 |
Монтаж металлических пространственных конструкций
|
|
|
|
Монтаж металлических пространственных конструкций
Монтаж металлических пространственных конструкций. К металлическим пространственным конструкциям относятся больше-пролетные конструкции зданий общественного назначения: вокзалов, выставочных павильонов, закрытых спортивных и зрелищных сооружений. Разновидностью пространственных покрытий являются структурные конструкции, которые применяют в качестве покрытий и в промышленных зданиях.
Купольные покрытия обычно монтируются с помощью центральной временной опоры, на которой крепят опорное кольцо. Для пролетов, не превышающих 40…50 м, в качестве такой опоры можно использовать неповоротную башню монтажного крана.
Монтаж металлических пространственных конструкций. К металлическим пространственным конструкциям относятся больше-пролетные конструкции зданий общественного назначения: вокзалов, выставочных павильонов, закрытых спортивных и зрелищных сооружений. Разновидностью пространственных покрытий являются структурные конструкции, которые применяют в качестве покрытий и в промышленных зданиях.
Купольные покрытия обычно монтируются с помощью центральной временной опоры, на которой крепят опорное кольцо. Для пролетов, не превышающих 40…50 м, в качестве такой опоры можно использовать неповоротную башню монтажного крана.
XI.59. Схема монтажа арочного покрытия
1 — элемент аркн; 2 — монтажный кран; 3 — передвижная монтажная опора
XI.60. Схема монтажа структурного покрытия типа «МАрхИ»
1 — кран; 2 — плнта структуры, устанавливаемая в проектное положение; 3 — кран МКП-25; 4 — плита структуры при наземной сборке; 5 — временная опора
|
|
|
XI.61. Схема монтажа структурного покрытия с помощью установщика
1 — блок структурного покрытия; 2 — колонны; 3 — установщик с телескопическим подъемным устройством
XI.62. Схема расстановки шаговых подъемников
1 — блок структурного покрытия; 2 — опорные стойки покрытия (положение при сборке); 3 — шаговые подъемники; 4 — расчалки подъемников; 5 — якоря
XI.63. Схема мембранного покрытия
1 — соединительная железобетонная арка; 2 — основные железобетонные аркв; 3 —стабнлнзнрующне стальные канаты; 4 — несущие ванты из листовой стали
Временная опора должна опираться через шпальную клетку на надежное основание, рассчитанное на восприятие собственной массы и массы монтируемых конструкций. Раскружаливают купол путем ослабления клиньев в основании монтажной опоры или с помощью домкратных устройств, установленных в верхней, ее части.
Арочные покрытия монтируют из двух- и трехшарнирных арок и арок с затяжкой. На рис. XI.59. приведена схема монтажа арочного покрытия из стальных решетчатых арок с затяжкой. В данном случае арки собирают из трех элементов на двух передвижных монтажных опорах, обрудованных домкратами для выверки конструкции. После проектного закрепления стыковых соединений опоры опускают и передвигают на новую позицию.
Трехшарнирные арки в зависимости от пролета и массы можно собирать из двух полуарок и блоков в виде двух полуарок, скреп-ленных прогонами. Трехшарнирные арки собирают на передвижной, центральной опоре, движущейся с помощью стяжек по рельсам. После закрепления арок в шарнире верхнюю телескопическую часть опоры опускают на высоту, допускающую свободный проход, опоры под затяжкой, и лебедками передвигают на новую позицию. Структурные покрытия представляют собой неразрезную решетчатую плиту, жесткую во всех направлениях, что снижает изгибающие моменты в колоннах и позволяет перекрывать значительные пролеты. Структурные покрытия состоят из структурных плит высотой 2…2,5 м, собираемых из решетчатых блоков пирамидальной формы заводского изготовления (образованных стержнями из круглых труб). Структурные системы типов «ЦНИИСК» «Берлин», «Кисловодск», «МАрхИ» и др. размерами 18X18 и 24X24 м обычно применяют для покрытий выставочных павильонов, спортивных сооружений, стоянок для автомобилей и г. д.
|
|
|
Структурные покрытия (рис. XI.60) монтируют крупными, собранными на земле в специальных кондукторах блоками (плитами). Существуют следующие варианты монтажа таких покрытий: монтаж структуры, собранной на месте подъема, с.помощью монтажных кранов; подъем домкратами, закрепленными на оголовках: колонн; подъем кранами с надвижкой в проектное положение и др. В ГДР имеется опыт монтажа структурных покрытий из готовых блоков методом надвижки в проектное положение с помощью специального установщика. Масса таких блоков размером 12X24 м обычно не превышает 20 т. Это позволяет использовать для транспортирования (в пределах пролета монтируемого здания) и установки блоков самоходные установки на пневмоколесном ходу (рис. XI.61)..
Для подъема блока структуры можно применять шаговые подъемники (рис. XI.62). В отечественной практике имеется опыт подъема в проектное положение блока структуры с размерами в плане 66X22 м, массой 590 т с помощью шаговых подъемников. Подъемники раскрепляли вантами. Скорость подъема составляла около 3 м в сутки. После того как блок структуры подняли на отметку, при которой подошвы стоек оказались под анкерными балками фундаментных опор, блок вместе со стойками опускали вниз и стойки садились на место.
Наряду с совершенствованием конструкций структурных покрытии ведется поиск путей повышения их монтажной технологичности. С этой целью, например, предложен монтаж структурных покрытий из складывающихся блоков. Конструкция таких блоков представляет собой систему шарнирно соединенных раскосов из
уголковых или трубчатых элементов. Доставленный на площадку компактный блок с помощью лебедок и диагональных растяжек преобразуют в структурную плиту и затем устанавливают кранами на опоры.
|
|
|
Объем сложенной структуры примерно в 70 раз меньше проектного. Например, блок структуры размером 15Х15Х2 м в сложенном, пригодном для транспортиров виде будет иметь размер 1,4Х1,4X2,9 м и массу 1,9 т. Это дает возможность перевозить их на обычных автомобилях или средствами авиации, что особенно существенно при строительстве в труднодоступных районах. Таким образом, в новом направлении «конструкция — механизм» рационально сочетаются конструктивная целесообразность и высокая степень технологичности.
В покрытиях мембранного типа (рис. XI.63) совмещаются несущие и ограждающие функции. Ими можно эффективно перекрывать спортивные и зрелищные залы больших пролетов. Мембранные покрытия выполняют в виде предварительно напряженной стальной мембраны, натянутой на опорные конструкции (обычно железобетонный опорный контур). Эти конструкции воспринимают цепные усилия в мембране, являющейся висячей системой. Элементы мембраны предварительно сваривают в заводских условиях в полотнища шириной до 6 м. Полотнища, свернутые в рулон шириной до 2,5 м и массой до 8 т, доставляют на строительную площадку.
После того как один конец полотнища закрепляют на опорном контуре, рулон с помощью специальной траверсы разматывают на всю длину, натягивают лебедками и закрепляют на противоположном участке опорного контура. Смежные полотнища сваривают с нахлесткой 50 мм. Трудоемкость устройства такого покрытия вместе с подвеской с нижней стороны утеплителя и декоративных панелей составляет не более 0,12…0,15 чел.-дня на 1 м2 покрытия.
В строительстве начинают применять листовые седловидные покрытия из стальных и алюминиевых лент. Такие покрытия устанавливают по подобию ортогональной седловидной вантовой сети, в которй вместо несущих и стабилизирующих стальных канатов используют алюминиевые ленты-полотнища. Ленты изготовляют.в заводских условиях и доставляют на строительную площадку в виде рулонов шириной до 2,2 м. Последующий монтаж покрытий в принципе аналогичен монтажу вантовых покрытий.
Монтаж сооружений из листовых конструкций. Из листовых конструкций выполняют различные резервуары для хранения жидкостей, нефтепродуктов или сжиженных газов, изотермические хранилища, воздухоохладители, пылеуловители в доменных печах, а также многие другие технологические конструкции.
|
|
|
Основным технологическим требованием при монтаже большинства листовых конструкций является обеспечение не только прочных, но и плотных монтажных соединений.
XI.64. Схема монтажа резервуара
а — подъем; б — разворачивание рулона стенкн; в монтаж покрытия; 1, 7, 17 — тракторы; 2 — якорь полиспаста- 3 — полиспаст; 4 — шевр; 5-тяга; 6-строп; 7 — днище; 9 -рулон; 10 — шарнир; 11 — поддон; 12 — развернутая часть полотнища стенки; 13- стойка жесткости с лестницей; 14 — расчалка; 15 — якорь; 16-тяговый канат; 18 — монтируемый щит покрытия; 19 — оголовок центральной стойки. 20 — установленные щиты
Резервуары монтируют методом рулонирования и полистовым (секционным). Метод рулонирования применяют для сборки резервуаров вместимостью до 20…30 тыс. м3. Их монтируют из рулонированных заводских заготовок днища, стенок и укрупненных блоков кровли.
Методом полистовой сборки монтируют более крупные вертикальные цилиндрические, а также сферические и каплевидные резервуары (рис. XI.64).
Метод рулонирования предусматривает сварку заготовок в заводских условиях с использованием сварочных автоматов, обеспечивающих высокое качество швов. Для резервуаров вместимостью 5 тыс м3 корпус доставляют одним рулоном, а для резервуаров вместимостью 10 тыс. м и более — четырьмя рулонами.
На месте монтажа рулон днища разворачивают в проектном положении на песчаном основании. Корпус резервуара, свернутый в рулон, доставляют на строительную площадку на железнодорожных платформах или Трайлерах, откуда его скатывают по эстакаде с- помощью стального каната и ручных лебедок и затем транспортируют к месту монтажа методом перекатывания тракторами на специальных торцовых устройствах. Рулон корпуса резервуара устанавливают в вертикальное положение стреловыми кранами или падающими шеврами. Затем рулон с помощью трактора и стального каната, опоясывающего рулон петлей (во избежание самопроизвольного разворачивания), разворачивают и фиксируют в проектном положении. После этого сваривают вертикальный шов и монтируют кранами конструкции покрытия. Покрытие монтируют кранами с постановкой временной центральной опоры или для небольших резервуаров в цельнособранном виде с подъемом с помощью сжатого воздуха. После сборки покрытия сначала соединяют корпус с днищем резервуара методом сварки двухслойных внутре-них и наружных швов, а затем — замыкающие вертикальные швы резервуара.
|
|
|
Метод секционной сборки применяют при сооружении каплевидных и шаровых резервуаров. В этом случае резервуар собирают из листовых заготовок-секций, выполненных в заводских условиях.
При монтаже резервуаров качество сварки в монтажных швах проверяют керосином, которым обрызгивают с внутренней стороны швы под давлением 0,1 МПа. При наличии дефектов не более чем через 12 ч на обмазанной мелом наружной поверхности шва появляются пятна керосина.
Помимо сплошной проверки производят выборочную — просвечивают вертикальные (наиболее ответственные) швы гамма-дефектоскопами.
Метод полистовой сборки используют при строительстве доменных печей. Так, например, из отдельных листовых заготовок на специальных сборочных стендах собирают цилиндрические блоки кожуха печи (царги). Поднимают их специальной траверсой с тремя точками подвеса, которая обеспечивает неизменяемость цилиндрической формы блока.
В ряде случаев стальные блоки кожуха футеруют и комплектуют в наземных условиях до подъема. Масса таких блоков дости гает 50 т.
30 Монтаж зданий в условиях вечной мерзлоты
Строительство зданий в районах вечной мерзлоты
Вечномерзлые грунты могут быть различны: твердомерзлые, сыпучемерзлые, пластично-мерзлые.
На твердомерзлых грунтах возводят объекты без учета мерзлого состояния грунтов.
В зависимости от природных условий и особенностей объекта используют два способа возведения объектов:
грунты основания используются в мерзлом состоянии в течение всего срока эксплуатации;
грунты основания используются в оттаивающем и оттаявшем состоянии.
[ad#centre]При проектирование по первому способу для сохранения грунтов основания в мерзлом состоянии и обеспечения их расчетного теплового режима, предусматривают холодное подполье (вентилируемого в течение всего года) или холодный весь первый этаж, охлаждающие каналы или трубы в основании пола, теплоизолирующие слои под постройкой.
Холодное подполье принимают не менее 1 м, на отдельных участках, например на лестничных клетках высоту допускается снижать до 0,3 м. Холодные подполья делятся на открытые и закрытые. Открытые вентилируются через зазор между фундаментной балкой и поверхностью грунта. Закрытые – через продухи в цоколе или вытяжные трубы. Боковые ограждения закрытого подполья монтируются из навесных ж/б плит.
Холодный первый этаж, температура в котором не должна быть ниже 0о. В летний период в неотапливаемых помещениях положительная температура и происходит сезонное оттаивание грунта. Фундаменты закладывают ниже этого сезонного возможного промерзания. Зимой тепло, поступающего через перекрытия второго этажа и из промерзающего слоя грунта, отводится через стены и окна неотапливаемого здания.
Охлаждающие каналы и трубы объединяют коллекторами, по которым зимой попадает в систему и отводится холодный наружный воздух. В период положительных температур охлаждающую систему закрывают. В зимнее время подсыпка, оттаявшая летом от поступающего из помещения тепла, промерзает под влиянием холодного воздуха, проходящего по трубам. Трубы принимают диаметром 0,2-0,4 м. рекомендуется трубы укладывать параллельно короткой стороне здания. Количество, расстояние между трубами и глубину заложения в подполье определяют расчетом. В зависимости от осадки грунтов естественного сезоннооттаивающего слоя можно допускать оттаивание в летнее время только грунтов подсыпки или частичное оттаивание грунтов сезоннооттаивающего слоя.
Когда охлаждающий зимний наружный воздух не обеспечивает сохранность грунтов основания в мерзлом состоянии, а допускать оттаивание не экономично, предусматривают искусственное охлаждение грунтов основания с помощью специальных охлаждающих установок.
Термоизолирующие насыпи из крупнообломочных и песчаных грунтов, шлаков, горелых пород и т.п. Толщину насыпи определяют расчетом.
Проектирование по второму принципу, когда в качестве основания используют грунты в оттаивающем и оттаянном состоянии. Постепенное оттаивание вечномерзлых грунтов в процессе строительства и эксплуатации допускается, когда деформации оттаивающего основания не превышают предельных значений. В противном случае принимается предварительное искусственное оттаивание вечномерзлого грунта (в случае необходимости с уплотнением или закреплением его) до возведения зданий; при этом грунты в оттаявшей зоне частично уплотняются и величина деформация основания во время строительства значительно уменьшается. Можно использовать метод замены льдонасыщенных грунтов талыми песчаными или крупнообломочными грунтами.
Строительство зданий и промышленных сооружений в северных районах усложняется наличием вечномерзлых грунтов, гидрологическими и климатическими особенностями.
Для осуществления успешного строительства и обеспечения прочности и долговечности зданий и сооружений в условиях вечномерзлых грунтов необходимо на основании материалов изысканий правильно определить территорию строительства и отдельные строительные площадки. В зависимости от геолого-мерзлотных, гидрогеологических и климатических условий, свойств грунтов основания, а также от характера застройки и температурного режима здания и сооружения могут возводиться:
а) без учета вечномерзлого состояния грунтов основания - метод I;
б) с сохранением вечномерзлого состояния грунтов основания в течение всего периода эксплуатации здания или сооружения - метод II;
в) с допущением оттаивания вечномерзлых грунтов основания в процессе строительства и эксплуатации здания или сооружения - метод III;
г) с предпостроечным оттаиванием вечномерзлых грунтов основания - метод IV.
Для строительства сооружений больше всего подходят площадки с близким расположением от дневной поверхности прочных скальных коренных пород или талых (большой глубины) гравийно-песчаных грунтов с достаточной несущей способностью. Территория строительства должна быть малообводненной при небольшой снегозаносимости в зимнее время.
К сожалению, не всегда приступают к проектированию сооружений, имея подробные материалы инженерно-геологических изысканий и данные о вечномерзлых грунтах. Недооценка изысканий, особенно в условиях мелкозернистых суглинистых льдонасыщенных грунтов, часто приводит к неправильному выбору строительной площадки, что затрудняет ведение работ и ухудшает качество возводимых сооружений. Так, центр Воркуты был построен на просадочных льдонасыщенных грунтах, тогда как вблизи от этой площадки залегают коренные породы на небольшой глубине (район горного техникума).
При проектировании и организации строительства в условиях Севера необходимо уделить большое внимание экономике. Как известно, строительство на Севере в области вечномерзлых грунтов значительно дороже - это относится как к возведению фундаментов, так и к надземной части строения. Помимо этого, строительство на Севере из-за низких температур значительно осложнено, а транспортные расходы, оплата труда и другие затраты значительно выше, чем в центральных районах.
Эти обстоятельства обязывают проектные и строительные организации учитывать следующее: наличие местных строительных материалов и возможность их использования на строительстве; возможность добычи строительных материалов небольшого удельного веса, что позволит сократить транспортные расходы; организацию производства строительных работ в течение всего года, это позволит лучше планировать своевременный завоз строительных и других материалов.
|
|
|
