2. Монтаж металлических конструкций одноэтажных промышленных зданий.

Металлические конструкции экономически целесообразно применять при возведении каркасов промышленных зданий тяжелого типа с пролетом более 30м, каркасов гражданских зданий повышенной этажности, высотных сооружений (мачты, телебашни и т.п.), резервуаров, различного рода технологических конструкций и др. Эффективность металлоконструкций значительно повышается путем использования таких конструктивных решений, как покрытия в виде структур, мембран, предварительно напряженных стальных ферм, профилированного настила. Использование легких и высокопрочных сплавов позволяет помимо этого значительно снизить массу конструкций, повысить эксплуатационную надежность и антикоррозионную стойкость.

Монтаж колонн.

Монтажу колонн предшествуют работы по подготовке и приемке фундаментов. Колонны устанавливают на фундаменты, в которые заделаны анкерные болты. Каждая колонна имеет опорную плиту (башмак) с отверстиями. Положение анкерных болтов должно соответствовать расположению отверстий на опорной плите. Отметка верха фундамента должна быть доведена до проектной с отклонениями не более +-2мм. Это достигается путем установки закладных опорных фрезерованных деталей. Для фундаментов с отклонением отметки на 40-50мм устанавливают подкладки из металлических листов. При подготовке верхней поверхности фундаментов в строгом соответствии с проектными допусками монтаж колонн может производиться безвыверочным способом. Металлические колонны одноэтажных пром. зданий монтируют при помощи кранов способом «на весу» с предварительной раскладкой их у места установки или с транспортных средств.

Подготовка колонн к монтажу заключается в установке опорных столиков, уголков и других деталей для опирания и крепления стеновых панелей, проушин для строповки, скоб или кронштейнов для навески подмостей и лестниц. На колонны наносят разбивочные осевые риски.

Строповка колонн производится преимущественно за верхнюю часть, что обеспечивает при симметричной колонне ее вертикальную подачу к месту установки, что облегчает наводку башмака на анкерные болты и совмещение осевых рисок колонны и фундамента. Для подъема крайних нессиметричных колонн строповку осуществляют с помощью траверсы с обвязочным стропом или рамочного захвата. До установки колонн на анкерные болты надевают колпачки из труб с конусным заострением к верху. Они предохраняют резьбу болтов и облегчают наведение колонн на болты.

Закрепленные анкерными болтами колонны расстропливают, после чего проводят геодезическую контрольную проверку их вертикальности в обеих плоскостях разбивочных осей. При монтаже колонн до 15м их устойчивость обеспечивается затяжкой гаек анкерных болтов, а при наличии узких башмаков – дополнительной установкой расчалок. Для колонн высотой более 15м производят постановку дополнительных расчалок вдоль ряда колонн. Первые две колонны ряда немедленно раскрепляют постоянными или временными жесткими связями.

Монтаж подкрановых балок.

Металлические подкрановые балки при шаге колонн 6, 12, 24м изготовляют сварными двутаврового сечения. На опорах балки имеют торцовые опорные ребра со строганной нижней кромкой, которыми балки опираются на консоли колонны.

Металлические балки раскладывают, стропят и устанавливают аналогично ж/б балкам. Временное крепление подкрановых балок осуществляют на болтовых соелинениях, по высоте и в плане регулирую подкладками. Между собой балки объединяют болтами. В торцовых и опорных ребрах для этой цели имеются отверстия для болтов.

При монтаже балок пролетом 24м, масса которых достигает 40-70т, используют два крана. Тяжелые подкрановые балки доставляют к месту установки в виде составных элементов. В зоне действия кранов производят их укрупнительную сборку. Возможна установка балок по частям из отдельных элементов. В этом случае используют промежуточные временные монтажные опоры.

Монтаж ферм.

Фермы монтируют после окончательного закрепления колонн, подкрановых балок и связей между ними. В зависимости от пролета их стропят в двух или четырех точках траверсами с захватами дистанционного управления.

При большей гибкости ферм производят их временное усиление или используют специальные плоскостные траверсы, исключающие монтажные деформации. В плоскостной траверсе с помощью механических домкратов и упоров закрепляют пояса фермы, тем самым снижая ее гибкость. После установки фермы освобождают фиксирующие домкраты. Во избежание раскачивания при подъеме фермы к ее концам крепят пеньковые оттяжки. Устойчивость первой фермы обеспечивают установкой четырех расчалок. Вторую и последующие фермы крепят к ранее установленным с помощью постоянных связей или временных в виде инвентарных распорок.

Плиты перекрытия укладывают симметрично по направлению от опорных узлов к коньку. При наличии фонаря первоначально плиты монтируют по ферме, а затем по фонарю от конька к краям.

3. Конструктивные схемы.

Многоэтажные производственные здания по конструкции разделяют на:

1) здания с полным железобетонным каркасом и навесными наружными стенами;

2) здания с полным железобетонным каркасом и наружными самонесущими стенами;

3) здания с внутренним железобетонным каркасом (без пристенных колонн) и несущими стенами (здания с неполным каркасом).

В зданиях первого и второго типов можно четко разграничить несущие и ограждающие элементы. Применяя для каркаса высокопрочный материал — железобетон, а для стен — материал малой объемной массы, удается намного снизить массу зданий, а следовательно, снизить стоимость строительства за счет облегчения фундаментов, сокращения транспортных и монтажных расходов и т. д.

Высоту надземной части многоэтажных производственных зданий определяют технологическими требованиями. Ширина многоэтажных промышленных зданий по условиям технологического процесса может достигать 36м и более. Сетку колонн каркаса и высоту этажей назначают по технологическим требованиям в соответствии с требованиями Единой модульной системы, унификацией габаритных параметров, типизацией и стандартизацией элементов конструкций.

Многоэтажные каркасные здания обычно проектируют по связевой, рамно-связевой или рамной (жесткой) конструктивным системам, обеспечивающим пространственную жесткость зданий.

Многоэтажное каркасное здание

Рис. 5. a — поперечная рама; б — расчетная схема

4. Схемы монтажа колонн одноэтажных промышленных зданий.

5. Связи.

В пределах каждого температурного блока здания следует предусмотреть самостоятельную систему связей.

Связи между колоннами

Эти связи предназначены для создания продольной жесткости кар­каса и закрепления колонн из плоскости рамы, а также для восприятия сил продольного торможения кранов и давления ветра на торцы здания.

В верхней (надкрановой) части колонн при жестком сопряжении ригеля с колоннами применяют две вертикальные связи: верхнюю в плоскости шатра и нижнюю между нижними поясами стропильных ферм и тормозными балками.

Для отапливаемых зданий установлены следующие предельные размеры между вертикальными связями: от торца здания (блока при протяженных зданиях) до оси ближайшей вертикальной связи должно быть не более 90 м; между осями вертикальных связей в одном блоке должно быть не более 60 м.

П ри шаге колонн 6 м верхнюю вертикальную связь проектируют в виде креста или двухпанельной фермы одинаковой высоты со стропильными фермами на опорах, нижнюю — в виде креста или диаго­нали (рис. 3, а, б). При шаге колонн 12 м и более верхнюю связь проекти­руют в виде фермы, нижнюю — в виде креста или подкосов (рис. 3, в, г).

Рис. 3. Связи между колоннами: а) в виде креста; б) двух крестов; в) креста; г) портала

Вертикальные связи в верхней части колонн устанавливают у тор­цов здания, у температурных швов и в средней части температурного отсека, как правило, между осями, где поставлены поперечные связи шатра. В нижней части колонн связи устанавливают между подкрановой балкой и базой колонны. При шаге колонн 6 м и ≤9 м целесообразно проектировать связь в виде одного креста (рис. 3, а), а при >9 м — в виде двух крестов (рис. 3, б). При шаге 12 м и более ее следует про­ектировать в виде портала (рис.3, г), но возможно также применение и крестовой связи (рис. 3, в).

Горизонтальные связи по верхним поясам стропильных ферм состоят из поперечных связевых ферм, располагаемых у торцов здания и над вертикальными межколонными связями: распорок между поперечными связевыми фермами. Панель связевой фермы обычно принимают равной двум панелям стропильной фермы, развязывая, таким образом, верхние пояса через узел. Назначение этих связей – обеспечение устойчивости сжатых верхних поясов стропильных ферм в горизонтальной плоскости.

При шаге ферм 6 м связи выполняются по типу рис. 4.а, а при шаге 12м – по типу рис. 4.(б, в).

Горизонтальные связи по нижним поясам стропильных ферм образуют жесткий четырехугольник по периметру здания (температурного блока) из поперечных и продольных связевых ферм. Продольные связевые фермы размещают вдоль крайних продольных рядов колонн, создавая условия для перераспределения усилий между рамами. Поперечные связевые фермы устраивают по торцам здания и над вертикальными связевыми фермами между колоннами, они предназначены для восприятия ветровой нагрузки со стороны торца здания, передаваемой стойками торцевого фахверка. Между поперечными связевыми фермами устанавливают распорки (см. рис. 5).

Поперечные связи по верхним и нижним поясам стропильных ферм в плане совмещают, располагая их над вертикальными связями между колонн. При шаге ферм 6 м связи выполняются по типу рис. 5.а, а при шаге 12 м - по типу рис. 5.б,в.

Вертикальные связи между фермами закрепляют стропильные фермы сразу после подъема при монтаже, и ограничивают гибкость сжатых верхних поясов стропильных ферм, между раскрепленными во время монтажа точками, в пределах допустимой гибкости []. Эти связи представляют собой отдельные цельно-перевозимые фермы. В состав связей входят также растяжки (одновременно являющиеся элементами связей по нижнему поясу ферм) и распорки.

При шаге ферм 6 м связи проектируют по типу показанных на рис. 6, а, а при шаге 12 м – рис. 6, б.

Рис. 4. Схема связей шатра по верхним поясам ферм:

а) – при В=6м; б, в) – В=12м: 1 – стропильная ферма; 2 – распорка; 3 – дополнительный пояс связевой фермы

Рис. 5. Схема горизонтальных связей по нижним поясам ферм:

а) – В=6м; б) – В=12м; в) – В=12м; 1 – стропильная ферма; 2 – распорка; 3 – дополнительный пояс связевой фермы

Рис. 6. Схема вертикальных связей между фермами:

а) – при В=6м; б) – при В=12м.