Технология возведения жилых зданий и сооружений
Лекция № 3 (4 часа)
ТЕМА: технология возведения жилых зданий и сооружений
1. Возведение крупнопанельных зданий
В основу конструкции крупнопанельного бескаркасного здания положены принципы совместной пространственной работы всех элементов совмещения в конструкциях несущих стен и ограждающих функций. Эти здания отличаются небольшим числом типоразмеров элементов и простотой монтажа.
До начала монтажных работ должны быть закончены земляные работы в котловане и уложены подземные коммуникации.
Монтаж сборных элементов крупнопанельных зданий ведут по захваткам, в каждую из которых включают одну или две секции, что обеспечивает непрерывность и равномерность процессов, т.е. поточность производства.
Сборные элементы здания в монтажную зону могут подаваться либо непосредственно с транспортных средств, либо с приобъектного склада, расположенного в зоне действия монтажного крана, против соответствующих захваток.
Рекомендуемые материалы
Сборные элементы здания (фундаменты, стены подвала) и другие части здания могут монтироваться как башенными, так и автомобильными и самоходными стреловыми кранами. Стоимость монтажа подземной части здания с помощью кранов на рельсовом ходу обычно меньше стоимости монтажа стреловыми кранами на гусеничном или пневмоколесном ходу.
Последовательность монтажа крупнопанельных зданий определяется в зависимости от конструктивных особенностей, устойчивости смонтированных элементов и частей зданий, удобств и безопасности монтажа. При монтаже крупнопанельных зданий следует придерживаться следующих принципов: сборные элементы необходимо устанавливать в проектное положение замкнутыми ячейками путем примыкания каждой последующей панели к ранее смонтированной и соединением их электросваркой; монтаж следует начинать, образуя маячные (базовые ячейки), к которым относятся внешние углы и лестничные клетки зданий.
Обычно монтаж начинают с внешних углов здания, так как после установки первых двух панелей наружных стен (поперечной и продольной) создается жесткий узел, обеспечивающий пространственную неизменяемость конструкций. Монтаж сборных элементов рекомендуется вести «на кран», т. е. начинать монтаж с более удаленной от крана панели, что обеспечивает визуальную связь крановщика с местом установки последующих элементов. При наличии двух строительных кранов монтаж следует начинать с внешних углов здания, ближайших к каждому крану.
2. Возведение крупноблочных и панельно-блочных зданий
Крупноблочная схема в зданиях обеспечивается степенью их заводской готовности, поскольку все операции по изготовлению, комплектации, оснащению сантехническим и инженерным оборудованием, наружной и внутренней отделке блоков осуществляется в заводских условиях. На строительной площадке выполняется лишь монтаж блоков, соединение трубопроводов и заделка стыков, что составляет 15-20 % общих трудозатрат на здание.
Панельно-блочная схема зданий предусматривает сочетание несущих объемных блоков, расставляемых на различных расстояниях друг от друга, и плоских панелей перекрытий и стен, замыкающих свободные пространства между блоками.
Процесс возведения блочных и панельно-блочных зданий существенно отличается от возведения зданий традиционных конструкций. Вследствие устойчивости блоков отсутствуют составляющие процессы временного закрепления, выверки и доведения их до проектного положения после установки на перекрытие. Здание в процессе монтажа делят на захватки. Последовательность монтажа блоков зависит от особенностей конструктивных решений, соединений блоков с плоскими элементами, а также от типа используемого монтажного крана и его параметров.
Строповку и подъем блоков осуществляют при помощи пространственной балансирной траверсы, а транспортировку блоков на строительную площадку – посредством трейлеров или автоприцепов. Монтаж блоков ведется с транспортных средств.
3. Возведение каркасно-панельных зданий
Каркасно-панельные системы по способу обеспечения пространственной жесткости подразделяются на рамные, рамно-связевые и связевые; по схеме расположения рам каркаса – на системы с пространственными и плоскими (Продольными или поперечными) рамами; по типу горизонтальных несущих конструкций – на ригельные, безригельные, с горизонтальными несущими элементами высотой в этаж.
Последовательность монтажа: колонны−ригели−диафрагмы жесткости−распорка−плиты перекрытия−лестничные марши−наружные ограждения. В зависимости от массы элементов, габаритных размеров здания и конкретных условий строительства монтажные краны могут располагаться с одной или обеих сторон монтируемого здания. Монтаж здания обычно ведется по захватками поярусно. В пределах каждого яруса, равного по высоте двум этажам каркасно-панельного здания, монтаж сборных элементов начинают с наиболее жесткой ячейки. В большинстве случаев такой ячейкой является лестничная клетка, пространственная жесткость которой обеспечивает неизменяемость монтируемых конструкций, причем эта же лестничная клетка в дальнейшем служит для перехода с этажа на этаж.
Монтаж производится башенными и самоходными стреловыми кранами. Схемы расстановки: краны устанавливаются с двух сторон; с одной стороны и в пределах поперечного сечения. Для монтажа каркаса многоэтажных зданий применяют специальные катучие краны, а при высоте в 25 этажей и более – приставные краны, закрепляемые в нескольких ярусах к несущим конструкциям здания.
4. Возведение зданий из объемных элементов
Сущность возведения выражается в резком укрупнении и обеспечении наибольшей степени заводской готовности монтажного элемента здания, представляющего собой законченную единицу в виде замкнутой пространственной конструкции, обладающей необходимой прочностью, жесткостью, самоустойчивостью.
Монтаж объемных блоков состоит из процессов установки их в проектное положение и устройства между ними связей. Цикл установки блоков состоит из следующих операций: подачи траверсы на блок; строповки; подачи блока к месту установки; наведения блока над местом установки; ориентирования и установки блока в проектное положение; проверки положения блока и расстроповки.
Здание в процессе монтажа делят на захватки. Последовательность установки блоков зависит от особенностей конструктивных решений: способа размещения коммуникаций на объемном блоке и их стыковки, от типов монтажных кранов и их параметров. Параллельно с монтажом объемных блоков на разных захватках заделывают стыки с навесных подмостей, соединяют санитарно-технические и электротехнические коммуникации.
5. Возведение зданий с покрытиями в виде оболочек и складок
Покрытия в виде оболочек и складок из сборных ж/б элементов позволяют перекрывать большие площади без промежуточных опор при минимальной затрате материальных ресурсов.
Особое распространение имеют цилиндрические оболочки, которые значительно экономичнее плоских плит покрытия. В настоящее время в строительстве чаще всего используются следующие типы оболочек: длинные цилиндрические оболочки размером 3х12 м для сеток колонн 24х12 м; короткие цилиндрические оболочки размером 3х12; 3х18 и 3х24, перекрывающие пролет здания; оболочки двоякой положительной кривизны.
Длинные цилиндрические оболочки собирают из плит двух типов: средних и торцевых бортовых элементов. Монтаж оболочки начинают с установки на колонны бортовых элементов, которые крепят к колоннам электросваркой. До установки плит на бортовые элементы (при ширине пролета в 24 м) их в четвертях опирают на временные опоры с домкратами. Монтаж панелей начинают с торцевой панели, при этом затяжка плиты приваривается к оголовку колонны, а сама плита – к бортовому элементу. Затем устанавливают и приваривают четыре рядовые плиты, после – торцевую плиту с затяжкой. Потом после окончательной сварки стыков, замоноличивания всех швов и выдержки бетона бортовые элементы раскружаливают.
Монтаж производят обычно гусеничным краном соответствующей грузоподъемности, стропуя панели траверсой за четыре петли. Раскружаливание оболочки производят после достижения бетоном в угловых зонах и швах между плитами 70 % прочности.
Раскружаливание – это опускание винтовых или гидравлических домкратов, подкладываемых под стойки подмостей или опор кондуктора.
Монтаж оболочки двоякой кривизны выполняют:
гусеничным краном устанавливают на колоннах контурные арки. Для установки плит скорлупы выставляют подмости или кондукторы. Затем башенным или гусеничным краном с башенно-стреловым оборудованием монтируют плиту покрытия, каждый угол которой должен быть оперт на подмости или кондуктор. Угол оболочки заполняют треугольными плитами в швы, между которыми закладывают арматуру, которая после сварки выпусков натягивается, а швы замоноличиваются.
6. Возведение зданий с арочными и купольными перекрытиями
Двухшарнирные арки. Двухшарнирные арки монтируют конструктивными элементами в виде отдельных арок с последующим их соединением между собой связями и прогонами; конструктивными элементами арок с применением передвижных башен; укрупненными блоками арок методом подвижки. В случае монтажа отдельных арок первые две закрепляют в проектном положении с помощью расчалок, все последующие арки соединяют с предыдущими инвентарными распорками. Прогоны в этом случае монтируют поверху, используя специальные подмости. Этот метод сборки трудоемок и значительно усложняет производство работ. При монтаже укрупненными блоками нет необходимости в устройстве подмостей, сокращается объем работ, выполняемых на высоте, уменьшается количество подъемов.
Для укрупнительной сборки применяют четыре временные опоры, на которые укладывают две арки. Каждую арку поставляют на монтаж из четырех элементов, включая элементы стойки (арки, связи, прогоны и стойки).
Укрупнительную сборку и монтаж арок осуществляют гусеничным краном. Для сборных работ при закреплении прогонов применяют две инвентарные навесные лестницы.
Здания с купольными покрытиями выполняют с применением временной стационарной опоры, навесным способом или в целом виде. В строительстве известны два типа куполов – ребристые и сетчатые.
Ребристые купола всегда монтируют с применением временной опоры, в качестве которой могут быть использованы мосты и башни кранов. Первым на временной опоре собирают верхнее опорное кольцо, являющееся конструктивным элементом купола. Для обеспечения выверки его положения по высоте, а в последующем – раскружаливания всего собранного купола между временной опорой и опорным кольцом устанавливают домкраты. Обслуживание домкратов, сборку опорного кольца и раскружаливание выполняют с рабочей площадки, устраиваемой на временной опоре. При этом опорное кольцо должно быть точно выверено не только по высоте, но и в плане, так как его положение во многом определяет геометрию всего купола.
Затем монтируют в определенной последовательности несущие элементы – ребра купола, которые предварительно укрепляют на всю длину, что позволяет исключить необходимость устройства дополнительных промежуточных опор. Сначала устанавливают одно ребро против другого, затем два других в перпендикулярной плоскости. Далее в каждом из четырех образовавшихся секторов последовательно монтируют по одному ребру, равномерно заполняя всю окружность купола. Такая последовательность установки ребер исключает одностороннюю нагрузку на опорное кольцо, что уменьшает деформацию временной опоры (отклонение от вертикали) и облекает выверку и соблюдение заданной геометрической формы купола.
В зависимости от размеров купола (пролет, высота) для монтажа конструкции могут быть применены гусеничные, башенные или рельсовые краны, устанавливаемые либо снаружи на двух параллельных или на одном кольцевом пути, либо внутри купола при отсутствии подземных сооружений.
7. Возведение зданий с вантовыми или мембранными покрытиями
Висячие покрытия применяют при возведении зданий и сооружений, имеющих значительные размеры в плане (пром. здания, стадионы, концертные и выставочные залы, гаражи, цирки, рынки и т.д.), т. е. когда необходимо перекрыть большие площади без промежуточных опор.
Несущие конструкции вантовых покрытий могут быть выполнены в виде вантовых ферм и мембран. Висячие растянутые элементы обычно закрепляют за жесткие массивные опорные конструкции. Опорные конструкции могут быть в виде замкнутого контура (кольца, овала, прямоугольной рамы), опирающиеся на колонны или наклонные рамы, арки, удерживающие покрытие и передающие нагрузку на фундамент.
Сложным процессом является монтаж вантовой сети. Конструкция висячего покрытия с системой ортогональных вант, представляющая собой разновидность ж/б оболочки, состоит из монолитного ж/б опорного контура, закрепленная на опорном контуре вантовой сети, которая предварительно напрягается, и сборных ж/б плит, уложенных на вантовой сети.
Вантовая сеть состоит из систем продольных и поперечных рам (вант). Их располагают по главным направлениям поверхности оболочки под прямым углом друг к другу. Ванты в опорном контуре закрепляют с помощью анкеров, состоящих из гильзы и клиньев, в которых обжимаются концы каждого каната. После проектного натяжения вантовой сети и замоноличивания швов между плитами и вантами система работает как единая конструкция.
Для перекрытия больших пролетов применяют висячие покрытия из листовой стали толщиной 6 мм (мембраны). Листы мембраны при монтаже раскатывают по висячим несущим элементам постели мембраны из толстого листа или профильного металла.
Висячие покрытия монтируют укрупненными блоками. Контурные опорные конструкции обычно монтируют на временных опорах с последующим раскружаливанием после сборки и замоноличивания всего покрытия и устройства кровли.
При наличии центрального опорного кольца его монтируют блоками на поддерживающей временной опоре, которая одновременно является опорой для подмостей – рабочим местом для оформления монтажных стыков, натяжения вант и опорой для последующего раскружаливания покрытия.
Кран устанавливают по центру сооружения, а другой с большим подстреловым пространством перемещают вокруг монтируемого покрытия. При мембранном покрытии после монтажа опорного контура монтируют элементы постели мембраны, а затем мембрану, раскатывая или натягивая листы покрытия. Крепление листа к элементам постели осуществляется сваркой, болтами или заклепками. Листы мембраны монтируют в определенной последовательности, исключающей неравномерную нагрузку опорных контуров.
Раскатанный лист временно закрепляют канатами к элементам постели, выверяют собранное покрытие и осуществляют окончательное закрепление согласно проекту. После чего временное крепление снимают.
8. Возведение зданий с каркасом рамного типа
Покрытие зданий рамного типа монтируют конструктивными элементами или блоками конструкций следующими методами: сборкой ригелей рам в проектном положении на временных опорах; полунавесной сборкой ригелей рам в проектном положении; укрупнительной сборкой ригелей рам на земле и подъемом их в проектное положение кранами или другими грузоподъемными механизмами.
Ригель монтируют частями, каждую из них устанавливают на одну, две временные опоры. При этом во избежании работы нижнего пояса на местный изгиб опоры располагают только под узлами ригеля.
Достоинства способа: краны небольшой грузоподъемности.
23 Диалектика и онтология - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.
Недостаток: дополнительный расход стали на временные опоры, значительный объем работ, выполняемый на высоте, увеличение продолжительности монтажа.
Монтаж ригелями производят частями от одной постоянной опоры до другой, с обеспечением устойчивости каждого элемента от опрокидывания. После окончания монтажа всех частей ригеля, выверки и выполнения монтажных соединений в соответствии с проектом приступают к раскружаливанию, т.е. постепенному включению в работу смонтированных конструкций путем выключения из работы временных опор.
Раскружаливание производят ступеньками с проверкой величины опускания узла ригеля на каждой ступени, используя домкраты, установленные на временных опорах. При подъеме полностью собранного ригеля одним краном происходит изменение расчетной статической схемы его работы: в нижнем поясе и растянутых раскосах возникает сжатие, в верхнем поясе и сжатых раскосах – растяжение, т.е. меняется знак усилия в поясах и раскосах, что требует дополнительной проверки устойчивости и несущей способности элементов при подъеме ригеля и при необходимости их усиление.
Монтаж ригеля этим способом позволяет выполнение значительного объема работ непосредственно на земле, обеспечивая высокий темп возведения всего здания. Подъем ригеля производится двумя кранами или с использованием мачт. При варианте подъема ригеля двумя мачтами укрупнение производят на стационарных стеллажах, располагаемых за торцом здания, с которого начинают монтаж.
При отсутствии кранов необходимой грузоподъемности монтаж ригелей возможно выполнять полиспастами. Колонны проектируются большей высоты с консолями, к которым подвешивают неподвижные блоки полиспастов. Подъем производят блоками, состоящими из двух ригелей, соединенных вертикальными и горизонтальными связями.
Оба ригеля собирают в горизонтальном положении, затем путем кантовки переводят в вертикальное и устанавливают между ними поперечные конструкции и кровлю. Под опорные узлы нижних поясов ригелей подводят поперечные балки с закрепленными на концах подвижными блоками полиспастов. Такой собранный блок массой 500 т обычно поднимают четырьмя полиспастами (4) грузоподъемностью по 160 т. Колонны собирают также в горизонтальном положении на земле и устанавливают в проектное положение методом поворота вокруг опорного шарнира.
