21829

МОНТАЖ БОЛЬШЕПРОЛЁТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Лекция

Архитектура, проектирование и строительство

Конструктивно покрытия выполняются следующих типов рис.: Металлические фермы и балочные системы иногда предварительно напряжённые с затяжками; Арочные и купольные системы; Перекрёстностержневые системы типа структур; Железобетонные пространственные покрытия оболочки арки складки ; Висячие покрытия мембранные тонколистовые с жесткими нитями подвесные – плоскостные и пространственные; Вантовые покрытия вантовые сетки вантовобалочные системы висячие оболочки вантовые фермы комбинированные системы; Пневматические...

Русский

2013-08-03

78.5 KB

48 чел.

Глава 14.

МОНТАЖ БОЛЬШЕПРОЛЁТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

14.1. Область применения большепролётных конструкций

Технологические и функциональные требования большинства типов общественных и промышленных зданий подразумевает объёмно-планирово-чные решения с перекрытием больших пролётов. К настоящему времени успешно перекрыты производственные цеха до 96м;  предприятия торговли до 100м; спортивные сооружения до 224м. В обычной практике строитель-ства применяются  различные кровельные системы на пролёты 18…..48м. Конструктивно покрытия выполняются следующих типов (рис.14.1.):

  •  Металлические фермы и балочные системы (иногда предвари-тельно- напряжённые с затяжками);
  •  Арочные и купольные системы;
  •  Перекрёстно-стержневые системы типа структур;
  •   Железобетонные пространственные покрытия (оболочки, арки, складки ;
  •  Висячие покрытия  (мембранные тонколистовые, с жесткими нитями, подвесные – плоскостные и пространственные);
  •  Вантовые покрытия (вантовые сетки, вантово-балочные системы, висячие оболочки, вантовые фермы, комбинированные системы);
  •  Пневматические системы.

По причине больших габаритов и масс конструктивных элементов большепролётных зданий и сооружений их не всегда возможно монтировать в цельно-собранном виде традиционными методами с применением единичных грузоподъёмных средств (крана или мачты). Поэтому нередко монтаж таких элементов выполняют из отдельных частей с использованием временных опор. При предварительном укрупнении элементов и для их монтажа в проектное положение применяют одновременно несколько кранов (мачт), производят монтаж надвижкой (накаткой) укрупнённых блоков или выполняют вертикальный подъём  с использованием мощных домкратных систем.

Рассмотрим некоторые технологии монтажа.

14.2. Возведение зданий с покрытиями в виде оболочек и сводов

Своды и оболочки из сборных железобетонных элементов позволяют перекрывать большие площади одноэтажных промышленных зданий без промежуточных колонн при минимальном расходе материалов.

В настоящее время применяются своды и оболочки следующих типов:

  •  Длинные цилиндрические оболочки размером 3х12м для сетки колонн 24х12м;
  •  Короткие цилиндрические оболочки размером 3х12м, 3х18 и 3х24м, перекрывающие пролёт здания;
  •  Оболочки двоякой положительной или отрицательной кривизны;
  •  Купола.

Длинные цилиндрические оболочки собирают из плит размером 3х12м (рядовых и торцевых) и бортовых элементов. Панели имеют толщину 40мм и ребро по контуру. Торцевые панели имеют с торцов диафрагмы в виде арок с затяжками. Бортовые элементы выполняют для пролёта 24 м в виде двутавро-вых балок с криволинейным верхним поясом.

Монтаж оболочки начинают с установки на колонны бортовых элемен-тов, которые крепят сваркой к колонам. До установки плит на бортовые эле-менты (при пролёте – 24м) их в четвертях опирают на временные опоры с домкратами. Монтаж панелей начинают с торцевой. При этом затяжку торце-вой плиты приваривают к оголовку колонны, а плиту – к бортовому элемен-ту. Затем устанавливают и приваривают четыре рядовые плиты , а потом торцевую плиту  с затяжкой. Монтаж выполняют гусеничным краном грузо-подъёмностью 10т на требуемом вылете. Стропят  панели за четыре петли с траверсой. После сварки стыков, замоноличивания всех швов и выдержки бетона бортовые элементы раскружаливают. Нагрузку с временных опор  снимают и опоры удаляют, после чего оболочка работает совместно с борто-выми элементами и затяжками.

Короткие цилиндрические предварительно напряжённые панели типа КЖС широко применят для пространственных покрытий промышленных и гражданских зданий. Плиты КЖС выпускают длиной 12, 18 и 14м, равной перекрываемому пролёту. Ширина плиты 3 и 6м, масса до 2т. плиты выпус-кают с торцевыми затяжками, что позволяет их устанавливать непосредственно на заранее смонтированные колоны.

Монтаж плит производится гусеничными кранами (рис.14.2.А). Плиты предварительно подают в пролёт или непосредственно к моменту подъёма на кран. Строповку плит осуществляют траверсой за 4 точки. После установки плиты её приваривают к закладным деталям на колонне.

Оболочки двоякой кривизны применяют для перекрытия крупной квад-ратной сетки колонн: перекрытий складов, механических цехов и других про-изводственных помещений, где требуется обеспечить свободное перемещение транспорта. Такие оболочки состоят из контурных арок-диафрагм с предва-рительно напряжённым нижним поясом и скорлупы.  У сборно-монолитных оболочек скорлупа образует многогранник, набираемый из плоских плит ромбической треугольной формы. Сборные оболочки перекрывают ребрис-тыми  цилиндрическими панелями размером 3х6м. Поэлементный монтаж сборно-монолитных оболочек со скорлупой из плоских плит требует применения подмостей или кондуктора.

Монтаж выполняют в следующем порядке:

  •  Контурные арки устанавливаются на колоннах гусеничным краном и закрепляются. Для установки плит скорлупы применяют башен-ные краны грузоподъёмностью 5т или гусеничные краны с башен-но-стреловым оборудованием;
  •  Выставляются подмости или кондуктор. Каждый угол установ-ленной плиты должен быть опёрт на подмости или кондуктор. Углы оболочки заполняют треугольными плитами, в швы закладывают арматуру, напрягаемую после сварки выпусков, и замоноличивают их.  Верхние пояса арок окончательно бетонируют после установки всех плит и заварки выпусков арматуры;
  •  Раскружаливание оболочки выполняют после достижения бетоном в угловых зонах и швах между плитами 70% проектной прочности. Раскружаливание достигается путём опускания винтовых или гидравлических домкратов, включённых в стойки подмостей или опоры кондуктора;

Кроме поэлементного способа применяется  разработанный для типо-вых цилиндрических оболочек серии 1.466-1,  бескондукторный метод мон-тажа (рис.14.2.Б). Он заключается в предварительном укрупнении плит в блоки, до требуемого размера, на стенде. Блоки оснащаются двумя времен-ными затяжками с винтовыми стяжками. Монтаж начинается с установки на колонны ферм-диафрагм. Затем траверсой за четыре точки поднимают поочерёдно блоки-покрытия и устанавливают на фермы. После выверки и замоноличивания узлов постепенно отпускают натяжение винтовых стяжек временных затяжек блоков от середины к краям и снимают затяжки.

Конструкции покрытий из сборных железобетонных элементов купольного типа позволяет перекрыть максимально возможные пролёты и применяются в зданиях общественного назначения (спортивные комплексы, рынки, выставочные павильоны). Конструктивно железобетонные элементы опираются на наружное и внутреннее монолитные железобетонные кольца, причём наружное может выполнятся по колоннам. Монтаж колонн и бето-нирование наружного кольца производится по общим технологиям монтаж-ных и бетонных работ. Бетонирование внутреннего кольца производится на проектной отметке на временной опоре, рассчитанной на одновременное опирание кольца и плит-оболочек.

Плиты-оболочки до подъёма укрупняются в блок (из 2…4эл.) на стен-де, обеспечивающем проектную кривизну, и для восприятия распора ставят 2-3 затяжки с винтовыми стяжками, которые натягиваются после сварки стыка между плитами. Подъём и установку блоков осуществляют методом полунавесной сборки башенным краном, перемещающимся по кольцевым путям вокруг здания. Строповка блока производится при помощи траверсы за 4 точки. Установленные блоки крепят к опорным кольцам и между собой сваркой между закладными деталями и выпусками арматуры. Швы между плитами замоноличивают. После набора бетоном 70% прочности ослабляют натяжение затяжек, затем их снимают, работая с катучих подмостей и рас-кружаливают купол путём опускания стоек центральной опоры гидравли-ческими домкратами.

Раскружаливание - операция, в результате которой нагрузка от собст-венной массы монтируемой конструкции полностью передаётся на опорные проектные элементы, а временные монтажные опоры освобождаются от нагрузки. Опоры опускаются ниже уровня затяжки и перемещаются по ходу монтажа в последующие пролёты.    

14.3. Перемещение покрытий на постоянные опоры

При строительстве некоторых типов большепролётных зданий покрытия опираются по периметру на опоры (структуры, оболочки, складки др.). В этом случае, кровельные конструкции полностью собираются или укрупняются до максимально возможной технологической готовности и перемещаются на постоянные опоры. В зависимости от способа установки на опоры различают методы монтажа вертикальным подъёмом, надвижкой и накаткой.

Установку вертикальным подъёмом применяют в тех случаях, когда масса применяемой конструкции не превышает грузоподъёмности и техно-логических возможностей монтажных машин и механизмов. Принципиаль-ным моментом является возможность подведения временных или постоян-ных опор под поднятую конструкцию и способность этих опор сразу вклю-читься в совместную работу с этой конструкцией. Сборка пространственной конструкции (покрытия) осуществляется под местом установки или на специально оборудованной площадке, расположенной в непосредственной близости от возводимого сооружения.

При сборке отдельных блоков, всего покрытия или его основной несущей части под местом установки в проектное положение их подъём на проектную отметку осуществляют специальными гидроподъёмниками или полиспастами с использованием колонн сооружения. Колонны при таком способе монтажа должны быть достаточной высоты с консолями, к которым подвешивают неподвижные блоки подъёмных полисипастов.

На рис.14.3. показан подъём несущего блока покрытия , состоящего из несущих ферм, соединённых вертикальными и горизонтальными связями, осуществляемый с помощью четырёх полиспастов грузоподъёмностью 160т каждый. Пространственную конструкцию укрупняли в горизонтальном положении на земле с установкой всех конструктивных элементов покрытия и устройства кровли. Колонны (пространственные конструкции опор) соби-рали в горизонтальном положении и устанавливали методом поворота вокруг шарнира с помощью тех же полиспастов, которыми затем поднимали блок покрытия.  

Под опорные узлы нижних поясов ферм подводили поперечные балки с закреплёнными на концах подвижными блоками полиспастов. После вер-тикального подъёма пространственной конструкции в проектное положение было осуществлено её соединение с несущими колоннами и демонтированы монтажные подкосы.

При методе надвижки  конструкции собирают в стороне от постоян-ных опор, а затем устанавливают на эти опоры путём горизонтального перемещения по временным путям. Этот метод широко применяется при монтаже конструкций покрытия промышленных зданий, торговых центров, спортивных сооружений. Процесс надвижки возможен в двух вариантах: скольжением на салазках при массе блока до 250т и накаткой на стальных катках.

В качестве примера рассмотрим монтаж здания спортивного комплек-са  пролётом 84м с сигарообразным фермами покрытия (рис.14.4.). Фермы покрытия, обрамленные по верхнему и нижнему поясам стальными листами толщиной 4мм, собирали на земле на специальных тележках в непосред-ственной близости от перекрываемого сооружения. Тележки имели кондук-торы и приспособления для обеспечения заданной точности сборки элемен-тов покрытия, конструкции тележек позволяли им перемещаться с закре-плёнными фермами по горизонтальным и наклонным рельсовым путям.  

Для подъёма тележек на проектную отметку были смонтированы две наклонные монтажные балки. Перемещение тележек с очередным блоком покрытия осуществляли двумя тяговыми полиспастами. После достижения проектной отметки тележки упирались в специальный упор, блок покрытия опускали на стальные клетки и методом накатки с помощью двух лёгких полиспастов надвигали в проектное положение, где с помощью домкратов его сначала приподнимали для освобождения катков, а затем опускали в проектное положение. Одним из достоинств этого способа является отсут-ствие необходимости применять монтажный кран большой грузоподъём-ности с высокой стоимостью эксплуатации.

14.4.Монтаж зданий с вантовыми и мембранными покрытиями

Висячие покрытия применяют когда нужно перекрыть большие пло-щади без промежуточных опор (стадионы, рынки, концертные залы и др.). Такие покрытия позволяют сократить расход строительных материалов и трудоёмкость возведения. Несущие конструкции висячих покрытий могут быть выполнены в виде предварительно напряжённых железобетонных оболочек, вантовых ферм и мембран.

Висячие растянутые элементы обычно закрепляют за жёсткие массив-ные опорные конструкции. Опорные конструкции могут быть выполнены в виде замкнутого контура (кольца, овала, прямоугольной рамы), опирающее-гося на колонны или наклонные рамы, арки, удерживающие покрытие и передающие нагрузку на фундамент.

Для возведения предварительно напряжённой железобетонной оболочки первоначально монтируют ортогональную или радиальную сетку из стальных канатов, по которым затем укладывают железобетонные плиты. Канаты замо-ноличивают в швах и они в дальнейшем являются напрягаемой арматурой покрытия. Оболочка вступает в работу только после обжатия замоноличенных швов на 20-25% выше напряжений от временной нагрузки, что исключает в дальнейшем появление растягивающих напряжений.

Напряжение канатов выполняется: предварительным натяжением всей системы канатов путём загружения грузами или притягивания канатов к полу здания; предварительным замоноличиванием швов и последующим натяже-нием несущих канатов. После набора прочности бетоном натяжение снимае-тся.

Бетонное покрытие выполняется монолитным или из сборных плит.

В качестве примера (рис.14.5.), рассмотрим висячее покрытия здания цирка, состоящее из  предварительно напряжённой вантовой сети, закре-плённой к опорному контуру и уложенных по ней сборных железобетонных плит 2,4х2,4м. Швы между плитами замоноличены. Вантовая сеть из парных канатов диаметром 52мм образована пересекающимися под прямым углом канатами, соединёнными в местах пересечения металлическими накладками на болтах.

К опорному контуру ванты крепятся металлическими анкерами, в ко-торых концы канатов заливают специальным сплавом. Конструкция закре-пления канатов позволяет осуществлять их натяжение.

Монтаж висячих покрытий состоит из следующих операций:

  •  изготовление вант. Производится у места монтажа на стенде с натяжной станцией и опрессовочной установкой. Один конец каната заделывают в гильзовый анкер. Канат раскладывают на стенде и вытягивают на усилие 1100-1200кН для его обжатия. После вытяжки канат разрезают на требуемые длины, концы запрессовывают в гильзовые анкеры. Готовые ванты испытывают на усилие 1300-1400 кН;
  •  монтаж продольных вант и первоначальное их натяжение;
  •  монтаж поперечных вант и их натяжение;
  •  монтаж плит покрытия;
  •  напряжение вантовой сети;
  •  замоноличивание плит бетонной смесью.

Для подачи к месту установки ванты наматывают на барабаны. При установке ванты вместе с подвесками, соединёнными попарно, поднимают двумя башенными кранами одновременно, концы с гильзовыми анкерами заводят в отверстия в опорном контуре и натягивают домкратными устрой-ствами на заданное усилие. Сначала ставят продольные ванты, потом попе-речные. После натяжения и выверки канаты в узлах соединяют. Для соедине-ния канатов в узлах пересечения используют передвижные люльки и мостики.

Ванты натягивают, дополнительно закрепляя их подвесками и натягивая подвески лебёдками в узлах пересечения вант. При установке канатов необходима их тщательная геодезическая выверка.

Плиты покрытия укладывают на канаты башенными кранами от нижней отметки к верхней, загружая перекрытия равномерно. В швы между плитами укладывают арматуру. До замоноличивания швов ванты натягивают гидродомкратами в третий раз, чем создают предварительное натяжение вантовой сети. После этого производят омоноличивание плит и после достижения бетоном проектной прочности подвески снимают от краёв к середине. В бетоне создаётся предварительное напряжение.

Недостаток метода – высокая трудоёмкость,  частые перестановки домкратов и другого оборудования.

Монтаж мембранного покрытия рассмотрим на примере Универсаль-ного спортивного зала в Санкт-Петербурге. Здание диаметром 160м и высотой 33м с центральным кольцом диаметром 24м. Мембранное покрытие из листов толщиной 6мм состояло из 56 секторов, закреплённым к радиаль-ным элементам таврового сечения, условно названным «постель», подве-шенным к центральному и наружному опорным кольцам (рис.14.6.).

Жёсткость покрытия обеспечивалась 56 стабилизирующими фермами. Состоящими из предварительно напряжённого каната и треугольной жёсткой решётки, прикреплённых с одной стороны к стабилизирующему кольцу диаметром 72м, подвешенному к мембране, и с другой – к колоннам, поддерживающим наружный опорный контур.

Монтаж осуществляли башенными кранами БК – 300 и МСК -10-20, перемещавшимся по кольцевым путям вокруг здания, и гусеничным краном СКГ -50-БС, расположенным внутри здания.

Первоначально были смонтированы наружные колонны и временные опоры под центральное и стабилизирующее кольца. Элементы колец монти-ровали с опиранием на временные опоры, на верху которых были предусмо-трены подмости. Элементы «постели» предварительно укрупняли внизу, поднимали двумя кранами БК – 300 и СКГ – 50 БС и устанавливали сначала по одному диаметру, а затем по перпендикулярному, чтобы не перегружать опорное кольцо. Затем монтировали кольцевые элементы, связывающие между собой элементы «постели».

Мембрана поступала на площадку в рулонах и для её раскатки были предусмотрены станки. Рулон на барабане закрепляли на станке, установлен-ном наверху наружного опорного контура и закреплённым анкерными болтами.

Лист мембраны натягивали лебёдками, установленными на централь-ном кольце. При натягивании и раскатке лист перемещался по роликам, закреплённым к кольцевым элементам постели, а постоянное крепление заклёпками осуществляли после натяжения стабилизирующей системы и выверки геометрии элементов «постели».

Все работы выполнялись с катучих подмостей, обеспечивающих рабо-ту в пределах одного сектора снизу покрытия.

Висячие покрытия монтируют в каждом случае по индивидуальной технологии. Но всегда, по возможности, укрупнёнными блоками . что позво-ляет сократить объём работ на высоте и уменьшить их общую трудоёмкость.

При проектировании и строительстве большепролётных конструкций следует учитывать факт их повышенной аварийности при значительных снеговых нагрузках и низкого уровня эксплуатации. Это диктует необходимость тщательного выполнения нормативных требований.

139


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

7410. Корупція. Корупційні злочини та стан хабарництва в Україні 264.5 KB
  ПЛАН: Вступ. Розділ 1. Загальна характеристика поняття корупція. Етимологія слова корупція. Наукове розуміння поняття корупція. Нормативно-правове розуміння корупції. Розділ 2. Корупцій...
7411. Відставка державного службовця в Україні та порядок її здійснення 235 KB
  Вступ Реалізація положень Конституції України і успішне здійснення завдань держави, пов’язаних із її розвитком, соціально-економічними і ринковими перетвореннями, значною мірою залежить від професійного та сумлінного виконання державними ...
7412. Юридична відповідальність державних службовців 82.5 KB
  Юридична відповідальність державних службовців. Дисциплінарна відповідальність. Кримінальна відповідальність. Адміністративна відповідальність. Відповідальність за заподіяну шкоду. Відповідальність за корупційні діяння та інші...
7413. Відповідальність державних службовців за інші правопорушення, повязані з корупцією 301.5 KB
  Мета даної роботи - розкрити поняття, зміст, основні характеристики та властивості інших правопорушень, пов’язаних з корупцією в галузі державної служби, а також по можливості визначити місце цих понять в системі українського законодавства.
7414. Сумматоры с параллельным переносом 126.5 KB
  Тема: Сумматоры с параллельным переносом Сумматоры с параллельным переносом - сумматоры, в которых сложение выполняется как поразрядная операция. Применяются в устройствах с высоким быстродействием микроопераций сложения. При этом старают...
7415. Методы изготовления и прокладки оптических кабелей 168 KB
  Методы изготовления и прокладки оптических кабелей. Технологический процесс изготовления оптического кабеля базируется на основных принципах кабельной технологии. Однако для практической реализации разнообразных конструкций ОК, обладающих отличитель...
7416. Программируемые логические матрицы 240 KB
  Тема: Программируемые логические матрицы Программируемая логическая матрица (ПЛМ) - это универсальная структура, позволяющая запрограммировать систему булевых функций путем организации связи между вертикальными и горизонтальными шинами. Набор э...
7417. Соединение оптических волокон 645 KB
  Соединение оптических волокон Соединение оптических волокон является наиболее ответственной операцией при монтаже кабеля, предопределяющей качество и дальность связи по ВОЛС. Соединение волокон и монтаж кабелей производятся как в процессе производст...
7418. Микропроцессоры (МП) и их характеристика 83.5 KB
  Тема: Микропроцессоры (МП) Микропроцессорами называются цифровые устройства, осуществляющие вычисления в соответствии с заданным законом функционирования, которые выполнены в виде интегральной схемы. Микропроцессоры (МП) по применимости класси...