プレハブ鉄骨建物は、数千の緩んだ部材、ボルトの入った箱、および束ねられた被覆シートとして現場​​に到着します。これらのコンポーネントが地上でどのようにシーケンスされるかによって、フレームが 3 週間で上昇するか、3 か月間停止するかが決まります。鉄骨建設における現場の故障のほとんどは、材料の故障ではなく、計画上の故障です。遠くの湾まで届かないクレーン。柱のラインは鉛直から立てられ、垂木がボルトで固定された後にのみ修正されます。フレームがすでに風を受けてラックになった後に取り付けられるブレースシステム。

このガイドでは、成功させるための 4 つの決定事項について説明します 鉄骨構造物の設置を。つまり、最初の部材を持ち上げる前の現場の準備、各段階でフレームを安定させるための組み立て順序、ボルト締めと溶接による接続の実行、引き渡し時に構造物が受け入れられるかどうかを決定する寸法チェックです。

重要なポイント

• シーケンスは安定性を生み出します。 鉄骨フレームは、ブレースが所定の位置にある場合にのみ安定します。クレーンを動かす前に、すべてのベイを配管し、ボルトで締め、固定する必要があります。固定されていない機構を一晩放置しないでください。

• 基礎の公差が下流のすべてを決定します。 アンカーボルトが平面図±3mm外に設置されている場合やベースプレートが高所にある場合はシムで修正できません。クレーンを出動させる前に基礎調査を確認してください。

• ボルトの張力は単一のステップではなくプロセスです。 最初に接続をぴったりと合わせ、位置合わせを確認してから、グループの中心から外側に向かって最終的な張力を加えます。ぴったりのパスをスキップすると、ジョイントが歪み、誤ってロックされます。

• 荷降ろしの順序は、組み立ての順序を反映する必要があります。 敷設エリアの奥に埋まったメンバーを回収するにはクレーンで何時間もかかります。リフト計画だけでなく、配送とスタックの順序を決定します。

• 引継ぎは書類です。 配管の記録、ボルトの検査記録、コーティングの乾燥膜厚の測定値、および溶接レポートによって、クライアントのエンジニアは承認を得ることができます。書類の改修は、作業中に書類を作成するよりもはるかに高価です。

インストールを開始する前にサイトの準備状況を定義する

基礎とアンカーボルトの検証

基礎は構造の中で後から調整できない唯一の部分です。出動前に、資格のある測量士は、計画上のアンカー ボルト グループの位置、ボルトの高さと突出、各ベース プレートの下のコンクリート座面のレベルの 3 つのことを確認する必要があります。

業界の慣例では、一般的な産業用フレームの場合、平面図で約 ±3 mm、高さで約 ±5 mm のアンカー ボルトの偏差が許容されますが、高層階またはクレーンを支える柱の場合は公差が厳しくなります。これらの制限を超えたボルトには、設計された修正を施したスロット付きベース プレートを使用するか、基礎を再加工する必要がありますが、どちらも現場での決定は建設者だけで行うべきものではありません。

2 つのチェックは定期的にスキップされ、定期的に問題が発生します。まず、最初と最後の柱ラインだけでなく、すべての柱ラインのサンプルを再調査して、コンクリートの打設中にアンカー ボルトのテンプレートがずれていないことを確認します。次に、ベース プレートが完全に耐えられることを確認します。プレートが高い場所にあると、その面積の一部に荷重が伝わり、設計では考慮されていない曲がりが生じます。ドライパックまたは非収縮グラウトは、調整前ではなく調整後に隙間を完全に埋める必要があります。

現場へのアクセス、レイダウンエリア、クレーンの立ち位置

スチールは緻密な状態で到着します。標準的な高さ 40 フィートの立方体コンテナには、およそ 20 ～ 25 トンの骨組みが収納でき、中規模の工業用建物には 15 ～ 40 個のコンテナが必要になる場合があります。レイダウンエリアは、二度手間をかけずにそのボリュームを保持する必要があります。

3 つの別々のゾーンを計画します。コンテナを開いて検査する受け入れゾーン、組立順序ごとに分類される段階的ゾーン、および現在のベイの部材のみを保持するクレーンの作業半径にある小さなバッファーです。この分離がなければ、クレーンは一日中フォークリフトが道を空けるのを待ち続けることになります。

クレーンの立ち作業もよくある失敗です。移動式クレーンのアウトリガーは、軟弱な地盤では 100 kPa を超える点荷重を課します。クレーンパッドの地質工学的評価、または実際のアウトリガー荷重に合わせてサイズを調整したクレーンマットは、埋立地または農業地ではオプションではありません。で荷重グラフを確認します。 実際の半径とブームの長さ 風力に応じて必要な容量を軽減し、最も遠い柱に到達するために必要な作業半径ではなく公称トン数に基づいてクレーンを選択したことが、建立の停止の最も一般的な原因です。

組立図と組立前の計画

組立図は製作図ではありません。各部材の物理的なマークと一致するピースマーク、吊り上げポイント、シーケンス番号、および一時的なブレースのレイアウトを表示する必要があります。

クレーンが到着する前に、納品された材料に対して図面を作成します。すべてのメンバーには、構造内の特定の位置にマップされるピース マークを付ける必要があります。製造業者がマークなしのバンドルを出荷した場合、マーク付けは現場での作業となり、数日を要し、エラーが発生します。

輸送が許可されている場合は、屋根トラスまたは壁パネルを地面で事前に組み立ててください。地上での組み立ては、ボルト締めや検査が容易な人間工学に基づいた高さで行われ、リフトの数が 30 ～ 50% 削減されます。その代償として、事前に組み立てられたユニットにはより大きなクレーン能力とより多くの設置スペースが必要になります。決定は現場で即席で行うのではなく、計画段階で行う必要があります。

鉄骨構造物の組立順序の計画

鉄骨 構造の組立順序 は、設備全体を管理する文書です。これは、何をどの順序で持ち上げるか、そして部分的に完成したフレームを安定させるためにどのような一時的な措置を講じるかを定義します。

プライマリフレームをベイごとに組み立てる

門型フレームの建物の標準的なアプローチは、次のベイに移る前に、柱、垂木、母屋、ブレースなど、1 つのベイを完全に完成させることです。完成したベイは安定した三次元ユニットです。ブレースのない一連の柱は、風を待つカンチレバーの列です。

ベイ内での実際の手順は次のとおりです。最初のフレームの 2 本の柱を立て、垂木を接続し、フレームを垂直に引き、仮固定し、縦方向のブレースと最初の母屋を取り付け、その後クレーンを放します。最初のベイがブレースされた後にのみ、クレーンは 2 番目のフレームに移動し、母屋とブレースを介して最初のフレームに結び付けられます。

一時的な安定を常に維持する

部分的に組み立てたフレームをブレースなしで一晩放置してはいけません。また、恒久的なブレースをボルトで締めて張力を加える前に、一時的なガイを取り外した状態で放置してはいけません。

開いた被覆されていないフレームに風が加わると、構造がまだ抵抗するように構成されていない負荷が生じます。柱と垂木があるが縦方向のブレースがないフレームは、一連の独立したポータルとして機能し、段階的にラックがかかる可能性があります。支線、ケーブル ブレース、または一時的な支柱は、不完全な構造物にかかる局所的な風圧に合わせて設計する必要があります。通常、設計風速のごく一部でも問題が発生するのに十分で、場合によっては 20% 程度の風速でも十分です。

一時的な安定性と永続的な安定性の間の引き継ぎは、プロジェクトの中で最も危険な時間です。一時的なブレースが切断される前に、永久的なブレースが緊張していることを確認する責任を負う指名された担当者とともに、シーケンスにそれを書き込む必要があります。

適切な勃起戦略を選択する

組立方法により、クレーンのサイズ、作業員、スケジュール、安全上の配慮が決まります。 3 つの一般的な戦略を以下で比較します。正しい選択は、建物の形状、サイトへのアクセス、コンテナの積載量によって異なります。

1,000 ～ 5,000 平方メートルの範囲のほとんどの平屋建ての工業用建物では、壁と屋根のアセンブリをパネルで組み立てることが最適なバランスを提供します。これにより、完全な事前組み立てのクレーン能力を必要とせずに、高所作業が軽減されます。

二次部材と被覆材はフレームに追従します

母屋、ガート、サグロッド、ブレースは荷重経路においては二次的なものですが、安定性においては主要なものです。これらはフレームを結合し、縦方向の力に抵抗するダイヤフラムを提供します。

クラッディングは、フレームが垂直になり、すべての接続に張力がかかり、構造フレームの検査が承認された後にのみ続きます。鉛直から外れたフレームを隠すためにシートを取り付けることは、欠陥を恒久的なものにする確実な方法です。そして、一旦封筒が閉じられると、修正コストは倍増します。

鉄骨プレハブ建築物の組立施工

プレハブ鋼製建物のアセンブリ では、製造公差が現場の現実に適合します。この作業は、取り扱い、接続、調整、保護の 4 つのアクティビティに分かれており、それぞれに障害モードがあり、修正するよりも予防​​する方がはるかに低コストです。

荷降ろし、取り扱い、保管

持ち上げポイントは製造者によって指定されており、尊重する必要があります。むき出しの亜鉛メッキまたは塗装された端にスリングを掛けると、コーティングが損傷します。スプレッダービームは細い垂木が内側に潰れるのを防ぎます。バンドルは決してストラップだけで持ち上げないでください。

スタッキングは、構造的な影響を伴うストレージの決定です。部材は地面から離れたダンネージ上に積み重ねる必要があり、荷重が最も下の部材を曲げるのではなくまっすぐに通過するように、支柱を垂直に整列させます。スタックの高さは製造業者のガイダンスに従う必要があります。通常、ビルドアップセクションの深さは同様の部材が 4 ～ 6 個以下です。

海上輸送の場合、輸送中の結露により亜鉛メッキ表面に白錆が発生します。コンテナ内の乾燥剤バッグと開口部の換気により、これが軽減されます。受領時に白錆が見つかった場合は、記録し、組立後ではなく組立前に処理する必要があります。検査記録は修理と同じくらい重要です。

ボルト接続: ぴったりと締めてから最終的な張力を加える

鉄骨構造のボルト接合は 、作業の中で最も頻繁に検査され、最も頻繁に誤って扱われる部分です。正しいプロセスには 2 つの異なるパスがあります。

最初のパスでは接続がぴったりになります。すべてのボルトが取り付けられ、層が接触するように引き上げられますが、張力はかかりません。これは、アライメントが達成され、フレームのジオメトリが設定されるパスです。ボルトの張力で位置のずれたジョイントを引っ張って閉じようとすると、プレートが歪み、接続の設計では想定されていない方法でボルトに負荷がかかります。

2 回目のパスでは、ボルト グループの中心から外側に向かって最終的な張力を適用し、プライが一方の端に隙間を閉じ込めるのではなく、徐々に固定されるようにします。校正済みトルク レンチ、ターン オブ ナット、ダイレクト テンション インジケーター (DTI) ワッシャーの 3 つの方法が一般的です。どちらを指定する場合でも、各接続タイプのサンプル (通常は接続ごとにボルトの 10%、最低 2 つ) を検証し、その結果をピースマークと照合して記録する必要があります。

高力ボルトは一度引っ張ると再使用できません。十分に張ったボルトを取り外してアクセスした場合は、再取り付けするのではなく、交換する必要があります。現場の店舗では、まさにこの理由から、ボルト、ナット、ワッシャーを 3 ～ 5% 過剰に保管する必要があります。

アライメント、垂直性、および一時的なガイ

柱の鉛直度は、垂木の接続が完全に張られる前に、2 つの直交面でセオドライトまたはレーザーを使用してチェックされます。産業用フレームの一般的な合格基準は、柱の垂直方向の高さが 1/1000 以下で、実際の最大値は約 25 mm であり、公差は各柱を個別にではなく構造全体に適用されます。

垂木のレベルと屋根の傾斜は、尾根に沿っておよび軒でチェックされます。長い建物全体で蓄積された誤差は、軒のラインで目に見える波として現れ、外装材が設置されると、購入者に品質を知らせるための建物上の永久的な視覚的欠陥になります。

一時的な固定具は、永久的なブレースが完全に張られるまで所定の位置に留まります。クレーンの作業エリアを空けるために早めに取り外してしまうと、夜間にフレームがずれてしまうことが繰り返し発生します。

現場溶接および塗装修理

現場溶接は、設計に必要なもの (通常はベース プレートの詳細、クレーン ビームの接続、補修作業など) に限定する必要があります。すべての現場溶接には、承認された溶接手順仕様、資格のある範囲内で作業する資格のある溶接工、および接合部に適切な検査（すべての溶接については目視、完全溶け込み引張溶接については超音波または磁粉試験）が必要です。

接続部や吊り上げ箇所でのコーティングの損傷は避けられません。修理は表面的なものではありません。損傷した亜鉛めっきは、指定された乾燥膜厚になるまで亜鉛を豊富に含むコーティングで修復する必要があります。損傷したペイントシステムには、正しいプライマーとトップコートの順序が必要です。修復されていない損傷は腐食の開始点となり、海岸や工業環境では数カ月以内に腐食が始まります。

鉄骨構造物の現場検査と品質検査

やり直しの原因となる寸法公差

検査は、終了時ではなく、定義されたホールドポイントでスケジュールする必要があります。次のチェックはこの順序で実行され、修正コストが低いうちに欠陥を検出します。

塗装と耐火性の検証

乾燥フィルムの厚さは、準備された表面上で電子ゲージを使用して、各部材タイプの 10 m 2 あたりおよそ 1 回の読み取り率で測定され、読み取り値は部材ごとに記録されます。膨張性耐火加工が適用される場合、厚さと被覆率が防火要件に照らしてチェックされ、塗布者の認定は保持されます。

ドキュメントと引き継ぎパッケージ

引き継ぎパッケージは、完了した作業を受け入れられる構造に変換するものです。通常、竣工図、基礎調査記録、鉛直性と位置合わせの記録、ボルト検査記録、溶接検査報告書、塗装厚記録、完了証拠を含む障害リストが含まれます。

プロジェクトの最後に記憶と写真を頼りにこれを組み立てるのには数週間かかります。作業を進めながら組み立てるのには、1 日に数分かかります。

鉄骨構造物の設置コストとスケジュールの決定要因

鋼構造物の設置コストが 鋼自体によって決まることはほとんどありません。典型的な産業プロジェクトでは、建設が全体のかなりの部分を占めており、それを動かす変数のほとんどは、材料で制御されるのではなく、現場で制御されます。

労働生産性とクレーンタイム

クレーンの時間は、現場で時間当たりのリソースの中で最も高価であり、最も無駄に​​なりやすいものです。生産性のベンチマークは大きく異なりますが、パターンは一貫しています。資材を待ったり、基礎を再測定したり、整理されていない敷設エリアから部材を回収したりしている作業員は、スケジュールが遅れるまで誰も気づかずに、利用可能なクレーン時間の 30 ～ 40 パーセントを失う可能性があります。

制御可能な主なドライバーを以下に比較します。

天候、地面の状態、ダウンタイム

揚力は風速によって制限されます。通常、垂木や壁パネルなどの広い面積の部材の場合は約 9 ～ 10 m/s、シートの場合はこれより低くなります。多くの地域では、これは時折の制約ではなく毎週の制約であり、発見するのではなくプログラムに組み込む必要があります。

交通量の増加により、地面の状態は急速に悪化します。最初の配送には適切なアクセス ルートでも、10 回目までに通行できなくなる可能性があります。一時的な養生、排水、および定められた交通ルートは、クレーンの回収に比べて安価です。

リワーク: 隠された乗数

鉄骨組立コンパウンドの再加工。柱の根元が鉛直から15mmずれていると、棟部の垂木のズレとなり、それが軒先の被覆隙間となり、引き渡し時のお客様のクレームとなります。各段階では、より多くの作業を元に戻す必要があるため、最後の段階よりもコストがかかります。

経済性は単純です。建設前の 1 時間の調査にかかる費用は、建設後の修正にかかる費用よりも 1 日未満であり、修正にかかる費用の 1 日分は、係争中の引き渡しにかかるコストよりも低くなります。

実装のリスクと軽減戦略

リスク: 建設時に許容範囲外の基礎が発見される

症状。 ベースプレートが固定されない、ボルトが穴に入らない、または柱が常に一方向に傾いている。

緩和。 クレーンの出動前の正式なホールドポイントとして基礎調査を依頼し、結果を書面で発行します。現場での決定が現場での即興にならないように、スロット付きプレート、プレートワッシャーを使用した特大の穴、またはエポキシで固定された交換などの修理方法を事前に承認します。

リスク: コンポーネントの欠落または破損

症状。 現場が交換用の母屋や不足していたボルトの箱を待っている間、建設は湾の途中で停止します。

緩和。 受け取り時に梱包リストと出荷書類を照合し、署名する前に損傷があれば写真に撮り、消耗品は 3 ～ 5% 過剰に保管してください。リードの長い交換品目（組み立て垂木、クレーンビーム、特殊接続）を特定し、組立開始前に製造業者の交換リードタイムを確認します。

リスク: 不完全なフレームが一晩中固定されずに放置される

症状。 シフト終了時には鉛直だったフレームが翌朝には許容範囲を超えていたり、一晩風が吹いた後にコラムラインがぐらついていたりします。

緩和。 ブレースの状態を毎日の締めくくりに書き込みます。恒久的にブレースが張られているか、一時的なブレースが所定の位置に配置され、記録されていない状態では、シフトの終了時にフレームが解放されることはありません。小切手を乗組員全体ではなく、指名された監督者に割り当てます。

結論

設置では、適切に製造された構造がそれ自体を証明するか、上流で行われたすべての仮定が明らかになります。フレームが壊れるのは、鋼材が間違っているからではありません。シーケンス、公差、または固定状態が計画されていないため、失敗します。

1. 動員する前に財団を調査してください。 アンカーボルトの位置、高さ、ベースプレート耐力を文書で確認し、クレーンを停止できるホールドポイントとして扱います。

2. 納品前に組立順序文書を完成させてください。 ベイごとの吊り上げ順序、吊り上げポイント、一時的なブレースのレイアウト、および引き渡しごとに安定性を確認する指名担当者を定義します。

3. コンテナの周囲ではなく、シーケンスの周囲にレイダウン エリアを計画します。 シーケンスでソートされたスタックとクレーン半径での定義されたバッファーにより、単一の生産性測定よりも多くのスケジュールが回収されます。

4. ボルト締結を 2 パスとして実行します。 グループをぴったりと合わせ、形状を確認し、中心から外側に向かって張って、接続ごとに 10% のサンプルを記録します。

5. ホールドポイントを検査し、作業を記録します。 作業中に収集された鉛直度、直角度、ボルトの張力、およびコーティングの厚さの記録は、引き渡し時に再構築されるパッケージの数分の一の費用で済みます。

よくある質問

Q: 鉄骨プレハブ建物の設置にはどのくらいの時間がかかりますか?

A: 1,000 ～ 3,000 平方メートルの平屋建ての工業用建物の場合、6 ～ 10 人の建設作業員が通常 2 ～ 4 週間で構造フレームを完成させます。エリアとアクセスに応じて、外装工事にさらに 1 ～ 3 週間かかります。支配的な変数はクレーンの稼働状況、基礎の精度、天候であり、鋼材のトン数ではありません。

Q: 建設中に現場に構造エンジニアが必要ですか?

A: 簡単なポータル フレームの場合は継続的ではありませんが、基礎調査のレビュー、接続またはブレースへの現場変更の承認、および外装前の完成したフレームの承認という 3 つのポイントで出席が正当化されます。クレーンを支持する構造物、複数階建てのフレーム、または長いスパンの屋根の場合は、継続的に監視することをお勧めします。

Q: 鉄骨構造のボルト締結の正しいボルト締め順序は何ですか?

A: まず、グループ内のすべてのボルトをぴったりとした状態にして、プライのシートと形状が設定されるようにします。次に、グループの中心から外側に向かって端に向かって最終的な張力を加えます。少なくとも 2 つのボルトを使用して、接続ごとに 10% のサンプルで張力を検証するのが標準的な方法です。使用した方法 (トルク、ナットの回転、または DTI ワッシャー) をピースマークに対して記録します。

Q: 風や雨の中でも施工できますか?

A: 垂木や壁パネルなどの広い面積の部材の吊り上げは、通常、風速 9 ～ 10 m/s 付近で停止されますが、シート張りの場合は下限が設定されます。雨天での作業は、コーティングや溶接の品質に影響を与えない作業に限定する必要があります。現場溶接では、乾燥した保護された環境と予熱制御が必要です。

Q: 鉄骨造の設置費用は平方メートル当たりいくらですか?

A: 建設費用は建物の高さ、スパン、クレーンのアクセス、敷地条件によって異なります。料金よりも図面からの価格が最適です。計画比率として、単純な平屋建ての工業用建物の場合、建設費は納入鉄骨コストの 15 ～ 30% を占めるのが一般的で、アクセスが制限されている場合、スパンが長い場合、またはクレーンの能力要件が高い場合には、急激に上昇します。

Q: 鋼材が到着したときに基礎が公差を超えていた場合はどうなりますか?

A: オプションは優先順に次のとおりです。接続内で調整する (設計が許可する場合、プレート ワッシャーを備えたスロット付きベース プレート)、承認された詳細を備えた特大の穴を再ドリルまたはリーマー加工する、またはエポキシで固定されたボルトで基礎を再加工する。元の詳細からの逸脱にはエンジニアリングの承認が必要です。ここでの現場での即興演奏では、ベース接続が設計されていない方法で負荷が伝達されます。

Q: 完成した鉄骨フレームは被覆前にどのように検査されますか?

A: 2 つの直交する面での柱の鉛直度 (通常 ≤ H/1000、最大 25 mm)、対角線を比較することによるフレームの直角度 (約 10 mm 以内で等しい)、尾根と軒のレベル (ベイ全体で ±10 mm 以内)、10 パーセントのサンプルでのボルトの張力、および部材ごとのコーティングの厚さをチェックします。封筒が閉じる前に引き渡しパッケージが完了するように、ピースマークと照らし合わせてすべての測定値を記録します。