Установка металлической колонны на фундамент начинается с подготовки фундамента, который должен быть прочным и ровным. Затем колонну фиксируют к основанию с помощью анкерных болтов или сварки, в зависимости от проектных требований и типа соединения. Важно обеспечить вертикальность колонны с помощью уровня и временных опор для поддержания ее в правильном положении.
После этого выполняется окончательная затяжка анкерных болтов или сварочных швов, чтобы гарантировать надежное соединение. Проверка вертикальности и устойчивости колонны завершает установочный процесс, позволяя перейти к следующему этапу строительства.
Технология монтажа стальных конструкций
Стальные конструкции металлокаркасов зданий (колонны, фермы, балки, связи) устанавливают россыпью, отдельными конструкциями или блоками конструкций.
Перед началом монтажа элементов каркаса проверяют правильность установки фундаментов и анкерных болтов. Положение фундаментов выверяют геодезическими инструментами, проводят проверку отметки поверхности фундаментов, опорных листов и их положение в плане относительно поперечных и продольных осей, отметки и положение в плане анкерных болтов, длину их нарезки. Реальное положение фундаментов и анкерных болтов фиксируется на исполнительном чертеже и сверяется с проектными размерами.
Колонны
Отклонения при проверке осей фундаментов под стальные колонны не должны быть больше указанных в СНиП. Особенно тщательно проверяют положение фрезерованных поверхностей плит, уложенных на фундаменты для безвыверочной установки колонн.
Если отклонения превышают допустимые, фундамент надо исправить.
Стальные колонны обычно устанавливают целиком, а тяжелые собирают из двух-трех элементов. Процесс установки колонны в проектное положение состоит из операций ее захвата, подъема, наводки на опоры или встык, выверки и закрепления. Колонну захватывают стропами или полуавтоматическими захватными приспособлениями. Под стропы, в местах соприкосновения со стальными элементами колонн, кладут подкладки (деревянные или из труб, разрезанных вдоль пополам). Перед подъемом на колонну навешивают лестницу для последующего снятия стропов.
Подъем колонн производят поворотом или скольжением.
Точность установки колонн зависит от характера опирания их башмаков на фундаменты. Различают следующие способы опирания башмаков:
без последующей подливки цементным раствором непосредственно на поверхность фундаментов, возведенных до проектной отметки;
на подлитые цементным раствором стальные опорные плиты с верхней строганой поверхностью, плиты предварительно устанавливаются и выверяются;
на заранее установленные опорные детали балки, рельсы — или на бетонные ребра, опорная поверхность которых выверена, с последующей подливкой башмаков колонн цементным раствором.
На практике применяют и более упрощенный метод опирания башмаков на поверхности фундаментов, на 2 — З см не доведенных до проектной отметки. В этом случае башмаки устанавливают на две-три металлические подкладки, которые сваривают между собой и приваривают к башмаку. Количество подкладок и их расположение определяют, когда выверяют колонны. После установки и закрепления колонн, их башмаки подливают цементным раствором.
При стыковании элементов колонн по вертикали верхний элемент поднимают и на весу наводят встык с подмостей, укрепленных на нижней ветви колонн. Выверяют колонны геодезическими инструментами и отвесами. При этом проверяют положение колонн в плане, их вертикальность и отметки опорных поверхностей для конструкций, устанавливаемых на колонны. Отклонения от проектных размеров не должны превышать допускаемых. Колонны, как правило, закрепляют анкерными болтами.
Колонны высотой до 15 м с узкими башмаками закрепляют на фундаментах двумя или четырьмя болтами и дополнительно в плоскости наименьшей устойчивости – расчалками, которые крепят к фундаментам или переносным якорям и снимают после окончательного закрепления колонн. Колонны высотой более 15 м и шарнирно опертые в дополнение к анкерным болтам закрепляют способами, специально разработанными для каждого случая (четырьмя расчалками, подкосами, распорками и др.)
Для придания колоннам устойчивости рекомендуется вслед за установкой очередной колонны монтировать связи о подкрановые балки. Если первая пара колонн установлена без постоянных связей, надо сразу закрепить их временными связями.
Балки
Процесс установки балок так же, как и колонн, включает операции захвата, подъема, установки на опоры или заводки встык, выверки и закрепления. Стальные балки захватывают стропами или клещами. Под стропы укладывают защитные прокладки. Легкие балки, ригели и т.п. можно поднимать группами в обойме, что дает возможность лучше использовать грузоподъемность крана.
Балки поднимают и на весу опускают на опоры. Наводят балки на опоры рабочие, находящиеся на подмостях, установленных на колоннах. Тяжелые балки (например, подкрановые в мартеновских цехах и др.) монтируют из отдельных элементов, соответствующих грузоподъемности монтажного крана. Для опирания частей балок до их окончательного закрепления в местах их стыковки в пролете устанавливают временные монтажные опоры.
Тяжелые балки можно также поднимать целиком двумя кранами большой грузоподъемности. Экономичность выбранного способа должна быть проверена расчетами.
Балки перекрытий и подкрановые балки выверяют в процессе их установки до снятия крюка крана. Подкрановые пути, требующие повышенной точности установки, выверяют участками (между температурными швами) после того, как выверены и закреплены конструкции основного каркаса здания (колонны, фермы, связи, балки).
Выверка подкрановых балок геодезическими инструментами, уровнем и стальной лентой включает проверку их положения в плане, отметок верхних поверхностей, вертикальности стенок, расстояния между двумя параллельными балками, разности уровней балок в стыках, смещения в стыках. Положение балок исправляют ломиками, металлическими подкладками и домкратами. Отклонения от проектных размеров не должны превышать допускаемых СНиП.
Балки закрепляют заклепками, болтами (высокопрочными, нормальной и повышенной точности) и сваркой. Для временного закрепления балок, стыкуемых на заклепках и болтах, надо заполнить не менее 40% отверстий, в том числе 10% пробками и 30% болтами. Сварные стыки временно прихватывают. Количество, размеры и длину прихваток, воспринимающих монтажные нагрузки, определяют расчетом и указывают на чертежах.
Фермы и связи
Фермы и связи устанавливают только после выверка и окончательного закрепления колонн и связей по ним. В большинстве случаев грузоподъемность монтажных кранов допускает монтаж укрупненных блоков, состоящих из двух ферм, рам фонарей и связей. Такие блоки собирают в зоне действия монтажного крана.
В панелях, где между двумя соседними фермами связи для придания блоку достаточной жесткости проектом не предусмотрены, устанавливают временные горизонтальные и диагональные связи, образующие гибкий блок. Жесткие блоки, в которых фермы соединены постоянными горизонтальными и вертикальными связями, обладают достаточной устойчивостью во время подъема и после завершения установки в проектное положение.
Фермы, спаренные в монтажные блоки, захватывают не менее чем за четыре точки. Для их подъема используют стропы и траверсы, оборудованные захватами дистанционного управления. Для лучшего распределения усилий при подъеме блока траверсы располагают перпендикулярно к верхним поясам ферм, что способствует передаче на их элементы только вертикальных сил.
Конструктивные и конструктивно-технологические блоки покрытий, состоящие из подстропильных и стропильных ферм, фонарей, связей, прогонов, несущего настила покрытия, утепления, кровли, остекления фонарей, трубопроводов и электропроводок, собранные на конвейерной установке, устанавливают в проектное положение кранами грузоподъемностью 5060 т непосредственно с тележек, поступающих с конвейерной линии.
Если фермы монтируют по одной, их захватывают за узлы верхнего пояса не менее чем в двух точках, для чего используют стропы или траверсы с захватами дистанционного управления. При подъеме фермы за две точки в ее поясах могут возникнуть усилия, противоположные расчетным. В таком случае верхний пояс будет растянут, нижний сжат. При недостаточной жесткости поясов они могут изогнуться из плоскости ферм. Чтобы избежать такой деформации, следует захватывать фермы за узлы, расстояние между которыми примерно равно 0,67L (L – длина фермы), или захватывать фермы за четыре точки.
Если эти меры по расчету не обеспечивают достаточной устойчивости поясов ферм, их нужно усилить брусьями или пластинами, которые закрепляют с двух сторон болтами или хомутами. Для предотвращения раскачивания блоков или ферм при подъеме к их концам должны быть прикреплены две пеньковые оттяжки, которые монтажники придерживают и направляют фермы. Блоки и фермы поднимают на высоту выше отметки опоры на 0,5 — 1 м., затем опускают, наводя их монтажными ломиками на опорные болты, и сразу же закрепляют.
Когда фермы монтируют по одной, начинают всегда со связевой панели. Первую ферму раскрепляют не менее чем четырьмя временными расчалками, и сразу же после установки второй фермы монтируют постоянные связи. Каждую последующую ферму до снятия стропов крепят к установленным постоянным или временным связям.
Фермы выверяют сразу после их установки. Отметки опорных узлов ферм проверяют нивелирами или переносят отметки с нижнего уровня на верхний, вертикальность ферм — отвесом, их прогиб из плоскости — натягиваемой проволокой, а расстояние между верхними поясами ферм — стальными лентами или шаблонами. Отклонения от проектных размеров возможны только в пределах, допускаемых СНиП.
Для установки ферм на смонтированные колонны навешивают подмости, а на фермы перед установкой временных или постоянных связей надо навешивать подмости вдоль нижнего пояса по всей его длине. При работе на верхнем поясе пользуются переносными люльками. Кроме того, до подъема ферм на каждой из них закрепляют трос для безопасного перемещения монтажников по нижнему поясу. После установки, выверки и последующего закрепления очередного блока или фермы на них укладывают плиты покрытия симметрично относительно середины пролета (от середины к краям). При наличии фонарей, укладка плит выполняется симметрично от фонаря к краям по обе стороны от него, далее — по фонарю от края к краю.
Обработка стыков колонн, балок и ферм
Стыки стальных колонн, балок, ферм закрепляют болтами нормальной и повышенной точности, высокопрочными болтами и электрической сваркой. Сборку узлов конструкций стальных каркасов на заклепках применяют редко, главным образом в цехах с тяжелым температурным режимом и большими крановыми нагрузками (сталеплавильных, прокатных и др.), а В мостовых конструкциях.
Установка болтов нормальной и повышенной точности — несложный процесс. Под головки болтов и под гайки подкладывают шайбы. Гайки завертывают пневматическими или электрическими гайковертами или ручными ключами. После затяжки гаек для их закрепления устанавливают контргайки, прихватывают их электросваркой или на нарезке делают насечки.
Высокопрочные болты отличаются от обычных тем, что обеспечивают такое плотное сжатие, при котором силы трения, возникающие между соприкасающимися элементами пакета, передают расчетные усилия, действующие на стык или узел. Чтобы избежать смятия металла под головкой и гайкой болта, под них подкладывают шайбы, изготовленные также из высокопрочной стали.
Для обеспечения требуемой по расчету величины коэффициента трения все соприкасающиеся поверхности элементов стыков и узлов, стягиваемые высокопрочными болтами, должны быть до их сборки тщательно очищены пескоструйными аппаратами, металлическим порошком, обжигом или иным способом. Гайки высокопрочных болтов закручивают до получения расчетной величины крутящего момента сначала пневматическими гайковертами, затем докручивают специальными тарированными ключами.
Электросварка стыков — самый распространенный вид монтажных соединений большинства стальных конструкций. Применяют ручную и автоматическую сварку.
Наиболее распространена на монтажных работах ручная электродуговая сварка, позволяющая выполнять швы в любом пространственном положении: нижнем, вертикальном, горизонтальном на вертикальной поверхности и потолочном. Для ручной сварки применяют электроды со специальным покрытием. Их диаметр зависит от толщины свариваемого металла. На монтажных работах применяют в основном электроды типов Э42,42А, Э46,46А, Э50,50А, Э55 и пр. Число обозначает величину временного сопротивления наплавленного металла, а буква А — повышенное значение относительного удлинения и ударной вязкости.
Свариваемые при монтаже элементы можно соединять стыками различных типов: без скоса кромок; с Y и Х-образными швами со скосом одной или двух кромок; угловыми без скоса или со скосом одной кромки; тавровыми без скоса, с одним или двумя скосами одной кромки и нахлесточными швами. Сварка при любом из этих типов стыковых соединений может быть односторонняя или двусторонняя.
Швы
Швы большой протяженности вручную сваривают участками длиной 300 — 400 мм. Направление сварки каждого участка противоположно направлению сварки всего шва. Этот метод, называемый обратноступенчатым, обеспечивает минимальные остаточные напряжения.
При толщине металла более 8 мм сварной шов образуют в несколько слоев одним из распространенных способов: секционным или горкой.
Автоматическую сварку под слоем флюса применяют только для швов, расположенных горизонтально, так как в наклонном и вертикальном положении флюс удержать трудно.
Швы металлических конструкций толщиной 16 мм и более в наклонном и вертикальном положении соединяют электрошлаковой автоматической сваркой.
Качество сварных швов стальных конструкций проверяют внешним осмотром, магнитографическим методом, ультразвуком, химической реакцией, керосином и вакуум-методом. Швы законченных сборкой резервуаров проверяют также гидравлическим способом (водой) или пневматическими испытаниями. Внешним осмотром через лупу 5 или 10-кратного увеличения или невооруженным глазом определяют наружные дефекты сварных швов. Перед осмотром швы очищают от ржавчины, грязи и заусенцев. Обнаруженные дефекты отмечают мелом для иборьбы.
Просвечивание основано на способности рентгеновских или гаммалучей проникать через толщу материала. С одной стороны на магнитных держателях закрепляют аппараты для просвечивания, а с обратной стороны — чувствительную фотопленку. В местах шва, где имеются поры или шлаковые включения, на пленке образуются более темные пятна. Просвечиванием, согласно СНиП, проверяют только часть швов. При обнаружении дефекта количество проверяемых швов удваивают.
Магнитографическим контролем швов обнаруживают поля рассеяния, которые образуются в местах дефектов при намагничивании контролируемых конструкций и фиксируются на эластичной магнитной ленте.
Ультразвук дает возможность обнаружить дефекты вследствие различного отражения направленного пучка высокочастотных звуковых колебаний от металла (сплошного сварного шва) и пустот в шве. Места контроля обильно покрывают маслом для обеспечения акустического контакта.
Химическая реакция воздействия аммиака на 4%-ный раствор фенолфталеина или 5%-ный раствор нитрата ртути используется при испытании швов, открытых только с одной стороны, например в днищах резервуаров. Для этого под днище в нескольких местах вставляют трубки, через которые подают аммиак.
Чтобы последний из под днища не просачивался, днище вдоль кромки обмазывают глиной так, чтобы между ним и основанием, на котором оно лежит, не оставалось зазоров. Швы днища смазывают водно-спиртовым раствором фенолфталеина или накладывают полосы марли, смоченные в растворе нитрата ртути. Если в швах есть поры, аммиак, проникая сквозь них, вступает в химическое взаимодействие с реагентами, которыми обмазаны сверху швы днища, окрашивая фенолфталеин в бурый цвет, а нитрат ртути — в зависимости от того, окисная она или закисная,— в белый или черный цвет. Нитрат ртути дает более четкие показания, чем фенолфталеин, на который может повлиять некачественная очистка швов.
Керосином испытывают на плотность швы резервуаров, труб и др. листовых конструкций. Используя его высокие проникающие свойства, можно обнаружить мельчайшие капиллярные отверстия. Для этого шов с одной стороны смазывают керосином, а с другой — наблюдают за ним. Если через 4—8 ч на поверхности не будет обнаружено керосиновых пятен, значит, шов достаточно плотен.
Чтобы легче было обнаружить пятна керосина, рекомендуется сторону, не смазанную им, обмазать разведенным в воде мелом или каолином. Керосин образует на обмазке после ее высыхания желтые пятна в местах не провара.
Правильный монтаж металлоконструкций согласно СНИП
Согласно действующим нормам и правилам, строения из металлоконструкций представляют собой одну или несколько пролетных рам, зафиксированных на фундаменте. Рама может иметь конструкцию колонны, балки или фермы. Готовый каркас скрепляется при помощи продольных и поперечных свай.
Детали конструкции производятся из заводских элементов, соединенных свариванием. Расстояние между рамами устанавливается проектом.
Рама может крепиться на бетонный фундамент при помощи сварки на закладные детали или с использованием анкерных болтов. В процессе возведения металлоконструкций применяют метизы: гайки, шайбы, болты класса прочности 5.8. Также может использоваться метод сварки.
Производство металлоконструкций, их монтаж и прием регулируются СНиП III – В,5 – 62 (Металлические конструкции правила изготовления монтаж и приемка).
Особенности проведения подготовительных работ
Комплекс подготовительных работ предшествует этапу монтажа. Начинать сборку металлоконструкций позволяется только после завершения подготовки площадки: прокладывания автомобильных и ЖД-путей, установки оснований для кранов, подводки энергосетей, монтажа временных сооружений, подготовки самой площадки и сдачи в эксплуатацию монтажных механизмов.
Все подготовительные работы должны выполняться в соответствии с пп.1.11 — 1.80 СНиП III – В,5 – 62.
Требования к фундаментам
Монтажные работы могут быть начаты только после полной готовности фундаментов и других мест опирания металлического каркаса или его отдельных частей, перечисленных в проекте.
Разбивочные оси для установки металлоконструкций наносятся на металлические элементы, которые размещены на поверхности фундаментов вне контура опоры каркаса. Разбивочные оси и реперы требуется располагать в соответствии с требованиями СНиП по геодезическим работам в строительстве.
Анкерные болты и закладные детали для последующего монтажа металлоконструкций, как правило, устанавливаются и бетонируются на этапе возведения фундамента.
Есть 3 допустимых варианта опирания колонн на фундаменты:
- для колонн с фрезерованными опорными торцами — на заранее установленные, выверенные и подлитые цементным раствором стальные опорные плиты с верхней строганой поверхностью;
- для колонн с фрезерованными подошвами башмаков — непосредственно на поверхность фундаментов, возведенных до проектной отметки подошвы колонн, без последующей подливки цементным раствором;
- на заранее установленные и выверенные опорные детали, заделанные в фундаменты, с последующей подливкой колонн цементным раствором.
1 — железобетонный фундамент; 2 — бетон подливки; 3 — опорная плита; 4 — башмак; 5 — колонна; 6 — опорная плита башмака; 7 — рельсы
Подливка бетона может осуществляться только при наличии письменного разрешения монтажной организации.
Общие указания к монтажу
Монтаж металлических конструкций осуществляется в соответствии с утвержденным проектом проведения монтажных работ. Руководство такими работами может осуществляться только лицами, которые имеют право на их производство.
Основные и вспомогательные процессы при установке стальных конструкций должны быть механизированы. Данное условие распространяется как на монтаж элементов каркаса, так и на их транспортировку, складирование и укрупнительную сборку. Для осуществления установочных работ при низких температурах необходимо применять оборудование, предназначенное для использования в таких условиях.
Основной способ сборки, который должен применяться на стройплощадке, — монтаж крупными блоками (например, с использованием конвейерного метода).
Этапы процесса монтажа требуется фиксировать в журналах сварочных и монтажных работ, а также работ по постановке болтов повышенной прочности.
Последующие строительно-монтажные работы можно начинать выполнять только после полного завершения возведения металлического каркаса.
Допускаемые отклонения
Допустимые показатели отклонения положения разбивочных осей от проектных размеров приведены в таблице 10 СНиП III – В,5 – 62.
Максимальные допускаемые показатели отклонения поверхности фундаментов и других опорных поверхностей и анкерных болтов указаны в таблице 11 этого же документа.
Монтаж металлических колонн
С установки опор начинается большая часть строительных работ. После этого к ним крепятся другие части металлоконструкций: продольные и поперечные балки, стойки фахверка, стропильные фермы, перекрытия и т. д.
Несущими металлическими колоннами называются строительные опоры, которые предназначены для поддержания целостности здания и разграничения внутреннего пространства объекта. От качества колонн и правильности их установки будет зависеть не только внешний вид сооружения, но и безопасность его эксплуатации.
Металлические колонны часто применяют при возведении:
- заводских и складских помещений;
- сооружений торговой и развлекательной направленности;
- объектов бытового назначения;
- сооружений для хранения, обслуживания и ремонта крупногабаритной техники;
- дополнительных административных и хозяйственных помещений.
Предназначение стальных опор заключается в следующем:
- принимать нагрузку от перекрытий, стен и мостовых кранов;
- поддерживать крышу, ограждающие конструкции и верхние элементы несущего каркаса;
- равномерно распределять на фундамент общую массу внешних и внутренних частей сооружения,
- различного оборудования и посетителей здания;
- выдерживать агрессивное воздействие погодных условий;
- выступать в качестве декоративного элемента интерьера или экстерьера здания.
Каждая колонна одновременно выполняет несколько задач: обеспечивает устойчивость общей конструкции, разделяет пространство на части и связывает различные элементы каркаса. На металлические колонны в промышленных зданиях также закрепляют техническое оборудование. Стальные опоры крепки, надежны и могут эксплуатироваться на протяжении длительного времени.
Основные элементы металлической колонны
Оголовок Это верхняя часть колонны, к которой присоединяются фермы, ригели, балки, рельсы мостовых кранов (в заводских цехах). Крепление может осуществляться двумя способами: сверху и сбоку. Если выбран шарнирный свободный вариант присоединения, то балка устанавливается поверх оголовка, который представляет собой плиту с ребрами жесткости.
Прочность и устойчивость такой конструкции обеспечивается за счет сварки и укрепления платформы дополнительными поперечными элементами. Если крепление осуществляется жестким методом, балку соединяют с боковой стороной опоры. К металлической колонне приваривают столик, на который укладывается ригель, ферма и т. д. Оголовок колонны предназначен для принятия внешней нагрузки и дальнейшей ее передачи на фундамент.
Стержень Так называют среднюю часть металлической колонны. Стержень – это тот участок, который испытывает постоянное воздействие на сжатие. В зависимости от предполагаемой нагрузки при проектировании каркаса здания рассчитывается оптимальная толщина стенок стержня. При необходимости он может быть оснащен дополнительными укрепляющими элементами.
Косынки и ребра жесткости делают стержень более устойчивым и надежным. В зависимости от вида стержни делятся на сплошные и сквозные (безраскосные, перфорированные и решетчатые). Большинство стержней изготавливается из одиночных широкополочных двутавровых балок или прокатных профилей.
База Так называется нижняя часть металлической колонны здания, которая соприкасается с фундаментом. Конструкция базы подбирается индивидуально, с учетом вида, высоты сечения стержня, выбранного способа монтажа металлической опоры и варианта прикрепления к фундаменту. Для присоединения колонны к фундаменту обычно используются анкерные болты. База может быть раздельной или сплошной, с траверсами или без.
Консоли Консоли необходимы для металлических опор, устанавливаемых в промышленных объектах строительства. Если в цехе или на складе планируется монтаж мостового крана, то рельсы для его движения прокладываются с упором на несущие опоры. Консоли предназначены для крепления металлических балок к металлическим колоннам.
Металлические несущие колонны изготавливаются производителем с использованием профильных труб либо двутавровых балок. Для того чтобы рассчитать размер стойки, необходимо определить прочность стенок колонны с учетом особенностей фундамента и всех присоединяемых элементов конструкции.
Проектирование металлических колонн осуществляется с учетом нижеперечисленных требований:
- минимальный расход материала (стали);
- легкость установки;
- однотипность параметров (в рамках одного объекта);
- минимальная затрата ресурсов при изготовлении;
- наличие простых и надежных стыков;
- минимальная площадь, занимаемая колонной на фундаменте;
- простота присоединения вспомогательных элементов общей конструкции;
- отсутствие сложных узлов и переходов.
Классификация металлических колонн
1. В зависимости от конструктивных особенностей.
- Опоры постоянного сечения. Стержни таких опорных элементов имеют постоянный размер сечения. Рассматриваемая разновидность широко используется в зданиях различной этажности, ангарах, складах. Оптимальная высота металлической колонны постоянного сечения не должна превышать 12 м. Монтаж таких колонн в промышленных зданиях позволяет установить оборудование общей массой до 20 т.
- Ступенчатые опоры. Выбор рассматриваемого типа металлических колонн обычно обуславливается необходимостью монтажа кранового оборудования с грузоподъемностью от 20 т. Конструкция колонны состоит из двух частей, при этом основная несущая является опорой для кровельной фермы, а подкрановая принимает нагрузку от кран-балки подъемного механизма. Соединение частей стержня осуществляется при помощи связей в виде сплошного листа или решетки из уголков.
- Раздельные опоры. Данная конструкция состоит из двух обособленных металлических стоек, для соединения которых используются гибкие горизонтальные элементы. Чаще всего раздельные несущие колонны монтируются в промышленных зданиях с грузоподъемностью более 100 т и могут достигать 20 м в высоту. Помимо этого, раздельные колонны могут устанавливаться при многоярусном или низком расположении кранов, а В случае проведения ремонтных работ в заводских помещениях.
2. По методу восприятия нагрузки.
- Центрально-сжатые опоры. В данном случае давление передается строго по центральной оси стержня, что провоцирует центральное сжатие сечения. Продольные нагрузки при этом принимаются вспомогательными элементами.
- Внецентренно-сжатые опоры. Действие сжимающей силы в них проходит по траектории, немного удаленной от центральной оси, как бы по изогнутой линии. Помимо этого, на колонну могут воздействовать и горизонтальные нагрузки. В таких случаях конструкция обычно имеет несимметричное сечение для более равномерного распределения нагрузки и уменьшения расхода материала и массы металлической колонны.
3. По типу стержневого элемента.
- Сплошные опоры. Их конструкция включает в себя только стержневой элемент. В большинстве случаев сплошные колонны представляют собой сварной или прокатный двутавр. При одинаковой устойчивости в обоих направлениях сплошные колонны могут иметь крестообразную форму. Стоит отметить, что крестовое сечение по сравнению с двутавровым считается более жестким и надежным.
- Сквозные опоры. Конструкция сквозных колонн чаще всего представляет собой две направляющие стержней, которые связаны решеткой. В целях укрепления опоры решетку обычно располагают в двух плоскостях, используя для ее изготовления одиночные уголки.
Монтаж металлических колонн
Монтаж стальных колонн включает следующие основные технологические процессы: подготовку фундаментов и непосредственно сам монтаж конструкций.
Подготовка фундаментов под колонны. До начала монтажа колонн должны быть полностью закончены работы нулевого цикла, т. е. сооружены фундаменты, засыпаны пазухи фундаментов. Фундаменты до монтажа принимают по акту, на их поверхности должны быть нанесены разбивочные оси колонн. Для нанесения осей на верхней поверхности фундаментов вне контура опорной плиты колонны до бетонирования фундамента закладывают металлические планки в двух направлениях. Оси наносят керном и масляной краской.
Стальные колонны монтируют на сборных или монолитных фундаментах, в которых заранее устанавливают анкерные болты для крепления колонн. В зависимости от принятого в проекте способа опирания колонны на фундамент его возводят на полную высоту или ниже проектной отметки на 50–100 мм для последующей подливки.
Перед установкой колонн должна быть проверена и смазана резьба анкерных болтов. Проверку осуществляют навертыванием гаек. Для предохранения резьбы от повреждения во время наводки базы колонны на анкерные болты на резьбу надевают предохранительные колпачки из кровельной стали или газовых труб с конусным верхом. Точность установки колонн определяет правильность монтажа всех конструкций и прочность сооружения и зависит в значительной мере от принятых способов опирания колонны на фундамент.
Опирание колонн на фундаменты осуществляют следующими способами.
Колонны легких конструкций, поступающие на строительную площадку с опорными плитами. На выверенные гайки анкерных болтов анкерные болты устанавливаются точно по шаблону, длина их резьбы должна обеспечивать такую установку гайки, чтобы ее верхняя поверхность имела отметку низа опорной плиты колонны (рис.а).
Гайки накручивают на болты с требуемой точностью установки верхней поверхности. Монтируемую колонну устанавливают, опирая на навернутые гайки и совмещая риски на колонне с разбивочными осями. Положение колонны по вертикали обеспечивается точностью установки гаек и при необходимости может быть выправлено их подкручиванием. После установки положение колонны фиксируется постановкой шайб и закреплением плиты вторыми гайками, которые зажимают опорные плиты и обеспечивают устойчивость колонны. Выверенные колонны подливают цементным раствором.
Схемы опирания легких колонн: а – на выверенные гайки анкерных болтов; б – на закладную балку; 1 – верх фундамента под колонну; 2 – анкерный болт; 3 – монтируемая колонна; 4 – закладная балка; 5 – верх фундамента под колонну; 6 – подливка опорной плиты цементным раствором
При установке колонн на фундаменты, доведенные до проектной отметки, их поверхность должна точно соответствовать проектной при бетонировании. Отклонение верха фундамента по высоте не должно быть больше ±5 мм. Колонны должны иметь фрезерованные подошвы.
Заранее установленные и выверенные стальные опорные детали, заделанные в бетоне фундамента. Такими деталями могут быть заготовки из рельс, балок, уголков, которые устанавливают и закрепляют к арматуре до бетонирования фундамента. Стальные опорные подкладки устанавливают с точностью: отклонение их верха по высоте не должно быть больше ±5 мм (рис. б).
Выверенную колонну закрепляют анкерными болтами, после чего зазор между подошвой колонны и фундаментов заполняют бетоном на мелком щебне или цементным раствором.
Колонны, поступающие на строительную площадку отдельно от опорных плит монтируют следующим образом.
Фундамент бетонируют до уровня на 70–100 мм ниже проектной отметки подошвы плиты. Затем устанавливают опорные плиты, совмещая их осевые риски с рисками разбивочных осей на деталях, заделанных в фундамент. Положение каждой плиты по высоте регулируется тремя установочными винтами с таким расчетом, чтобы верхняя плоскость плиты расположилась на проектной отметке опорной плоскости башмака колонны с точностью ±1 мм (см. рис. ). Опорные поверхности плит и колонн должны быть фрезерованы. Отклонения между фрезерованными торцами колонн принимают не более ±2 мм.
Перед установкой плит производят тщательную проверку положения фундаментов и анкерных болтов. Поступающие на объект опорные плиты устанавливают автокраном на фундаменты и укрепляют тремя установочными винтами с гайками, предварительно приваренными к боковым сторонам плит (рис. 2). Затем с помощью нивелира предварительно устанавливают плиты на отметку, близкую к проектной.
Окончательную выверку опорных плит колонн производят оптическим плоскомером следующим образом. Точным уровнем выверяют горизонтальность исходной опорной плиты, выведенной на проектную отметку с помощью винтов и нивелира. На исходной плите располагают визирную трубу, а на выверяемую плиту устанавливают светящуюся точечную марку.
На отсчетных барабанах визирной трубы и марки задают одинаковые отсчеты и визируют на марку. Плиту, на которой установлена марка, с помощью выверочных винтов опускают или поднимают до тех пор, пока изображение светящейся точечной диафрагмы марки не совпадет с плоскостью визирования трубы. Чтобы обеспечить точность выверки опорных плит в горизонтальной плоскости, марку устанавливают на каждую плиту не менее чем в трех точках.
Установка опорной плиты с помощью дополнительных болтов: 1 – опорная плита; 2 – кондуктор с отверстиями для анкерных болтов; 3 – закладные детали; 4 – риски разбивочных осей; 5 – планки с нарезными отверстиями; 6 – выверочные винты; 7 – анкерные болты; 8 – подливка плиты цементным раствором; 9 – низ башмака колонны; 10 – верх фундамента под колонну
Практически возможно производить выверку опорных плит с помощью оптического плоскомера с точностью до ±0,5 мм, т. е. выше требуемой (±1 мм). Выверенные плиты закрепляют к анкерным болтам колонны и сдают под подливку. После подливки опорных плит цементным раствором и приобретения ими необходимой прочности на них наносят осевые риски.
В процессе монтажа колонн осевые риски, нанесенные на колонны заводом, совмещаются с рисками на опорных плитах; колонна закрепляется анкерными болтами и принимает проектное положение без дополнительной выверки. При соблюдении проектных допусков на установку опорных плит и на изготовление колонны, смонтированные затем подкрановые балки, не требуют дополнительной выверки ни в плане, ни по высоте.
Способ опирания колонн на заранее установленные, выверенные и подлитые опорные плиты, называется безвыверочным методом монтажа конструкций. Безвыверочный метод монтажа колонн позволяет увеличить производительность труда на монтаже конструкций в среднем на 10–12 %. Трудоемкость монтажа колонн при этом может быть снижена почти на 30 %.
Монтаж колонн. Перед монтажом колонны раскладывают вдоль ряда их установки на деревянные подкладки параллельно оси ряда или под углом. До подъема колонны должны быть обстроены подмостями: лестницами и площадками, а также монтажными стяжными приспособлениями.
При установке колонны ее необходимо перевести из горизонтального положения в вертикальное. В этом положении подать к месту установки и опустить на фундамент, наведя на анкерные болты.
Все это требует выполнения монтажным краном нескольких и в отдельных случаях совмещенных операций, требующих ответственного наблюдения за работой крана во время подъема колонны.
Подъем и установку колонн производят двумя способами.
При раскладке колонн параллельно оси ряда кран, перемещаясь вдоль ряда колонн в направлении башмака колонны, поднимает колонну грузовым полиспастом, поворачивая ее вокруг опоры до вертикального положения (рис. а). Башмак колонны при этом не должен скользить. При подъеме не следует допускать отклонения грузового полиспаста от вертикали более чем на 1,5°.
Подъем колонн при такой раскладке может быть выполнен краном без его перемещения. В этом случае низ колонны перемещают лебедкой по заранее подготовленному пути. Такой способ применяют для подъема тяжелых больших колонн.
При раскладке колонн под углом к оси ряда их поднимают без перемещения крана поворотом стрелы (рис.б). Стоянку крана располагают так, чтобы вылет стрелы позволял, повернув колонну в вертикальное без его изменения положение, поставить ее на фундамент. При одновременном подъеме колонны и повороте стрелы возможно опасное отклонение подъемного полиспаста от вертикали. Все операции выполняют на минимальной скорости.
Способы установки колонн в проектное положение краном: а – поворотом вокруг опоры; б – поворотом стрелы крана; 1 – колонна до подъема; 2 – колонна после подъема; 3 – установленная колонна; 4 – траектория перемещения; 5 – фундамент под колонну; 6 – начальное положение крана; 7 – конечное положение крана
Для обеспечения вертикального положения колонны при ее установке строп должен быть закреплен по оси центра тяжести колонны или охватывать ее с двух сторон. Крепят строп за имеющиеся отверстия или специально предусмотренные отверстия или конструкции. Для уменьшения трудоемкости строповки применяют инвентарные стропы (рис.).
Инвентарные стропы, закрепленные к траверсе, имеют рамку. Рамка подвешена к стропам и охватывает верх колонны, что позволяет закрепить стропы за низ колонны и производить расстроповку с земли. Рамка на верху колонны обеспечивает ее устойчивое положение при наводке на анкерные болты.
Схема строповки стальной колонны: 1 – колонна; 2 – строп; 3 – рамка; 4 – тяга; 5 – фасонка для крепления; 6 – башмак колонны; 7 – стропы; 8 – траверса
Все работы по выверке колонн производят до ее расстроповки и закрепления. Проверку вертикальности при выверке колонн рекомендуется выполнять двумя теодолитами. В процессе монтажа постоянно проводится пооперационный контроль выполнения работ в соответствии с картами операционного контроля.
При монтаже колонны по частям, ее верхнюю часть устанавливают только после закрепления нижней части всеми проектными креплениями к остальным конструкциям. Поднятую верхнюю часть колонны наводят на торец нижней части, совмещают осевые риски на торцах, проверяют вертикальность установленной колонны и закрепляют стык временными креплениями. Временное крепление болтами осуществляют посредством стяжных приспособлений, установленных до подъема колонны у торцов стыка. В многоэтажных зданиях для временного закрепления верхней части колонны применяют одиночные кондукторы, в которых закрепляют и выверяют монтируемые элементы колонны (рис.). После окончательной выверки монтируемых элементов колонны их закрепляют в проектное положение с помощью болтов или сваркой.
Одиночный кондуктор: 1 – колонна; 2 – кондуктор; 3 – винты для выверки и закрепления колонны; 4 – соединительные болты кондуктора; 5 – ось стыка колонны
ПК «Металлоконструкции» рада предложить заинтересованным физическим и юридическим лицам целый комплекс услуг на рынке строительства. Монтаж металлических колонн проводят только самые профессиональные монтажники, которые умеют читать чертежи. Инженеры на каждом этапе проверяют качество проведение работ и соблюдение проектных данных.
Выверка колонн происходит по самым современным приборам. Мы заботимся о качестве выполняемых нами работ и именно поэтому мы используем только современное оборудование. К подбору сотрудников мы относимся скрупулезно, именно их квалификация, опыт и знания гарантируют прочность и надежность построенных объектов.
Мы производим оригинальные и типовые металлоконструкции любой сложности – от лестниц и заборов до несущих каркасов зданий и мостов. Используем только качественный металлопрокат, работаем с любым металлом – от алюминия до стали. Осуществляем все виды металлообработки – высокоточную резку, чистую сварку, а также рубку, гибку и другие работы.
—осуществляет работы от проектирования, до монтажа, готовы предложить вам консультацию со специалистами (8 (812) 603-49-30), доставку и самовывоз готовых конструкций – всё это по выгодным для Вас условиям!
