ВОЗВЕДЕНИЕ ЗДАНИИ С ПОКРЫТИЕМ. СТРУКТУРНЫМИ КОНСТРУКЦИЯМИ
7.1. Виды конструкций и особенности возведения
Структурные конструкции или просто структуры — это плоские юшатые системы регулярного строения Выполняются из большого числа илнотипных элементов, стандартных по форме и размерам
Структуры образуются из различных систем перекрестных металлических ферм Конструктивная особенность структур заключается в м пространственной работе, которая может быть сравнима с работой плиты, опертой на отдельные опоры.
В настоящее время в строительстве наибольшее распространение получили структурные конструкции типа «Берлин» размером 12×18 и 12×24 м; «Кисловодск», «МАрхИ» размером 18×18, 24×24, 30×30 м и «ЦНИИСК» размером 12×18 и 12×24 м. По индивидуальным проектам возводят структуры размерами 60, 90, 120 м. К ним относятся спортивные п зрелищные сооружения, рынки, автостоянки, промышленные корпуса (рис. 7.1).
По сравнению с обычными плоскостными конструкциями (палочными, арочными, рамными) структуры имеют определенные преимущества:
— имеют меньшую массу;
— обеспечивают возможность индустриального монтажа, включая конвейерную сборку,
— являются сборно-разборными и могут использоваться многократно;
— сборка не требует высокой квалификации;
— имеют компактную упаковку и удобны в транспортировке,
— поступают полностью окрашенными;
— пространственная работа конструкций, приводящая к повышению общей жесткости покрытия и уменьшению почти вдвое строительной высоты;
— повышение надежности покрытия при внезапном разрушении птдельных стержней благодаря многосвязанности системы
К недостаткам структур следует отнести высокую трудоемкость і норки, невозможность существенного укрупнения на заводе.
Наиболее эффективно применение структурных конструкций в учаленных районах с тяжелыми транспортными условиями, а также при і жатых сроках строительства, при недостатке квалифицированных рабочих
Рис 7 І Опирание структурных покрытий
а двухконсолыюе, о — бесконсольное, в в узле на колонну, г-н а колонну с
капителью; д -■ на колонну е канатной растяжкой, е — на v-образную колонну,
ж, з — но периметру, и, к, л — многоточечное опирание в сочетании с другими
конструктивными элементами (и, к — в сочетании с бортовыми элементами,
л — в сочетании с арочными конструкциями)
В отличие от обычных плоскостных конструкций, легкие металлические конструкции со структурными покрытиямии поступают на монтаж полностью окрашенными на заводе.
Стержни структур необходимо транспортировать помарочно, в специальных контейнерах, а узловые элементы — в закрытой таре, обеспечивающей компактность упаковки, удобство погрузочно — разгрузочных работ и складирования; метизы, крышки и другие мелкие шементы хранят в закрытых складах по партиям и маркам
Особое внимание уделяют правильной организации работы на складе металлоконструкций Приемка и раскладка конструкции должны производиться строго по маркам. Поступающие конструкции следует строго учитывать Отправляют их на монтаж по технологическим требованиям Все. эти операции фиксируют соответствующими отметками на монтажных схемах и в журналах регистрации поступающих конструкций на склад От четкости работы склада зависит ритмичность работы на мон — гаже.
Большое число элементов, поступающих на монтажную площадку, для укрупнения их в блоки осложняет организацию сборки, конструкция узловых элементов не позвбляет механизировать процесс сборки и требует значительных затрат ручного труда (рис. 7.2).
Опыт работы по сборке структурных конструкций подтвердил необходимость наличия хорошо спланированных площадок с соответствующей бетонной подготовкой, устройства сборочных стендов — кондукторов или специальных приспособлений, обеспечивающих точность сборки и всех геометрических размеров блоков
Для сборки структур различных типов применяют специальные металлические стенды и приспособления Укрупнигельная сборка блоков может производиться на конвейерной линии, оснащенной всей необходимой технологической оснасткой (тележки, поворотные устройства, стационарные подмости). В зависимости от размеров здания в плане и типов структурных покрытий разработаны различные схемы организации монтажных площадок. Структурные конструкции покрытий укрупняют в монтажные блоки на специальных приспособлениях-стендах, обеспечивающих сборку всех узлов и образующих структуру элементов в проектном положении или на отдельных опорах, выверенных по высоте и г. плане, расположенных под узловыми элементами нижних поясов структуры. Способы укрупнения зависят от типа структурных конструкций.
Рис 7 2 Узловые сопряжения стержневых конструкций типа а — «мери» (ФРГ), б — «ИФИ» (ГДР), в, г — «Триодетик» (Канада), д «Кристалл» (СССР); е «ЦНИИСК» (СССР), болтовое и на ванной сварке, и — «Октаплапе» (ФРГ), с полым шаром и кольцевыми угловыми сварными швами, 1 — подкладная шайба, 2 — крышка, 3 — клиновидные концевые элементы,
4 — стяжной болт. 5 ганка, б — трубчатый элемент решетки с наконечником
Сборка блоков ведется из отдельных стержней (россыпью) (рис. 7.3), їм укрупненных пространственных ячеек (призм) (рис. 7.4) на отдельных 11 гидах. При площади покрытия более 20000 м2 сборка блоков структур до нипнОй строительной готовности ведется на специально организованной ічіііиейерной линии.
Конструкции типа «Берлин» укрупняют в блоки на стендах, шгорые обеспечивают опирание и фиксацию положения узлов нижнего и нгрхиего поясов блока с учетом их уклона, указанного в проекте, а также правильность геометрической формы блока в плане. Стенд собирают на і Шилиной бетонной подготовке толщиной 20 см
Стационарный стенд для сборки блоков представляет собой сборно — |ч торный шаблон, состоящий из стоек, которые закреплены в основании і металлической раме.
На каждой стойке сверху есть болт, которым регулируют узел і щуктуры по вертикали.
Болтами закрепляют стойки к секциям стенда. Отметки верха стоек и и к взаимное расположение должны строго соответствовать проектным ■ •■•метрическим размерам между узлами структуры.
Каждый монтажный блок покрытия собирают в определенной технологической последовательности — от середины к краям (И направлении менших сторон) Этапы последовательности сборки (а — и) покачаны на рис. 7.5 Начинают сборку с установки нижних фасонны» крышек и элементов нижнего пояса Затем собирают наклонные элементы и последними устанавливают элементы верхнего пояса. Гайки н* шпильках в узловых элементах затягивают сборочными ключами, поело чего выверяют проектное положение узловых элементов, ирй необходимости регулируют его. Затем динамометрическими ключами натягивают шпильки на проектное усилие 8 т и затягивают контргайки моментом, равным 0,2 крутящего момента затяжки основной гайки (ри4 7.4)
Крутящий момент должен соответ ствовать величине, указанной в паспорте на блок покрытия В узлах верхнего пояса все шпильки натягивают вращением нижних гаек Для создания надежного проектного натяжения
шпилек все опорные и нижние угловые узлы, а также 25% остальных узлов подвергают контролю, при котором четко фиксируются реальные силы натяжения. В паспорте на структурный блок даются крутящие моменты для различных партий шпилек и гаек, и смешивать гайки и шпильки из различных партий запрещается. После сборки и окончательной выверки блока устанавливаются прогоны из оцинкованного прогнутого профиля и профилированный настил.
Укрупнительная сборка блоков конструкции типа «Кисловодск» производится непосредственно у каждого места подъема в проектное понижение на выверенных по высоте и в плане опорах в определенной inн недовательности.
На месте сборки наносят горизонтальные оси блока; устанавливают и пыверяют четыре опоры 1; собирают центральную часть блока размером ‘V» м (рис. 7.6). Одновременно устанавливают и выверяют четыре ііоікшнительньїе опоры 2.
Блок укрупняют до размера 21×21 м, одновременно опоры і переставляют в новое положение и дополнительно устанавливают четыре опоры 3.
Блок укрупняют до проектного размера 30×30 м.
При сборке блока, кроме основных опор 1 — 3. применяемых при мфупнении, под каждый нижний узел устанавливают дополнительные пременные прокладки для исключения провисания узлов. Отклонение игрха опор в местах опирання узловых элементов нижнего пояса не ІОЧЖН0 превышать 5 мм. При наличии подвесного транспорта высоту опор I ‘ увеличивают для возможности крепления балок монорельса ниже uu-ментов нижних поясов структуры.
Резьбовые отверстия узловых элементов должны проходить НЦательный контроль на заводе-изготовителе, где все отверстия закрывают миниэтиленовыми пробками, которые снимают перед ввинчиванием болта і и-ржня. Узловые элементы перед подачей на сборку очищают от ишеервирующей смазки.
В процессе укрупнительной сборки оберегают резьбовые отверстия ні попадания песка и грязи; торцевые поверхности шестигранных муфт і н-ржней и соответствующие им поверхности узловых элементов мнительно протирают. Болты стержней перед ввинчиванием в узловые пн-менты выводят из стержня до упора, очищают от консервирующей ■ мазки и смазывают железным суриком.
Собирают каждый блок так же, как и в конструкции типа «Берлин»
• и центра к краям путем последовательного присоединения сначала ми-ментов нижнего пояса, затем наклонных элементов с узловыми >п-тлями верхнего пояса и, наконец, элементов верхнего пояса.
По окончании сборки и выверки укрупненного блока устанавливаю! иршоны, профилированный настил и балки путей подвесного транспорта.
Конструкция типа «ЦНИИСК». Последовательность сборки блока и. і стенде следующая; устанавливают торцевые фермы, элементы нижнего пояса, элементы верхнего пояса, последними закрепляют наклонные щементы, примыкающие к нижним и верхним поясам. После выверки и і ікрепления всех элементов блока укладывают стальной профилированный настил кровли.
|
Ш этап |
|
Рис. 7.6. Технологическая схема укрупнительной сборки покрытия типа «Кисловодск» |
При сборке болтовых соединений применяют гайковерты С крутящим моментом 200 Н-м
В конструкции стенда применены четыре тележки, которые одновременно являются элементами стенда и транспортным средством.
При укрупнении блока две противоположные торцевые фермы 1 устанавливают и закрепляют на тележках. Монтируют элементы нижних и верхних поясов от середины к краям с помощью автомобильного крана.
Раскосы структуры собирают вручную с помощью гайковертов, обеспечивая крутящий момент — 200 Н м. Устанавливаются устройства для строповки блока (рис. 7.7).
|
Рис.7.7 Строповка структурного блока (а) и узел блоки (б). I — прогон, 2 — профилированный настил, 3 — кровля, 4 — строп, 5 — такелажная скоба, 6- конструкция блока, 7 — стяжная шпилька, 8, 1 ] — верхняя и нижняя штампованные крышки, 9 — стержень, 10 — клинообразным элемент |
|
Рис 7.8. Шаровой узел 1 — шаровая опора, 2 — отверстие с внутренней резьбой, 3 — трубчатый стержень с конусным наконечником, 4 — монтажное отверстие для фиксации трубчатого стержня при ввинчивании соединительного болта; 5 — соединительный болт, Ь — поводковая гайка с отверстием в ней; 7 — ведущий палец |
По окончании укрупнительной сборки блок перемещают на ходовой і слежке на другую стоянку, где с помощью винтов-саморезов крепят чисты профилированного настила. Применяют также крепление
Во всех случаях покрытия монтируют укрупненными блоками 12×18 или 12×24 м (рис. 7.9). До этого монтируют колонны, связи, подкрановые балки и стойки фахверка по всей длине здания или на захватке (36, 72 м). На колонны устанавливают опорные части, которые включают опорный лист, подвижную и неподвижную опоры.
Затем блок структуры подают в зону монтажа на транспортной тележке и устанавливают в проектное положение, как правило, одним башенным или гусеничным краном, после чего кран перемещают следующую позицию (рис. 7.10).
|
Рис.7.10. Схема монтажа блоков покрытия «Берлин»: 1 — гусеничный кран СКГ-40БС, 2 — тележка с блоком,3 — трактор |
При большом объеме работ для повышения эффективности монтажа применяется иная технология. Монтажный кран постоянно установлен в юрце захватки или по середине здания. Поданный в монтажную зону блок кран поднимает и ставит на транспортное устройство — высокий установщик (передвижную башню на рельсовом или колесном ходу) (рис. 7.11). При наличии мостового крана, он используется как низкий установщик со специальными опорами (рис. 7.12). С помощью этих іранспортньїх устройств блок перемещается вдоль здания до проектного места, где и производится установка (опускание) его на колонны и рабочее іакрепление блока на колоннах. Установщик возвращается в монтажную юну крана.
|
Рис. 7.11. Погрузка блока покрытия на высокий установщик |
7.3.2. Монтаж структур типа «ЦНИИСК»
Покрытия монтируются укрупненными блоками 12×18 и 12×24 Mi Монтаж блоков структур ведется аналогично структурам типа «Берлин», со сборкой на стендах или конвейерных линиях (рис. 7.3 и 7.5).
Для монтажа используются один тяжелый стреловой кран или дм средних стреловых крана. Возможно использование башенного крана.
Для транспортировки блоков в зону монтажа используются, исход* из конкретных возможностей, высокие или низкие установщики.