Портал о строительстве и ремонтных работах

Архивы рубрики ‘Технология возведения большепролетных конструкций’

Организация складов зависит от их назначения, принадлежности и места расположения в составе строящегося комплекса. Склад обычно выделяется в самостоятельную производственную единицу во главе с начальником склада (участка), подчиненным руководителю работ на объекте. При переходе на производственно-технологическую комплектацию происходит концентрация складского хозяйства на специализированных базах производственной комплектации.

При организации монтажа промышленных зданий с использованием конвейерных линий для укрупнительной сборки монтажных блоков оклады конструкций, оборудования и других материалов, необходимых для комплектации блоков, входят в состав конвейерных линий При монтаже конструкций крупных комплексов приемку, подготовку конструкций к монтажу и частичное укрупнение производят на нейтральных складах, оснащенных подъездными путями, кранами, стеллажами, кондукторами, средствами связи и др. (рис. 1.2).

Кроме центральных складов, устраиваются приобъектные склады, располагаемые поблизости от объекта в зоне действия монтажных кранов (рис.1.2). На складе все конструкции осматривают с целью выявления повреждений, сортируют по объектам, маркам, очередности монтажа и укрупнения, подготавливают к монтажу путем очистки от грязи, ржавчины, смазывают опорные части, наносят риски осей, центров тяжести, места строповки, обстраивают монтажными приспособлениями.

В журнале ведется учет поступления и отгрузки конструкций: количество и масса по монтажной схеме, дата прибытия с указанием номера накладной, дата отгрузки и др. На монтажных схемах рекомендуется делать пометки о комплектности прибытия конструкций

для укрупннтельной сборки:

1 — передвижные помещения для прораба, кладовой и обогрева рабочих,

2 — помещение сварочных аппаратов; 3 — передвижной компрессор,

4 — площадка для укрупнения конструкций со сборочными стеллажами,

5 — козловой кран К-305Н; 6 — стреловой кран г/п 40… 100 т; 7 — склад со
стеллажами; 8 — склад металлоконструкций, 9 — место укрупнения
габаритных конструкций; 10 — подъездные пути

При организации склада необходимо предусматривать проходы шириной не менее одного метра в продольном направлении через каждые два штабеля, проходы в поперечном направлении — через каждые 25 м, поперечные проезды — на расстоянии 100 м друг от друга. Ширину проездов устанавливают с учетом габаритов транспортного средства и допустимого приближения к складируемым конструкциям не менее 1 м.

Общая площадь, м2, складских площадей с учетом проходов и проездов, сортировки определяется расчетом по соответствующим нормативам удельной загрузки различных конструкций (т/м2).

Потребность в площадях для центральных складов определяется из расчета трехмесячного запаса сборных железобетонных конструкций по наиболее интенсивному периоду производства работ согласно календарному графику. На рис. 1.2 приводится схема центрального склада металлоконструкций и склада сборного железобетона, предусмотренных при строительстве крупного промышленного комплекса. Склад оборудован двумя козловыми кранами пролетом 32 м грузоподъемностью Ш г

Площади приобъектных складов определяются из расчета двухнедельного запаса для стальных конструкций и пятидневного запаса для железобетонных конструкций.

Укладка конструкций должна обеспечивать возможность свободною их захвата и подъема путем постановки прокладок, размер которых должен превышать размер выступающих деталей конструкции не менее, чем на.’О мм. Заводская маркировка конструкций должна быть всегда доступна для осмотра

Практикой выработан ряд методов монтажа строительных конструкций в большепролетных зданиях, применяемых в зависимости от требуемой последовательности производства работ, конструктивной схемы монтируемых зданий, вида технологического оборудования, сроков и порядка ввода здания в эксплуатацию, очередности поставки конструкций.

В зависимости от вида монтажа различают метод продольного монтажа, когда сборку ведут отдельными пролетами, и метод поперечного или секционного монтажа. Метод поперечного монтажа применяют, когда здание вводится в эксплуатацию отдельными секциями, включающими все пролеты здания, при монтаже конструкций кранами большого радиуса действия, с тем чтобы полнее использовать их на каждой стоянке; при необходимости или целесообразности перемещения монтажных кранов только в поперечном направлении

Для сокращения продолжительности строительства монтаж большепролетных зданий целесообразно осуществлять одновременно в двух направлениях: от середины к торцам. При таком методе организуют два независимых объектных потока производства работ, которые могут включать один или несколько специализированных потоков. При этом каждый специализированный поток выполняется соответствующим комплектом машин Если возводимое здание имеет значительную площадь, его деляг на ряд участков (захваток). Размеры участков принимают в зависимости от объемно планировочных и конструктивных решений здания, особенностей ввода его в эксплуатацию, необходимого типа и числа монтажные механизмов и машин, трудоемкости работ и пр Монтаж конструкций на каждом участке осуществляется самостоятельным специализированным потоком.

В зависимости от возможной и целесообразной степени совмещения работ, от реальных производственных условий монтажа строительных конструкций и токологического оборудования одноэтажные промышленные здания можно возводить открытым, закрытым, помещенным или комбинированным методами (рис. 1.1).

Рис.) 1 Схема возведения подземной части одноэтажного промышленного здания:
а) при «открытом» способе; б) при «закрытом» способе.

1 — отдельные котлованы; 2 — общие котлованы; 3 — фундаменты строительных
конструкций (колонн, стен); 4 — фундаменты под оборудование; 5 — проходной
коллектор, б — турбогенератор; 7 — трубопроводы, кабели; 8 — канал; 9 — уровень пола

Большепролетные здания возводятся, как правило, по закрытому методу (рис. 1.1, б). Это обусловлено тем, что требуются большие свободные площади для организации площадок укрупнительной сборки и складов, кроме того, перекрытия подземного хозяйства здания (подвалов, I каналов и т. п.) могут не выдержать нагрузки от работающих тяжелых кранов.

При закрытом методе на каждом монтажном участке вначале выполняют земляные работы и сооружают фундаменты под зданием, после чего монтируют несущие конструкции. По окончании монтажных работ внутри здания разрабатывают котлованы, возводят фундаменты под встроенные конструкции (этажерки) и технологическое оборудование и, все подземные сооружения, а затем производят монтаж конструкций этажерок, технологического оборудования, трубопроводов и отделочные работы. Закрытый метод может быть более рациональным, если фундаменты под технологическое оборудование занимают значительную часть площадей пролетов здания и необходимо сооружение развитой сети ‘ подземного хозяйства

Закрытый метод монтажа строительных конструкций позволяет рассредоточить работы, применить самоходные краны, обладающие большей маневренностью и более низкой стоимостью эксплуатации, чем башенные, применяемые наиболее часто для монтажа при открытом

воздухе.

Монтаж большепролетных зданий выполняют из конструкций и деталей, изготовленных на заводах и полигонах, по возможности в целом виде и крупными частями с готовностью, обеспечивающей сокращение подготовительных и послемонтажных работ, Конструкции, поступающие на стройку отдельными частями, укрупняют до подъема к месту установки в монтажные блоки массой, соответствующей грузоподъемности и другим параметрам кранов. В монтажные блоки большепролетные конструкции укрупняют, если позволяют условия работ, конструктивные элементы и технологическое оборудование, создавая линейные, плоскостные и пространственные блоки конструкций или конструктивно-технологические блоки.

При укрупнении конструкций должна быть обеспечена их геометрическая неизменяемость. С этой целью при необходимости производят временное усиление укрупненных блоков либо используют приспособления, предупреждающие возникновение опасных деформаций и напряжений при подъеме

Метод возведения, включая выбор монтажных машин и поддерживающих приспособлений, определяется путем сравнения возможных вариантов с учетом наиболее эффективного способа производства строительных работ в заданные сроки. При анализе технически возможных вариантов монтажа на основе ТЭП учитываются:

ісмііьі производства работ, трудоемкость и стоимость единицы продукции, степень использования монтажного оборудования, ірудоемкость и стоимость подготовительных работ по вводу в действие монтажных машин и поддерживающих устройств, а также работ по их демонтажу. Выбранный метод монтажа большепролетных конструкций должен обеспечить возможность выполнения смежных строительно — монтажных работ по совмещенному календарному графику.

В зависимости от применяемого технологического порядка монтаж элементов большепролетных конструкций может выполняться следующий:

— монтаж отдельных элементов конструкции непосредственно на проектных опорах,

— монтаж отдельных элементов конструкции на промежуточных мроменных опорах,

— вертикальный подъем целой конструкции с помощью механиче­ских или гидравлических подъемников;

— монтаж целой конструкции с помощью мачт или тяжелых кранов;

— монтаж собранной конструкции методом надвижки на проектные

опоры.

1.2.1. Особенности возведения большепролетных зданий

Как отмечено выше, при возведении большепролетных зданий устройство большинства конструкций здания практически идентично подобным процессам в обычных промышленных одноэтажных зданиях с пролетами 18 .36,0 м. Однако процессы устройства шатра здания здесь много сложнее и требуют дополнительных знаний, специальной техники и специальных технологий.

Монтаж несущих конструкций большепролетных зданий отличается следующими особенностями:

1. Здания имеют обычно большие размеры в плане, которые в большинстве случаев превосходят радиус действия монтажных кранов

2. Большие габариты несущих конструкций исключают возможность их доставки на объект в целом виде. Поэтому завод — изготовитель осуществляет поставку транспортабельными частями — отправочными марками Это может быть 1/21/8 часть конструкции, отдельные стержневые элементы, канаты в бухтах, рулонные заготовки.

3. На объекте из отдельных марок собирается целая готовая к установке несущая конструкция. Таким образом, в отличие от обычных технологий монтажа, часть работ по изготовлению большепролетных конструкций выполняется непосредственно на объекте.

4. На объекте организуется площадка укрупнительной сборки (ПУСб), где собирается конструкция. Площадки оснащены необходимым сварочным, контрольно-измерительным и другим оборудованием. Площадки укрупнительной сборки в зависимости от вида конструкции и принятой технологии монтажа могут быть стационарными или передвижными

5. Организуется на объекте транспортная система для доставки целой готовой конструкции от стационарной площадки сборки в зону монтажа. Она включает рельсовый путь (ход), транспортные тележки на рельсовом или пневматическом ходу

6. В связи с большой массой конструкции монтаж или подъем на монтажную отметку выполняются одним или двумя тяжелыми стреловыми кранами (ДЭК-50, СКГ-63, СКГ-100). В ряде случаев используются стационарные подъемные механизмы: монтажные мачты, шевры, монтажные порталы, ферм оподъемники.

7 При установке конструкций в проектное положение используются системы специальной оснастки: монтажные башни, фермы, шаблоны, установщики конструкций, траверсы и т. п.

8. Значительные объемы контрольных операций геодезических промеров и замеров усилий в элементах конструкций.

9. Большая парусность конструкций при подъеме.

10. Наличие специального процесса — раскружаливание установленной конструкции.

ГЛАВА J. ОСОБЕННОСТИ ВОЗВЕДЕНИЯ

1.1. Вид продукции. Назначение

Большепролетными считаются здания, у которых расстояние между опорами несущих конструкций покрытия составляет более 40 м. Системы, перекрывающие большие пролеты, проектируются чаще всего однопролетными, что вытекает из основного технологического и функционального требования — отсутствия промежуточных опор.

В промышленном строительстве это цеха судостроительных, авиастроительных и т. п заводов, самолетные ангары, крытые стоянки (гаражи) тяжелых грузовиков, автобусов, троллейбусов. В гражданском строительстве это спортивные сооружения, стадионы, катки, плавательные бассейны, а также манежи, выставочные комплексы, концертные залы, цирки, здания аэропортов, вокзалов и т. п.

Опыт проектирования и строительства большепролетных зданий показывает, что наиболее сложной задачей является монтаж конструкций покрытия В конструктивном отношении большепролетные покрытия различают по статической схеме работы несущих конструкций, в качестве которых применяются балочные, рамные, арочные, пространственные и висячие покрытия.

Для изготовления этих несущих конструкций используются следующие материалы: сталь (прокатные профили, лист, канаты),

алюминий (прокатные профили, лист), предварительно напряженный сборный железобетон, монолитный железобетон, иногда дерево, в том числе, в комплекте со сталью.

Балочные покрытия состоят из главных поперечных конструкций в виде плоских или пространственных балочных ферм и промежуточной конструкции — прогонов

Эти конструкции просты в монтаже, при эксплуатации мало чувствительны к осадкам опор за счет их шарнирного опирання Недостатком их является большой расход стали (т/мп) и большая высота элемента — до 6,0… 10,0 м. Эффективны такие несущие системы при пролетах до 100 м.

Рамные системы покрытия характеризуются по сравнению с балочными меньшей массой, большей жесткостью и меньшей высотой ригелей, но требуют большей ширины колонны, имеют большую

чувствительность к неравномерным осадкам опор и изменениям температуры.

Сечения ригелей рам делают преимущественно сквозными в виде ферм. Рамные схемы покрытий бывают плоскостными (основное решение) и блочными, состоящими из двух плоских рам, соединенных между собой связями, что значительно повышает поперечную жесткость ригелей. Рамные конструкции эффективны для пролетов до 120 м.

Арочные системы покрытий по статической схеме подразделяются на трех-, двух — и бесшарнирные Они имеют относительно меньшую массу, чем рамные и балочные, но более сложны в изготовлении и монтаже По расходу металла предпочтительнее бесшарнирные арки. Они обладают и большей жесткостью Все типы арок чувствительны к неравномерной нагрузке, температурные колебания воспринимаются ими по-разному В двухшарнирных и бесшарнирных арках появляются усилия от температурных колебаний, а в трехшарнирных они не возникают.

Качественная характеристика арок в основном зависит от их высоты и очертания. Оптимальная высота находится в пределах от 1/4 до 1/6 пролета, и наилучшее очертание, если геометрическая ось совпадет с кривой давления.

Большинство этих систем передают значительные горизонтальные усилия на фундаменты (распор), что требует особых конструкций фундаментов и технологии их устройства.

Сечения арок делают решетчатыми или сплошными, высотой соответственно 1,30.1 /60 и 1/50…/80 пролета. Арочные покрытия эффективны при величине пролета до 200,0 м.

Пространственные системы покрытий характерны тем, что оси всех несущих элементов не лежат в одной плоскости. Они подразделяются на зри типа: купола, екпадки, своды (оболочки).

Конструкции куполов могут быть ребристыми, ребристо-кольцевыми и сетчатыми.

Складчатые покрытия состоят из тонкостенных плит и ферм, опирающихся но концам диафрагмы. По статической схеме складчатые конструкции могут быть балочными, рамными и арочными.

Своды-оболочки — одна из разновидностей складчатых покрытий. Они образуются путем вписывания складок в цилиндрическую поверхность. При этом пролетом свода-оболочки является расстояние между нижними бортовыми элементами.

Достоинствами этих систем являются эффективная работа материала (на сжатие), отсутствие усилия распора на фундаменты.

В последнее время широкое применение имеет своеобразный тип пространственных конструкций — структуры, с помощью которых перекрываются большие пролеты зданий промышленного и гражданского назначения.

Это пространственно-стержневые системы, отличающиеся тем, что в их образованиях появляется возможность применения многократно повторяющихся элементов, использования новых видов конструкционных материалов (алюминий, высокопрочная сталь, пластмасса) и соединений. Изготовление отдельных элементов структур легко подчиняется заводской технологии, а транспортировка и монтаж экономичнее, чем традиционных конструкций. Наибольшее распространение получили структуры типа «ЦНИИСК», «МАрхИ», «Кисловодск», «Берлин».

В висячих конструкциях покрытий основными несущими элементами, перекрывающими пролет, являются гибкие стальные канаты (ванты) или тонкостенные листовые металлические мембраны.

Вантовые и мембранные покрытия выгодно отличаются от традиционных стальных конструкций. К их достоинствам относится следующее: в растянутых элементах эффективно используется вся

площадь сечения вант или листов и применяются высокопрочные стали, что обеспечивает малую массу несущей конструкции; при монтаже покрытия не требуется лесов и подмостей, что упрощает возведение покрытия; с увеличением перекрываемого пролета экономичность покрытия возрастает, поскольку масса несущей конструкции остается относительно малой; своеобразие конструктивной формы покрытия позволяет повышать эстетическую выразительность сооружения, а в большинстве случаев висячие покрытия создают в здании наиболее благоприятные условия акустики, видимости и освещенности.

Однако висячим покрытиям и присущи некоторые конструктивные недостатки: повышенная деформативность покрытия, вызываемая тем, что ванты или мембраны могут изменять свою начальную форму, для обеспечения жесткости покрытия приходится применять дополнительные конструктивные элементы и проводить дополнительные мероприятия; необходимость устраивать специальную опорную конструкцию для восприятия распора от вант или мембран, что увеличивает стоимость покрытия, в отдельных случаях возникает трудность отвода воды с покрытий.

Помимо оптимизации архитектурных форм и конструктивных решений весьма важное значение уделяется вопросам экономики большепролетных зданий и сооружений. Разработана аналитическая методика определения экономических параметров архитектурно­конструктивных решений большепролетных зданий, основанная на сопоставлении удельного расхода основного строительного материала на несущие и опорные конструкции в зависимости от площади перекрываемого пространства. В зависимости от конструктивных решений даны оптимальные пролеты для перекрытий от 50 до 500 м.

Разработана методика определения эффективности тех или иных конструктивных решений покрытий большепролетных зданий На основе сопоставления затрат материальных ресурсов на пролетные и опорные конструкции в расчете на 1 м2 перекрываемой площади рекомендуются пролеты от 20 до 500 м.

Применение большепролетных конструкций для покрытий зданий связано с необходимостью возведения помещений с большими свободными площадями: ангаров, концертных залов, павильонов, крытых стадионов, рынков и др. Современный уровень строительства требует возведения большепролетные зданий и сооружений без промежуточных опор. В целях улучшения использования производственных площадей и модернизации технологических процессов большепролетные конструкции широко применяются в промышленном строительстве.

В книге представлены технологические и организационные решения по возведению наиболее распространенных большепролетных зданий. Теория и практика строительства таких зданий у нас в стране и за рубежом показали, что наибольший резерв повышения эффективности такого строительства в современных условиях заключен в совершенствовании организационно-технологических решений монтажа и монтажной технологичности архитектурно-конструктивных решений. Все это ставит задачу о настоятельной необходимости систематизации, обобщения и анализа имеющегося отечественного и зарубежного опыта строительства большепролетных зданий, что и явилось основной предпосылкой для написания данной книги.

Значительное внимание уделено достижениям технического прогресса в строительстве, современным методам строительного производства, обеспечению заданного качества продукции строительного процесса, вопросам охраны труда и окружающей среды.

Пособие подготовлено в соответствии с программой спецкурса «Технология возведения большепролетных зданий и высотных сооружений» для высших учебных заведений по специальности «Промышленное и гражданское строительство» и призвано оказать помощь студентам при изучении данного курса, при курсовом и дипломном проектировании.

При подготовке рукописи были использованы материалы научно — исследовательских, проектных и строительных организаций.

Авторы пособия выражают глубокую признательность коллективу кафедры «Строительные конструкции и гидротехнические сооружения» СГАУ (заведующий кафедрой профессор, кандидат технических наук Затинатский С. В.) и директору ЗАО НПГШ «Геотехника-СПИ» к. т.н., профессору Савинову А. В. за рецензирование рукописи и ценные замечания, которые были учтены при подготовке материала к изданию.