Монтажная технологичность строительных конструкций

Монтажная технологичность — это степень приспособ­ленности данной конструкции к перевозке и собственно монтажу с минимальными затратами труда, времени, материальных средств и энергетических ресурсов.

Определяющие принципы монтажной технологичности: равномассность монтируемых элементов, рацио­нальное укрупнение конструкций, высокая заводская го­товность и точность изготовления конструкций, примене­ние самофиксирующихся стыковых соединений.

Равномассность монтируемых элементов—важный показатель технологичности. Степень равновесности сборных элементов С_р для здания определяют по фор­муле

Ср=М ср/Ммак; =1 М_ср= ∑Mi/n

Мср – средняя масса монтажных элементов, Ммах – масса наиболее тяжелого элемента , n – общее число элементов, суммарная масса монтажных элементов.

Чем больше С_р приближается к единице, тем благо­приятнее условия с точки зрения использования кранов по грузоподъемности и технологической стабильности монтажных операций.

Увеличение крупности и соответствующее уменьше­ние числа элементов на здание ведет к сокращению рас­хода машинного времени крана, снижению трудоемко­сти монтажных работ. Укрупнение монтируемых кон­струкций должно предусматриваться на стадиях проектирования или осуществления строительства.

На стадии проектирования укрупнение конструкций ведется за счет увеличения размеров сборных элементов, увеличения шага колонн и пролетов зданий (в пределах требований эксплуатационной технологии и расчетно-конструкторских возможностей, а в ряде случаев — пу­тем применения таких конструктивных решений сборных элементов, которые допускают их укрупнение непосред­ственно на строительной площадке).

Укрупнение конструкций в соответствии с проектны­ми решениями осуществляют на предприятиях строитель­ной индустрии. В этом случае расширяются возможности комплексной механизации и автоматизации завод­ской технологии. Однако укрупнение конструкций непо­средственно на заводах возможно лишь до определенных пределов, диктуемых размерами сборочных стендов, гру­зоподъемностью кранового оборудования на производст­ве, транспортными условиями и т. д.

Укрупнение конструкций непосредственно на объекте в зоне монтажа (например, в блоки покрытий промыш-

ленных зданий) эффективно благодаря перенесению мон­тажных операций в условия наземной сборки. При этом пределы рационального укрупнения конструкций ограни­чиваются лишь грузоподъемностью монтажных кранов. Точность изготовления — один из важных определяю­щих показателей монтажной технологичности сборных конструкций, так как от точности изготовления сборных конструкций зависит и точность их монтажа. Например, при недостаточно точной установке закладных частей в стыках железобетонных колонн каркаса многоэтажных зданий на рихтовку низа колонн затрачивается дополни­тельно 40...45 % трудовых затрат и примерно 20 % кра­нового времени. Точность монтажа регламентируется нормируемыми допусками.

4. Классификация методов монтажа строительных конструкций

Технология строительного производства владеет боль­шим арсеналом методов монтажа строительных конст­рукций различных зданий и сооружений, каждый из ко­торых имеет свои особенности и эффективную область применения.

Широко применяемые в практике строительства ме­тоды монтажа строительных конструкций классифициру­ют в зависимости от: степени укрупнения монтажных единиц перед установкой; последовательности установ­ки конструкций в проектное положение; последователь­ности установки отдельных монтажных элементов; кон­структивных особенностей зданий, сооружений и работы конструкций в процессе монтажа; способа наводки кон­струкции на опоры.

В зависимости от степени укрупнения различают по­элементный монтаж, монтаж блоками и монтаж соору­жений целиком.

Поэлементный монтаж — наиболее распространенный для массовых конструкций зданий (колонн, балок, ферм, стеновых панелей и блоков, плит перекрытий и покры­тий и т. д.). При монтаже конструктивными элементами или узлами подают и устанавливают в проектное поло­жение отдельные готовые конструкции или их крупные части. Такой метод требует минимальных затрат на под­готовительные работы и наиболее удобен для монтажа с транспортных средств». Но число подъемов (число монтажных элементов) при этом оказывается макси­мальным.

Монтаж блоками, состоящими из нескольких элемен­тов, заключается в их укрупнительной сборке до уста­новки в проектное положение. Такие блоки могут быть плоскими или пространственными (объемными). Массу блоков доводят до максимально возможной грузоподъ­емности монтажных механизмов. Конструкции, собран­ные в пространственные блоки, обладают монтажной устойчивостью. При этом существенно снижается необ­ходимое число монтажных подъемов, исключается вы­полнение на высоте большинства монтажных операций, применение подмостей, временного раскрепления, а при наличии кранов большой грузоподъемности появляется возможность повысить использование их грузоподъем­ности.

В последнее время монтаж конструкций покрытий од­ноэтажных промышленных зданий пространственными блоками получает все более широкое распространение. На ряде заводов автомобильной, металлургической и дру­гих отраслей промышленности освоен монтаж простран­ственных покрытий целиком на каждую ячейку здания, укрупняемых на конвейере, что является одним из эф­фективных методов монтажа покрытий зданий, заметно снижающих трудоемкость монтажных работ.

На монтаже покрытий промышленных зданий приме­няют монтаж конструктивно-технологическими блоками, состоящими из строительных конструкций и встроенных в них элементов технологического оборудования и тру­бопроводов.

Монтаж сооружений целиком заключается в сборке всего сооружения в нижнем положении, одновременном его подъеме и установке в проектное положение. Этот метод применяют в основном при установке опор линий электропередач, мачт различного назначения, труб, эта­жерок и др.

В зависимости от последовательности установки кон­струкцийв проектное положение различают методы мон­тажа наращиванием, подращиванием, поворотом и надвижкой.

Метод наращивания заключается в том, что отдель­ные этажи зданий или ярусы сооружений возводят по­следовательно снизу вверх, а при строительстве многоэтажных зданий вышерасположенные конструкции по­следовательно устанавливают на ранее смонтированные и закрепленные ниже конструкции. Этот метод наиболее массовый, применяется при возведении многоэтажных зданий, многоярусных промышленных сооружений и др.

Метод подращивания заключается в том, что возве­дение здания или сооружения начинают с монтажа верх­него яруса, который собирают на земле и поднимают в проектное или промежуточное положение. Затем под­нимают второй от верха ярус, третий и т. д. Таким об­разом на земле практически собирают все ярусы для воз­ведения здания (сооружения) на полную высоту, т. е. в наиболее благоприятных условиях стационара. Одна­ко для подъема собранных ярусов требуется мощное и зачастую уникальное оборудование, а для обеспечения устойчивости в период подъема необходимы специаль­ные приспособления. Метод применяют при возведении высотных сооружений и многоэтажных зданий.

Метод поворота. Возводимое сооружение или конст­рукцию собирают в горизонтальном положении. Нижний элемент сооружения соединяют с фундаментом с помо­щью поворотного шарнира. Поворачивают конструкцию краном или с помощью специальной монтажной оснаст­ки так, чтобы после выведения сооружения или конст­рукции в вертикальное положение нижний элемент стал на фундамент в проектное положение и мог быть сразу закреплен постоянным соединением. Метод применяют в основном для высотных сооружений.

Метод надвижки. Сборку конструкции до монтажно­го элемента производят в стороне от своих постоянных опор. В проектное положение собранный элемент (блок) надвигают по специальным накаточным путям. По накаточным путям блок скользит (способ скольжения) либо катится на роликах (способ качения). Метод широко применяется при монтаже конструкций промышленных зданий, а также при необходимости выполнения работ в. короткие сроки, совмещая подготовку к надвижке с другими работами.

В зависимости от последовательности установки от­дельных монтажных элементовразличают раздельный, комплексный и комбинированный метод монтажа.

Раздельный (дифференцированный) монтаж. Уста­навливают, выверяют и окончательно закрепляют после­довательно одноименные конструктивные элементы. Например, при монтаже конструкций одноэтажного про­мышленного здания сначала устанавливают колонны, затем подкрановые балки, балки или фермы покрытий и т. д.

Комплексный (сосредоточенный) монтаж. Устанавли­вают, выверяют и закрепляют все конструкции одной ячейки здания.

Комбинированный (смешанный монтаж) — это соче­тание раздельного и комплексного методов. Например, при монтаже конструкций одноэтажного промышленно­го здания вначале устанавливают колонны ( как при раз­дельном методе), а затем все остальные конструкции по ячейкам (как при комплексном методе). Метод эффек­тивен при наличии на монтажной площадке нескольких типов механизмов и применяется с целью улучшения их использования.

В зависимости от конструктивных особенностей зда­ний и сооружений и условий работы ихв процессе мон­тажаразличают методы монтажа: на подмостях; с ис­пользованием временных опор; полунавесная сборка и навесная сборка.

На сплошных подмостях, поддерживающих конструк­цию в процессе монтажа и воспринимающих нагрузку от ее массы, монтируют некоторые оболочки, своды, арки и др. На монтаже большепролетных покрытий для удоб­ства сборки применяют передвижные подмости, пере­двигаемые по подкрановым конструкциям, либо транс­портные порталы, передвигаемые по земле и обеспечи­вающие безопасную и производительную работу.

С использованием временных опор монтируют по час­тям конструкции (в основном больших пролетов и боль­шой массы), если невозможно или нецелесообразно уста­навливать их целиком.

Полунавесная сборка характеризуется тем, что в про­цессе монтажа конструкция удерживается временными растяжками или устанавливается на промежуточные опо­ры. Этим способом монтируют купола, некоторые кон­струкции арок и др.

Навесная сборка производится без дополнительных опор. Конструкцию крепят одной стороной на постоян­ной опоре или к ранее смонтированной части, образуя временную консольную систему. Применение этого спо­соба возможно только в тех случаях, если конструктив­ные особенности сооружения обеспечивают необходимую в процессе монтажа прочность и устойчивость собирае­мых консолей, как правило, большого вылета.

В зависимости от способа наводки конструкции на опорыразличают свободный, ограниченно свободный и трафаретный методы монтажа.

Свободный метод. Наводку на опоры осуществляют направляющими движениями (манипуляциями) при сво­бодном перемещении самой конструкции.

При ограниченно свободном методе применяют мон­тажные приспособления, облегчающие наводку — ориен­тиры, упоры, фиксаторы, связи.

Трафаретный (принудительный) метод. Монтируе­мый элемент наводят на опоры с помощью кондукторов, которые значительно повышают скорость наводки и точ­ность монтажа в целом. Метод прогрессивен и широко применяется в строительстве.

Если метод монтажа обеспечивает установку конст­рукции в проектное положение без последующей вывер­ки, монтаж называется безвыверочным.

Метод монтажа — определяющие факторы технологии монтажа строительных конструкций. Выбору того или иного метода монтажа здания или сооружения должен предшествовать анализ с учетом всех обстоятельств на основе технико-экономического расчета. Анализ должен базироваться на: индивидуальных особенностях конст­руктивного решения данного здания (сооружения) — размеры в плане и по высоте, масса монтажных элемен­тов, расчетная схема здания (сооружения), тип монтаж­ных креплений, наличие подземного хозяйства и др.; наличии того или иного монтажного оборудования;

местных условиях строительной площадки (рельеф местности, наличие сооружений рядом с намеченными к строительству зданиями, характеристика подъездных путей, наличие площадей для размещения складов).

Методы монтажа должны обеспечить неизменяемость, устойчивость и прочность каждой смонтированной части здания или сооружения на всех стадиях монтажа, атак­же безусловное соблюдение правил техники безопас­ности.

Технически возможные методы монтажа зданий и со­оружений следует сравнивать по следующим технико-экономическим показателям: срокам выполнения мон­тажных работ, затратам труда, стоимости производства работ.

Ниже на конкретных примерах будет показано, как и когда целесообразно применять приведенные выше ме­тоды монтажа строительных конструкций.