Эффективные технологии возведения зданий и сооружений. Ч. 1

Сварные соединения. Монтажные соединения решетчатых и стержневых конструкций собирают преимущественно при помощи прихваток. Стыки тяжелых конструкций собирают при помощи сборочных приспособлений. Сварка монтажных соединений решетчатых и стержневых конструкций обычно выполняется вручную,

аиногда – полуавтоматами с применением порошковой проволокой или голой легированной проволоки. В процессе сборки листовых конструкций широко используются сборочные приспособления, которые удаляются по мере сварки стыков. При автоматической сварке допускается предварительная подварка швов вручную.

Стыки можно сваривать следующими способами сварки: автоматической электрошлаковой; под флюсом; с применением порошковой проволоки; полуавтоматической; в среде углекислого газа; ручной.

Почти все виды автоматической и полуавтоматической сварки являются многошовными, только электрошлаковая сварка, независимо от толщины стали, выполняется за один проход бездуговым процессом. Эта сварка применима только для горизонтальных швов.

Сварка стыков может быть одно- и двусторонней. Швы большой протяженности сваривают вручную участками длиной по 300–400 мм. Направление сварки каждого участка должно быть противоположно направлению сварки всего шва. При толщине свариваемого металла более 8 мм сварной шов выполняют в несколько слоев: секционным способом или «горкой».

Для ручной сварки применяют электроды со специальным покрытием (обмазкой) различных типов. Число в марке электрода обозначает величину временного сопротивления наплавленного металла,

аиндекс «А» – повышенное относительное удлинение и ударную вязкость. Фаску под сварку у листов и труб следует снимать с помощью электрических или пневматических кромкорезов.

Контроль качества сварных соединений. В процессе контроля качества сварных соединений в зависимости от предъявляемых к ним требований могут выполняться: внешний осмотр шва, механические испытания металла шва, проверка качества структуры и плотности шва и др.

Внешний осмотр шва осуществляется с целью обнаружения видимых трещин, подрезов, шлаковых включений и непроваров глубиной более 10 % толщины свариваемых деталей.

251

Механические испытания металла шва выполняются в соответствии с ГОСТ 6996 на растяжение, ударный изгиб, ударный разрыв и сплющивание.

Из неразрушающих методов обычно используются следующие. Фотографический метод основан на просвечивании сварного шва гамма-лучами, благодаря тому, что при просвечивании сварного шва гамма-лучами непрозрачные тела начинают светиться под их действием с различной интенсивностью. За счет этого при воздействии на фотослой, дефекты шва на пленке фиксируются как места

сразличной затемненностью.

Вслучае обнаружения дефектов количество проверяемых участков удваивается. Отечественные рентгеновские аппараты РУП-120-5-1, ИРА-1Д, ИРА-2Д малогабаритны и удобны для работы на стройплощадке.

Магнитографический метод основан на обнаружении полей рассеивания в местах дефектов на ферромагнитной ленте и последующем воспроизведении отпечатков; применяется для контроля соединений толщиной от 1 до 16 мм.

Ультразвуковой метод основан на различном отражении пучка высокочастотных звуковых колебаний от металла и имеющихся дефектов.

Контроль плотности сварных соединений чаще всего выполняют вакуумным методом, в замкнутых емкостях – сжатым воздухом в пределах рабочего давления, с промазкой наружной поверхности швов мыльным раствором или заполнением емкостей водой. Неплотности сварных швов можно обнаруживать, промазывая их с одной стороны керосином, а с другой – окрашивая водно-меловым составом; при этом в местах дефектов на поверхности меловой обмазки появятся жирные пятна керосина.

Вакуумный метод предусматривает использование металлической камеры без дна с верхней стенкой из органического стекла и резиновой прокладкой по кромкам боковых стенок. Испытуемый шов смазывают раствором пенного индикатора, на участок шва накладывают камеру и создают в ней вакуум. Появление на поверхности шва пузырей свидетельствует о его неплотности. Давлением сжатого воздуха и воды испытывают резервуары и трубопроводы. Швы покрывают пенным индикатором, а в сосуд нагнетают воздух под давлением. Появление пены свидетельствует о дефекте.

252

Химический метод применяется для испытания днища. Под днище укладывают трубы, по которым нагнетают аммиак. Боковую поверхность днища и основания герметизируют глиной, а швы промазывают меловой краской с индикатором (фенолфталеин) или проклеивают полосами смоченной индикаторной бумаги. В местах дефекта окраска или бумага меняет цвет.

При заполнении сосудов водой под давлением дефекты обнаруживаются по местам течи или увлажнения поверхности шва. Давление воды или воздуха назначается равным рабочему давлению, установленному для данной конструкции. Сосуды, работающие под большим давлением, во избежание больших разрывов испытывают водой.

При производстве сборочных и монтажных работ металлических конструкций при отрицательных температурах наружного воз-

духа необходимо соблюдать следующие меры. Нельзя применять ударные воздействия на металлические конструкции при температуре окружающей среды ниже –25 °С. Гибку и правку металла при отрицательных температурах следует выполнять с предварительным его подогревом.

Ручную и полуавтоматическую сварку решетчатых и листовых конструкций толщиной стали до 16 мм можно вести обычными способами без подогрева для:

конструкций из углеродистой стали – при температуре до –30 °С; конструкций из низколегированной стали – при температуре до

–20 °С.

При большей толщине свариваемого металла или при более низких температурах зона выполнения сварочного шва на ширину в 100 мм с каждой стороны от него должна быть подогрета до

100–150 °С.

253

Глава 9

ВОЗВЕДЕНИЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ИЗ МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

Общие положения

При возведении зданий и сооружений монолитный железобетон занимает сейчас ведущие позиции.

Увеличению объемов применения монолитного железобетона

встроительстве способствовали следующие факторы.

1.Материал обладает высокой прочностью, долговечностью и огнестойкостью. Основную массу материала составляют заполнители, являющиеся обычно местными материалами и отходами промышленных производств, не требующими дальних перевозок.

Железобетон является рециклированным материалом, то есть неоднократно используемым. После сноса зданий и сооружений из монолитного железобетона (бетона) отходы материала измельчают

вдробилках и используют в качестве крупного заполнителя для изготовления товарного бетона. Неоднократное использование материала не только дает экономическую выгоду, но и позволяет решать экологические проблемы: сокращать число свалок для отходов после массового сноса морально и физически устаревших зданий и сооружений.

2.Возможность оптимизировать (уменьшить) поперечные сечения несущих конструкций (колонн, балок, ригелей, монолитного перекрытия и др.) за счет учета их совместной работы.

3.За счет отсутствия стыков снизить эксплуатационные затраты зданий на отопление.

4.Промышленный выпуск комплектов многоборачиваемой опалубки.

5.Использование при подаче и распределение в опалубке технологических комплектов в составе бетононасосов и бетоноводов, позволивших существенно снизить трудоемкость производства бетонных работ.

254

9.1. Технологический процесс возведения монолитных железобетонных конструкций

Возведение монолитных железобетонных конструкций – комплексный технологический процесс, который выполняется в следую-

щей последовательности: монтаж опалубки; армирование железобетонных конструкций; приготовление и доставка бетонной смеси на объект; подача бетонной смеси в опалубку с ее послойным уплотнением; выдерживание (уход) за бетоном в забетонированных конструкциях; распалубливание конструкции.

Опалубочные работы

Первичным формообразующим элементом опалубки является

щит.

Щит опалубки состоит из палубы и поддерживающих элементов. Палуба – это элемент щита, образующий его формующую (рабо-

чую) поверхность.

Поддерживающие элементы обеспечивают проектное положение смонтированной конструкции опалубки в процессе бетонирования и выдерживания бетонной до распалубливания.

Согласно СТБ 1110-98* принята следующая классификация опалубки.

По материалам, из которых изготовлены формообразующие элементы, инвентарную опалубку подразделяют:

на металлическую; комбинированную; деревянную;

пластмассовую и из других материалов.

По конструктивным признакам и области рационального при-

менения опалубка бывает следующих видов.

1.Мелкощитовая (МЩ). Состоит из элементов с массой до 50 кг, допускающих ручную сборку и разборку, в том числе щитов поддерживающей и крепежно-выверочной оснастки. Может укрупняться в панели. Применяют для бетонирования конструкций с вертикальными, горизонтальными и наклонными плоскостями, в том числе перекрытий.

2.Крупнощитовая (КЩ). Состоит из крупноразмерных щитов, конструктивно связанных с поддерживающими элементами. Распа-

255

лубливают с помощью отжимных устройств. Переставляют краном. Применяют для бетонирования крупноразмерных конструкций.

3.Блочно-переставная (БП). Состоит из щитов и поддерживающих элементов, собранных в пространственные блоки жесткой или разъемной конструкции, укомплектована средствами подмащивания. Переставляют в частично или полностью собранном виде краном. Применяют для бетонирования наружных и внутренних стен жилых и общественных зданий, столбчатых фундаментов и других крупноразмерных конструкций.

4.Блок-форма (БФ). Состоит из жесткой или трансформирующейся металлической формы с технологическим уклоном для распалубливания. Снимают и переставляют краном. Применяют для бетонирования отдельно стоящих фундаментов или других однотипных конструкций с замкнутым контуром.

5.Объемно-переставная (тоннельная) (ОБТ). Состоит из П-об-

разных и Г-образных металлических секций и полусекций с шар- нирно-закрепленными опалубочными панелями стен и перекрытий, образующих после сборки на рабочем горизонте блок тоннельной опалубки размером на бетонируемую ячейку. Секции оснащены устройством для распалубки и приведения ее в транспортное положение. Применяют для одновременного бетонирования стен и перекрытий жилых и общественных зданий преимущественно с несущими поперечными стенами.

6.Скользящая (СК). Состоит из щитов, рабочего пола, гидравлических или электромеханических домкратов, закрепленных на домкратных рамах, приводных станций и прочих элементов (подвесных подмостей, домкратных стержней, козырьков и др.). Опалубку поднимают домкратами по мере бетонирования. Применяют для возведения вертикальных монолитных конструкций зданий и сооружений (преимущественно постоянного сечения) и толщиной не менее 12 см (ядра жесткости, градирни, дымовые трубы, силосы и др.).

7.Несъемная (НС). Состоит из формообразующих элементов (в том числе сетчатых), остающихся после бетонирования в конструкции, и инвентарных крепежно-поддерживающих элементов. В ряде случаев выполняет функции облицовки, изоляции, утеплителя. Может быть включена или не включена в расчетное сечение монолитной конструкции. Применяют для возведения фундаментов зданий, фундаментов под оборудование, сборно-монолитных перекрытий

256

и т. д.; заглубленных в грунт конструкций, не требующих чистоты поверхности; висячих и подвесных конструкций покрытий.

8.Пневматическая (ПН). Состоит из гибкой воздухоопорной оболочки или пневматических поддерживающих элементов с формообразующей оболочкой. Применяют для возведения конструкций и сооруженийкриволинейногоочертания(арочныхперекрытий, куполов).

9.Подъемно-переставная (ПП). Состоит из щитов, отделяемых от бетонируемой поверхности при перемещении поддерживающих элементов, рабочего пола (настила) и приспособлений (механизмов) для перемещений. Применяют для бетонирования конструкций и сооружений, преимущественно переменного сечения (дымовых труб, градирен, силосных сооружений, опор мостов и т. д.).

10.Горизонтально-перемещаемая (катучая, тоннельная) (ГП).

Состоит из щитов, в том числе криволинейного очертания, закрепленных на пространственном каркасе. Перемещают вдоль возводимого сооружения на тележках или других приспособлениях. Применяют для возведения тоннелей, возводимых открытым способом, подпорных стен, водоводов, коллекторов, резервуаров и др.

По применяемости при различной температуре наружного воз-

духа ихарактеру еевоздействиянабетонопалубкуподразделяют: на неутепленную; утепленную; термореактивную.

В отечественном строительстве в основном применяются универсальная мелкощитовая опалубка МОДОСТР-КОМБИ и ОДО «Форкон».

Мелкощитовая опалубка МОДОСТР-КОМБИ – универсальная опалубка для стен и других конструкций.

Схема устройства опалубки МОДОСТР-КОМБИ приведена на рис. 9.1. Монтируют опалубку вручную или краном. Основными элементами опалубки являются базовые щиты высотой 2500 и 2700 мм при ширине от 100 до 600 мм с модулем 50 мм. Это позволяет охватить практически весь диапазон размеров реальных конструкций. Доборные щиты выполнены двух типоразмеров по высоте 1200 и 1500 мм при ширине от 100 до 900 мм. Щит состоит из стального каркаса и нашивной палубы из водостойкой ламинированной фанеры. Оборачиваемость фанерной палубы – 40–60 циклов; стального каркаса и крепежных элементов – 130–170 циклов.

257

а

б

Рис. 9.1. Схема устройства опалубки МОДОСТР-КОМБИ для стен:

а – схема установки замка З-1; б – схема установки выравнивающей балки; 1 – щит; 2 – выравнивающая балка; 3 – замок З-1; 4 – винтовой тяж с гайками; 5 – клиновая подвеска

258

Комплект опалубки включает также угловые элементы, шарнирные углы, компенсаторы, выравнивающие балки, крепежные элементы, замки, тяжи. Соединение щитов между собой производят замками З-1 зажимного действия (см. рис. 9.1). Шаг установки замков по высоте, как правило, 600 мм, но не менее двух замков с каждой стороны щита размером более 250 мм.

Размеры щитов и системное расположение овальных отверстий в стальных ребрах позволяют осуществлять сборку и наращивание щитов как в вертикальном, так и горизонтальном положении.

Для восприятия бокового давления (распора) от уложенной в опалубку и уплотняемой в ней бетонной смеси применяются винтовые тяжи, изготовленные из арматуры винтового профиля диаметром 15 мм класса S500 или S800 (рис. 9.2). Винтовые тяжи устанавливаются между щитами опалубки в специально предусмотренные отверстия и закрепляются гайками.

Винтовые тяжи защищают от бетона пластмассовыми трубками

диаметром 25 2 мм со съемными пластмассовыми наконечниками. Защитные трубки с наконечниками дополнительно играют роль распорок и точно фиксируют опалубку по размеру бетонной конструкции. Допускается применять в качестве тяжа гладкую арматуру (проволоку) диаметром 6–10 мм класса S240 по СНБ 5.03.01 без защитной пластмассовой трубки, фиксируемую к опалубке замками З-2. Схема установки винтового тяжа с защитной трубкой приведена на рис. 9.2.

При распалубке винтовые тяжи беспрепятственно удаляются из защитных трубок. Затем удаляют и многоразовые пластмассовые наконечники. Защитная трубка тяжа остается в бетоне, поэтому относится к расходным материалам одноразового использования. Проволочный тяж из гладкой арматуры остается в бетоне. После распалубки выступающие концы этого тяжа обрезают. Как правило, проволочные тяжи применяют в конструкциях фундаментов или конструкциях, подлежащих последующей отделке.

259