Технология возведения зданий из металлических конструкций

Обновлено: 20.01.2025

На практике наиболее часто встречается одноэтажные промышленные здания площадью 3…20 тыс. м 2 . Они могут быть бескрановыми или оборудованными мостовыми кранами. Пролеты зданий составляет 12, 18, 24, 30м, шаг колонн 6 и 12м, высота зданий от 8,4 до 18 м. Масса сборных элементов составляет от 2,5 до 33 т. Здания характеризуются однотипными ячейками, конструкциями и большими размерами в продольном и поперечном направлениях.

Основные достоинства одноэтажных промышленных зданий – относительная дешевизна, возможность применять разреженную сетку колонн и передавать нагрузки от технологического оборудования непосредственно на грунт. Такие здания строят обычно прямоугольного очертания в плане.

Разработаны универсальные объемно-планировочные и конструктивные решения, которые позволяют применять индустриальные методы монтажа. Установлено ограниченное число взаимосочетаний параметров зданий, габаритных схем.

Последовательность производства работ

Одноэтажные производственные здания запроектировано из типовых элементов, серийно изготовляемых на заводах сборного железобетона, которые подразделяют на несущие и ограждающие. К несущим относят сборные фундаменты, колонны, подкрановые балки, подстропильные и стропильные фермы, к ограждающим – плиты покрытия, стеновые панели.

На данном объекте монтаж ведется поэлементно, конструкции не укрупняют в пространственные блоки из-за сложности стыков; масса железобетонного блока превышает массу аналогичного блока из металлических конструкций в 3..5 раз.

Значительно осложнен монтаж конструкций из-за наличия «мокрых процессов» - необходимости замоноличивания стыков. Дальнейший монтаж конструкций после установки колонн в фундаменты стаканного типа и их зомоноличивания начинают только после достижения прочности бетона замоноличивания стыка 70% марочной. В связи с этим дополнительные трудности возникают при проведении работ так как строительные работы производятся в зимнее время.

Так как строительная площадка оснащена двумя кранами монтаж каркаса выполняют несколькими параллельными и последовательными потоками: монтаж сборных фундаментов, колонн, связей между колоннами, подкрановых балок и элементов покрытия, навеска стеновых панелей. Такая организация работ позволяет значительно сократить сроки монтажа объекта.

После отрывки ям и траншей под фундаменты, выравнивания и уплотнения основания приступают к монтажу фундаментов.

Колонны монтируют вторым потоком и только после окончания приемки законченных работ нулевого цикла на первой захватке.

К таким работам относят: принятие установленных фундаментов под монтаж колонн, выполнение обратной засыпки пазух траншей и ям, осуществление планировки грунта в пределах захватки, прокладки дорог для транспорта, подготовка площадок для складирования конструкций и работы кранов. Оптимальным решением после планировки следует считать устройство бетонной подготовки под полы по всей площади захватки. Так же производится устройство твердого покрытия из дорожных железобетонных плит для перемещения транспорта и кранов.

Так как колонны высотой 8,2 м (не более 12 м), то они не расчаливаются, устойчивость их обеспечивают заделкой в фундаменте. После достижения требуемой прочности стыков колонн с фундаментами приступают к монтажу связей и укладке подкрановых балок.

Монтаж подкрановых балок выполняют в одном потоке с элементами здания. Каждую ячейку каркаса здания монтируют комплексно: устанавливают все подкрановые балки, подстропильную, стропильную фермы, по ним все плиты покрытия на ячейку (фото 18).

Плиты монтируют последовательно от одного торца к другому, первую плиту для крайнего пролета устанавливают с навесных площадок, закрепленных на фермах для первого ряда, плиту для среднего пролета – с ранее смонтированных плит крайнего пролета.

Стеновые панели монтируются в заключительном монтажном потоке. Панели навешивают сразу на всю высоту между соседними колоннами обычно в увязке с процессами по установке оконных переплетов и заделке швов между элементами (фото 20).

На данном объекте запас конструкций предусмотрен на два дня работы (фото 22, 23). Доставку конструкций осуществляется в дневное время, конструкции в этом случае подвозят навстречу направлению монтажа.

Для сокращения сроков строительства монтаж осуществляют от торцов к середине и каждый температурный блок монтируется самостоятельно.

Методы возведения одноэтажных промышленных зданий и монтажные механизмы

Данное одноэтажные промышленное здания монтируют преимущественно смешанным методом.

Монтаж осуществляется двумя стреловыми кранами на гусеничном ходу марки РДК (фото 24).

Поточность производства работ – непрерывное и равномерное выполнение монтажных и всех сопутствующих и параллельно выполняемых работ. Все монтажные процессы осуществляют с помощью комплектов подъемно-транспортных и других машин и механизмов, увязанных между собой по основным параметрам, в том числе и по производительности.

Для организации поточного монтажа здание разделяют на захватки и ярусы.

При возведении данного складского комплекса все монтажные работы разделили на несколько монтажных потоков. Отдельными специализированными потоками осуществляют монтаж фундаментов, колонн, стенового ограждения, подкрановых балок. Для каждого потока подобранна оптимальную схему движения монтажного крана, рациональная раскладка и складирование сборных элементов, обеспечивающее минимальное количество стоянок крана и переналадок строповочных и грузоподъемных устройств.

На объекте обеспечивается сквозное движение транспорта внутри здания для доставки конструкций под монтаж. Торцы здания закрывают навеской стеновых панелей, но рамы ворот установят в последнюю очередь.

Технология возведения одноэтажных промышленных зданий с металлическим каркасом

В одноэтажном исполнении проектируют и строят свыше 70% промышленных зданий. Отмечается широкое применение металлоконструкций для перекрытия больших пролетов, особенно в зданиях значительной площади.

Трудоемкость покрытия и монтажа таких зданий составляет 50…70% от общей трудоемкости.

Конструктивные решения покрытия зданий отличаются большим числом узлов, поэтому большая трудоемкость работ по выверке и подгонке отдельных элементов покрытия.

Широкое применение структурных и крупноблочных покрытий вообще исключает поэлементный монтаж, так как покрытия полностью собираются на земле и могут подниматься на проектные отметки только в виде законченных блоков.

С началом применения стального профилированного настила и эффективного утеплителя стал возможным блочный монтаж, что позволило собирать блоки высокой строительной готовности и меньшей массы, соответствующей грузоподъемности отдельных строительных кранов.

Монтаж зданий легкого типа

Такие здания имеют ограниченные геометрические параметры (пролет и высоту), в них отсутствуют мостовые краны, применяются легкие конструктивные элементы, массой до 8т.

К монтажу каркаса здания приступают после завершения нулевого цикла, выполнения бетонной подготовки под полы, что позволяет свободно перемещаться внутри строящегося корпуса транспорта и монтажных кранов.

В зависимости от площади здания, его конструктивного решения применяют поэлементный или блочный монтаж покрытия, со сборкой блоков на стеллажах, стендах и на конвейерных линиях. Рамные конструкции монтируют поэлементно, а структурные – только укрупненными блоками.

Поэлементный монтаж выполняется самоходными кранами – гусеничными, пневмоколесными и автомобильными – грузоподъемностью 10…20т (рис. 28). Для обеспечения высокого темпа монтажных работ должна быть четко налажена работа склада конструкций с их бесперебойной подачей на монтаж. Укрупнительная сборка конструкций, должна выполняться на складе. Так будут созданы наиболее безопасные условия для движения автотранспорта и монтажа конструкций «с колес», т.е. их подъема в проектное положение без временного складирования у мест установки.

При блочном монтаже применяют монтажные краны грузоподъемностью 40…50т. Укрупнительную сборку осуществляют на специальных стендах, которые располагают в рабочей монтажного крана.

При монтаже структурных конструкций вначале устанавливают колонны, затем у места подъема укрупняют структурный блок покрытия размером 30х30 м, при этом блок смещают относительно колонн так, что установленные колонны как бы пронизывают укрупненный блок, при этом не касаясь элементов структуры. Поднимают блок в проектное положение двумя кранами. Строповку блока осуществляют в четырех точках с использованием специальных траверс.

Монтаж зданий среднего типа. К таким зданиям относятся прокатные станы, склады заготовок ит.п. Различают два способа производства строительно-монтажных работ – открытый и закрытый. Выбор способа зависит от: конструкции каркаса здания, наличия необходимых монтажных механизмов и объемов работ по устройству фундаментов и монтажу на них технологического оборудования.

При открытом способе вначале выполняют все работы по устройству фундаментов под оборудование и конструкции, а также по прокладке всех подземных коммуникаций, устройству подвалов, туннелей, всех остальных работ нулевого цикла. Затем приступают к монтажу каркаса здания. Такой способ требует повышенной четкости организации параллельного выполнения работ, так как наличие большого числа разнообразных сборных монолитных фундаментов под оборудование, подвалов, перепадов высот пола здания осложняет, а иногда полностью исключает возможность установки и перемещения монтажных механизмов в этих пролетах.

При закрытом способе сначала возводят каркас здания, начиная с земляных работ, осуществляют устройство монолитных и сборных фундаментов под каркас, монтаж всех надземных конструкций здания, включая покрытие и устройство кровли.

Монтаж зданий тяжелого типа. К таким зданиям относятся цеха заводов тяжелого машиностроения, имеют сложные конструктивные решения, монтажные элементы большой массы, превышающей 100т.

Технология изготовления металлоконструкций

Технология изготовления металлоконструкций – достаточно сложный процесс, содержащий несколько этапов. На каждом из них все работы должны быть выполнены идеально – и дело тут не только и даже не столько в возможных претензиях заказчика.

Металлоконструкции сейчас используются повсеместно: в промышленности, энергетической сфере, строительстве. На их основе возводят жилые дома и административные здания, разного рода склады и спортивные комплексы. Поэтому от того, насколько точно соблюдена технология производства металлоконструкций, в буквальном смысле слова зависят жизни людей.

Основные виды металлоконструкций

Область применения металлоконструкций разнообразна как по виду назначения построек, так и по уровню сложности возводимых объектов. Они широко используются в строительстве складских помещений, автомоек и СТО, производственных и сельскохозяйственных комплексов, зернохранилищ и т. д. Учитывая обширный набор сфер использования, требуется четкая классификация металлоконструкций в соответствии с конкретными критериями.

Один из таких критериев – технология изготовления металлоконструкций и способ их сборки. Так, различают:

болтовые (винтовые) – сборка производится с применением метизов;
клепаные – сборка с использованием клепок;
кованые – объединение элементов конструкции посредством ковки;
сварные – соединение деталей при помощи сварки;
штампованные – изготовление бесшовных металлоконструкций путем штамповки металлопроката;
комбинированные – объединение нескольких способов изготовления и сборки металлоконструкций: например, сварно-болтовые, сварно-литые и др.

По типу использования металлоконструкций выделяют:

Сборно-разборные, когда конструкция может собираться непосредственно на объекте и разбираться при необходимости. Такая технология изготовления металлоконструкций позволяет использовать их повторно.
Цельнолитые (стационарные), когда создается стационарная конструкция для продолжительной эксплуатации. Такие металлоконструкции демонтажу не подлежат.
Трансформируемые – данный вариант напоминает сборно-разборные конструкции, но в этом случае из одного и того же набора элементов можно создавать металлоконструкции различных конфигураций и размеров.

По назначению металлоконструкции можно разделить на два типа: несущие и ограждающие. К первому относятся каркасы деталей, которые обеспечивают жесткость и устойчивость всей конструкции, ее техническую конфигурацию. Ко второму типу относят комплекс деталей (сэндвич-панели и фасадные, ограждения, воротные системы и пр.), выполняющих защитную функцию.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Технологии изготовления металлоконструкций классифицируют также по материалу, из которого они выполняются. Для этих целей применяют металлические сплавы: алюминиевые, стальные, титановые, чугунные и др. или их соединения.

Этапы изготовления металлоконструкций

Технология изготовления металлоконструкций на заводе из листового, профильного, сортового или фасонного проката включает в себя:

Проектирование элемента. Будущее изделие должно быть выполнено с учетом типа его механических нагрузок, сферой и особенностями эксплуатации, спецификой соединения деталей в готовой конструкции. На этом же этапе происходит определение материала для изготовления элемента.
Заготовка. На этом этапе определяется вес будущей детали и происходит проверка качества. При необходимости ей придается нужная конфигурация с помощью рубки, резки (механической или термической) либо других способов и инструментов.
Обработка будущих деталей. Технология изготовления металлоконструкции из профильного металлопроката предполагает придание заготовке спроектированной формы посредством гибки, шлифовки, сверления, стыковки листа в карты и обработки стыковочных швов и т. д.
Сборка конструкции. Происходит скрепление элементов в соответствии с чертежами при помощи сварки или путем механизированной сборки. Подробнее этот этап мы рассмотрим далее в этой статье.
Покрытие металлоконструкции антикоррозийными средствами.
Готовые конструкции маркируют, упаковывают и проверяют качество.
Изделия, прошедшие предыдущие этапы, доставляются на объект. Здесь же выполняется их установка.

Сборка как важная часть технологии изготовления металлоконструкций

Как отмечалось выше, технология изготовления металлоконструкций включает в себя несколько этапов. Сборка при этом имеет далеко не последнее значение. Она может производиться путем сварки, склейки и с использованием болтов или заклепок.

Остановимся подробнее на каждом из способов.

Сварка выполняется за счет активного нагрева материала до тех пор, пока края элементов не начнут расплавляться по линии соединения (сварочной кромке). Во время использования электродугового сварочного аппарата происходит расплавление электрода – именно он обеспечивает сцепление деталей. Кроме электродуговой, может быть применена газовая (с применением инертных газов) или точечная сварка (когда соединяемые детали прижимаются максимально плотно друг к другу, а через линию стыка пропускается электрический импульс).
Склейка выполняется с помощью специальных клеевых составов, позволяющих как бы спаять детали на молекулярном уровне. Сегодня такая технология изготовления металлоконструкций считается одной из наиболее надежных.
Сборка при помощи болтов и заклепок относится к механическим способам соединения деталей конструкции. Заклепки чаще всего применяются в тех случаях, когда на объект предполагается воздействие вибраций в ходе эксплуатации. Гайки и болты в таком случае не подойдут, поскольку их крепления могут ослабнуть под динамичным движением конструкции.

Важнейшим условием изготовления и выпуска металлоконструкций (вне зависимости от их типа и способа эксплуатации) является проверка качества на каждом этапе обработки.

Технологии борьбы с коррозией при изготовлении металлоконструкций

Способы предупреждения и устранения коррозии относят к отдельной категории технологий изготовления металлоконструкций, поскольку этот шаг нельзя пропустить при эксплуатации, ремонте и обслуживании объекта.

Выделяют следующие способы борьбы с окислением и порчей металла:

Исключение контакта металлических элементов с водой. Этот способ применим лишь в тех случаях, когда нет ограничения функционала объекта. Решение о его использовании должно приниматься в каждом конкретном случае.
Добавление в сплав, из которого изготовлена металлоконструкция, химических элементов, принимающих на себя воздействие воды в первую очередь. Такие элементы более устойчивы к коррозии, чем металл, что дает конструкции в целом существенный запас прочности.
Нанесение на конструкцию водоотталкивающих средств (краски, лака, эпоксидных составов и пр.). Наличие гидрофильного слоя препятствует прямому контакту металла с водой, что защищает детали от появления коррозии. Как правило, такие средства наносятся на уже собранные объекты.
Биметалл. Такая технология изготовления металлоконструкций предполагает использование в качестве материала сплава из двух металлов, один из которых более уязвим к коррозии, а другой – менее (например, сталь и хром/алюминий/цинк). Такая мера защиты конструкции от окисления применяется еще на этапе заготовки, зато на выходе получается прочная деталь с улучшенными характеристиками.

Применение антикоррозийных мер значительно увеличивает срок эксплуатации объекта, а своевременное обслуживание металлоконструкции продлевает его вдвойне.

Контроль качества изготовления металлоконструкций

Любой завод по изготовлению металлоконструкций может установить собственные правила и закрепить их во внутренних приказах или актах. Однако контроль качества изделий происходит на основании определенной нормативно-технической документации.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Проверка подразумевает несколько этапов:

Происходит оценка основных и вспомогательных материалов, поступающих на склад, для последующего использования в изготовлении металлоконструкций. Проверяются:

сопроводительные документы;
внешний вид материалов;
качество металла при помощи ультразвука;
сорта, классы и марки стали, соответствие их геометрических характеристик;
расходные материалы и газы для сварки;
типы и марки средства для борьбы с коррозией;
классы болтов, гаек и пр. материалов.

После завершения экспертизы ее результаты вносятся в специальный журнал для учета.

2. Операционный контроль.

Технология изготовления металлоконструкций на этом этапе предполагает случайный отбор нескольких деталей из поступившей партии для последующей проверки на соответствие проектной документации и установленным нормам. Оцениваются:

геометрические характеристики деталей и их конструкций, качество их механической обработки;
сборка элементов, их подготовка к сварочным операциям;
качество соединений;
антикоррозийное покрытие и особенности его нанесения.

После завершения экспертизы ее результаты отмечаются в карте операционного контроля качества.

3. Периодический и приемосдаточный контроль.

Периодический контроль качества предполагает проведение запланированных (установленных технологическими нормами) или незапланированных испытаний (в случае, когда возникают проектные несоответствия). Инспектируется:

способность деталей к геометрически правильной сборке;
несущие характеристики конструкции;
соблюдение технологии изготовления металлоконструкций на заводе;
точность и соответствие технологических операций;
достоверность результатов входного и операционного контроля качества.

Приемосдаточный контроль применяется к выходной продукции в целом, будь то элементы, детали или их партии. Проводится проверка:

визуальная на наличие дефектов металлоконструкции (сколов, коррозий и пр.);
качества нанесения средства для борьбы с коррозией (однородность и целостность покрытия);
геометрического соответствия готового изделия проектируемому (применяются маяки: лазерные линейки и теодолиты);
прочностных характеристик изделий (при помощи УЗ-дефектоскопа);
прочности соединений (сварки), качества отверстий для болтов и заклепок;
маркировки (в соответствии с ГОСТом);
целостности упаковки.

Результаты проведенных проверок заносят в отчет и в сертификат соответствия.

Особенности монтажа металлоконструкций

Металлоконструкции широко применяются в строительстве: при возведении высотных зданий, одноэтажных домов с большой площадью, цехов и других промышленных зданий, резервуаров, технических построек и пр.

Технология изготовления металлоконструкций – в частности их монтаж – подразумевает сложный комплекс работ по установке деталей и оборудования и соединения их в единую конструкцию. Объект может быть представлен как в виде отдельных деталей, так и в формате полноценного сооружения.

Поскольку металлоконструкции имеют способность к деформации, принимаются особые меры по защите элементов от повреждений. Это особенно важно при складировании деталей, их транспортировке и установке.

Все элементы металлоконструкций, кроме вертикальных секций и колонн, хранятся и транспортируются в проектном положении. Если детали крупные, фермы, как правило, усиливают в верхних и нижних поясах деревянными щитами. Обхватывая изделия металлическими тросами, между ними устанавливают прокладку. Это предохраняет «нити» от протирания, а детали от деформации.

Металлические фермы для складирования металлоконструкций устанавливают в непосредственной близости от объекта возведения. Детали укладываются на специальные подкладки, а между элементами устанавливаются прокладки. Очень важно, чтобы их края были скруглены, а поверхность не имела шероховатостей.

Технология монтажа металлоконструкций предполагает два возможных варианта:

Монтаж элементов или их блоков согласно проектным отметкам. Такой способ часто применяется при возведении каркасов зданий.
Сборка металлоконструкции на земле с последующей установкой в проектные точки объекта. Этот вариант используется при возведении линий электропередач, радиоантенн, башен и пр.

Перед монтажом металлоконструкции на объекте необходимо выполнить приемку фундаментов. Она включает в себя комплекс проверок:

отклонения опорных плит и фундаментов, положение опорных устройств, анкерных болтов;
состояния резьбы анкерных болтов – они должны быть защищены от коррозии и деформаций при монтаже.

Технология изготовления металлоконструкций и их монтажа требует обязательного использования анкерных болтов. Они устанавливаются при заливке фундамента и в нем же фиксируются.

Башмаки стальных колонн опираются на фундаменты одним из следующих способов:

Непосредственно на поверхность фундамента, который был возведен до проектной отметки подошвы колонны. Дополнительной заливки бетона при этом не требуется.
На опорные плиты с верхней строганой поверхностью. При этом они установлены, их положение выверено, раствор подлит заранее.
На опорные балки, которые установлены и выверены заранее. После установки башмаков стальных колонн требуется подливка раствора.

Для того чтобы спроектированное строение было надежным и выполняло свои функции как можно дольше, металлоконструкции следует заказывать у профессиональных производителей, которые имеют большой опыт выполнения работ такого типа, высокую квалификацию и первоклассные стандарты качества.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Устройство металлического каркаса

В настоящее время в строительстве широко распространены различные металлоконструкции. Они долговечны, легковозводимы, экономичны и имеют высокие эксплуатационные качества. Устройство металлического каркаса, его универсальность и совместимость со многими другими материалами, например, стеклом или гипсокартоном, дает возможность применения подобных конструкций в самых различных сферах.

Разновидности и устройство металлического каркаса

Существует несколько видов металлокаркаса, каждый из которых применяется в определенном направлении строительства:

1. Металлокаркасы для быстровозводимых конструкций.

Металлокаркасы широко применяются при строительстве быстровозводимых зданий, к которым относят склады, ангары, отдельно стоящие торговые павильоны и кафе. Такие каркасы, как правило, поставляются в виде набора стандартных деталей, имеющих удобные для складирования и транспортировки размеры. На месте из этих деталей достаточно просто монтируется основа нужного здания.

По способу монтажа сборные металлические каркасы классифицируют на стационарные и мобильные конструкции.

Стационарные. Конструкции, собираемые из деталей такого набора, прочны, надежны и долговечны. Так как их используют постоянно, то они капитально вмонтированы в фундамент. Детали каркаса изготовлены из качественного дорогого металла, имеющего длительный срок службы.
Мобильные. Устройство сборных металлических каркасов этого типа предполагает возможность их многократного монтажа и демонтажа, поэтому они должны легко собираться и разбираться. Детали этих конструкций достаточно легкие, компактные и устойчивые к внешним воздействиям. Такие каркасы оптимальны для летних кафе, садовых павильонов, временных беседок и т. д.

2. Несущие металлокаркасы зданий.

Каркас – это несущая основа любого здания. В современных строительных технологиях, как правило, используют металлический каркас, в основе устройства которого металлические вертикальные стойки и горизонтальные перекладины – ригели. Они присоединяются друг к другу при помощи сварки и болтов, в результате чего получаются поперечные рамы, к которым крепится система растяжек, придающая прочность возводимому зданию.

Вся конструкция из стоек и рам устанавливается на фундамент. Когда основа каркаса здания смонтирована, начинается монтаж кровельных и стеновых прогонов. Полностью готовый металлический каркас облицовывается кирпичом, железобетоном или другим подходящим материалом. Совершенно ясно, что от качества установки конструкции напрямую зависит прочность, надежность и долговечность всего здания.

3. Арматурные металлокаркасы.

Каркас из арматуры является основой любого железобетонного изделия. Арматура служит для усиления несущей способности элементов здания, повышения прочности и устойчивости к разного рода воздействиям. Материалом арматуры чаще всего бывает металл. От качества каркаса из арматуры зависит долговечность возводимого здания.

По устройству металлические армокаркасы бывают сварными, линейными или объемными.

Сварные. Продольно и поперечно направленные стержни металлической арматуры в местах пересечения между собой свариваются, образуя жесткий каркас, впоследствии заливаемый бетоном.
Линейные. Их используют для армирования стен, потолков, стяжек для полов. Поверхности, армированные такими каркасами, необязательно должны быть плоскими. Часто это изогнутые, цилиндрические и прочие элементы с малой площадью поперечного сечения.
Объемные. Это полностью трехразмерные конструкции. Формируются они из предварительно изготовленных металлических решеток.

4. Металлокаркасы для лестничных пролетов.

Такое исполнение лестницы отличается прочностью и долговечностью. Как правило, сначала конструкция монтируется, затем ее облицовывают. В качестве облицовки используют разнообразный материал: металл, дерево, камень и т. д.

Металлический каркас не только придает лестнице прочность и долговечность, но и часто является оригинальным дизайнерским ходом.

5. Интерьерные металлокаркасы.

Чаще всего – это металлические каркасы мебели. Скамейки, стулья, столы, кровати и т. д. Плюсом такой мебели является ее долговечность. Изделия, основой которых является металлокаркас, более устойчивы к внешним воздействиям и способно выдержать большие нагрузки.

В массе своей такая мебель не отличается изысканным дизайном. Она находит применение в служебных помещениях. Однако некоторые образцы на основе металлического каркаса, разработанные профессиональными дизайнерами по индивидуальному заказу, могут быть уникальными объектами, способными украсить любой интерьер.

Устройство металлических каркасов также нашло широкое применение в промышленном строительстве. Их применяют при возведении перегородок, сборных потолков и полов. Каркасные конструкции незаменимы при сооружении спортивных и зрелищных арен, оформлении спектаклей и перформанса.

Достоинства и недостатки металлического каркаса

Основным достоинством устройства металлического каркаса при строительстве зданий является сравнительно малая трудоемкость работы. Технология основана на сборке уже готовых элементов, выполненных на заводском конвейере, который обеспечивает точность деталей, их качество и массовость производства.

Детали каркаса крепятся между собой в основном болтами. Крепление болтами – это относительно нетрудоемкая, технологичная операция, позволяющая использовать средства механизации. Кроме того, при монтаже каркаса отсутствуют «мокрые» процессы, имеющие место в строительстве.

Поэтому, имея небольшое количество квалифицированных рабочих, обеспечив электроснабжение строительной площадки, без применения тяжелой техники на облегченном фундаменте можно возвести каркас конструкции целого дома всего за 2-3 недели. Меньше, чем при традиционном строительстве, будут и финансовые расходы.

Среди недостатков строений со сборным каркасом из металлического профиля отметим в первую очередь потерю устойчивости конструкции при пожаре. Под действием прямого огня металлокаркас очень быстро теряет устойчивость, что приводит к обрушению всего здания и может стать причиной большого количества жертв. Еще одним недостатком является наличие так называемых «мостиков холода» (металлические детали, контактирующие с внутренней и внешней сторонами стены, способные уводить тепло из помещения наружу).

Устройство каркаса из металлического профиля

Основа каркаса – профиль. Его, как правило, делают из оцинкованной стали. Различают несущий и направляющий профили. Последний формирует плоскости и крепится к несущему.

Все профили различаются своей формой и размерами.

Несущий профиль марки CD (ПП). Это самые распространенные типы профиля для стоек и потолка. Самый популярный размер для потолка и стен – CD-60 (ПП-60). Он прочен, имеет невысокую погонную массу и легко гнется, что необходимо при сборке многоуровневых потолков. Стандартные размеры составляют от 2,75 м до 4,5 м с поперечным сечением 60 на 27 мм.
Арочный. Довольно дорогой профиль, используемый при формировании сложных фигурных конструкций. Его легко гнуть руками. Типоразмеры те же, что и у профиля, описанного выше.

Направляющий из металла UD (ПН). Устройство этого вида металлического профиля «заточено» под монтаж гипсокартона. Размеры профиля UD-27 (ПН-27) с сечением 28х27 мм совпадают с толщиной ГКЛ. Стандартная длина рейки составляет 3 м.
Профиль марки CW (ПС). Несущий или стоечный металлический профиль для стен, арок и перегородок. Самостоятельно используется редко из-за низкой жесткости. Для ГКЛ рекомендуется CW-50 с размерами сечения – 50х50 мм. Есть аналогичные элементы с большим сечением – CW-75, CW-100 (50х75 мм и 50х100 мм соответственно).
Направляющий UW (или ПН). Эта марка обычно используется совместно с маркой CW. Самым распространенным размером является UW-50. Его используют для формирования внешних углов. Размер сечения – 50х40 мм. Для сборки каркасов применяют UW-75, UW-100 совместно с CW-75, CW-100.

Толщина металла, из которого сделан профиль, различная. Оптимальная составляет 0,55–0,6 мм.

Из аксессуаров и приспособлений, упрощающих монтаж и увеличивающих прочность сборных металлических каркасов, используют следующие элементы:

Подвесы. Различают прямой и анкерный. Первый выполнен в виде металлической перфорированной ленты с возможностью продольного сгибания ее в виде буквы «П». Подвес крепится к несущей поверхности дюбелем и рассчитан на нагрузку до 40 кг. Длина такого подвеса составляет от 7,5 до 30 см (наиболее распространенная длина – 12,5 см).

Анкерный или пружинный подвес с тягой используют тогда, когда длины прямого не хватает. Для ее увеличения служит тяга-спица размером от 25 до 100 см. Рассчитан такой подвес на 25 кг нагрузки. Использование этого подвеса упрощает установку потолка в горизонтальной плоскости.

Соединители несущих профилей. Их можно разделить на продольные, крестообразные, двухуровневые и угловые. Продольные соединители служат для увеличения длины несущего профиля. Крестообразные или одноуровневые («крабы») применяют для крепления реек из металла одного уровня крест-накрест. Их грузоподъемность составляет до 20 кг/м 2 поверхности. Двухуровневые соединители предназначены для связки несущих профилей различных уровней.

При установке металлического каркаса применяют следующий крепеж:

Дюбели. Обычно применяют такие приспособления из пластмассы двух типоразмеров. Для крепления направляющих – 40 мм, для крепления каркаса второго уровня – 6 мм.
Саморезы. Служат для соединения элементов каркаса между собой и крепления к ним гипсокартона. Применяют саморезы сверлящие (головка типа буравчик – LB), прокалывающие (головка – LN), диаметром 3,5 мм и длиной 9–16 мм, а также универсальные с пресс-шайбой и острой головкой или тексы с размером 9,5х3,5 мм. Гипсокартон крепят саморезами по металлу TN25 длиной 25 мм и диаметром 3,5 мм с частой резьбой. Для многослойного гипсокартона применяют детали длиной 35 мм.

Сборка металлического каркаса для потолка, стен и устройства перегородок

Перед тем как приступить к работе, проводятся обмеры и расчет. В случае капитального ремонта монтаж нужно начинать с потолка, переходя потом на стены. Разметку потолка начинают с самого его нижнего участка, а стен – с заваленной внутрь комнаты или с откосов окон. Расстояния профилем должно соответствовать размеру листов гипсокартона (40 или 60 см).

Приступать к следующей стене следует только после того, когда полностью будет завершена обшивка предыдущей. При монтаже необходимо сразу же учесть установку светильников, розеток, выключателей, предусмотреть места для прокладки коммуникаций, продумать, как будет установлена теплоизоляция и звукоизоляция. Обычно между каркасом и стеной оставляют свободное пространство около 10 см. Под направляющие подкладывают уплотнительную ленту, промазанную герметиком.

Из инструментов необходимо иметь болгарку, лазерный или строительный (двухметровый) уровень.

В первую очередь с помощью лазерного уровня по всему периметру нанесите линии положения направляющего профиля. При этом следует учесть кривизну потолка, толщину профиля, размеры листа гипсокартона и изоляции.

Затем нарезаются и равномерно, с шагом 50 см, крепятся гвоздями дюбелей сами направляющие. После чего на потолке размечают точки крепления прямых подвесов – несущего профиля. Следует иметь в виду, что расстояние от стены до первого подвеса – 20 см. Остальные ставят с шагом 40–60 см, но не менее одного метра.

Затем готовят несущий профиль. При необходимости его удлиняют с помощью продольного соединителя.

Несущие устанавливаются в следующем порядке: первый ставится в 10 см от стены, второй от него через 40 см, а все остальные с шагом 50 см. Если планируется вешать тяжелые люстры, то шаг снижают на 5 см. На этом этапе важно убедиться, чтобы светильники не попадали на каркас. После проверки на плоскостность подвесы прикручивают к профилям.

Поперечные балки ставят реже и связывают их крабами. Фактическое положение несущего профиля отмечают на стенах, чтобы не промахнуться при последующей установке листов гипсокартона.

Определив заваленную сторону, начинают с нее разметку. В соответствии с разметкой по всему периметру прокладывают и закрепляют направляющий профиль, после чего приступают к монтажу несущих:

Несущие нарезаем кусками на 1 см короче расстояния между направляющими. Первую вертикаль ставим в 10 см от края стены или в углу, следующие – через каждые 40 или 60 см, в зависимости от требуемой жесткости.
При помощи саморезов с пресс-шайбой соединяем их.
И, наконец, крепим подвесы к стене при помощи дюбелей. Делаем это, ориентируясь по предварительно натянутым нитям.

Соединяем подвесы с профилем. В углу профиль крепят к стене уголком, сделанным из куска профиля. Его надрезают по бортику, сгибают под 90°, одним концом крепят к стене, а другим прикручивают к несущему профилю саморезами. Такое устройство обеспечивает более прочное соединение.

В тех случаях, когда высота стен больше длины листа гипсокартона, в местах соединения листов необходимо установить поперечные балки. Так как листы устанавливают в шахматном порядке, то перемычки ставятся сверху или снизу по ширине листа.

На стенах, потолке и полу выполняют разметку под направляющие с учетом ширины перегородки. Далее нарезают или удлиняют профиль до требуемых размеров и приступают к его монтажу. Крепление осуществляется дюбелями. Шаг – 60 см.

После установки направляющих приступают к монтажу вертикальных стоек из несущего профиля. Его также устанавливают с шагом 40 или 60 см в зависимости от требуемой жесткости конструкции. Соединяют с несущим профилем стойки саморезами с каждой стороны в четырех местах или просекателем.

Поперечины из несущего профиля монтируют с таким же шагом. Несущие соединяют при помощи вырезов бортика на поперечинах. Крепят саморезами. Важно учитывать наличие проводки и коммуникаций. Под них делают специальные крепежи. Также внимание уделяется дверным проемам и нишам, если они планируются. Для большей прочности между стенами перегородки устанавливают перемычки, которые выполняют из кусков профиля.

Если выбран рифленый ПС, его не закрепляют. За счет его рифленой поверхности они и самостоятельно удерживаются в покое. Это экономит время монтажа.

Стоимость устройства металлического каркаса

Расценки на установку металлических конструкций зависят от таких факторов, как:

Площадь постройки. Как правило, существуют скидки на большие объемы работ.
Вид сооружения и уровень его сложности. Ясно, что уровень требований к холодному складу и к такому же по площади торговому комплексу будет разным. Соответственно, различными будут как затраты на строительство, так и цена на него.
Ценовая политика компании.
Вес металлических конструкций. Стоимость здания во многом зависит от общего веса монтируемого каркаса.
Район. Расходы на доставку оборудования и перевозку рабочих так или иначе связаны с местоположением объекта.
Состояние инфраструктуры. Дороги, в том числе и свобода проезда к объекту грузового транспорта и техники. Наличие электро- и водоснабжения и возможность к нему подключиться.
Срочность выполнения. Если работу нужно произвести быстро, то появляется необходимость задействовать дополнительные бригады, увеличить объем используемой спецтехники при выполнении монтажа, ввести посменный график.

Технология возведения одноэтажных пром зданий из металлических конструкций

Конструкция одноэтажного промышленного здания представляет собой сложную пространственную систему, которая включает в себя следующие элементы (рис. 3.2):

Несущие элементы — колонны и связанные с ними подстропильные и стропильные фермы или ригели;

Элементы покрытия — прогоны, настилы, фонари;

Связи по колоннам, стропильным фермам и фонарям, обеспечивающие жесткость и устойчивость сооружения;

Стеновые и ограждающие конструкции;

онструкции, поддерживающие грузоподъемные механизмы, — подкрановые балки, рельсы;

Лестницы, площадки и другие конструкции, связанные с технологическим процессом.

Для одноэтажных промышленных зданий с металлическими конструкциями в основном применяется пролетная каркасно-рам-ная система, но иногда в качестве несущего каркаса используются арочные конструкции, в которых соединение элементов каркаса из двух полуарок переменного сечения осуществляется на временных опорах с помощью болтов из стали повышенной прочности

Поперечный разрез промышленного здания:

1,8 — колонны, 2 — подкрановая балка, . 6 — тормозные фермы (настилы), 4 — стропильная ферма, 5 — ферма фонарей, 7 — крановые рельсы, 9 — прогон, 10 — швеллер

По конструтсгивно-планировочньгм схемам одноэтажные промышленные здания бывают пролетными, ячейковыми и зальными.

По степени оснащенности крановым оборудованием, габаритам и массе монтажных элементов они подразделяются на здания легкого, среднего и тяжелого типов. Цехи и здания легкого типа либо вообще не имеют мостовых кранов, либо их грузоподъемность не превышает 5 т. В таких зданиях металлические конструкции применяются крайне редко.

Здания тяжелого типа характеризуются пролетами свыше 24 м, высотой до 35 м и мостовыми кранами грузоподъемностью 75 т и более. В таких условиях применение металлических конструкций является наиболее целесообразным. В зданиях среднего типа могут использоваться как металлические, так и железобетонные конструкции.

При строительстве промышленных зданий колонны, прогоны и обвязка устраиваются из элементов постоянного и переменного сечения прямоугольного или коробчатого профиля, двутавровых швеллеров или других профилей. В качестве стенового заполнения рекомендуется применять навесные трехслойные панели, состоящие из плоских или профилированных металлических листов с прокладкой между ними эффективного утеплителя.

В отличие от сборных железобетонных изделий узловые сопряжения металлических конструкций имеют более жесткие допуски и требуют более тщательного исполнения. Поэтому металлические конструкции на заводах изготавливают с применением кондукторов, а опорные поверхности (особенно колонн) часто подвергают фрезерованию.

Обычно применяется метод монтажа отдельными конструктивными элементами, устанавливаемыми в проектное положение в целом виде. Если элементы имеют большие размеры или массу, превышающую грузоподъемность монтажного крана, то установка элементов может осуществляться по частям, с сопряжением монтажных узлов на временных опорах.

В ряде случаев целесообразно до подъема укрупнить отдельные конструктивные элементы в пространственные или плоскостные блоки. Такой метод монтажа называется крупноблочным, он дает возможность наиболее полно использовать грузоподъемность монтажных механизмов, сократить число подъемов, уменьшить объем верхолазных работ и число подмостей, так как значительная часть работ выполняется внизу в процессе укрупнительной сборки, осуществляемой, как правило, в зоне монтажа, в радиусе действия основных монтажных механизмов.

Монтаж металлических конструкций

Металлические конструкции экономически целесообразно применять при возведении каркасов промышленных зданий тяжелого типа с пролетом более 30 м, каркасов гражданских зданий повышенной этажности, высотных сооружений (мачты, телебашни и т. п.), резервуаров, газгольдеров, различного рода технологических конструкций и др. Эффективность металлоконструкций существенно повышается путем использования таких конструктивных решений, как покрытия в виде структур, мембран, предварительно напряженных стальных ферм, профилированного настила. Использование легких и высокопрочных сплавов позволяет помимо этого значительно снизить массу конструкций, повысить эксплуатационную надежность и антикоррозионную стойкость.

Монтаж металлических конструкций имеет свои технологические особенности, связанные как с видом монтируемых элементов и самих конструкций, так и с возведением из них зданий и сооружений.

1. Монтаж колонн. Монтажу колонн предшествуют работы по подготовке и приемке фундаментов.

Колонны устанавливают на фундаменты, в которые заделаны анкерные болты. Каждая колонна имеет опорную плиту (башмак) с отверстиями. Положение анкерных болтов должно соответствовать расположению отверстий на опорной плите. Отметка верха фундамента должна быть доведена до проектной, с отклонениями не более ±2 мм. Это достигается путем установки закладных опорных фрезерованных деталей. Для фундаментов с отклонением отметки на 40. 50 мм устанавливают подкладки из металлических листов. При подготовке верхней поверхности фундаментов в строгом соответствии с проектными допусками монтаж колонн может производиться безвыверочным способом.

Металлические колонны одноэтажных зданий монтируют при помощи кранов способом «на весу» с предварительной раскладкой их у места установки или с транспортных средств.

Подготовка колонн к монтажу заключается в установке опорных столиков, уголков и других деталей для опирания и крепления стеновых панелей, проушин для строповки, скоб или кронштейнов для навески подмостей и лестниц. На колонны наносят разбивочные осевые риски.

Строповка колонн (производится преимущественно за верхнюю часть, что обеспечивает при симметричной колонне ее вертикальную подачу к месту установки, что облегчает наводку башмака на анкерные болты и совмещение осевых рисок колонны и фундамента. Для подъема крайних

(несимметричных) колонн строповку осуществляют с помощью траверсы с обвязочным стропом или рамочного захвата. До установки колонн на анкерные болты надевают колпачки из труб с конусным заострением кверху. Они предохраняют резьбу болтов и облегчают наведение колонн на болты.

Закрепленные анкерными болтами колонны расстропливают, после чего проводят геодезическую контрольную проверку их вертикальности в обеих плоскостях разбивочных осей.

При монтаже колонн высотой до 15 м их устойчивость обеспечивается затяжкой гаек анкерных болтов, а при наличии узких башмаков - дополнительной установкой расчалок. Для колонн высотой более 15 м производят постановку дополнительных расчалок вдоль ряда колонн. Первые две колонны ряда немедленно раскрепляют постоянными или временными жесткими связями.

2. Монтаж подкрановых балок. Металлические подкрановые балки при шаге колонн 6, 12 и 24 м изготовляют сварными двутаврового сечения. На опорах балки имеют торцовые опорные ребра со строганной нижней кромкой, которыми балки опираются на консоли колонны.

Металлические балки раскладывают, стропят и устанавливают аналогично железобетонным балкам. Временное крепление подкрановых балок осуществляют на болтовых соединениях, по высоте и в плане регулируя подкладками. Между собой балки объединяют болтами. В торцовых и опорных ребрах для этой цели имеются отверстия для болтов.

При монтаже балок пролетом 24 м, масса которых достигает 40. 70 т, используют два крана. Тяжелые подкрановые балки доставляют к месту установки в виде составных элементов. В зоне действия кранов производят их укрупнительную сборку. Возможна установка балок по частям из отдельных элементов. В этом случае используют промежуточные временные монтажные опоры.

Монтаж ферм. Фермы монтируют после окончательного закрепления колонн, подкрановых балок и связей между ними. В зависимости от пролета их стропят в двух или четырех точках траверсами с захватами дистанционного управления.

При большой гибкости ферм производят их временное усиление или используют специальные

плоскостные траверсы, исключающие монтажные деформации (рис. 8.40). В плоскостной траверсе с помощью механических домкратов и упоров закрепляют пояса фермы, тем самым, снижая ее гибкость. После установки фермы освобождают фиксирующие домкраты. Во избежание раскачивания при подъеме фермы к ее концам крепят пеньковые оттяжки. Устойчивость первой фермы обеспечивают установкой четырех расчалок. Вторую и последующие фермы крепят к ранее установленным с помощью постоянных связей или временных в виде инвентарных распорок.

Плиты покрытия укладывают симметрично по направлению от опорных узлов к коньку. При наличии фонаря первоначально плиты монтируют по ферме, а затем по фонарю от конька к краям.

Читайте также: