä saattaa vaatia lyhentämistä 2,0 tai 2,5 metriin luokkien 5 tai 6 tapauksessa. Pystysuorien tukipylväiden halkaisija on myös suurempi – 60,3 mm ulkohalkaisija sen sijaan, että se olisi 48,3 mm – jotta ne kestäisivät korkeammat aksiaaliset kuormat. .

Tukirakenteen konfiguraatio on yhtä tärkeä. Raskaat kuormat aiheuttavat sivusuuntaisia voimia, erityisesti silloin, kun telatusta altistetaan tuulelle tai kun materiaaleja siirretään alustalle ja sieltä pois. Vinottaisia tukirakenteita useissa tasoissa vaaditaan pakollisesti luokasta 5 alaspäin.

Yhdistelmäsuunnittelu on ratkaiseva mahdollistaja. Rosettapohjainen järjestelmä, kuten ringlock, jakaa kuormat tasaisemmin koko rakenteen kesken, koska jokainen rosetta hyväksyy yhdistelmiä useisiin suuntiin. tämä monisuuntainen kuormapolku tarkoittaa, että telatusta kestää korkeampia kuormia vähemmällä materiaalilla kuin järjestelmä, joka yhdistää vain neljään suuntaan.

Mitä tapahtuu, jos valitsee väärän kuormaluokan

Sillan kuormaluokan liian alhainen määrittäminen tiilityksen tukemiseksi aiheuttaa riskejä, jotka ulottuvat selvän rakenteellisen epäonnistumisen yli. Yleisempi ongelma on liiallinen taipuma – alusta taipuu kuorman alla, mikä aiheuttaa tiilen liimausliitosten epäkohdakkuuden, valmiin kiven rakoamisen tai työntekijöiden tukipinnan menetyksen. Taipuma, joka pysyy kimmoisen rajan sisällä, ei ehkä aiheuta romahtamista, mutta se voi tuhota tiilitystyön ja pakottaa kalliin uudelleen tekemisen.

Toisaalta liian korkean kuormaluokan määrittäminen tuottaa turhia kustannuksia tarpeettomalle materiaalille. Luokan 6 sillan vuokraus maksaa enemmän, sen asennus kestää pidempään ja sen painavien osien paikallaan asentamiseen tarvitaan enemmän nosturin aikaa. Määrittäjän haasteena on sovittaa kuormaluokka todellisiin työmaaolosuhteisiin ilman liiallista arvaamista liian korkeaksi tai liian alhaaksi.

EN 12811-1 -standardi tarjoaa teknisen perustan tähän sovittamiseen. Mutta standardi toimii vain, jos suunnittelija arvioi tarkasti todelliset kuormat – ei ainoastaan materiaalien painoa, vaan myös niiden siirtämisestä aiheutuvia dynaamisia kuormia, varastoinnista johtuvia keskitettyjä kuormia ja näiden kuormien kestoa. Tukirakennelma, joka riittää yhden päivän kevyen kivityön aikana, saattaa olla riittämätön viikon mittaiselle raskaalle kivipintarakentamiselle, vaikka kuormaluokan arvo olisi sama, koska toistuvien kuormitussyklien kumulatiivinen vaikutus voi aiheuttaa liitosten löystymisen ajan myötä.

Valmistajat, kuten STL Sun, jotka tuottavat tukirakennelma-järjestelmiä, joissa rosettien välimatka on tasainen, kiilamitoitukset yhtenäiset ja materiaaliluokitukset sertifioituja, antavat suunnittelijoille luottamusta siihen, että ilmoitettu kuormaluokka heijastaa todellista kenttäsuoritusta. Standardi määrittelee vähimmäisvaatimukset; valmistuslaatu määrittää sen, saavutetaanko tämä vähimmäistaso luotettavasti vuorosta vueroon ja päivästä päivään.