Politechnika Białostocka patentuje unikalny system szalunkowy

Politechnika Białostocka ma patent na wynalazek pn. „Głowica opadowa systemu szalunkowego”

„Głowica opadowa systemu szalunkowego” to pierwszy zastrzeżony patentem element systemu szalunkowego jaki opracował dr hab. inż. Mirosław Broniewicz, prof. PB z Katedry Konstrukcji Budowlanych i Mechaniki Budowli Wydziału Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej wraz z doktorantem Szkoły Doktorskiej Politechniki Białostockiej mgr. inż. Filipem Broniewiczem.

– Znacznie zmniejsza to koszt wykonywania systemu szalunkowego i zwiększa jego bezpieczeństwo – zaznaczają wynalazcy.

Zastosowanie głowicy opadowej systemu szalunkowego umożliwia wczesne rozdeskowanie stropu i pozwala zredukować potencjał materiału zaangażowanego w deskowania stropowe. W zgłoszeniu patentowym US2019277044A1 ujawniony został wynalazek będący urządzeniem podpierającym typu głowica opadowa.

– Wynalazek znacznie upraszcza sam sposób wykonywania szalunku – mówi dr hab. inż. Mirosław Broniewicz, prof. PB z Katedry Konstrukcji Budowlanych i Mechaniki Budowli Wydziału Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej. – Poza tym jedną z najważniejszych cech jest to, że nasz pomysł na system szalowania pozwala na wykonywanie deskowania z poziomu stropu. To znaczy, że pracownicy nie muszą wchodzić na górę deskowania, żeby układać belki panelu szalunkowego, tylko wszystko wykonuje się z poziomu stropu za pomocą specjalnych żerdzi.

Znacznie zmniejsza to koszt wykonywania systemu szalunkowego i zwiększa jego bezpieczeństwo, ponieważ nie ma konieczności wchodzenia na nie do końca wykonane deskowanie oraz nie jest wymagane stosowanie barier zabezpieczających przed upadkiem z wysokości.

Kolejną ważna cechą opracowanego systemu szalunkowego jest jego lekkość. Panel szalunkowy dzięki swojej konstrukcji wykonanej ze specjalnie wyprofilowanych, stalowych elementów cienkościennych o grubości 1,5 mm, przy swoich wymiarach 1394 mm na 614 mm waży zaledwie 21 kg, co oznacza, że może być przenoszony oraz zawieszany na głowicy opadowej tylko przez jednego pracownika.

W ten sposób można przenieść panele przestawne oraz wykorzystać je ponownie w innym pomieszczeniu lub na innej kondygnacji. Podpory natomiast usuwane są sukcesywnie wraz z procesem nabierania wytrzymałości przez beton. Wszystkie prace prowadzone są z dołu, poniżej poziomu konstruowanego stropu, przez co zapewnione są najwyższe możliwe warunki bezpieczeństwa.

– Chronione patentem urządzenie zbudowane jest z wewnętrznego trzonu górnego z blachą głowicową oraz z zewnętrznego trzonu dolnego wraz z przesuwnym elementem opadowym podpierającym panele stropowe, który osadzany jest w podporze stropowej stojącej na podłożu – opowiada dr hab. inż. Mirosław Broniewicz, prof. PB z Katedry Konstrukcji Budowlanych i Mechaniki Budowli Wydziału Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej.

Jak to działa w praktyce?

– Głowica opadowa systemu szalunkowego według wynalazku oparta jest na podporze nośnej za pomocą łącznika rurowego blokowanego klinem, zbudowana jest z trzonu zewnętrznego, w który wprowadzony jest trzon wewnętrzny, z elementu opadowego umieszczonego na trzonie zewnętrznym i podpartego jarzmem – wyjaśnia prof. Broniewicz. – Trzon wewnętrzny i trzon zewnętrzny ustabilizowane są względem siebie kołkiem sprężystym, którego końce umieszczone są w wycięciach elementu opadowego. W narożnikach elementu opadowego znajdują się dwustopniowe sworznie – z podcięciem, z ukształtowanym stożkowo wierzchołkiem zaś przy wewnętrznym otworze elementu opadowego znajdują się prostopadłe do płaszczyzny elementu opadowego wypusty z półkolistymi wycięciami pod kołek sprężysty.

Zaletą proponowanego rozwiązania jest niezależna od czasów rozszalowania podanych w normie podanych w normie DIN 1045, możliwość zdemontowania paneli przestawnych przy spełnieniu minimalnego wymagania wytrzymałości betonu 8 N/m㎡ przy jednoczesnym pozostawieniu podpór, jako deskowania wtórnego. Dzięki temu, elementy deskowania mogą być szybciej użyte na kolejnej kondygnacji budynku. Opuszczenie głowicy polega na wybiciu jarzma za pomocą uderzenia młotkiem co powoduje opuszczenie elementów deskowania (paneli szalunkowych), przy czym strop jest cały czas podpierany. Głowica opadowa jest dwutrzonowa – składa się z trzonu zewnętrznego i trzonu wewnętrznego ustabilizowanych względem siebie kołkiem sprężystym.

– Rozwiązanie to zapewnia wyeliminowanie „uderzenia dynamicznego” w momencie opuszczenia paneli szalunkowych i obciążenia głowicy płytą stropową w fazie podparcia wtórnego oraz umożliwia wzajemne rozłączenie głowicy w celu naprawy (wymiany) uszkodzonych części, ich oczyszczenia i zabezpieczenia przed dalszą eksploatacją – podkreśla prof. Broniewicz.

Głowica opadowa pozwala na opuszczenie szalunku stropu o ok. 4 cm. Takie rozwiązanie umożliwia użycie płyt szalunkowych do kolejnego betonowania pozostawiając bezpieczne podparty strop (wcześniejsze rozszalowanie). Waga głowicy opadowej wynosi ok. 8,5 kg. Zadaniem trzonu wewnętrznego głowicy wykonanego z rury kwadratowej 40x40x2 mm jest przeniesienie obciążeń z płyty stropowej na trzon zewnętrzny za pośrednictwem klina blokującego. Trzon zewnętrzny wykonany z rury kwadratowej 50x50x3 mm przenosi obciążenie z płyty stropowej na łącznik rurowy z rury okrągłej 33,7×4,5 mm poprzez klin blokujący.

Oba elementy na wskutek wzajemnego przesuwu umożliwiają usunięcie podpory po nabraniu wytrzymałości przez beton płyty stropowej. Element opadowy stanowi bezpośrednie oparcie panelu przestawnego i jest zabezpieczony przed opadnięciem jarzmem, którego przesuw powoduje opuszczenie elementu opadowego wraz z panelami stropowymi na etapie rozszalowania.

Prof. Broniewicz opracował praktycznie cały system szalunkowy.

– Zaproponowany panel szalunkowy dzięki swojej konstrukcji wykonanej ze specjalnie wyprofilowanych, stalowych elementów cienkościennych o grubości 1,5 mm ma wymiary 1,40 m x 60 cm i waży tylko 21 kg, a więc może go założyć na głowicę podporową tylko jeden człowiek – w odróżnieniu od innych systemów, które są cięższe i wymagają zastosowania dwóch osób do rozłożenia tych paneli – przypomina prof. Broniewicz.

Zanim zgłoszenie trafiło do Urzędu Patentowego RP, naukowcy z Politechniki Białostockiej przeprowadzili obliczenia statyczne i wytrzymałościowe, wykonali badania doświadczalne przygotowanych prototypów w hali badawczej. Po dobrych wynikach badań doświadczalnych wynalazcy zdecydowali się na wykonanie elementów tego systemu i zastosowanie na rzeczywistym placu budowy.

Na zastrzeżenia patentowe czekają jeszcze „Panel przestawny systemu szalunkowego”, „Pas nośny uzupełniający szalunku stropowego” i „Wieszak do dźwigarów”.

Niewykluczone, że cały system szalunkowy może zostać skomercjalizowany.

– Podczas ostatniej prezentacji dokonań Wydziału Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej mój slajd z informacją o tym innowacyjnym systemie szalunkowym wzbudził zainteresowanie firmy PERI Polska – informuje prof. Broniewicz. Firma PERI, założona w 1969 roku, jest jednym z największych światowych producentów deskowań i rusztowań.

Wszystkie zgłoszenia patentowe podpisali wspólnie dr hab. inż. Mirosław Broniewicz, prof. PB z Katedry Konstrukcji Budowlanych i Mechaniki Budowli Wydziału Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej oraz mgr inż. Filip Broniewicz, doktorant WBiNŚ PB.