Как стыковать металлические колонны

Обновлено: 28.09.2024

Монтаж колонн. Монтаж подкрановых балок. Фермы и покрытие из стального профилированного настила. Сварные соединения металлических конструкций. Стыки колонн. Соединение подкрановых балок с колоннами. Соединение ферм с колоннами. Контроль качества сварных соединений. Болтовые соединения металлических конструкций.

Монтажными элементами промышленных зданий со стальными каркасами являются колонны, подкрановые балки, подстропильные и стропильные фермы, элементы фахверка, связи, стальной профилированный настил.

Монтаж колонн

Металлические колонны, устанавливаемые на сплошные бетонные фундаменты, можно опирать:

- на заранее заделанные в фундаменты анкерные болты с подливкой в местах соединения цементного раствора после выверки установленной колонны по двум взаимно перпендикулярным осям;

- непосредственно на поверхность фундаментов, возведенных до проектной отметки фрезерованной подошвы колонны без последующей подливки цементным раствором;

- на заранее установленные, выверенные (со слоем цементного раствора при необходимости) стальные опорные плиты с верхней строганой поверхностью (безвыверочный монтаж).

При подготовке колонн к монтажу на них наносят следующие риски: продольной оси колонны на уровне низа колонны и верха фундамента.

Колонны, устанавливаемые на фундаменты, обеспечивают только анкерными болтами при наличии у колонны широких башмаков и при их высоте до 10 м. Более высокие колонны с узкими башмаками кроме крепления на болтах расчаливают в плоскости наименьшей жесткости с двух сторон. Расчалки закрепляют на верхней части колонны до ее подъема и при установке раскрепляют к якорям или рядом расположенным фундаментам. После натяжения расчалок с колонны можно снимать стропы.

Снимать расчалки можно только после закрепления колонн постоянными элементами. Устойчивость колонн в направлении оси здания обеспечивают подкрановыми балками и связями, установленными после монтажа первой пары колонн и соединяющей их подкрановой балки.

Металлические колонны, устанавливаемые на фундаменты, закрепляют в процессе монтажа анкерными болтами. Если под основание колонны подложены металлические прокладки, то они должны быть приварены. Колонны верхних ярусов (например, во встроенной этажерке) крепят высокопрочными болтами или сваривают.

Выверка конструкций каркаса, особенно колонн, требует больших затрат труда. Применение метода безвыверочного монтажа позволяет улучшить качество работ при одновременном сокращении сроков возведения сооружения.

Для безвыверочного монтажа необходима соответствующая подготовка конструкций на заводе-изготовителе и на строительной площадке. Повышенная точность изготовления конструкций обеспечивается следующим:

- конструкции башмака колонн и опорной плиты башмака изготовляют и поставляют на объект раздельно;

- торцы двух ветвей колонн должны быть фрезерованными;

- опорные плиты изготовляют строгаными.

К каждой опорной плите должны быть приварены 4 планки с нарезными отверстиями для установки болтов; на ветви колонн должны быть нанесены осевые риски.

При безвыверочном способе монтажа стальные колонны опираются на стальную плиту. В этом случае поверхность фундаментов бетонируют ниже проектной отметки на 50. 60 мм и после точной установки плиты подливают цементным раствором. Опорную плиту устанавливают регулировочными болтами на опорные планки, которые должны быть забетонированы в фундамент заподлицо с его поверхностью как закладные детали. Опорную плоскость плиты выставляют регулированием гаек установочных винтов по нивелиру. Величина фактической отметки опорной плиты не должна отличаться от проектной больше, чем на 1,5 мм.

При установке колонны осевые риски на ее ветвях совмещают с рисками, нанесенными на опорных плитах, что обеспечивает проектное положение колонны, и она может быть закреплена анкерными болтами. Дополнительного смещения колонны для выверки по осям и по высоте в этом случае не требуется. После установки расчалок к смонтированным конструкциям колонн и их натяжения начинают монтировать подкрановые балки. Установленные по осевым рискам подкрановые балки не требуют дополнительной выверки. После их закрепления на болтах снимают расчалки.

Монтаж подкрановых балок

Подкрановые балки устанавливают сразу после монтажа колонн в монтажной ячейке. При подъёме подкрановую балку удерживают двумя оттяжками. Принимающие балку на высоте монтажники находятся на подмостях или площадках, на монтажных лестницах. Они удерживают конструкцию от соприкосновения с ранее установленными элементами и разворачивают ее в нужном направлении перед установкой. Правильность опускания балки контролируют по совпадению рисок продольной оси на балке и консоли, а также по риске ранее установленной балки. Отклонение от вертикали устраняют, устанавливая под балку металлические подкладки. Балку временно крепят анкерными болтами.

При установке колонн с фрезерованными подошвами на фундаменты, забетонированные до проектной отметки, или на строганые металлические плиты положение подкрановых балок выверяют только по направлению главной оси.

Фермы и покрытие из стального профилированного настила

Подготовка фермы к монтажу состоит из следующих операций:

- обустройства люльками, лестницами и расчалками,

- подъема в зону установки,

- разворота при помощи расчалок поперек пролета,

- временного крепления с использованием кондукторов, расчалок, распорок между фермами и оттяжек.

Положение фермы выверяют по положению осевых рисок на торцах фермы.

В зависимости от их массы и длины фермы поднимают при помощи траверс одним или двумя кранами. Строповку ферм производят только в узлах верхнего пояса, чтобы в стержнях не возникали изгибающие усилия; фермы стропят в четырех точках траверсами с полуавтоматическими захватами дистанционного управления. При больших монтажных нагрузках производят временное усиление элементов деревянными пластинами или металлическими трубами. Первую поднимаемую ферму разворачивают при помощи оттяжек в проектное положение на высоте 0,5. 0,7 м над верхом колонн, опускают на монтажные столики, приваренные к колоннам, временно закрепляют на болтах, выверяют и осуществляют окончательное крепление. При подъеме во избежание раскачивания, ее поддерживают четырьмя гибкими оттяжками.

После установки и закрепления первой фермы и раскрепления ее четырьмя растяжками устанавливают вторую, которую связывают с первой при помощи прогонов, связей и распорок, они все вместе образуют жесткую пространственную систему. На колоннах средних рядов ферму дополнительно соединяют болтами с фермами рядом смонтированного пролета.

При схемах здания со стропильными и подстропильными фермами последние имеют длину 11,75 м и их устанавливают на колонны с зазорами в 25 см. В этом зазоре устанавливают надколонник, на который будет опираться стропильная ферма покрытия.

Покрытия из стального профилированного настила применяют в зданиях с металлическим и железобетонным каркасом для облегчения его массы, а также при монтаже покрытий крупными блоками. На монтаж могут поступать утепленные панели профилированного настила заводского изготовления.

Стальной профилированный настил - это панель из оцинкованного, а затем покрытого антикоррозионным слоем стального листа длиной 3. 12 м, толщиной 0,8. 1 мм с продольными гофрами высотой 60, 79 мм и более. Ширина листов настила 680. 845 мм, длина кратна трем - 6, 9 и 12 м и назначается проектом в соответствии с расположением прогонов ферм.

Листы укрупняют в карты на горизонтальных стендах, оборудованных выверенными по размерам карт упорами, и соединяют между собой комбинированными заклепками или контактной точечной сваркой. После раскладки листов ручной электродрелью просверливают отверстия для заклепок в местах соединения листов в волне нахлестки. Отверстия сверлят в соответствии с проектом, обычно через 50. 60 см. В просверленные отверстия устанавливают заклепки, соединяя, таким образом листы в единую карту нужного размера.

Покрытия из профилированного настила нецелесообразно монтировать поэлементным (полистовым) способом из-за большой трудоемкости - весь объем работ приходится выполнять на высоте. Чаще монтируют покрытия картами указанных выше размеров. Собранные карты монтируют по ходу монтажа конструкций покрытия (вслед за монтажем колонн и подкрановых балок). Стенд, на котором собираются карты покрытия, переставляют по необходимости краном на новые стоянки.

Карту стропят согласно схеме строповки и в зависимости от размера карты поднимают краном и подают к месту укладки. Настил в виде листов или предварительно укрупненных карт размером 6 х 6, 6 х 12, 12 х 12 м укладывают на прогоны кровли или блока покрытия. Прогоны покрытия устанавливают по узлам ферм, а при применении ферм из прямоугольных замкнутых профилей - непосредственно на верхние пояса ферм. Положение карт профилированного настила подгоняют по рискам разметки мест укладки.

Карты крепят к прогонам самонарезающимися оцинкованными винтами, реже дюбелями и электрозаклепками. Для крепления настилов покрытия к прогону в них предварительно при помощи электроинструмента просверливают сквозные отверстия диаметром 5,5 мм, затем в эти отверстия заворачивают при помощи гайковерта самонарезающиеся винты диаметром 6 мм с постановкой под головку пластмассовой или стальной шайбы.

Для комбинированных заклепок (которые применяют для соединения листов покрытия между собой) в листах также просверливают отверстия диаметром 5 мм, ставят в отверстия заклепки, опуская их головкой стального стержня вниз, а головкой алюминиевой заклепки вверх. Клепку выполняют пневмогидравлическим пистолетом или специальными рычажными клещами. При клёпке головку заклепки прижимают вниз и захваченный стальной стержень с усилием вытягивают вверх. При вытяжке стержня его головка сминает нижнюю цилиндрическую часть заклепки, при этом образуется нижняя головка заклепки. Как только завершается образование нижней головки заклепки, металлический стержень обламывается в зауженном сечении и его верхняя часть выдергивается из заклепки.

Стальной профилированный настил применяют при монтаже покрытий крупными блоками, собираемыми на конвейере. В этом случае по настилу, при сборке в готовые карты, наносят пароизоляцию, укладывают слой утеплителя, наклеивают гидроизоляционный ковёр.

Очень редко используют сборный железобетон для устройства покрытия. В этом случае 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.

Сварные соединения металлических конструкций

Монтажные соединения стальных конструкций бывают сварные, на болтах и особо ответственные - на заклёпках. При необходимости, стальные конструкции соединяют с железобетонными, приваривая соединительные элементы к закладным деталям железобетонных конструкций или соединения выполняют на болтах.

Сварные соединения применяют при жестком соединении несущих конструкций и при необходимости иметь плотное, водогазонепроницаемое соединение элементов. К таким конструкциям относятся листовые конструкции кожухов доменных печей, пылеуловителей, резервуаров, газгольдеров. К жестким соединениям относятся стыки колонн между собой, колонн и подкрановых балок, колонн и стропильных ферм.

Сварные соединения монтажных элементов первоначально скрепляют между собой грубыми монтажными болтами, а поскольку полученной прочности недостаточно по расчету на прочность, элементы между собой сваривают. В зависимости от вида соединяемых конструкций элементы могут свариваться непосредственно или при помощи дополнительных стыковых накладок.

Стыки колонн

Колонны высотой 18 м и более перед транспортированием членят на отправочные элементы, исходя из габаритов транспортных средств. При монтаже эти части колонн соединяют вместе, сварка может выполняться непосредственно или при помощи стальных накладок, которые устанавливают на болтах и приваривают к соединяемым элементам. Стыки колонн одноэтажных промышленных зданий делают обычно в надкрановой части выше подкрановых балок. Фрезерованные торцы надкрановой и основной частей колонны стыкуют между собой и сваривают по плоскости стыка. Для большей жесткости обе части соединяют между собой стыковой листовой накладкой.

Как сделать стык колонны?

Доброе утро.
Есть металлическая колонна из двутавра 35К1 высотой 14.5 метров. Как сделать стык двутавров на монтажной площадке. На завод их отдавать не хотят делать.

Это все понятно. а как они будут выверять на стройке уже все это?
Пришел сварщик Вася на работу ему сказали сварить встык колонны на накладках. он взял сварил ,а она от оси отклонилась на 2 сантиметра. все размеры примыкающих к ней балок летят. На заводе это проверяется. делается с достаточно большой точностью. а на стройке?

Формально, это у же не проблемы проектировщика, что криво сварено. Пусть переваривают.
Но грамотная монтажная организация вполне может сварить и не криво, соблюдая нехитрую, вобщем-то технологию. Но это опять-таки не наш огород.
В крайнем случае, если уж совсем совесть мучает, разрабатываете в проектной документации узел укрупнительного стыка, предусматривая фиксаторы-направляющие, из, например, уголков, стягиваемых болтами.

да ну бросьте, так уж и не важно. нужно при проектировании учитывать отклонения в монтаже -- оставляя зазоры между монтажными элементами

но однако варить колонну встык так, чтобы допустить экспентриситет в несколько сантиметров -- это уже сам по себе опасно

ну в наладках делаются монтажные болты обычно. отклонения осей 1..2 мм. без болтов и монтировать сложновато

Если я правильно понял, то колонны будут полностью изготавливаться на монтажной площадке. Длина колонны 14,5м, поэтому ее стык будет выполняться на специальном стенде (специально выравненной площадке с необходимой разметкой). В таких условиях, при трезвых сварщике и монтажниках при минимальном контроле со стороны прораба, криво сварить просто невозможно.

Цитата из любого (в данном случае из Беленя) учебника по МК:
Монтажные соединения выполяются встык с полным проваром или на высокопрочных болтах (что более геморно, по моему мнению).
При соединении встык торцы элементов фрезеруют. Для выверки и фиксации стыкуемых элементов устанавливают монтажные уголки (на полки и стенку).

По своей сути это не монтажное, а, фактически, заводское соединение, несмотря на то, что выполняется на монтажной площадке.

А где я написал, что это неважно? Я написал, что некачественно выполненная сборка - это не проблемы проектировщика.

to DK
Ну почему же заводское.
На заводе изготовили колонны сразу с фрезировкой торца и разделкой кромок, приварили монтажные уголки с отверстиями.
На площадке подняли колонну, временно зафиксировали болтами через эти отверстия. Стрельнули теодолитом с одной стороны, стрельнули с другой. Если криво, то при помощи болтов поправили. В конце этих нехитрых манипуляций обварили и забыли.

Стыки и детали колонн

Стыки колонн бывают заводские и монтажные. Заводские стыки устраиваются из-за ограниченности длины прокатных профилей (смотрите раздел Сортамент). Монтажные стыки устраиваются из-за ограниченных транспортных возможностей (9 — 13 м при перевозке на одной платформе и 19 — 27 мм при перевозке на сцепе).

Заводские стыки элементов обычно располагают вразбежку, не концентрируя их в одном месте, поскольку соединение отдельных элементов можно произвести до общей сборки стержня. Примеры сварных заводских стыков отдельных элементов колонн показаны на фигуре.

Заводские сварные стыки

Заводские сварные стыки: а — поясов сварного двутавра; б — двутавровых ветвей
сплошной колонны; в — ветви сквозной колонны на планках.

Основным условием образования прочного стыка является обеспечение передачи усилия с одного элемента на другой. При сварке встык это обеспечивается соответствующей длиной сварных швов (смотрите раздел Сварные соединения), а при стыковании накладками, кроме необходимой длины сварных швов, также и соответствующей площадью сечения накладок, которая должна быть не меньше площади сечения основных стыкуемых элементов.

Простейшим и потому наиболее рекомендуемым является прямой стык со сваркой встык. Осуществление такого стыка возможно во всех случаях, поскольку во внецентренно сжатых колоннах всегда можно найти сечение с пониженными растягивающими напряжениями.

Монтажные стыки колонн располагают в местах, удобных для монтажа конструкций. Для колонн переменного сечения таким местом является уступ на уровне опирания подкрановых балок, где меняется сечение колонны.

Стыки верхней и нижней частей одностенчатой оплошной колонны

На фигуре показаны типы стыков верхней и нижней частей одностенчатой сплошной колонны: заводского и монтажного.

Прикрепление

Прикрепление надкрановой частя колонны к сквозной подкрановой.

На фигуре показано прикрепление верхней части колонны к нижней сквозной при помощи двухстенчатой и одностенчатой траверсы.

Длина швов (l_ш на фигуре выше), необходимая для прикрепления внутреннего пояса верхней части колонны, определяется из того условия, чтобы действующие в верхней части колонны в месте прикрепления ее к нижней части момент М и продольная сила N воспринимались сварными швами, прикрепляющими пояса верхней части колонны; при этом швы, прикрепляющие стенку, обычно не учитываются.

Усилие в поясе, равное

передается через четыре шва, присоединяющих деталь 1 к стенке нижней части колонны. Деталь 1 имеет прорезь, которая позволяет насадить ее на стенку нижней части колонны (прорезь делают на 2 — 3 мм больше толщины листа). В случае монтажного стыка эту деталь делают отдельно от поясного листа, приваривая ее к нижней части колонны.

В колоннах с нижней решетчатой частью верхняя часть прикрепляется при помощи детали, называемой траверсой. Траверса работает на изгиб как балка на двух опорах и должна быть проверена на прочность; эпюра моментов в траверсе показана на фигуре. Прикрепление траверсы к ветвям колонны осуществляется сплошными швами и рассчитывается на опорную реакцию траверсы. Для обеспечения общей жесткости узла сопряжения верхней и нижней частей колонны ставятся горизонтальные диафрагмы или ребра жесткости.

Монтажный стык колонн сплошного сечения

Монтажный стык колонн сплошного сечения, передающий преимущественно сжимающие усилия, может быть осуществлен с помощью фрезерованных торцов. Такой тип стыка применен на московских высотных зданиях.

В случае передачи колонной также и момента возможен показанный на фигуре б сварной стык, не требующий фрезеровки торцов. Устройство здесь прямого сварного стыка возможно при условии обеспечения равнопрочности сварного и основного металла.

Обычно предполагается, что в колоннах, работающих преимущественно на сжатие, все же возможно появление растяжения на любом крае сечения. Поэтому в стыках требуется обеспечить восприятие условной растягивающей силы, которая обычно принимается равной 15% от расчетной нормальной сжимающей силы (конечно, если нет реальных сил растяжения, превышающих эту величину).

Опирание подкрановых балок на консоль

Опирание подкрановых балок на колонны постоянного сечения (в легких цехах) осуществляется путем устройства консоли из сварного двутавра (из листов) или из двух швеллеров.

Консоль рассчитывается на момент от давления двух сближенных кранов, расположенных на подкрановых балках: М = Ре, где е — расстояние от оси подкрановой балки до ветви колонны.

Швы, прикрепляющие одностенчатую консоль, рассчитываются на действие момента М и перерезывающей силы Р.

Швы, прикрепляющие консоль, состоящую из двух швеллеров, обнимающих колонну, рассчитываются на реакцию S, найденную как в одноконсольной балке:

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов

Nothing found

It seems we can’t find what you’re looking for. Perhaps searching can help.

Технология монтажа стальных конструкций

Стальные конструкции металлокаркасов зданий (колонны, фермы, балки, связи) устанавливают россыпью, отдельными конструкциями или блоками конструкций.

Перед началом монтажа элементов каркаса проверяют правильность установки фундаментов и анкерных болтов. Положение фундаментов выверяют геодезическими инструментами, проводят проверку отметки поверхности фундаментов, опорных листов и их положение в плане относительно поперечных и продольных осей, отметки и положение в плане анкерных болтов, длину их нарезки. Реальное положение фундаментов и анкерных болтов фиксируется на исполнительном чертеже и сверяется с проектными размерами.

Колонны

Отклонения при проверке осей фундаментов под стальные колонны не должны быть больше указанных в СНиП. Особенно тщательно проверяют положение фрезерованных поверхностей плит, уложенных на фундаменты для безвыверочной установки колонн.

Стальные колонны обычно устанавливают целиком, а тяжелые собирают из двух-трех элементов. Процесс установки колонны в проектное положение состоит из операций ее захвата, подъема, наводки на опоры или встык, выверки и закрепления. Колонну захватывают стропами или полуавтоматическими захватными приспособлениями. Под стропы, в местах соприкосновения со стальными элементами колонн, кладут подкладки (деревянные или из труб, разрезанных вдоль пополам). Перед подъемом на колонну навешивают лестницу для последующего снятия стропов.

Подъем колонн производят поворотом или скольжением.

Точность установки колонн зависит от характера опирания их башмаков на фундаменты. Различают следующие способы опирания башмаков:

без последующей подливки цементным раствором непосредственно на поверхность фундаментов, возведенных до проектной отметки;

на подлитые цементным раствором стальные опорные плиты с верхней строганой поверхностью, плиты предварительно устанавливаются и выверяются;

на заранее установленные опорные детали балки, рельсы — или на бетонные ребра, опорная поверхность которых выверена, с последующей подливкой башмаков колонн цементным раствором.

На практике применяют и более упрощенный метод опирания башмаков на поверхности фундаментов, на 2 - З см не доведенных до проектной отметки. В этом случае башмаки устанавливают на две-три металлические подкладки, которые сваривают между собой и приваривают к башмаку. Количество подкладок и их расположение определяют, когда выверяют колонны. После установки и закрепления колонн, их башмаки подливают цементным раствором.

При стыковании элементов колонн по вертикали верхний элемент поднимают и на весу наводят встык с подмостей, укрепленных на нижней ветви колонн. Выверяют колонны геодезическими инструментами и отвесами. При этом проверяют положение колонн в плане, их вертикальность и отметки опорных поверхностей для конструкций, устанавливаемых на колонны. Отклонения от проектных размеров не должны превышать допускаемых. Колонны, как правило, закрепляют анкерными болтами.

Колонны высотой до 15 м с узкими башмаками закрепляют на фундаментах двумя или четырьмя болтами и дополнительно в плоскости наименьшей устойчивости – расчалками, которые крепят к фундаментам или переносным якорям и снимают после окончательного закрепления колонн. Колонны высотой более 15 м и шарнирно опертые в дополнение к анкерным болтам закрепляют способами, специально разработанными для каждого случая (четырьмя расчалками, подкосами, распорками и др.)

Для придания колоннам устойчивости рекомендуется вслед за установкой очередной колонны монтировать связи о подкрановые балки. Если первая пара колонн установлена без постоянных связей, надо сразу закрепить их временными связями.

Балки

Процесс установки балок так же, как и колонн, включает операции захвата, подъема, установки на опоры или заводки встык, выверки и закрепления. Стальные балки захватывают стропами или клещами. Под стропы укладывают защитные прокладки. Легкие балки, ригели и т.п. можно поднимать группами в обойме, что дает возможность лучше использовать грузоподъемность крана. Балки поднимают и на весу опускают на опоры. Наводят балки на опоры рабочие, находящиеся на подмостях, установленных на колоннах. Тяжелые балки (например, подкрановые в мартеновских цехах и др.) монтируют из отдельных элементов, соответствующих грузоподъемности монтажного крана. Для опирания частей балок до их окончательного закрепления в местах их стыковки в пролете устанавливают временные монтажные опоры.

Тяжелые балки можно также поднимать целиком двумя кранами большой грузоподъемности. Экономичность выбранного способа должна быть проверена расчетами.

Балки перекрытий и подкрановые балки выверяют в процессе их установки до снятия крюка крана. Подкрановые пути, требующие повышенной точности установки, выверяют участками (между температурными швами) после того, как выверены и закреплены конструкции основного каркаса здания (колонны, фермы, связи, балки).

Выверка подкрановых балок геодезическими инструментами, уровнем и стальной лентой включает проверку их положения в плане, отметок верхних поверхностей, вертикальности стенок, расстояния между двумя параллельными балками, разности уровней балок в стыках, смещения в стыках. Положение балок исправляют ломиками, металлическими подкладками и домкратами. Отклонения от проектных размеров не должны превышать допускаемых СНиП.

Балки закрепляют заклепками, болтами (высокопрочными, нормальной и повышенной точности) и сваркой. Для временного закрепления балок, стыкуемых на заклепках и болтах, надо заполнить не менее 40% отверстий, в том числе 10% пробками и 30% болтами. Сварные стыки временно прихватывают. Количество, размеры и длину прихваток, воспринимающих монтажные нагрузки, определяют расчетом и указывают на чертежах.

Фермы и связи

Фермы и связи устанавливают только после выверка и окончательного закрепления колонн и связей по ним. В большинстве случаев грузоподъемность монтажных кранов допускает монтаж укрупненных блоков, состоящих из двух ферм, рам фонарей и связей. Такие блоки собирают в зоне действия монтажного крана.

В панелях, где между двумя соседними фермами связи для придания блоку достаточной жесткости проектом не предусмотрены, устанавливают временные горизонтальные и диагональные связи, образующие гибкий блок. Жесткие блоки, в которых фермы соединены постоянными горизонтальными и вертикальными связями, обладают достаточной устойчивостью во время подъема и после завершения установки в проектное положение.

Фермы, спаренные в монтажные блоки, захватывают не менее чем за четыре точки. Для их подъема используют стропы и траверсы, оборудованные захватами дистанционного управления. Для лучшего распределения усилий при подъеме блока траверсы располагают перпендикулярно к верхним поясам ферм, что способствует передаче на их элементы только вертикальных сил.

Конструктивные и конструктивно-технологические блоки покрытий, состоящие из подстропильных и стропильных ферм, фонарей, связей, прогонов, несущего настила покрытия, утепления, кровли, остекления фонарей, трубопроводов и электропроводок, собранные на конвейерной установке, устанавливают в проектное положение кранами грузоподъемностью 5060 т непосредственно с тележек, поступающих с конвейерной линии.

Если фермы монтируют по одной, их захватывают за узлы верхнего пояса не менее чем в двух точках, для чего используют стропы или траверсы с захватами дистанционного управления. При подъеме фермы за две точки в ее поясах могут возникнуть усилия, противоположные расчетным. В таком случае верхний пояс будет растянут, нижний сжат. При недостаточной жесткости поясов они могут изогнуться из плоскости ферм. Чтобы избежать такой деформации, следует захватывать фермы за узлы, расстояние между которыми примерно равно 0,67L (L – длина фермы), или захватывать фермы за четыре точки.

Если эти меры по расчету не обеспечивают достаточной устойчивости поясов ферм, их нужно усилить брусьями или пластинами, которые закрепляют с двух сторон болтами или хомутами. Для предотвращения раскачивания блоков или ферм при подъеме к их концам должны быть прикреплены две пеньковые оттяжки, которые монтажники придерживают и направляют фермы. Блоки и фермы поднимают на высоту выше отметки опоры на 0,5 - 1 м., затем опускают, наводя их монтажными ломиками на опорные болты, и сразу же закрепляют.

Когда фермы монтируют по одной, начинают всегда со связевой панели. Первую ферму раскрепляют не менее чем четырьмя временными расчалками, и сразу же после установки второй фермы монтируют постоянные связи. Каждую последующую ферму до снятия стропов крепят к установленным постоянным или временным связям.

Фермы выверяют сразу после их установки. Отметки опорных узлов ферм проверяют нивелирами или переносят отметки с нижнего уровня на верхний, вертикальность ферм — отвесом, их прогиб из плоскости — натягиваемой проволокой, а расстояние между верхними поясами ферм — стальными лентами или шаблонами. Отклонения от проектных размеров возможны только в пределах, допускаемых СНиП.

Для установки ферм на смонтированные колонны навешивают подмости, а на фермы перед установкой временных или постоянных связей надо навешивать подмости вдоль нижнего пояса по всей его длине. При работе на верхнем поясе пользуются переносными люльками. Кроме того, до подъема ферм на каждой из них закрепляют трос для безопасного перемещения монтажников по нижнему поясу. После установки, выверки и последующего закрепления очередного блока или фермы на них укладывают плиты покрытия симметрично относительно середины пролета (от середины к краям). При наличии фонарей, укладка плит выполняется симметрично от фонаря к краям по обе стороны от него, далее - по фонарю от края к краю.

Обработка стыков колонн, балок и ферм

Стыки стальных колонн, балок, ферм закрепляют болтами нормальной и повышенной точности, высокопрочными болтами и электрической сваркой. Сборку узлов конструкций стальных каркасов на заклепках применяют редко, главным образом в цехах с тяжелым температурным режимом и большими крановыми нагрузками (сталеплавильных, прокатных и др.), а также в мостовых конструкциях.

Установка болтов нормальной и повышенной точности - несложный процесс. Под головки болтов и под гайки подкладывают шайбы. Гайки завертывают пневматическими или электрическими гайковертами или ручными ключами. После затяжки гаек для их закрепления устанавливают контргайки, прихватывают их электросваркой или на нарезке делают насечки.

Высокопрочные болты отличаются от обычных тем, что обеспечивают такое плотное сжатие, при котором силы трения, возникающие между соприкасающимися элементами пакета, передают расчетные усилия, действующие на стык или узел. Чтобы избежать смятия металла под головкой и гайкой болта, под них подкладывают шайбы, изготовленные также из высокопрочной стали.

Для обеспечения требуемой по расчету величины коэффициента трения все соприкасающиеся поверхности элементов стыков и узлов, стягиваемые высокопрочными болтами, должны быть до их сборки тщательно очищены пескоструйными аппаратами, металлическим порошком, обжигом или иным способом. Гайки высокопрочных болтов закручивают до получения расчетной величины крутящего момента сначала пневматическими гайковертами, затем докручивают специальными тарированными ключами.

Электросварка стыков — самый распространенный вид монтажных соединений большинства стальных конструкций. Применяют ручную и автоматическую сварку.

Наиболее распространена на монтажных работах ручная электродуговая сварка, позволяющая выполнять швы в любом пространственном положении: нижнем, вертикальном, горизонтальном на вертикальной поверхности и потолочном. Для ручной сварки применяют электроды со специальным покрытием. Их диаметр зависит от толщины свариваемого металла. На монтажных работах применяют в основном электроды типов Э42,42А, Э46,46А, Э50,50А, Э55 и пр. Число обозначает величину временного сопротивления наплавленного металла, а буква А — повышенное значение относительного удлинения и ударной вязкости.

Свариваемые при монтаже элементы можно соединять стыками различных типов: без скоса кромок; с Y и Х-образными швами со скосом одной или двух кромок; угловыми без скоса или со скосом одной кромки; тавровыми без скоса, с одним или двумя скосами одной кромки и нахлесточными швами. Сварка при любом из этих типов стыковых соединений может быть односторонняя или двусторонняя.

Швы большой протяженности вручную сваривают участками длиной 300 - 400 мм. Направление сварки каждого участка противоположно направлению сварки всего шва. Этот метод, называемый обратноступенчатым, обеспечивает минимальные остаточные напряжения.

При толщине металла более 8 мм сварной шов образуют в несколько слоев одним из распространенных способов: секционным или горкой.

Автоматическую сварку под слоем флюса применяют только для швов, расположенных горизонтально, так как в наклонном и вертикальном положении флюс удержать трудно.

Швы металлических конструкций толщиной 16 мм и более в наклонном и вертикальном положении соединяют электрошлаковой автоматической сваркой.

Качество сварных швов стальных конструкций проверяют внешним осмотром, магнитографическим методом, ультразвуком, химической реакцией, керосином и вакуум-методом. Швы законченных сборкой резервуаров проверяют также гидравлическим способом (водой) или пневматическими испытаниями. Внешним осмотром через лупу 5 или 10-кратного увеличения или невооруженным глазом определяют наружные дефекты сварных швов. Перед осмотром швы очищают от ржавчины, грязи и заусенцев. Обнаруженные дефекты отмечают мелом для исправления.

Просвечивание основано на способности рентгеновских или гаммалучей проникать через толщу материала. С одной стороны на магнитных держателях закрепляют аппараты для просвечивания, а с обратной стороны — чувствительную фотопленку. В местах шва, где имеются поры или шлаковые включения, на пленке образуются более темные пятна. Просвечиванием, согласно СНиП, проверяют только часть швов. При обнаружении дефекта количество проверяемых швов удваивают.

Магнитографическим контролем швов обнаруживают поля рассеяния, которые образуются в местах дефектов при намагничивании контролируемых конструкций и фиксируются на эластичной магнитной ленте.

Ультразвук дает возможность обнаружить дефекты вследствие различного отражения направленного пучка высокочастотных звуковых колебаний от металла (сплошного сварного шва) и пустот в шве. Места контроля обильно покрывают маслом для обеспечения акустического контакта.

Химическая реакция воздействия аммиака на 4%-ный раствор фенолфталеина или 5%-ный раствор нитрата ртути используется при испытании швов, открытых только с одной стороны, например в днищах резервуаров. Для этого под днище в нескольких местах вставляют трубки, через которые подают аммиак. Чтобы последний из под днища не просачивался, днище вдоль кромки обмазывают глиной так, чтобы между ним и основанием, на котором оно лежит, не оставалось зазоров. Швы днища смазывают водно-спиртовым раствором фенолфталеина или накладывают полосы марли, смоченные в растворе нитрата ртути. Если в швах есть поры, аммиак, проникая сквозь них, вступает в химическое взаимодействие с реагентами, которыми обмазаны сверху швы днища, окрашивая фенолфталеин в бурый цвет, а нитрат ртути — в зависимости от того, окисная она или закисная,— в белый или черный цвет. Нитрат ртути дает более четкие показания, чем фенолфталеин, на который может повлиять некачественная очистка швов.

Керосином испытывают на плотность швы резервуаров, труб и др. листовых конструкций. Используя его высокие проникающие свойства, можно обнаружить мельчайшие капиллярные отверстия. Для этого шов с одной стороны смазывают керосином, а с другой — наблюдают за ним. Если через 4—8 ч на поверхности не будет обнаружено керосиновых пятен, значит, шов достаточно плотен. Чтобы легче было обнаружить пятна керосина, рекомендуется сторону, не смазанную им, обмазать разведенным в воде мелом или каолином. Керосин образует на обмазке после ее высыхания желтые пятна в местах не провара.

Узлы металлических конструкций

Приведу примеры всех проектируемых узлов металлоконструкций, которые проектируя во всех своих проектах от простых до сложных. А это значит можно познакомиться с вариантами соединений всех основных конструкций сооружений: колонны, стойки, балки, фермы, прогоны. Каждый тип мной был изучен на стадии становления, а значит выполнены ручные расчёты. Именно поэтому я их уверенно применяю в своих рабочих чертежах и прикладываю по требованию в отчётах. Поспешный подход к сопряжениям во-первых увеличивает заметно расход металлопроката от 5% и выше, а во-вторых теряет эстетичность. Некоторые серийные варианты как раз, как правило, с небольшим запасом.

Все проектируемых мной типы узлов металлических конструкций

Крепление стоек к фундаменту

В основном жесткая работа в одном направлении, а в другом, для существенной экономии уже податливая. И для устранения этого минуса в этой плоскости применяются связи, расщепляющие все стойки. Расчёт сводиться к определению толщины опорной пластины с учётом рёбер жёсткости или без них,а также проверка прочности на растяжение анкерных болтов. Исключение база с траверсами, для которая требует дополнительных проверкой анкерной плитки и траверсы на изгиб. Другие проверки это несущая способность сварных швов и прочность участков анкерной плиты

Жёсткая база колонны
Устанавливается в крайних рядах строения. Профиль используется прямоугольный, для оптимальной работы. А именно воспринимает в одном направлении ветровую нагрузку. Применяется при одноэтажных сооружениях в рамно-связевых системах
Это уникальный случай, который не требует абсолютно связевых элементов. Абсолютно устойчива в обоих направлениях. Также применяется в одноэтажных зданиях
Основная колонна зданий многоэтажных или высоких производственных помещений. Из плоскости обязательно скрепляется системой связей для устойчивости. Без дополнительных рёбер опорная плита по расчёту будет большей толщиной
Двутавр типа «Б» облегчает расход металла при наличии грузоподъёмного оборудования при высоких объектах. Имеет развитое по высоте сечение, что уменьшает перемещения. На опоре в таких случаях повышенные изгибающие моменты, для чего и конструируется база с траверсами. Которые обычно выходят за пределы анкерной плиты

Податливое соединение применяются когда стойки обеспечены устойчивостью за счет системы связей металлокаркаса. Толщина пластина в общем применяется интуитивно-конструктивно, а болты подбираются из условия на срез!

Шарнирная опора стоек
Такой вид справедлив видимо только для фахверковых стоек, производственных сооружений
Применяются в полностью связевых системах малогабаритных одноэтажных домов. (Пр. каркасно тентовый ангар)

Сопряжение основных балок колоннам

Подобные узлы металлоконструкций перекрытий конструируем при много этажном строительстве. А также для одноэтажных объектов, но у меня они исключительно с профильными прокатами.

Податливые сопряжения балки с колонной
Стандартный , простой способ крепления конструкции перекрытия
Более надёжный, ввиду большей длины сварного шва, при этом требуется дополнительная прокладка между балкой и колонной для свободного монтажа. Минусом же является больший расход листового проката и трудоёмкость

Рамное соединение балки и колонны
Применяю единственный способ жёсткого узла сопряжения, так считаю он оптимально сочетает надёжность и эстетичность

Прогоны покрытия здания

Проверка прочности узлов отсутствует так такое, главное подобрать конструктивно соединительные детали и диаметр болтов, который как правило М16. Исключения малые и большепролётные здания, где в прогонах, как в связях могут быть дополнительные усилия!

Применяю исключительно при сэндвич панелях. Профильная труба хорошо работает на косой изгиб

При сэндвич панелях а также при профилированном настиле коньковые прогоны соединяются между собой планками. Кроме всего для сэндвич необходимы дополнительные затяжки для их устойчивой работы.

Элементы связей каркаса

Расчет таких узлов сводиться, для средних по габаритам сооружений, в определения сечения по гибкости, а так же проверка несущей способности болтов

Связь примыкает к стенке двутавра и для некой жёсткости от горизонтальной нагрузки необходимо установить дополнительное рёбра

Упор идет непосредственно на стенку двутавра и в этом варианте нет необходимости в дополнительных деталях.

Особенность данного решения — наличие дополнительной торцевой пластины, которая служит для распределения давления при тонкостенной профильной трубе

Соединительная пластина должна пронизать поперечную трубу для передачи через неё продольных усилий, который возникают от действия ветра обычно

Балки перекрытия

Проверка прочности сводиться проверка болтов на срез и смятие, а также прочность сварных швов

Распространённый тип, когда швеллер крепиться к косынке через болты, без дополнительных пластин

Виду того что поперечное усилие передаваемой от балки из двутавра больше чем от швеллера. Возникает необходимость применять усиленное её примыкание. Такую задачу можно решить путём приварки дополнительной пластины с весомой толщиной

Стропильные фермы

Данные узлы металлоконструкций весьма ответственные. Расчёт необходим для определения толщины фланцевой пластины и диаметра болтов

Соединения отправочных марок ферм покрытия
Самый популярный основной узел фермы — стыка нижнего пояса
Для лёгкий видов стропильных конструкций применяется вот такое сопряжение, которое в общем разработал самостоятельно. Подходит для сечений нижнего профиля 80 и 100мм. (Пр. каркасно тентовый ангар)

Стандартные узлы примыкания ферм я уже не применяю в своих проектах!

Опирание стропильной фермы на колонну
Пользуюсь разработанным самостоятельно видом узла, который обеспечивает передачу продольных усилий на стойку. Цель уменьшить усилия на конструкцию стойки и её базу.
	Другой вариант для большепролётных фермы, здесь уже колонны из двутавра

Подвижная крепление фахверковой стойки к ферме
Овальные отверстия необходимы, что бы компенсировать прогиб стропильной фермы покрытия

Расчёты узлов

Все эти виды и другие узлы металлоконструкций проходят стадию конструирования. То есть расчет всех его основных элементов и деталей, примеры привожу на своём давнем первом сайте в категории расчёт металлических конструкций, где можно поискать мои решения. И неважно какое здание производственное, промышленное, общественное или сельскохозяйственное проектируется из таких вот решений.

Местная проектная фирма обратилась за услугой разработки КМ чертежей конструкций металлической кровли. Проектируется типовое

Руководство проектной организации — обратилось за услугой. Цель как оказалось — выполнить прочностные проверки с расчетом

Читайте также: