Сборное стальное здание прибывает на объект в виде тысяч отдельных элементов, ящиков с болтами и связок облицовочных листов. То, как эти компоненты расположены на местах, определяет, будет ли каркас возведен через три недели или остановится на три месяца. Большинство сбоев на объекте в стальных конструкциях являются не сбоями в материалах, а сбоями в планировании. Кран, который не может добраться до дальнего залива. Линия колонн возводится по отвесу и корректируется только после крепления стропил. Система распорок устанавливается после того, как рама уже пошатнулась под ветром.

В этом руководстве рассматриваются четыре решения, которые определяют успешную установку стальной конструкции : готовность площадки до подъема первого элемента, последовательность монтажа, обеспечивающая устойчивость рамы на каждом этапе, выполнение болтовых и сварных соединений и проверки размеров, которые определяют, будет ли конструкция принята при передаче.

Ключевые выводы

• Последовательность создает стабильность. Стальная рама устойчива только при наличии ее распорок. Перед тем, как кран тронется, каждый пролет должен быть закреплен водопроводом, закреплен болтами и закреплен — ни в коем случае не оставляйте его на ночь незакрепленным механизмом.

• Допуски фундамента решают все в дальнейшем. Анкерные болты, выходящие за пределы ±3 мм в плане, или опорные плиты, находящиеся на возвышении, не могут быть исправлены с помощью прокладок. Проверьте обследование фундамента перед мобилизацией крана.

• Натяжение болтов — это процесс, а не отдельный этап. Сначала соединения плотно затягиваются, проверяется соосность, затем прикладывается окончательное натяжение от центра группы наружу. Пропуск аккуратного прохода приводит к деформации сустава и ошибочной фиксации.

• Порядок разгрузки должен соответствовать порядку монтажа. Для извлечения членов, похороненных в задней части складского помещения, потребовалось несколько часов работы крана. Упорядочивайте доставку и штабелирование, а не только план подъема.

• Передача – это документация. Записи о вертикальности, журналы проверки болтов, показания толщины сухой пленки покрытия и отчеты о сварных швах — это то, что позволяет инженеру клиента подписать — оформление документов на модернизацию обходится гораздо дороже, чем создание их во время работы.

Определение готовности объекта перед началом установки

Проверка фундамента и анкерных болтов

Фундамент – единственная часть конструкции, которую впоследствии невозможно будет скорректировать. Перед мобилизацией лицензированный геодезист должен подтвердить три вещи: положение группы анкерных болтов в плане, высоту и проекцию болтов, а также уровень бетонной несущей поверхности под каждой опорной плитой.

Отраслевая практика допускает отклонение анкерных болтов примерно ±3 мм в плане и ±5 мм по высоте для типичных промышленных каркасов, при этом допуск ужесточается для многоэтажных или подкрановых опорных колонн. Болты, выходящие за эти пределы, требуют либо опорных пластин с прорезями и спроектированным креплением, либо переделки фундамента — и ни одно из решений на местах не должно приниматься монтажником в одиночку.

Две проверки обычно пропускаются и обычно вызывают проблемы. Во-первых, убедитесь, что шаблоны анкерных болтов не были смещены во время заливки бетона, путем повторного обследования каждой линии колонны, а не только первой и последней. Во-вторых, убедитесь, что опорные плиты полностью выдерживают нагрузку: плита, расположенная на возвышении, передает нагрузку на часть своей площади и вызывает изгиб, который никогда не учитывался в конструкции. Сухой или безусадочный раствор должен полностью заполнить зазор после выравнивания, а не раньше.

Доступ к площадке, зона складирования и положение крана

Сталь приходит плотная. Стандартный 40-футовый контейнер высокого куба вмещает примерно 20–25 тонн каркаса, а для промышленного здания среднего размера может потребоваться от пятнадцати до сорока контейнеров. Зона укладки должна удерживать этот объем без двойной обработки.

Запланируйте три отдельные зоны: зону приема, где контейнеры открываются и проверяются, поэтапную зону, отсортированную по последовательности монтажа, и небольшой буфер на рабочем радиусе крана, в котором хранятся только элементы текущего отсека. Без такого разделения кран проводит весь день в ожидании, пока вилочный погрузчик расчистит путь.

Еще одна частая поломка – стоянка крана. Выносные опоры мобильных кранов создают точечные нагрузки, которые на мягком грунте могут превышать 100 кПа. Геотехническая оценка подкрановой площадки или подкрановых матов, рассчитанных на фактическую нагрузку на выносные опоры, не является обязательной на насыпных или сельскохозяйственных землях. Подтвердите диаграмму нагрузки при фактическом радиусе и длине стрелы, необходимой для достижения самой дальней колонны, с учетом требуемой мощности, сниженной с учетом ветра. Кран, выбранный по номинальному тоннажу, а не по рабочему радиусу, является единственной наиболее распространенной причиной остановки монтажа.

Монтажные чертежи и предварительное планирование сборки

Чертежи монтажа не являются чертежами изготовления. На них должны быть указаны маркировки деталей, соответствующие физическим маркировкам на каждом элементе, точкам подъема, порядковым номерам и схеме временных раскосов.

Сопоставьте чертежи с доставленным материалом до прибытия крана. Каждый элемент должен быть помечен отметкой детали, которая соответствует определенному месту в конструкции. Если производитель отправил немаркированные комплекты, маркировка становится задачей на объекте, которая занимает несколько дней и приводит к ошибкам.

Если позволяет транспортировка, предварительно соберите фермы крыши или стеновые панели на земле. Наземная сборка выполняется на эргономичной высоте с лучшим доступом для болтовых соединений и осмотра, что сокращает количество подъемов на 30–50 процентов. Компромисс заключается в том, что предварительно собранные агрегаты требуют большей грузоподъемности крана и большего места для хранения — решение должно быть принято на этапе планирования, а не импровизировано на месте.

Планирование последовательности монтажа стальной конструкции

является Последовательность монтажа металлоконструкции контролирующим документом для всей установки. Он определяет, что поднимается, в каком порядке и какие временные меры сохраняют устойчивость частично завершенного каркаса.

Монтаж основного каркаса пролет за пролетом

Стандартный подход к зданию с портальным каркасом — полностью завершить один пролет — колонны, стропила, прогоны и распорки — перед переходом к следующему. Готовый отсек представляет собой устойчивую трехмерную единицу. Ряд неподкрепленных колонн представляет собой ряд консолей, ожидающих ветра.

Практическая последовательность пролетов: возведите две колонны первой рамы, соедините стропила, отвесьте и временно открепите раму, установите продольные связи и первую прогонную стойку, затем отпустите кран. Только после закрепления первого пролета кран перемещается на вторую раму, которая связана с первой посредством прогонов и раскосов.

Всегда поддерживайте временную стабильность

Ни одну частично возведенную раму нельзя оставлять на ночь без распорок, а также нельзя оставлять со снятыми временными распорками до того, как постоянные распорки будут закреплены болтами и натянуты.

Ветер на открытом, необлицованном каркасе создает нагрузки, которым конструкция еще не способна сопротивляться. Каркас с колоннами и стропилами, но без продольных связей, ведет себя как серия независимых порталов и может постепенно устанавливаться на стойки. Растяжки, крепления троса или временные опоры должны быть рассчитаны на местное давление ветра на незавершенную конструкцию — обычно достаточно небольшой части расчетной скорости ветра, чтобы вызвать проблемы, иногда даже до 20 процентов.

Переход от временной стабильности к постоянной – самый рискованный момент проекта. Это должно быть записано в последовательности с указанием имени человека, ответственного за подтверждение натяжения постоянных распорок перед тем, как будут отрезаны временные растяжки.

Выберите правильную стратегию эрекции

Метод монтажа определяет размер крана, рабочую бригаду, график и уровень безопасности. Ниже сравниваются три распространенные стратегии; Правильный выбор зависит от геометрии здания, доступа к объекту и загрузки контейнера.

Для большинства одноэтажных промышленных зданий площадью от 1 000 до 5 000 м² панельный монтаж стен и крыш обеспечивает наилучший баланс: он сокращает работу на высоте, не требуя мощности крана при полной предварительной сборке.

Второстепенные элементы и облицовка следуют за рамой

Прогоны, пояса, провисающие стержни и связи имеют второстепенное значение для направления нагрузки, но имеют первостепенное значение для устойчивости. Они связывают рамы вместе и образуют диафрагму, противостоящую продольным силам.

Облицовка выполняется только после того, как каркас будет отвесен, все соединения натянуты и проверена конструкция каркаса. Установка листового покрытия, чтобы скрыть вывернутую из трубы раму, — это надежный способ сделать дефект постоянным, а как только конверт будет закрыт, затраты на исправление умножатся.

Выполнение сборки сборных стальных зданий

Сборка сборных стальных зданий – это то место, где производственные допуски соответствуют реальности на объекте. Работа делится на четыре действия — обработка, подключение, выравнивание и защита — и у каждого есть свой вид отказа, который гораздо дешевле предотвратить, чем исправлять.

Разгрузка, обработка и хранение

Точки подъема указаны изготовителем и должны соблюдаться. Стропы по голым оцинкованным или окрашенным краям повреждают покрытие; Распорные балки предотвращают смятие тонких стропил внутрь. Связки никогда не следует поднимать только за ремни.

Укладка — это решение по хранению, имеющее структурные последствия. Элементы следует укладывать на опоре вдали от земли, при этом опоры должны быть расположены вертикально, чтобы нагрузки проходили прямо сквозь них, а не изгибали самый нижний элемент. Высота штабеля должна соответствовать рекомендациям изготовителя — обычно не более четырех-шести аналогичных элементов в глубину для сборных секций.

При морских перевозках конденсат во время транспортировки вызывает появление белой ржавчины на оцинкованных поверхностях. Мешки с влагопоглотителем внутри контейнеров и вентиляция при открытии смягчают это. Любую белую ржавчину, обнаруженную при получении, следует фиксировать и лечить до монтажа, а не после него: протокол осмотра имеет такое же значение, как и сам ремонт.

Болтовые соединения: плотное затягивание, затем окончательное натяжение

Болтовые соединения стальных конструкций являются наиболее проверяемой и наиболее часто неправильно выполняемой частью работ. Правильный процесс имеет два различных прохода.

Первый проход обеспечивает плотное соединение — все болты установлены и затянуты так, чтобы слои соприкасались, но натяжения не было. На этом этапе достигается выравнивание и задается геометрия рамы. Попытка закрыть несоосное соединение с помощью натяжения болтов приведет к деформации пластин и нагрузке на болты способами, на которые это соединение не рассчитано.

При втором проходе применяется окончательное натяжение, работая от центра группы болтов наружу, так что слои постепенно садятся, а не захватывают зазор на одном крае. Распространены три метода: калиброванный динамометрический ключ, поворот гайки и шайбы индикатора прямого натяжения (DTI). Независимо от того, что указано, необходимо проверить выборку каждого типа соединения — обычно 10 процентов болтов на соединение, минимум два — и результаты зафиксировать по маркировке детали.

Высокопрочные болты не подлежат повторному использованию после затягивания. Болт, который был полностью затянут, а затем снят для доступа, необходимо заменить, а не переустанавливать. Именно по этой причине в магазинах на объекте должен быть избыток болтов, гаек и шайб на 3–5 процентов.

Выравнивание, вертикальность и временные оттяжки

Вертикальность колонны проверяется теодолитом или лазером по двум ортогональным граням до полного натяжения стропильного соединения. Обычным критерием приемки промышленных каркасов является выход колонны из отвеса не более чем на 1/1000 высоты, до практического максимума около 25 мм, при этом допуск применяется ко всей конструкции, а не к каждой колонне отдельно.

Уровень стропил и уклон крыши проверяются по коньку и у карниза. Накопленная ошибка в длинном здании проявляется в виде видимой волны на линии карниза, а после установки облицовки она становится постоянным визуальным дефектом здания, призванным сигнализировать покупателям о качестве.

Временные растяжки остаются на месте до тех пор, пока постоянные распорки не будут полностью натянуты. Их раннее снятие, чтобы освободить рабочую зону крана, является постоянной причиной смещения рам в ночное время.

Сварка и ремонт покрытий в полевых условиях

Сварка на месте должна быть ограничена тем, что требуется проектом — обычно деталями опорной плиты, соединениями кран-балки или ремонтными работами. Для каждого сварного шва на месте требуется утвержденная спецификация процедуры сварки, квалифицированный сварщик, работающий в пределах квалификационного диапазона, а также контроль, соответствующий соединению: визуальный для всех сварных швов, ультразвуковой или магнитопорошковый контроль для сварных швов с натяжением с полным проваром.

Повреждение покрытия неизбежно в местах соединений и точках подъема. Ремонт не косметический. Поврежденную оцинковку следует отремонтировать с помощью покрытия с высоким содержанием цинка до указанной толщины сухой пленки; поврежденные системы окраски требуют правильной последовательности нанесения грунтовки и верхнего слоя. Неустраненные повреждения становятся точкой инициации коррозии, а в прибрежной или промышленной атмосфере этот процесс начинается в течение нескольких месяцев.

Осмотр стальной конструкции на месте и проверка качества

Допуски размеров, вызывающие доработку

Инспекцию следует планировать в определенных точках остановки, а не в конце. Следующие проверки, выполняемые в этом порядке, выявляют дефекты, пока их исправление еще не требует больших затрат.

Проверка покрытия и огнезащиты

Толщина сухой пленки измеряется электронным датчиком на подготовленной поверхности из расчета примерно одно показание на 10 м² каждого типа элемента, и показания регистрируются каждым элементом. При нанесении вспучивающейся огнезащиты толщина и покрытие проверяются на соответствие требованиям огнестойкости, при этом сохраняется сертификат специалиста по нанесению.

Пакет документации и передачи

Пакет передачи — это то, что преобразует завершенную работу в принятую структуру. Обычно он включает в себя: исполнительные чертежи, записи обследования фундамента, записи вертикальности и выравнивания, журналы проверки болтов, отчеты о проверке сварных швов, записи толщины покрытия и список недостатков с закрывающими доказательствами.

Сборка всего этого в конце проекта по памяти и фотографиям занимает недели. Сборка по ходу работы занимает несколько минут в день.

Стоимость установки стальных конструкций и драйверы графика

Стоимость установки стальной конструкции редко зависит от самой стали. В типичном промышленном проекте монтаж составляет значительную долю от общего объема, а переменные, которые влияют на него, в основном зависят от места, а не от материала.

Производительность труда и крановое время

Время работы крана — самый дорогой почасовой ресурс на объекте, и его легче всего потратить впустую. Показатели производительности сильно различаются, но закономерность одинакова: бригада, которая ожидает материал, повторно измеряет фундамент или извлекает членов из неорганизованной зоны складирования, может потерять от 30 до 40 процентов доступных крановых часов, и никто этого не заметит, пока график не нарушится.

Ниже приведено сравнение основных управляемых драйверов.

Погода, состояние грунта и время простоя

Подъем ограничен скоростью ветра — обычно от 9 до 10 м/с для элементов большой площади, таких как стропила и стеновые панели, и ниже для обшивки. Во многих регионах это не случайное, а еженедельное ограничение, и его необходимо заложить в программу, а не обнаружить.

Состояние грунта быстро ухудшается из-за движения транспорта. Путь доступа, подходящий для первой поставки, может оказаться непроходимым для десятой. Временное укрепление, дренаж и определенный маршрут движения обходятся недорого по сравнению с подъемом краном.

Переработка: скрытый множитель

Доработка стальных монтажных соединений. Колонна, отступающая от отвеса у основания на 15 мм, становится перекосом стропил на коньке, который превращается в разрыв обшивки карниза, что становится жалобой клиента при сдаче. Каждый этап стоит дороже предыдущего, потому что нужно отменить больше работы.

Экономика проста: час обследования до монтажа обходится дешевле, чем сутки исправления после него, а день исправления обходится дешевле, чем спорная сдача.

Риски реализации и стратегии их смягчения

Риск: обнаружение недопустимых фундаментов при возведении

Симптом. Опорные плиты, которые не садятся на место, болты, которые не входят в отверстия, или колонны, которые постоянно наклоняются в одном направлении.

Смягчение. Закажите обследование фундамента в качестве формального контрольного пункта перед мобилизацией крана, а результаты выдайте в письменном виде. Предварительно утвердите методологию ремонта — пластины с прорезями, отверстия увеличенного размера с пластинчатыми шайбами ​​или замены, закрепленные эпоксидной смолой, — чтобы решение на месте не превратилось в импровизацию на месте.

Риск: отсутствие или повреждение компонентов.

Симптом. Монтаж прекращается в середине пролета, пока объект ожидает замены прогона или ящика с болтами, которых не хватило.

Смягчение. Сверьте упаковочный лист с товаросопроводительными документами при получении, сфотографируйте все повреждения перед подписанием и учтите излишек расходных материалов на 3–5 процентов. Определите элементы замены с длительным сроком поставки — сборные стропила, подкрановые балки, специальные соединения — и подтвердите срок замены, указанный производителем, до начала монтажа.

Риск: неполная рама останется незакрепленной на ночь

Симптом. Рама, которая была отвесной в конце смены, на следующее утро вышла за пределы допуска, или линия колонны пошатнулась после ночного ветра.

Смягчение. Запишите состояние распорок в ежедневный отчет: ни один кадр не освобождается в конце смены без натянутых постоянных распорок или без установленных и записанных временных распорок. Поручите проверку конкретному руководителю, а не всему экипажу.

Заключение

Установка – это процесс, когда хорошо изготовленная конструкция либо доказывает свою эффективность, либо раскрывает все предположения, сделанные ранее. Рама не выйдет из строя из-за неправильной стали; это не удается, потому что последовательность, допуски или состояние крепления никогда не планировались.

1. Прежде чем мобилизоваться, осмотрите фонд. Подтвердите положение анкерного болта, высоту и положение опорной плиты в письменной форме и рассматривайте результат как точку удержания, которая может остановить кран.

2. Перед поставкой заполните документ о последовательности монтажа. Определите порядок подъема каждого отсека, точки подъема, схему временных распорок и назначенное лицо, которое будет проверять устойчивость при каждой передаче.

3. Планируйте зону укладки вокруг последовательности, а не вокруг контейнера. Штабели с последовательной сортировкой и определенный буфер на радиусе крана восстанавливают больше графика, чем любой отдельный показатель производительности.

4. Выполняйте болтовые соединения за два прохода. Плотно прижмите группу, проверьте геометрию, затем натяните от центра наружу и запишите 10-процентную выборку для каждого соединения.

5. Осматривайте точки остановки и документируйте по ходу дела. Записи о вертикальности, прямоугольности, натяжении болтов и толщине покрытия, собранные во время работы, стоят лишь небольшую часть стоимости упаковки, восстановленной при передаче.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Сколько времени занимает монтаж сборного стального здания?

Ответ: Для одноэтажного промышленного здания площадью от 1000 до 3000 м² бригада из шести-десяти монтажников обычно завершает каркас конструкции за две-четыре недели, а облицовка добавляет еще одну-три недели в зависимости от площади и доступа. Доминирующими переменными являются доступность крана, точность фундамента и погода, а не тоннаж стали.

Вопрос: Нужен ли мне инженер-строитель на месте во время монтажа?

Ответ: Не постоянно для простой портальной рамы, но три пункта оправдывают присутствие: проверка обследования фундамента, утверждение любых изменений соединений или распорок на месте и утверждение готовой рамы перед облицовкой. За кранонесущими конструкциями, многоэтажными каркасами или длиннопролетными крышами целесообразен постоянный надзор.

Вопрос: Какова правильная последовательность затяжки болтов для болтовых соединений стальных конструкций?

A: Сначала доведите все болты в группе до плотного прилегания, чтобы установить посадку и геометрию слоев. Затем примените окончательное натяжение, работая от центра группы наружу к краям. Проверка натяжения на 10-процентном образце на соединение минимум с двумя болтами является стандартной практикой — запишите используемый метод (момент затяжки, поворот гайки или шайбы DTI) по отметке на детали.

В: Может ли эрекция продолжаться при ветре или дожде?

Ответ: Подъем элементов большой площади, таких как стропила и стеновые панели, обычно прекращается при скорости ветра от 9 до 10 м/с, с более низкими пределами для листового покрытия. Работы под дождем следует ограничивать задачами, при которых качество покрытия и сварных швов не ухудшается; Сварка в полевых условиях требует сухого, защищенного помещения и контроля предварительного нагрева.

Вопрос: Сколько стоит монтаж металлоконструкции за квадратный метр?

Ответ: Стоимость возведения зависит от высоты здания, пролета, доступа крана и условий на площадке, и лучше всего рассчитывать ее на основе чертежа, а не расценок. При планировании монтаж обычно составляет от 15 до 30 процентов стоимости поставленной стали для простых одноэтажных промышленных зданий, причем эта цифра резко возрастает там, где доступ ограничен, пролеты длинные или требования к грузоподъемности крана высоки.

Вопрос: Что произойдет, если к моменту прибытия стали фундамент выйдет за пределы допуска?

A: Варианты в порядке предпочтения: отрегулировать соединение (опорные пластины с прорезями и пластинчатыми шайбами, если это позволяет конструкция), повторно просверлить или рассверлить отверстия увеличенного размера с утвержденной деталью или доработать фундамент с помощью болтов, закрепленных эпоксидной смолой. Любое отклонение от исходной детали требует инженерного одобрения — здесь импровизация на месте передает нагрузку так, как не было рассчитано базовое соединение.

Вопрос: Как проверяется готовая стальная рама перед облицовкой?

A: Проверьте вертикальность колонны на двух ортогональных гранях (обычно ≤ H/1000, максимум 25 мм), прямоугольность рамы путем сравнения диагоналей (равных в пределах примерно 10 мм), уровня конька и карниза (в пределах ±10 мм над пролетом), натяжение болтов на 10-процентной выборке и толщину покрытия для каждого элемента. Запишите все показания по отметкам штук, чтобы передача пакета была завершена до того, как конверт закроется.