4674

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Е.А. Кочетова, Н.В. Савина

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лекциям и практическим занятиям по дисциплине «Технология изготовления строительных конструкций» для обучающихся по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строительство высотных

и большепролетных зданий и сооружений

Нижний Новгород

2022

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Е.А. Кочетова, Н.В. Савина

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лекциям и практическим занятиям по дисциплине «Технология изготовления строительных конструкций» для обучающихся по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строительство высотных

и большепролетных зданий и сооружений

Нижний Новгород ННГАСУ

2022

УДК 693.8+691.7 (075.8)

Кочетова, Е. А. Технология изготовления строительных конструкций: учебнометодическое пособие / Е. А. Кочетова, Н. В. Савина ; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2022. – 14 с. : – Текст : электронный.

Приведены цели освоения учебной дисциплины «Технология изготовления строительных конструкций» и содержание курса лекций и практических занятий. Даны рекомендации по их изучению и проведению практических занятий.

Предназначено обучающимся в ННГАСУ по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений.

© Е.А. Кочетова, 2022 © Н.В. Савина, 2022 © ННГАСУ, 2022.

3

1. Цели освоения учебной дисциплины

Целями освоения учебной дисциплины «Технология изготовления строительных

конструкций» являются:

1)ознакомление студентов с принципами и особенностями технологии изготовления металлических конструкций,

-сортаментом и материалами, применяемыми при их изготовлении;

-правкой листа и профиля,

-разметкой и наметкой;

-механической, кислородной, плазменной и лазерной резкой;

-методами сварки и сборки металлоконструкций;

-отделочными операциями: образованием монтажных отверстий, фрезерованием торцевых плоскостей,

-общей и контрольной сборками,

-грунтовкой и окраской конструкций;

-особенностями технологии изготовления конструкций высотных и большепролетных зданий и сооружений.

2) ознакомление студентов с принципами и особенностями технологии изготовления

железобетонных конструкций:

-сортаментом и материалами, применяемыми при их изготовлении;

-технологией изготовления монолитных железобетонных фундаментов в условиях строительной площадки;

-технологией изготовления монолитных железобетонных колонн в условиях строительной площадки;

-технологией изготовления монолитных железобетонных перекрытий в условиях строительной площадки;

-технологией изготовления сборных железобетонных конструкций (фундаментов,

перемычек, многопустотных плит перекрытия и др.) в заводских условиях;

-технологией изготовления монолитных железобетонных конструкций зданий в Нижнем Новгороде в условиях строительной площадки: опалубочными, арматурными и бетонными работами;

-особенностями технологии изготовления конструкций высотных и большепролетных зданий и сооружений.

4

2. Содержание курса лекций

Курс лекций по учебной дисциплине «Технология изготовления строительных конструкций» разделен на два блока.

Первый блок «Технология изготовления металлических конструкций» включает

следующие разделы:

-Особенности технологии изготовления металлических конструкций;

-Сортамент и материалы, применяемые при изготовлении металлических конструкций;

-Технологическая структура цехов, технологические и транспортные схемы заводов

МК;

-Правка листа и профиля. Отчистка и консервация металла;

-Разметка и наметка. Механическая, кислородная и другие способы резки металла;

-Образование отверстий. Гибка профиля. Сборка металлических конструкций. Сварка

иклепка конструкций;

-Отделочные операции. Общая и контрольная сборки металлических конструкций.

Грунтовка и окраска;

-Особенности технологии изготовления конструкций из алюминиевых сплавов;

-Заводы металлических конструкций. Специализация заводов. Типизация МК.

Второй блок «Технология изготовления железобетонных конструкций» включает

следующие разделы:

-особенности технологии изготовления железобетонных конструкций;

-сортамент и материалы, применяемые при их изготовлении;

-технология изготовления монолитных железобетонных фундаментов в условиях строительной площадки;

-технология изготовления монолитных железобетонных колонн в условиях строительной площадки;

-технология изготовления монолитных железобетонных перекрытий в условиях строительной площадки;

-технология изготовления сборных железобетонных конструкций (фундаментов,

перемычек, многопустотных плит перекрытия и др.) в заводских условиях; - особенности технологии изготовления монолитных железобетонных конструкций

зданий в Нижнем Новгороде в условиях строительной площадки: опалубочные, арматурные и бетонные работы

5

- особенности технологии изготовления конструкций высотных и большепролетных

зданий и сооружений на примере небоскребов города Дубаи и высоток «Москва-Сити»

2.1 Первый блок «Технология изготовления металлических конструкций»

2.1.1 Особенности технологии изготовления металлических конструкций

Отмечены такие достоинства МК, как надежность работы, малая масса,

непроницаемость и индустриальность изготовления. Выделены недостатки МК (коррозия и незначительная огнестойкость). Определены понятие технологии и критерии её оптимальности. Выделены преимущества сварных МК: снижение веса конструкций и трудоемкости их изготовления; технологичность изготовления, отсутствие остаточных деформаций при эксплуатации.

2.1.2 Сортамент и материалы, применяемые при изготовлении МК

Отмечена область использования металла в строительной индустрии. Определены требования, которые необходимо соблюдать при проектировании МК; сортамент проката:

листовой (лист, полоса, рифленый, просечно-вытяжной), сортовой (круг, квадрат,

шестигранник), фасонный (уголок, тавр, двутавр, балка), трубы, холодногнутые профили;

профили из алюминиевых сплавов. Рассмотрены стали, применяемые для изготовления МК;

определена область использования сталей обычной, повышенной и высокой прочности. Особо выделены алюминиевые сплавы: их достоинства и недостатки, область использования.

2.1.3. Технологическая структура цехов, технологические и транспортные схемы

заводов МК

Рассмотрена технологическая структура цехов основного производства на заводах МК. (цех подготовки металла со складом, цех обработки деталей со складом полуфабрикатов,

сборочно-сварочный цех, малярно-погрузочный цех со складом готовой продукции). Описаны технологические операции, используемое оборудование всех цехов. Определена необходимость создания на заводах вспомогательных (транспортный цех, ремонтные цехи,

склады применяемых материалов) и подсобных (кислородная и ацетиленовая станции,

компрессорная станция, котельная) производств.

Рассмотрены технологические и транспортные схемы заводов МК в зависимости от направлений технологического потока и движения мостовых кранов. Описаны достоинства и недостатки всех схем.

6

2.1.4. Правка листа и профиля. Очистка и консервация металла

Рассмотрены виды деформации листа и профиля, особенности и ограничения, причины их появления. Обоснована необходимость проведения правки. Рекомендованы способы правки: правка изгибом в холодном состоянии, правка растяжением, термическая правка,

термомеханическая правка. Описаны сущность и особенности технологии правки,

используемое оборудование.

Показано, что надежной защитой МК от коррозии является их окрашивание.

Рассмотрены способы очистки – химический (травлением) и механический; их особенности,

достоинства и ограничения. Определены критерии при выборе способа очистки. Обоснована необходимость консервации проката и выработаны требования, предъявляемые к материалу для консервации. Доказано, что таким требованиям отвечает фосфат. Описаны сущность и способы фосфатирования.

2.1.5. Разметка и наметка. Механическая, кислородная и другие способы резки

металла

Рассмотрены процессы разметки и наметки. Описаны сущность, назначение,

возможности, отличия, область использования. Отмечена зависимость точности и качества деталей от точности изготовления шаблона, учета технологических припусков на усадку после сварки, на фрезерование торцев, на строгание кромок. Указаны инструмент и приспособления для разметки и наметки.

Отмечено, что резка металла – одна из основных технологических операций и выбор способа резки зависит от металла, требуемой точности и размеров деталей. Описаны сущность механической резки, качество среза деталей, применяемые оборудование и инструмент.

Отмечены преимущества кислородной резки в сравнении с механической. Рассмотрены способы кислородной резки (ручным резаком, переносными и стационарными газорезательными машинами), область их применения, параметры режима резки. Описаны сущность, возможности, область использования, достоинства и недостатки лазерной,

плазменной и гидроабразивной резки.

2.1.6. Образование отверстий. Гибка профиля. Сборка металлических

конструкций. Сварка и клепка конструкций.

Описаны способы образования отверстий: сверление, пробивка (продавливание),

расточка, механическая вырезка, газовая и лазерная резка. Определены ограничения,

применяемое оборудование и инструмент при сверлении отверстий. Определена область сверления отверстий по кондуктору, пакетом по шаблону, по наметке. Рекомендованы материалы для изготовления инструмента. Рассмотрены возможности пробивки и других способов образования отверстий, используемое оборудование и инструмент.

7

Показано широкое использование холодной гибки при изготовлении трубопроводов,

резервуаров, бункеров, гнутых профилей в строительстве. Отмечено, что изготовление цилиндрических, конических, сферических деталей и кольцевая гибка профиля производятся на листогибочных вальцах, гнутые профили – на кромкогибочных прессах.

Рассмотрены проблемы механизации работ на заводах МК, даны рекомендации по созданию поточных линий, сочетающих две и более технологических операций (правка, резка,

образование отверстий и др.). Намечены пути повышения уровня механизации и автоматизации работ на заводах МК.

Отмечена значимость сборки при изготовлении МК (30% трудоемкости). Описаны сущность процесса сборки, организация рабочих мест в сборо-сварочных цехах, инструмент и инвентарные приспособления для сварки. Рассмотрены методы сборки различных МК.

Показано, что в строительной индустрии применяют автоматическую сварку под слоем флюса, полуавтоматическую в среде углекислого газа, электрошлаковую, контактную

(точечную и стыковую), газовую сварки. Отмечены их особенности и ограничения при использовании. Перечислены параметры, составляющие технологический процесс сварки,

которые должны быть учтены.

Уделено внимание клепке конструкций. Определена область использования. Описаны три способа сборки, их достоинства и недостатки. Рассмотрены сущность процесса клепки и контроль качества клепанных конструкций.

2.1.7. Отделочные операции. Общая и контрольная сборки МК. Грунтовка и

окраска

Рассмотрены отделочные операции: образование монтажных отверстий и фрезерование торцевых плоскостей для плотного примыкания элементов друг к другу и для ускорения монтажа. Описаны два способа образования монтажных отверстий, их достоинства и недостатки. Обоснована необходимость фрезерования торцевых плоскостей конструкции,

рекомендовано оборудование.

Подробно рассмотрены общая и контрольная сборки МК, сущность и область их использования.

Обоснована необходимость грунтовки и окраски конструкций. Описаны способы подготовки поверхности конструкций, методы грунтования, их достоинства и недостатки.

Указано, что должна быть восстановлена маркировка после грунтования.

2.1.8. Особенности технологии изготовления конструкций из алюминиевых

сплавов

Отмечены достоинства и недостатки алюминиевых сплавов, особенности обработки

конструкций из алюминиевых сплавов. Описаны сущность и технологические процессы

8

сборки и сварки, сборки и клепки алюминиевых конструкций. Рассмотрены способы защиты конструкций от коррозии: лакирование, анодное или химическое оксидирование, покрытие лаками, полирование и глянцевание.

2.1.9. Заводы металлических конструкций. Специализация заводов. Типизация

МК.

Рассмотрены особенности универсальных и специализированных заводов МК:

номенклатура изделий, технологические возможности оборудования, средства механизации и автоматизации, серийность производства, планировка основных цехов заводов. Уделено внимание типизации проектов и конструктивных элементов; нормализации деталей МК.

Отмечена важность повышения степени заводской готовности МК, превращения процесса возведения в процесс скоростной сборки зданий и сооружений из крупноразмерных элементов.

2.2 Второй блок «Технология изготовления железобетонных конструкций»

2.2.1. Особенности технологии изготовления железобетонных конструкций.

Рассмотрены преимущества изготовления железобетонных конструкций в условиях современной строительной площадки.

2.2.2. Сортамент и материалы, применяемые при их изготовлении.

Подробно рассмотрены классы арматуры и классы бетона. Их характеристики, сфера возможного использования. Отличие марки от класса бетона. Способы соединения арматуры.

2.2.3. Технология изготовления монолитных железобетонных фундаментов в

условиях строительной площадки.

Подробно рассматриваются опалубочные, арматурные и бетонные работы при возведении монолитного железобетонного фундамента. Классы арматуры и классы бетона,

используемые в современном строительном производстве при изготовлении монолитных железобетонных фундаментов в условиях строительной площадки. Поддерживающие каркасы.

Защитные слои. Виды опалубки. Способы соединения арматуры. Также рассматриваются виды монолитных железобетонных фундаментов и особенности каждого вида при возведении конструкции на строительной площадке. Отмечены преимущества и недостатки каждого вида фундаментов при возведении здания на карстовых грунтах.

2.2.4. Технология изготовления монолитных железобетонных колонн в условиях

строительной площадки.

Подробно рассматриваются опалубочные, арматурные и бетонные работы при возведении монолитных железобетонных колонн. Классы арматуры и классы бетона,

используемые в современном строительном производстве при изготовлении монолитных

9

железобетонных колонн в условиях строительной площадки. Виды опалубки.

Поддерживающие каркасы. Защитные слои. Способы соединения арматуры. Также рассматриваются виды монолитных железобетонных колонн и особенности каждого вида при возведении конструкции на строительной площадке.

2.2.5. Технология изготовления монолитных железобетонных перекрытий в

условиях строительной площадки.

Подробно рассматриваются опалубочные, арматурные и бетонные работы при возведении монолитных железобетонных перекрытий. Классы арматуры и классы бетона,

используемые в современном строительном производстве при изготовлении монолитных железобетонных колонн в условиях строительной площадки. Виды опалубки.

Поддерживающие каркасы. Защитные слои. Способы соединения арматуры. Также рассматриваются виды монолитных железобетонных перекрытий и особенности каждого вида при возведении конструкции на строительной площадке.

2.2.6.Технология изготовления сборных железобетонных конструкций

(фундаментов, перемычек, многопустотных плит перекрытия и др.) в заводских

условиях.

Рассматриваются способы изготовления сборных железобетонных конструкций

методом «в опалубке», поточным методом на конвейере («финская технология»). Особенности

серийного производства.

2.2.7. Особенности технологии изготовления монолитных железобетонных

конструкций зданий в Нижнем Новгороде в условиях строительной площадки:

опалубочные, арматурные и бетонные работы.

На примере современных жилых комплексов, школ и торговых центров Нижнего Новгорода рассматриваются вопросы и особенности технологии изготовления монолитных железобетонных фундаментов, колонн, перекрытий, обвязочных балок, понятие жесткого и шарнирного узла при изготовлении железобетонных конструкций, армирование отверстий в перекрытиях, стенах и диафрагмах жесткости.

2.2.8. Особенности технологии изготовления конструкций высотных и

большепролетных зданий и сооружений на примере небоскребов города Дубаи и высоток

«Москва-Сити».

На примере современных небоскребов и торговых центров г. Дубаи и делового центра

«Москва-Сити» рассматриваются вопросы и особенности технологии изготовления монолитных железобетонных фундаментов, колонн, перекрытий, обвязочных балок при возведении высотных зданий с каркасом из монолитного железобетона