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

54 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

29347. Lexical Expressive Means and Stylistic Devices 21.57 KB
  By being forcibly linked together the elements acquire a slight modification of meaning. The elevated ancestors simile unhallowed disturb in the now obsolete meaning of tear to pieces are put alongside the colloquial contraction the Country's the country is and the colloquial done for. Interaction of different of different types of lexical meaning Words in context as has been pointed out may acquire additional lexical meanings not fixed in dictionaries what we have called contextual meanings. The latter may sometimes deviate from...
29348. Interaction of primary and derivative logical meanings. Stylistic Devices Based on Polysemantic Effect, Zeugma and Pun 23.92 KB
  Epithet is a stylistic device based on the interplay of emotive and logical meanings in an attributive word emotionally colored attitude of the speaker to the object he describes. 1 – refer the mind to the concept due to some quality of the object it is attached to. 2 – attributes used to characterize the object by adding a feature unexpected in it. One of the two members of oxymoron illuminates the feature observed while the other one offers a purely subjective individual perception of the object.
29349. Syntactical expressive means and stylistic devices 23.95 KB
  Its expressive effect may be based on the absence of logically required components of speech parts of the sentence formal words or on the other hand on a superabundance of components of speech; they may be founded on an unusual order of components of speech the change of meaning of syntactical constructions and other phenomena. The object is placed at the beginning of the sentence: Talent Mr. The adverbial modifier is placed at the beginning of the sentence: My dearest daughter at your feet I fall. However in modern English and American...
29350. Particular ways of combining parts of the utterance 16.65 KB
  Particular ways of combining parts of the utterance Asyndeton Asyndeton that is connection between parts of a sentence or between sentences without any formal sign becomes a stylistic device if there is a deliberate omission of the connective where it is generally expected to be according to the norms of the literary language. Polysyndeton Polysyndeton is the stylistic device of connecting sentences or phrases or syntagms or words by using connectives mostly conjunctions and prepositions before each component part as in: The heaviest...
29351. Functional Styles 19.61 KB
  Therefore functional style of language is a historical category. Thus the FS of emotive prose actually began to function as an independent style after the second half of the 16th century; the newspaper style budded off from the publicistic style; the oratorical style has undergone considerable fundamental changes and so with other FSs The development of each style is predetermined by the changes in the norms of standard English. The BellesLetters Style We have already pointed out that the belleslettres style is a generic term for three...
29352. Functional Styles. Newspaper Style 33.05 KB
  Not all the printed materials found in newspapers come under newspaper style. Only materials which perform the function of informing the reader and providing him with an evaluation of information published can be regarded as belonging to newspaper style. English newspaper style can be defined as a system of interrelated lexical phraseological and grammatical means which is perceived by the community as a separate linguistic unity that serves the purpose of informing and instructing the reader.
29353. General Notes on Stylistics. It’s subject and Object 40.48 KB
  It deals mainly with two interdependent tasks: The investigation of the inventory of special language media which secure the desirable effect of the utterance The investigation of certain types of texts which are distinguished due to the choice and arrangement of language means. The types of texts that are distinguished by the pragmatic aspect of communication are called functional styles of language FS; the special media of language which secure the desirable effect of the utterance are called stylistic devices SD and expressive means...
29354. Expressive means and stylistics devices 24 KB
  All stylistic means of a language can be divided into expressive means which are used in some specific way and special devices called stylistic devices. The expressive means of a language are those phonetic means morphological forms means of wordbuilding and lexical phraseological and syntactical forms all of which function in the language for emotional or logical intensification of the utterance. These intensifying forms of the language have been fixed in grammars and dictionaries. The most powerful expressive means of any language...
29355. Stylistic Classification of the English Vocabulary 53.1 KB
  This is important for the course in as much as some SDs are based on the interplay of different stylistic aspects of words. The literary vocabulary consists of the following groups of words: common literary; terms and learned [′ lə:nid] words; poetic words; archaic words; barbarisms and foreign words; literary coinages and noncewords. The colloquial vocabulary includes the following groups of words: common colloquial words; slang; jargonisms; professionalisms; dialectal words; vulgar words; colloquial coinages. The common...