Перед монтажом металлоконструкций инженеры-проектировщики готовят проектную документацию. Составители этих документов перечисляют технологии установки, а в приложении к проекту приводят официальные требования к монтажным работам.
Металлоконструкции для строительства зданий и инженерных сооружений изготавливают на заводе из определенных марок стали. При этом строго соблюдают проектные размеры и геометрическую точность изделий. На объект привозят готовый к установке комплект деталей. Сборку ведут по принципу монтажа крупных блоков.
Принципы монтажа металлических конструкций предполагают предварительную подготовку. На следующем этапе рабочие устанавливают опоры и фахверковые колонны, далее — монтируют стальные фермы и подкрановые балки, делают настил из профилированного листа. У монтажа каждого вида деталей есть определенная технология и специфические особенности. О них расскажем в статье.
Установка колонн
Колонны ставят на фундамент из армированного бетона. Вид фундамента подбирают по весу стальной конструкции. Методы фиксации колонны на основании бывают такими:
- Анкер-болты вмуровывают в железобетонное основание. Стальную колонну прикрепляют к ним через монтажные отверстия. Изделие выставляют по вертикали строительным уровнем. Затем заполняют швы бетонным раствором.
- Поверхность железобетонного основания «подводят» вплотную к подошве колонны.
- Опорные стальные листы строгают, сверху ставят колонну. Швы заливают бетонным раствором.
Если колонна не достигает 10 метров в высоту и имеет большую подошву, ее не фиксируют предварительно — сразу устанавливают с использованием анкер-болтов. Колонны высотой 10+ метров и изделия с маленькими подошвами предварительно фиксируют расчалками. Последние располагают в плоскости конструкции с низкой жесткостью.
Чтобы установить расчалку, одну ее сторону прикрепляют к верху опоры перед поднятием на стропах и установкой. Противоположным концом изделие прикрепляют к фундаменту или якорю. Когда расчалка уже установлена, с колонны снимают стропы. Саму расчалку убирают только после надежной фиксации колонны подкрановыми балками или горизонтальными связями.
В процессе фиксации колонны анкер-болтами может возникнуть необходимость подкладки под основание стальных листов. В таком случае их приваривают к изделию. Верхнюю часть опоры приваривают или прикрепляют болтами. На этот участок будет приходиться самая большая нагрузка, в связи с чем инженеры-проектировщики скрупулезно рассчитывают прочность крепления на подготовительном этапе.
Выверка металлических колонн — трудоемкая процедура. Поэтому мастера стараются установить опоры без выверки. Считается, что последняя улучшает качество металлической конструкции и делает монтаж быстрым.
Если мастера не станут выполнять выверку в процессе установки колонны, ее элементы должны иметь идеальную форму, а монтажные работы необходимо будет выполнять в строго установленной последовательности. Чтобы собрать металлическую конструкцию как можно точнее, применяют такие подходы:
- опорную плиту производят по отдельности от подошвы колонны;
- подвергают фрезеровке две ветви опоры;
- монтируют две пары приварных планок с монтажными отверстиями на опорной плите;
- строгают опорные листы;
- делают риски на ветвях колонны, чтобы обозначить расположение осей.
При установке без выверки опоры ставят на стальные плиты. В таком случае фундамент заливают на полметра ниже уровня, обозначенного в проектных документах. Когда плита встает на место, мастера доливают бетонный раствор до проектной отметки.
Установка подкрановых балок
Когда пара соседних опор уже стоит на своих местах, мастера устанавливают подкрановые балки. Изделия доставляют краном к месту установки и держат с помощью двух оттяжек. Мастера стоят на монтажных площадках или на строительных лесах. Они держат подкрановую балку так, чтобы она не касалась уже установленных изделий. Чтобы следить за тем, как балка опускается на свое место, на консолях делают риски. Чтобы выставить балку по горизонтали, под нее ставят металлические прокладки. Для крепления последних пользуются анкер-болтами.
Легче всего устанавливать подкрановые балки на опоры, смонтированные на строганных плитах или имеющие фрезерованные основания. В последнем случае подошва должна быть утоплена в бетон до проектной отметки. Правильность положения балки определяют относительно основной оси.
Установка ферм
Сначала фермы собирают из отдельных деталей, устанавливают монтажные лестницы, готовят расчалки. Расчалки помогут повернуть ферму перпендикулярно пролету стальной конструкции и зафиксировать ее. Еще для фиксации применяют оттяжки, распорки и кондукторы. Чтобы выставить ферму в правильное положение, ориентируются на осевые риски на торцевых участках изделия.
Ферму поднимают на высоту монтажа одним или парой кранов. Стропы прикрепляют в четырех местах только на верхнем поясе, чтобы защитить стержни от изгиба. Также в процессе примеряют полуавтоматические захваты, управляемые с ПДУ. Если во время монтажа не удастся снизить нагрузку на детали фермы, их усиливают металлическими трубами.
Последовательность установки фермы такова:
- Изделие поднимают к месту монтажа подъемным краном так, чтобы дистанция между фермой и верхними частями колонны не превышало 0,5 м. Чтобы ферма не раскачивалась, при поднятии используют две пары гибких оттяжек.
- Ферму поворачивают в нужное положение. Процесс непрерывно контролируют.
- Медленно спускают изделие на монтажные столики, которые находятся в верхних частях опорных колонн.
- Прикручивают ферму болтами, корректируют ее положение и затягивают крепежи.
Когда две соседние фермы уже стоят на своих местах, их скрепляют прогонами, связями и распорками, чтобы металлическая конструкция получилась надежной и жесткой во всех плоскостях. Для крепления этих элементов применяют болты. Болтовое соединение — не самое дешевое, зато такие конструкции поддаются разборке и повторной сборке.
Монтаж настила
Когда строители возводят здание промышленного предприятия с использованием металлических конструкций, они, как правило, используют профилированный лист. Материал позволяет оперативно создавать прочные стены, не увеличивая общий вес сооружения. Если здание предполагается обогревать в межсезонье и зимой, вместо профлиста выбирают сэндвич-панели. Они представляют собой плитный или рулонный утеплитель, заключенный между парой металлических листов. Благодаря сэндвич-панелям из здания не улетучивается тепло.
Для обшивки каркаса используют такой профнастил:
- длина — от 3 до 10 м;
- ширина — 85 см;
- минимальная толщина листа — 0,8 мм.
Все поверхности профнастила должны быть оцинкованы и покрыты полимерной краской. Оцинковка и окрашивание не позволяют металлу ржаветь и разрушаться при контакте с едкими веществами. Полимерная краска может иметь любой цвет по палитре RAL. Выбор цвета — задача того, кто заказывает строительство здания.
Чтобы установка профлиста получилась максимально простой, перед монтажом из листов материала сооружают карты. Для этого листы сваривают между собой в нескольких точках или фиксируют с помощью заклепок. Сначала карты собирают в горизонтальном положении — например, на ровной площадке возле будущего здания. Затем их устанавливают в необходимое положение и прикрепляют к каркасу винтами, саморезами или заклепками.
Соединение деталей металлических конструкций
Во время установки металлических конструкций их элементы сваривают, прикручивают друг к другу болтами или фиксируют заклепками.
Сварка — самый дешевый и надежный способ крепления элементов. Правильно сваренный каркас из металла простоит несколько десятилетий. Из-за этого сварка остается самым популярным методом соединения стальных деталей.
Болтовое соединение создают с помощью болтов стандартной и высокой точности. Если узел, собираемый с использованием болтов, будет работать на срез, применяют исключительно болты высокой точности. Создание таких соединений — кропотливая, трудная и долгая работа. Стоимость болтовой сборки металлоконструкций выше стоимости сварки. Зато такое сооружение можно будет демонтировать и собрать снова. Сварное соединение стоит значительно дешевле, но не предполагает разборки и повторной сборки.
Заклепки используют нечасто, так как работать с ними долго и дорого. Преимущество заклепок — возможность использования в труднодоступных участках, до которых мастерам удается добраться только с одной стороны.
Выводы
Применение металлоконструкций заметно ускоряет строительство зданий и капитальных инженерных сооружений вне зависимости от их вида и назначения. Эта технология удешевляет процесс строительства. Но надежность и прочность объектов капитального строительства можно гарантировать только в случае точного следования технологии монтажа. В процессе эксплуатации здание будет подвергаться серьезным нагрузкам. Оно выстоит и не приведет к аварийным ситуациям, если будет обладать достаточной прочностью и несущей способностью. Из этих соображений монтаж металлических конструкций часто применяют параллельно с монолитным устройством колонн.
Проектирование объектов, для строительства которых необходима сборка металлических каркасов, важно доверять опытным проектировщикам с лицензией на подготовку проектной документации. Только в таком случае можно будет говорить о гарантиях устойчивости, прочности и надежности опорных конструкций и всего здания.