Конструкция одноэтажного промышленного здания представляет собой сложную пространственную систему, которая включает в себя следующие элементы (рис. 3.2):
Несущие элементы — колонны и связанные с ними подстропильные и стропильные фермы или ригели;
Элементы покрытия — прогоны, настилы, фонари;
Связи по колоннам, стропильным фермам и фонарям, обеспечивающие жесткость и устойчивость сооружения;
Стеновые и ограждающие конструкции;
онструкции, поддерживающие грузоподъемные механизмы, — подкрановые балки, рельсы;
Лестницы, площадки и другие конструкции, связанные с технологическим процессом.
Для одноэтажных промышленных зданий с металлическими конструкциями в основном применяется пролетная каркасно-рам-ная система, но иногда в качестве несущего каркаса используются арочные конструкции, в которых соединение элементов каркаса из двух полуарок переменного сечения осуществляется на временных опорах с помощью болтов из стали повышенной прочности
Микропроцессорные технологии на железных дорогах России
Поперечный разрез промышленного здания:
1,8 — колонны, 2 — подкрановая балка, . 6 — тормозные фермы (настилы), 4 — стропильная ферма, 5 — ферма фонарей, 7 — крановые рельсы, 9 — прогон, 10 — швеллер
По конструтсгивно-планировочньгм схемам одноэтажные промышленные здания бывают пролетными, ячейковыми и зальными.
По степени оснащенности крановым оборудованием, габаритам и массе монтажных элементов они подразделяются на здания легкого, среднего и тяжелого типов. Цехи и здания легкого типа либо вообще не имеют мостовых кранов, либо их грузоподъемность не превышает 5 т. В таких зданиях металлические конструкции применяются крайне редко.
Здания тяжелого типа характеризуются пролетами свыше 24 м, высотой до 35 м и мостовыми кранами грузоподъемностью 75 т и более. В таких условиях применение металлических конструкций является наиболее целесообразным. В зданиях среднего типа могут использоваться как металлические, так и железобетонные конструкции.
При строительстве промышленных зданий колонны, прогоны и обвязка устраиваются из элементов постоянного и переменного сечения прямоугольного или коробчатого профиля, двутавровых швеллеров или других профилей. В качестве стенового заполнения рекомендуется применять навесные трехслойные панели, состоящие из плоских или профилированных металлических листов с прокладкой между ними эффективного утеплителя.
В отличие от сборных железобетонных изделий узловые сопряжения металлических конструкций имеют более жесткие допуски и требуют более тщательного исполнения. Поэтому металлические конструкции на заводах изготавливают с применением кондукторов, а опорные поверхности (особенно колонн) часто подвергают фрезерованию.
Обычно применяется метод монтажа отдельными конструктивными элементами, устанавливаемыми в проектное положение в целом виде. Если элементы имеют большие размеры или массу, превышающую грузоподъемность монтажного крана, то установка элементов может осуществляться по частям, с сопряжением монтажных узлов на временных опорах.
Почему Китайские Железные Дороги Так Развиты? Трудоёмкий Процесс Технологического Строительства.
В ряде случаев целесообразно до подъема укрупнить отдельные конструктивные элементы в пространственные или плоскостные блоки. Такой метод монтажа называется крупноблочным, он дает возможность наиболее полно использовать грузоподъемность монтажных механизмов, сократить число подъемов, уменьшить объем верхолазных работ и число подмостей, так как значительная часть работ выполняется внизу в процессе укрупнительной сборки, осуществляемой, как правило, в зоне монтажа, в радиусе действия основных монтажных механизмов.
Монтаж металлических конструкций
Металлические конструкции экономически целесообразно применять при возведении каркасов промышленных зданий тяжелого типа с пролетом более 30 м, каркасов гражданских зданий повышенной этажности, высотных сооружений (мачты, телебашни и т. п.), резервуаров, газгольдеров, различного рода технологических конструкций и др. Эффективность металлоконструкций существенно 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 металлических конструкций имеет свои технологические особенности, связанные как с видом монтируемых элементов и самих конструкций, так и с возведением из них зданий и сооружений.
1. 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 ±2 мм.
Это достигается путем установки закладных опорных фрезерованных деталей. Для фундаментов с отклонением отметки на 40. 50 мм 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 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
(несимметричных) 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 кверху. 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 высотой до 15 м их устойчивость обеспечивается затяжкой гаек анкерных болтов, а при наличии узких башмаков — дополнительной установкой расчалок. Для колонн высотой более 15 м производят постановку дополнительных расчалок вдоль ряда колонн. Первые две колонны ряда немедленно раскрепляют постоянными или временными жесткими связями.
2. Монтаж подкрановых балок. Металлические подкрановые балки при шаге колонн 6, 12 и 24 м 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 железобетонным балкам. Временное крепление подкрановых балок осуществляют на болтовых соединениях, по высоте и в плане регулируя подкладками. Между собой балки объединяют болтами. В торцовых и опорных ребрах для этой цели имеются отверстия для болтов.
При монтаже балок пролетом 24 м, масса которых достигает 40. 70 т, 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 большой гибкости ферм производят их временное усиление или используют специальные
плоскостные траверсы, исключающие монтажные деформации (рис. 8.40). 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 покрытия 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.
Источник: studfile.net
Возведение зданий и сооружений из металлических конструкций
Монтажными элементами промышленных зданий со стальными каркасами являются колонны, подкрановые балки, подстропильные и стропильные фермы, элементы фахверка, связи, стальной профилированный настил.
Габаритные размеры отправляемых на стройки конструкций зависят от условий перевозки. Часто масса конструкции оказывается меньше грузоподъемности монтажного крана и перед монтажом конструкцию укрупняют. Это позволяет сократить количество подъемов крана, а значит ускорить монтаж. При монтаже укрупненных конструкций достигается главное — сокращение времени работы на высоте, более рациональное использование монтажного оснащения и улучшение условий работы.
Стальные конструкции поступают с заводов-изготовителей частями (отправочными марками). Строительные конструкции делят на составные части, если они не помещаются на железнодорожную платформу или на специально оборудованные полуприцепы к тягачам. Для укрупнения металлоконструкций в монтажные блоки на строительной площадке оборудуют площадки укрупнительной сборки на складе конструкций или в непосредственной близости от зоны монтажа.
Стальные фермы, балки и колонны, имеющие в стыках сборочные отверстия, фиксирующие взаимное расположение частей укрупняемых элементов, собирают на стеллажах в горизонтальном положении с применением болтов и пробок, которые фиксируют взаимное положение элементов и предотвращают их сдвиг. Если нет сборочных отверстий в местах соединения конструкций, то к стеллажам крепят фиксаторы, по которым определяют основные размеры укрупняемого элемента. Когда в собираемой конструкции в местах примыкания к фиксаторам имеются монтажные отверстия, то в фиксаторах также сверлят отверстия и конструкции крепят к фиксаторам болтами.
Стальные подкрановые балки для крайних рядов колонн укрупняют в вертикальном положении вместе с тормозными конструкциями. Одновременно с укрупнительной сборкой конструкции обстраивают лестницами, люльками, натягивают предохранительные канаты. На конструкции прикрепляют детали, необходимые для монтажа и сборки непосредственно в проектном положении.
Для одноэтажных зданий с металлическим каркасом рекомендуется комплексный монтаж, когда в отдельной монтажной ячейке последовательно устанавливаются колонны, подкрановые, подстропильные и стропильные фермы, укладывается кровельное покрытие.
Металлические колонны, устанавливаемые на сплошные бетонные фундаменты, можно опирать:
* на заранее заделанные в фундаменты анкерные болты с подлив- кой в местах соединения цементного раствора после выверки установленной колонны по двум взаимно перпендикулярным осям;
* непосредственно на поверхность фундаментов, возведенных до проектной отметки фрезерованной подошвы колонны без последующей подливки цементным раствором;
* на заранее установленные, выверенные (со слоем цементного раствора при необходимости) стальные опорные плиты с верхней строганой поверхностью (безвыверочный монтаж).
При подготовке колонн к монтажу на них наносят следующие риски: продольной оси колонны на уровне низа колонны и верха фундамента.
Колонны, устанавливаемые на фундаменты, обеспечивают только анкерными болтами при наличии у колонны широких башмаков и при их высоте до 10 м. Более высокие колонны с узкими башмаками кроме крепления на болтах расчаливают в плоскости наименьшей жесткости с двух сторон. Расчалки закрепляют на верхней части колонны до ее подъема и при установке раскрепляют к якорям или рядом расположенным фундаментам. После натяжения расчалок с колонны можно снимать стропы.
Снимать расчалки можно только после закрепления колонн постоянными элементами. Устойчивость колонн в направлении оси здания обеспечивают подкрановыми балками и связями, установленными после монтажа первой пары колонн и соединяющей их подкрановой балки.
Металлические колонны, устанавливаемые на фундаменты, закрепляют в процессе монтажа анкерными болтами. Если под основание колонны подложены металлические прокладки, то они должны быть приварены. Колонны верхних ярусов (например, во встроенной этажерке) крепят высокопрочными болтами или сваривают.
Выверка конструкций каркаса, особенно колонн, требует больших затрат труда. Применение метода безвыверочного монтажа позволяет улучшить качество работ при одновременном сокращении сроков воз- ведения сооружения.
Для безвыверочного монтажа необходима соответствующая подготовка конструкций на заводе-изготовителе и на строительной площадке. Повышенная точность изготовления конструкций обеспечивается следующим:
* конструкции башмака колонн и опорной плиты башмака изготовляют и поставляют на объект раздельно;
* торцы двух ветвей колонн должны быть фрезерованными;
* опорные плиты изготовляют строгаными.
К каждой опорной плите должны быть приварены 4 планки с нарезными отверстиями для установки болтов; на ветви колонн должны быть нанесены осевые риски.
При безвыверочном способе монтажа стальные колонны опираются на стальную плиту. В этом случае поверхность фундаментов бетонируют ниже проектной отметки на 50. 60 мм и после точной установки плиты подливают цементным раствором.
Опорную плиту устанавливают регулировочными болтами на опорные планки, которые должны быть забетонированы в фундамент заподлицо с его поверхностью как закладные детали. Опорную плоскость плиты выставляют регулированием гаек установочных винтов по нивелиру. Величина фактической отметки опорной плиты не должна отличаться от проектной больше, чем на 1,5 мм.
При установке колонны осевые риски на ее ветвях совмещают с рисками, нанесенными на опорных плитах, что обеспечивает проектное положение колонны, и она может быть закреплена анкерными болтами. Дополнительного смещения колонны для выверки по осям и по высоте в этом случае не требуется. После установки расчалок к смонтированным конструкциям колонн и их натяжения начинают монтировать подкрановые балки. Установленные по осевым рискам подкрановые балки не требуют дополнительной выверки. После их закрепления на болтах снимают расчалки.
Монтаж подкрановых балок
Подкрановые балки устанавливают сразу после монтажа колонн в монтажной ячейке. При подъеме подкрановую балку удерживают двумя оттяжками. Принимающие балку на высоте монтажники находятся на подмостях или площадках, на монтажных лестницах. Они удерживают конструкцию от соприкосновения с ранее установленными элементами и разворачивают ее в нужном направлении перед установкой.
Правильность опускания балки контролируют по совпадению рисок продольной оси на балке и консоли, а также по риске ранее установленной балки. Отклонение от вертикали устраняют, устанавливая под балку металлические подкладки. Балку временно крепят анкерными болтами.
При установке колонн с фрезерованными подошвами на фундаменты, забетонированные до проектной отметки, или на строганые металлические плиты положение подкрановых балок выверяют только по направлению главной оси.
Фермы и покрытие из стального профилированного настила
Подготовка фермы к монтажу состоит из следующих операций: укрупнительной сборки, обустройства люльками, лестницами и расчалками, строповки, подъема в зону установки, разворота при помощи расчалок поперек пролета, временного крепления с использованием кондукторов, расчалок, распорок между фермами и оттяжек. Положение фермы выверяют по положению осевых рисок на торцах фермы.
В зависимости от их массы и длины фермы поднимают при помощи траверс одним или двумя кранами. Строповку ферм производят только в узлах верхнего пояса, чтобы в стержнях не возникали изгибающие усилия; фермы стропят в четырех точках траверсами с полу- автоматическими захватами дистанционного управления.
При больших монтажных нагрузках производят временное усиление элементов деревянными пластинами или металлическими трубами. Первую поднимаемую ферму разворачивают при помощи оттяжек в проектное положение на высоте 0,5. 0,7 м над верхом колонн, опускают на монтажные столики, приваренные к колоннам, временно закрепляют на болтах, выверяют и осуществляют окончательное крепление. При подъеме во избежание раскачивания, ее поддерживают четырьмя гибкими оттяжками.
После установки и закрепления первой фермы и раскрепления ее четырьмя растяжками устанавливают вторую, которую связывают с первой при помощи прогонов, связей и распорок, они все вместе образуют жесткую пространственную систему. На колоннах средних рядов ферму дополнительно соединяют болтами с фермами рядом смонтированного пролета.
При схемах здания со стропильными и подстропильными фермами последние имеют длину 11,75 м и их устанавливают на колонны с зазорами в 25 см. В этом зазоре устанавливают надколонник, на который будет опираться стропильная ферма покрытия.
Покрытия из стального профилированного настила применяют в зданиях с металлическим и железобетонным каркасом для облегчения его массы, а также при монтаже покрытий крупными блоками. На монтаж могут поступать утепленные панели профилированного настила заводского изготовления.
Стальной профилированный настил — это панель из оцинкованного, а затем покрытого антикоррозионным слоем стального листа длиной 3. 12 м, толщиной 0,8. 1 мм с продольными гофрами высотой 60, 79 мм и более. Ширина листов настила 680. 845 мм, длина кратна трем — 6, 9 и 12 м и назначается проектом в соответствии с расположением прогонов ферм.
Листы укрупняют в карты на горизонтальных стендах, оборудованных выверенными по размерам карт упорами, и соединяют между собой комбинированными заклепками или контактной точечной сваркой. После раскладки листов ручной электродрелью просверливают отверстия для заклепок в местах соединения листов в волне нахлестки. Отверстия сверлят в соответствии с проектом, обычно через.50. 60 см. В просверленные отверстия устанавливают заклепки, соединяя, таким образом листы в единую карту нужного размера.
Покрытия из профилированного настила нецелесообразно монтировать поэлементным (полистовым) способом из-за большой трудоемкости — весь объем работ приходится выполнять на высоте. Чаще монтируют покрытия картами указанных выше размеров. Собранные карты монтируют по ходу монтажа конструкций покрытия (вслед за монтажем колонн и подкрановых балок). Стенд, на котором собираются карты покрытия, переставляют по необходимости краном на новые стоянки.
Карту стропят согласно схеме строповки и в зависимости от размера карты поднимают краном и подают к месту укладки. Настил в виде листов или предварительно укрупненных карт размером 6 х 6, 6 х 12, 12 х 12 м укладывают на прогоны кровли или блока покрытия. Прогоны покрытия устанавливают по узлам ферм, а при применении ферм из прямоугольных замкнутых профилей — непосредственно на верхние пояса ферм. Положение карт профилированного настила подгоняют по рискам разметки мест укладки.
Карты крепят к прогонам самонарезающимися оцинкованными винтами, реже дюбелями и электрозаклепками. Для крепления настилов покрытия к прогону в них предварительно при помощи электроинструмента просверливают сквозные отверстия диаметром 5,5 мм, затем в эти отверстия заворачивают при помощи гайковерта самонарезающиеся винты диаметром 6 мм с постановкой под головку пластмассовой или стальной шайбы.
Для комбинированных заклепок (которые применяют для соединения листов покрытия между собой) в листах также просверливают отверстия диаметром 5 мм, ставят в отверстия заклепки, опуская их гoловкой стального стержня вниз, а головкой алюминиевой заклепки вверх. Клепку выполняют пневмогидравлическим пистолетом или специальными рычажными клещами. При клепке головку заклепки прижимают вниз и захваченный стальной стержень с усилием вытягивают вверх. При вытяжке стержня его головка сминает нижнюю цилиндрическую часть заклепки, при этом образуется нижняя головка заклепки. Как только завершается образование нижней головки заклепки, металлический стержень обламывается в зауженном сечении и его верхняя часть выдергивается из заклепки.
Стальной профилированный настил применяют при монтаже покрытий крупными блоками, собираемыми на конвейере. В этом случае по настилу, при сборке в готовые карты, наносят пароизоляцию, укладывают слой утеплителя, наклеивают гидроизоляционный ковер.
Очень редко используют сборный железобетон для устройства покрытия. В этом случае плиты покрытия 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.
Источник: studbooks.net
Легкие стальные конструкции (ЛСТК и ЛМК)
Легкие стальные конструкции — это новый виток развития в сфере промышленного строительства. Здания из легких стальных тонкостенных конструкций являются крепкими и надежными, строить их на 25-40% выгоднее, чем обычные традиционные сооружения, а конструктивная особенность позволяет воплощать в жизнь сложные и оригинальные проекты.
Легкие стальные конструкции
Есть два вида металлоконструкций:
ЛСТК представляет собой облегченный вариант металлического здания, толщина стального профиля составляет 0,2-0,4 мм, при этом строить из ЛСТК можно складские и промышленные помещения, которые будут сейсмически устойчивыми и прочными.
ЛМК – это металлические здания с используемым металлом толщиной до 4 сантиметров. Это прочные и надежные сооружения, которые строят для разных областей жизнедеятельности человека.
Цены на легкие стальные конструкции сегодня разнятся и зависят от региона постройки. В центральных регионах Российской Федерации строительство стальных зданий обходится дешевле, ввиду высокой концентрации заводов-изготовителей, наличию конкуренции и, соответственно, более выгодным предложениям. Средняя стоимость одной тонны металлоконструкции составляет 50 000 – 79 000 рублей.
Интересной особенностью можно назвать простой ввод объекта в эксплуатацию. Так как ЛСТК и ЛМК конструкции не являются традиционными, то есть капитальными сооружениями из камня и бетона, процесс регистрации и ввода в эксплуатацию происходит в упрощенном режиме, без бумажной волокиты.
Легкие стальные тонкостенные конструкции: технология
ЛСТК более популярно в России, так как технология предполагает простой и быстрый монтаж стального каркаса, который по силам осуществить самостоятельно своими руками.
Технология возникла в 1950 году в Канаде. Доступность строительного материала и низкая стоимость возведения зданий быстро популяризировала тонкостенные конструкции в Японии, Скандинавии и Северной Америке.
Этапы строительства быстровозводимого здания:
Преимущества ЛСТК:
- Низкая стоимость.
- Простота сборки.
- Долговечность и износостойкость.
- Быстрый монтаж.
- Независимость от климатических условий, возможность строить в холодную и мокрую погоду.
- Сейсмическая устойчивость конструкции.
- Хорошие свойства теплосбережения.
- Отсутствие усадки на фундамент.
Из чего строят ЛСТК?
ЛСТК здания строят из профилей, которые производят из высокопрочной оцинкованной стали. Весь производственный цикл автоматизирован, при наличии проектной документации завод металлопроката подготовит каждую деталь будущего здания с необходимыми отверстиями и маркировкой.
Строительство из ЛСТК не является затратным, так как с нулевого этапа можно хорошо сэкономить на устройстве фундамента и в конечном этапе на утеплении. ЛСТК подходит для строительства жилого дома, коттеджа, теплицы, ангаров и многих других сооружений.
Также, рекомендуется обратить внимание, что можно дополнительно сэкономить на проектировании, выбрав не индивидуальное, а одно из типовых решений.
Источник: lstkclub.ru