Способы установки монтажных элементов в проектное положение

В практике строительства утвердились следующие способы уста­новки конструкций: наращивание, подращивание, поворот, надвижка и вертикальный подъем (рис. 16.1).

Рис. 16.1. Основные методы монтажа зданий и сооружений: а - наращивание (1..3 – последова-тельность монтажа); б – подра-щивание (1...3 – последовательность подъема); в - метод падающей стре-лы; 1...1II- этапы поворота конст-рукции; 1 – шарнирное опирание; 2 – растяжка; 3 - «падающая стрела»; 4 - блок; 5 - лебедка; г - надвижка; I - мон­тажный кран; 2 – надвигаемый конструктивный элемент; 3 - элемент в проектном положении;4 - блок полиспаста; 5 – лебедка; д – вертикальный подъем гидравличес-кими подъемниками; 1 – гидравли-ческий подъемник; 2 – поднимаемая конструкция; 3 – подведение поддер-живающих конструций; е – мон-таж спаренными кранами; 1 – монтажный кран; 2 – постоянная опора; 3 – подъем и поворот конструкции на опоры

Способ наращиванияшироко распространен при монтаже всех ти­пов зданий. Установку элементов можно осуществлять по всем трем методам монтажа - дифференцированному, комплексному и смешан­ному. Монтаж конструкции осуществляют сверху на ранее установ­ленные конструкции, и он включает в себя строповку, подъем в про­ектное положение, установку конструкции на опоры, временное креп­ление и выверку положения, расстроповку и закрепление конструкции в проектном положении. Способ заключается в последовательном наращивании элементов здания по горизонтали по всей длине (по всей площади этажа), с про­должением работ в той же последовательности и на последующих эта­жах. В качестве монтажных элементов могут быть отдельные конст­рукции, укрупненные линейные элементы, плоские и пространствен­ные блоки. Способ позволяет организовать возведение здания любыми современными методами, при любой организации работ, применить самую разнообразную комплексную механизацию всех работ, обеспе­чить максимальное совмещение технологических процессов с целью сокращения общей продолжительности производства работ.

Данный способ установки конструкций позволяет широко приме­нять блоки и элементы полной заводской готовности (сантехкабины, объемные блок-комнаты), комплектно-блочный монтаж из укрупнен­ных в пространственные блоки строительных конструкций с перенесе­нием части, а иногда и большего объема последующи» достроечных или общестроительных и отделочных работ в заводские условия.

Способ подращиваниязаключается в последовательном возведе­нии сооружения, начиная с верхнего этажа и заканчивая первым. Сна­чала на смонтированных конструкциях подземной части здания соби­рают и поднимают самые верхние конструкции, затем к ним подращи­вают элементы и конструкции, расположенные ниже. Достоинством этого способа является выполнение основных сборочных и сварочных операций на уровне земли. Способ достаточно широко применяется, в частности при возведении зданий методами подъема перекрытий и этажей.

В жилищном и промышленном строительстве подращивание осуще­ствляют по направляющим колоннам, ядрам жесткости с использовани­ем домкратов и средств подтягивания конструкций. При методе подъе­ма перекрытий первоначально бетонируют все перекрытия, включая па­нель покрытия. С помощью домкратов поднимают на определенную вы­соту верхнее покрытие, обычно с готовой кровлей. Далее последова­тельно, в соответствии с установленной технологией, осуществляют подъем одного перекрытия или пакета плит на промежуточную высоту, наращивание колонн, снова подъем плит как с промежуточных отметок, так и с уровня земли. Когда все панели перекрытия оказываются на сво­их проектных отметках, начинается обустройство их остальными конст­руктивными элементами, включая навеску стеновых панелей. Возведе­ние этажей при этом методе производят сверху вниз.

При методе подъема этажей также первоначально бетонируют все перекрытия и верхнее покрытие, которое поднимают на промежуточ­ную высоту, на верхнем перекрытии возводят сборные конструкции верхнего этажа, весь этаж поднимают до уровня покрытия и соединя ют с ним. Далее на верхнем забетонированном перекрытии монтируют следующий этаж, поднимают до верхнего и вместе их поднимают до проектных отметок. Далее собирают следующий этаж и поднимают до проектных отметок. Все последующие конструкции собирают и подни­мают в проектное положение подобным образом.

Способ поворотаприменяют для конструкций или сооружений, собираемых в горизонтальном положении, обычно на уровне земли. Подъем конструкций в проектное положение осуществляют путем по­ворота вокруг неподвижного шарнира с помощью порталов, шевров, мачт с полиспастами, лебедками, с применением самоходных кранов. Задача всех этих монтажных приспособлений и средств состоит в обеспечении плавного подъема и поворота монтируемой конструк­ции с горизонтального в вертикальное положение. Для обеспечения устойчивости конструкции при подъеме, особенно в завершающий мо­мент установки в вертикальное положение, используют тормозные ле­бедки и другие устройства, воспринимающие инерционные силы от движения поднимаемой системы, воспринимающие боковые ветровые усилия и другие нагрузки, возникающие при подъеме.

Способом поворота монтируют радиомачты высотой до 120 м, опоры линий электропередач. Наиболее часто применяют две разно­видности способа:

-способ поворота с использованием самоходного крана для подъема верха конструкции на промежуточную высоту с по­следующим подъемом конструкции с помощью лебедки;

- спо­соб «падающей стрелы» - на конструкцию в шарнире устанавливают вертикально и жестко закрепляют высокую жесткую стойку, верх ко­торой соединяют с верхом поднимаемой конструкции, таким образом, создается жесткая треугольная система. Эту систему поворачивают во­круг опорного шарнира с помощью лебедки, трос от которой закреп­лен наверху стойки (стрелы), проходит через неподвижный, заанкеренный в земле блок.

Способ надвижкиоснован на сборке отдельных конструкций в крупный пространственный блок (в бетонировании крупноразмерной пространственной конструкции) в стороне от своих постоянных опор. В проектное положение готовую пространственную конструкцию над­вигают по специальным накаточным путям. При этом конструкция либо скользит (способ скольжения), либо катится на роликах (способ качения). Способ применяют при монтаже конструкций промышлен­ных зданий, при надвижке конструкций в стесненных условиях пло­щадки или при недостаточной грузоподъемности монтажных кранов.

Способ вертикального подъемахарактеризуется тем, что на земле полностью монтируют пространственную конструкцию, поднимают с помощью подъемников (обычно гидравлических) несколько выше проектной отметки, под нее подводят поддерживающие конструкции, чаще всего колонны, на которые и опускают монтажный элемент. В отдельных случаях пространственный, подготовленный для монтажа блок, поднимают и устанавливают на опоры с помощью двух синхрон­но работающих монтажных кранов.

Способы установки элементов являются неотъемлемой частью про­екта производства работ. Оптимизация методов монтажа производится путем технико-экономического анализа с учетом определяющих фак­торов: конструктивных особенностей здания, массы элементов, релье­фа площадки и требуемых площадей, наличия монтажного оборудова­ния, нормативных сроков строительства.

Выверка элементов.

Выверка обеспечивает точное соответствие монтируемых конструк­ций проектному положению. В зависимости от вида монтируемых кон­струкций, их оснастки, стыков и условий обеспечения устойчивости, выверку производят визуально или инструментально в процессе уста­новки, когда конструкция удерживается монтажным механизмом или после установки при ее закреплении.

Визуальную выверку производят при достаточной точности опор­ных поверхностей и стыков конструкций. При этом могут использо­ваться стальные рулетки, калибры, шаблоны и т.п.

Инструментальную выверку выполняют при сложности обеспече­ния точности установки монтажных элементов и конструкций провер­кой только опорных поверхностей, торцовых оснований или стыков смонтированных конструкций. Ее производят при установке специаль­ных монтажных приспособлений (кондукторов, рамно-шарнирных ин­дикаторов и т. п.). Инструментальная выверка является наиболее рас­пространенным видом проверки положения смонтированных конструк­ций в плане, высотном и вертикальном положениях. В процессе такой выверки применяют теодолиты, нивелиры, лазерные приборы и уст­ройства.

Безвыверочная установка получила наибольшее распространение при монтаже сборных металлических конструкций (в отдельных случа­ях и железобетонных конструкций). Основным ее условием является применение конструкций с повышенным классом точности геометри­ческих размеров в монтажных стыках. Это позволяет при монтаже ус­танавливать, например, стальные колонны, опоры и другие элементы каркаса с фрезерованными опорными торцами в проектное положение, исключая выверку по высоте и вертикали.

Автоматическая выверка предусматривает установку конструк­ций с параллельной выверкой при помощи автоматических устройств.

При выверке элементов:

-вертикальность установки элементов проверяют по отвесу или при помощи теодолита;

-горизонтальность установки проверяют уровнем или нивелиром;

-перед установкой колонн в стаканы фундаментов контролируют их фактические размеры, по этим размерам подготавливают фун­даменты - осуществляют углубление гнезда стакана фундамента или проводят подливку бетонной смеси в стакан, чаще уклады­вают армоцементные прокладки толщиной 1 и 2 см.

В период выверки конструкция должна быть устойчивой под дей­ствием собственной массы, монтажных и ветровых нагрузок благодаря правильной последовательности монтажа, соблюдению проектных размеров опорных площадок и сопряжений, своевременной установке предусмотренных в проекте постоянных или временных связей или креплений, а также обеспечению мероприятий по безопасному ведению строительных процессов.

Возможные предельные отклонения от проектного положения эле­ментов и конструкций при монтаже должны быть установлены в про­екте производства работ в зависимости от конструктивных решений, применяемых приспособлений и оснастки, порядка сварки и других условий в пределах, предусмотренных СНиПом. Результаты проверки оформляют актами промежуточной приемки смонтированных ответст­венных конструкций и актами освидетельствования скрытых pa6oт с приложением исполнительной схемы геодезического контроля.

Постоянное закрепление конструкций

Долговечность полносборных зданий в значительной степени зави­сит от качества закладных деталей и сварных соединений между ними Стальные закладные детали и сварные швы под действием проникаю­щей через щели и поры агрессивной среды подвергаются коррозии, что ведет к ослаблению и разрушению стального соединения между конструкциями. Постоянным закреплением конструкций в большей степени предотвращают негативное влияние окружающей среды.

Одной из основных задач при возведении зданий является надеж­ное соединение отдельных конструкций между собой, так как качество такого соединения в определенной степени предопределяет качество и надежность смонтированного сооружения. Соединения элементом имеют три разновидности: швы, стыки и узлы.

Швы — наиболее часто встречаемое соединение элементов; это все горизонтальные и вертикальные плоскости, полости между рядом рас­положенными элементами. Полость между рядом лежащими панелями перекрытий, панелью перекрытия и стенкой ригеля, на котором oна лежит, плоскость соединения панели перекрытия и установленной и на ней стеновой панели — это швы соединяемых конструкций.

Стык - более ответственное сочленение двух элементов каркаса, это место соединения, а в большей степени зона передачи нагрузки одного элемента каркаса другому. Стыком является место соединении двух колонн между собой по вертикали, место опирания и передачи нагрузки от подкрановой балки на консоль колонны, аналогичны стык фермы и колонны.

Металлические конструкции закрепляют болтами и часто дополнительно сваркой.

Железобетонные колонны одноэтажных промышленных зданий и колонны первого этажа многоэтажных зданий, заделываемые в ста­каны фундаментов, закрепляют заливкой в стаканы бетонной смеси, при этом зазоры между колонной и стенками стакана не должны быть менее 3 см для свободного прохождения бетонной смеси. Время набо­ра 70%-ной марочной прочности при глиноземистых цементах - 3 сут, при обычных портландцементах - 7 сут.

Остальные железобетонные элементы крепят путем сварки заклад­ных деталей. Стыки между такими элементами каркаса, как плиты и ригели, ригели и колонны и т.д. имеют различные конструкции. В соответствии с этим в проектах указывают способы заделки: обетонирование сварных узлов, зачеканивание, заделка швов раствором.

До начала сварочных работ проверяют правильность установки конструкций. Выпуски арматуры, закладные детали, подкладки и накладки следует тщательно очистить от наплывов бетона, битума, краски, ржавчины и другого загрязнения металлической щеткой, молотком, растворителями, пламенем резака непосредственно перед наложением швов.

Выполняя сварочные работы при неблагоприятных атмосферных условиях, нужно использовать приспособления (шатры, экраны), пре­дохраняющие рабочее место сварщика от попадания осадков и воздей­ствия резких порывов ветра. Сварочные работы можно производить при температуре до -30°С. При отрицательной температуре сварку вы­полняют по обычной технологии, но при повышенной силе тока.

Антикоррозийную защиту закладных деталей осуществляют при изготовлении конструкций в заводских условиях. Для восстановления покрытия после сварки в условиях строительной площадки применяют металлизацию - нанесение цинкополимерного покрытия с устройством защитной обмазки. Толщина металлических покрытий и металлизационного слоя должна быть: для цинковых - не менее 120... 180 мкм, для алюминиевых - не менее 150...250 мкм. Толщина цинковых покрытий, получаемых горячим цинкованием, должна составлять 50...60 мкм.

Заделка стыков состоит из следующих операций: конопатки, гидроизоляции, утепления, замоноличивания, герметизации, отделки поверхности. Заливка швов плит перекрытий и покрытий, заделка стыков и заливка швов стеновых панелей способствуют повышению жестко­сти каркаса, повышению его теплотехнических и изоляционных характеристик

Работы по заделке стыков ведут в процессе монтажа и выполняют перекрытия. Если конструкцией предусмотрена обработка стыка сна­ружи, эту операцию выполняют по ходу монтажа на первом этаже со стремянки, на последующих - с навесных люлек. Люльку навешивают на перекрытие и крепят к частям здания, чаще всего к монтажным петлям плит перекрытия. Вдоль здания люльку переставляют при по­мощи монтажного крана.

Технологическое обеспечение точности монтажа конструкций

В сборном строительстве обеспечение качества неразрывно связано с точностью сборки конструкций. Качество конструкции будет гаран­тировано при соблюдении погрешностей процессов изготовления эле­ментов и их монтажа, которые указаны в нормах. Нормированные слу­чайные погрешности носят название допусков. Систематические по­грешности регламентируются допустимыми от номинала отклонения­ми. Допуски геометрических размеров в строительстве разделяют на функциональные и технологические.

Функциональными допусками регламентируют точность геометри­ческих параметров в сопряжениях конструкций и точность взаимного положения конструкций. Функциональные допуски назначают исходя из прочностных, изоляционных или эстетических требований к конст­рукциям.

Технологическими допусками устанавливают точность технологи­ческих процессов и операций по изготовлению и установке элементов, а также выполнению необходимых разбивочных операций.

Цель назначения допусков состоит в обеспечении точности сборки конструкций, под которой подразумевают свойство независимо изго­товленных элементов гарантировать возможность сборки из них конст­рукций зданий и сооружений с точностью их геометрических парамет­ров, соответствующей предъявляемым к конструкциям эксплуатацион­ным требованиям. Количественной характеристикой является уровень собираемости, который оценивает монтажные процессы, выполняемые без дополнительных операций по подбору, подгонке и регулированию параметров элементов.

Собираемость конструкций зависит от точности как изготовления элементов, так и геодезических разбивочных работ и установки эле­ментов. На эти же процессы назначаются технологические допуски.

К технологическим допускам изготовления, относятся допуски ли­нейных размеров элементов, формы и взаимного положения поверхно­стей. Допуски линейных размеров регламентируют точность их изго­товления по длине, ширине, высоте, толщине, а также точность нано­симых на элементы ориентиров. Точность формы поверхностей харак­теризуют допусками прямолинейности и допусками плоскостности, а допуски взаимного положения поверхностей - допусками перпенди­кулярности.

Точность разбивочных процессов характеризуется допусками раз­бивки осей (точек) в плане, передачи осей по вертикали, а также до­пусками разбивки и передачи высотных отметок.

Точность установки элементов сборных конструкций контролиру­ется допусками совмещения ориентиров (точек, линий и поверхностей) и допусками симметричности установки элементов.

Точность установки элементов здания при свободном методе мон­тажа зависит от применяемых технологических приемов выполнения процессов, монтажных приспособлений и инструментов, а также мето­дов и средств контроля точности. Установлены шесть классов контро­ля точности монтажа.

Первый класс точности обеспечивается при установке верха эле­мента в проектное положение путем доводки в несколько приемов с помощью регулируемых монтажных приспособлений (подкосов, тор­цевых стоек, кондукторов, домкратов и т.п.). При этом точность со­вмещения установочных рисок контролируется при помощи теодолита.

Второй и третий классы точности достигаются при контроле точ­ности установки элементов с помощью отвеса, рейки-отвеса, рей­ки-уровня и других простых измерительных средств и доводке их с помощью регулируемых монтажных приспособлений или монтажно­го ломика.

Четвертый и пятый классы точности обеспечиваются при исполь­зовании для выверки элемента монтажного крана. При этом контроль производится с помощью отвеса. Для шестого класса характерна уста­новка элемента в один прием без доводки при визуальном контроле качества.

Различают два метода установки сборных конструкций: свободный и ограниченно свободный. При свободном методе монтажа ориентиро­вание и установка конструкций достигаются совместными действиями монтажников и движения крана. Положение конструкции корректиру­ют с помощью подкосов, струбцин, расчалок, одиночных кондукторов, связывающих устанавливаемый элемент с ранее смонтированными. Точность установки в этом случае зависит от квалификации монтаж­ников.

При ограниченно-свободном методе перемещение конструкции ли­митировано одним или несколькими направлениями. Для такого огра­ничения используют упоры, фиксаторы, групповые кондукторы. Этот метод значительно упрощает работу монтажников, способствует повы­шению точности монтажа и снижению затрат времени крана и рабочих на установку сборного элемента. Недостаток метода - большой расход металла на приспособления, трудоемкость их установки и демонтажа.

При строительстве крупнопанельных зданий отклонения от проект­ного положения в плане допускаются для стен в пределах 5 мм, по вы­соте верхние опорные поверхности должны выравниваться с погреш­ностями менее 10 мм, а лицевые поверхности 5 мм. Смещение осей панелей и перегородок в нижнем сечении относительно разбивочных осей не должно превышать 3 мм. Вертикальные оси панелей внутрен­них несущих стен, располагаемых друг над другом, должны совпадать; несовпадение осей этих панелей допускается не более 10 мм. Смеще­ние в плане плит перекрытий и покрытий относительно их проектного положения на опорных поверхностях не должно превышать ± 20 мм.

Геодезические средства обеспечения точности монтажа конструкций

При монтаже сборных конструкций на геодезическую службу воз­лагаются задачи по обеспечению возводимого здания всеми видами разбивок, необходимых для качественного монтажа элементов конст­рукций, а также контроля за соответствием геометрических парамет­ров собранных конструкций их проектным значениям.

Основой для перенесения в натуру и закрепления проектных пара­метров здания, производства детальных разбивочных работ при монта­же элементов и исполнительных съемок сборных конструкций служит внешняя разбивочная сеть здания. До начала производства работ по монтажу конструкций подземной части здания разбивочные оси пере­носят на обноску, с нее на дно котлована передается положение осей и высотная отметка.

По окончании работ по устройству фундаментов производят кон­трольную выверку планового и высотного положения фундаментов, составляют исполнительный чертеж. При монтаже наземной части зда­ния выполняют следующие геодезические процессы:

- создание разбивочного геодезического плана с закреплением осей на здании с возможностью переноса этих осей на этажи;

-перенос по вертикали основных разбивочных осей на перекры­тие каждого этажа, т. е. на новый монтажный горизонт;

-разбивка на перекрытии каждого монтируемого этажа промежу­точных и вспомогательных осей; ,

-разметка необходимых по условиям монтажа элементов устано­вочных рисок;

-определение монтажного горизонта на этажах;

-составление поэтажной исполнительной схемы. Необходимые геодезические измерения выполняют нивелирами, теодолитами, зенит-приборами, используют вспомогательный инвентарь.

Нивелир - геодезический прибор для определения относительной высоты точек, переноса отметок от геодезических знаков на строитель­ную площадку, определение поэтажного монтажного горизонта, т. е. оценка взаимного положения основных точек на плане этажа.

Теодолит - геодезический оптический прибор для измерения или закрепления в натуре горизонтальных и вертикальных углов. Широко используется для переноса на этажи здания основных разбивочных осей с уровня земли.

Зенит-прибор предназначен только для перенесения оси строго по вертикали. При возведении многоэтажных зданий и сооружений опре­деление положения базовых элементов на каждом этаже находят oi перекрестия основных осей здания. Зенит-прибор предназначен только для проецирования на новый монтажный горизонт с помощью оптиче­ского луча прохождения основных осей.

Для геодезических работ применяют лазерную технику - лазеры-теодолиты, нивелиры, приборы вертикального проецирования, дальномеры, тахеометры. Принцип применения лазерных систем дли выполнения разбивочных работ при монтаже многоэтажных зданий за­ключается в размещении на уровне цокольного этажа специального от­ражателя и целого ряда подобных отражателей по пути направляемого движения лазерного луча, а параллельно продольной оси здания - ла­зерный теодолит. Лазерный луч попадает на нижний отражатель, oт него под прямым углом переходит на верхний отражатель, затем на­правляется в приемную аппаратуру, установленную на монтируемых элементах, например колоннах. Колонны могут оснащаться специальными отражателями, которые позволят по отклонению луча контроли­ровать точность установки элементов.

Использование лазерной техники позволяет существенно упростить контроль качества монтажных работ. Точность проецирования лазерным лучом не зависит от расстояния и позволяет получать более точные результаты по сравнению с существующими геодезическими приборами.

Для обеспечения надежности и высокого качества возводимых зда­ний и сооружений большое значение имеет постоянный геодезический контроль точности установки сборных элементов в проектное положе­ние. По видам смонтированных элементов, по захваткам и этажам про­изводят исполнительную съемку - геодезическую проверку фактиче­ского положения конструкций в плане и по высоте. По данным геоде­зической съемки составляют исполнительный чертеж, по которому оценивают точность монтажа. Правильность установки конструкций проверяют с помощью геодезических инструментов и шаблонов по ра­нее нанесенным осевым и другим рискам и отметкам.

При монтаже крупнопанельных зданий для каждого этажа состав­ляют исполнительную схему отклонений от проектного положения ус­тановленных конструкций. Для проверки правильности установки кон­струкций еще при разметке осей и ориентирных рисок вычисляют, за­писывают и отмечают расстояние, на котором должен находиться кон­структивный элемент от риски. После установки и закрепления эле­мента измеряют расстояние и вычисляют отклонения от проектных размеров. Это расстояние и записывают на схеме исполнительной съемки, по ее величине судят о точности и качестве монтажа.

По мере возведения здания составляют схему исполнительной съемки соосности несущих панелей. В соответствии с этими данными при монтаже следующего этажа вносят необходимые изменения в по­ложение конструкций.

При монтаже каркасных зданий после установки колонн очередно­го яруса составляют исполнительную схему установки колонн. На схе­ме фиксируют отметки опорных поверхностей колонн каждого яруса, проставленные в центре каждой колонны. Также вычисляют смещение осей колонн от разбивочных осей здания, которое проверяют по всем четырем граням и проставляют в схеме на соответствующих гранях колонн.

Вертикальность одиночных высоких колонн проверяют после их установки с помощью двух теодолитов, расположенных под прямым углом по цифровой и буквенной осям здания. Крест нитей обоих теодолитов наводят на риски, отмеченные на стакане фундамента и нижней части колонны; затем плавно поднимают трубу до риски на верхнем торце колонны. Совпадение креста нитей с верхней риской означает, что колонна установлена вертикально. После проверки вертикальности ряда колонн нивелируют верхние плоскости их кон­солей и торцов, которые являются опорами для вышележащих эле­ментов.

Вопросы для самоконтроля:

1. Установка блоков фундаментов и стен подземной части зданий, колонн и рам, ригелей, балок, ферм, плит перекрытий и покрытий, панелей стен.

2. Установка вентиляционных блоков, объемных блоков шахт лифтов и санитарно-технических кабин

3. Сварка и антикоррозионное покрытие закладных и соединительных изделий

4. Замоноличивание стыков и швов

5. Водо-,воздухо- и теплоизоляция стыков наружных стен полносборных зданий

6. Методы монтажа конструкций зданий и сооружений по степени укрупнения конструкций, по последовательности установки элементов

7. Способы установки монтажных элементов в проектное положение

8. Выверка элементов

9. Постоянное закрепление конструкций

10. Технологическое обеспечение точности монтажа конструкций

11. Геодезические средства обеспечения точности монтажа конструкций

Лекция № 18

Тема: Монтаж элементов металлических конструкций. Соединение ж/бетонных и металлических конструкций.

План лекции:

1. Монтаж металлических конструкций одноэтажных промышленных зданий. Общие положения

2. Монтаж колонн

3. Монтаж подкрановых балок

4. Монтаж ферм и покрытий из стального профилированного настила

5. Сварные соединения металлических конструкций

6. Болтовые соединения металлических конструкций

Обратить внимание на технологию производства монтажных работ строительных конструкций.

Знать виды металлических конструкций, способы соединения металлических конструкций.

Уметь рассказать технологию производства монтажных работ.

Монтаж металлических конструкций одноэтажных промышленных зданий. Общие положения

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

Габаритные размеры отправляемых на стройки конструкций зави­сят от условий перевозки. Часто масса конструкции оказывается мень­ше грузоподъемности монтажного крана и перед монтажом конструк­цию укрупняют. Это позволяет сократить количество подъемов крана, а значит ускорить монтаж. При монтаже укрупненных конструкций достигается главное — сокращение времени работы на высоте, более рациональное использование монтажного оснащения и улучшение ус­ловий работы.

Стальные конструкции поступают с заводов-изготовителей частями (отправочными марками). Строительные конструкции делят на состав­ные части, если они не помещаются на железнодорожную платформу или на специально оборудованные полуприцепы к тягачам. Для укруп­нения металлоконструкций в монтажные блоки на строительной пло­щадке оборудуют площадки укрупнительной сборки на складе конст­рукций или в непосредственной близости от зоны монтажа.

Стальные фермы, балки и колонны, имеющие в стыках сборочные отверстия, фиксирующие взаимное расположение частей укрупняемых элементов, собирают на стеллажах в горизонтальном положении с применением болтов и пробок, которые фиксируют взаимное поло­жение элементов и предотвращают их сдвиг. Если нет сборочных от­верстий в местах соединения конструкций, то к стеллажам крепят фик­саторы, по которым определяют основные размеры укрупняемого эле­мента. Когда в собираемой конструкции в местах примыкания к фиксаторам имеются монтажные отверстия, то в фиксаторах также сверлят отверстия и конструкции крепят к фиксаторам болтами.

Стальные подкрановые балки для крайних рядов колонн укрупня­ют в вертикальном положении вместе с тормозными конструкциями. Одновременно с укрупнительной сборкой конструкции обстраивают лестницами, люльками, натягивают предохранительные канаты. На конструкции прикрепляют детали, необходимые для монтажа и сборки непосредственно в проектном положении.

Для одноэтажных зданий с металлическим каркасом рекомендуется комплексный монтаж, когда в отдельной монтажной ячейке последова­тельно устанавливаются колонны, подкрановые, подстропильные и стропильные фермы, укладывается кровельное покрытие.

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 (рис. 17.1). 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.

Дня 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.

Рис. 17.1. Схема установки (а) и постоянного закрепления (б) металлической колон­ны на опоре: 1 - фундаментная плита; 2 – опор-ная плита (башмак); 3 - колонна; 4 - колпачок для сохранения резьбы при монтаже; 5 - анкер; б - гайка; 7 – сварка

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 подъеме 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.

Монтаж ферм и покрытий из стального профилированного настила

Подготовка фермы к монтажу состоит из следующих операций: укрупнительной сборки, обустройства люльками, лестницами и расчалка­ми, строповки, 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 (рис. 17.2).

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.

Рис. 17.2. Покрытие из стального профилированного настила: а - схема покрытия; б - соединение листов настила комбинированной заклепкой; в - последова­тельность ус-тановки заклепки; г – креп-ление настила самонарезаю-щим винтом; д - крепление на­стила дюбелем; е - дюбель; 1 - стальной про-гон; 2 - настил; 3 – сое-динение настила с прогоном самонарезающим винтом в месте стыка; 4 - то же, в промежутках (пазах) нас-тила; 5 - заклепка из алю-миниевого сплава; 6 – стальной стержень; 7 – са-монарезающий винт; 8 - стальная шайба; 9 – уплот-нительная шайба; 10 – инструмент для постановки заклепок; 11 - дюбель; 12 - полиэтиле­новая прокладка; 13 - полиэтиленовый наконечник Покрытия из профили-рованного настила нецеле-сообразно 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 6х6, 6х12, 12х12 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 клепке 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 ковер.

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 заклепках. 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.

Соединение подкрановых балок с колоннами. Подкрановая бал­ка опирается ребром вертикального листа непосредственно на опор­ную плиту колонны и соединяется с ней на болтах. Дополнительно подкрановую балку прикрепляют к надкрановой части колонны тор­мозными конструкциями, которые присоединяют к колоннам и балкам на болтах и дополнительно проваривают протяженным швом.

Соединение ферм с колоннами. При шарнирном опирании фермы на колонну верхний пояс фермы прикрепляют к колонне, соединяя фа­сонку болтами и монтажным сварным швом к пластинам, приварен­ным к колонне. В жестком соединении фермы с оголовком колонны в узле сопряжения дополнительно ставят стыковую накладку, которая соединяется с опорной плитой оголовка колонны и поясом фермы бол­тами и на сварке. Нижний пояс фермы фасонкой опирают на монтаж­ный столик и прикрепляют к колонне болтами и сваркой.

Контроль качества сварных соединений. Сварные швы проверя­ют внешним осмотром, выявляя неровности по высоте и ширине, не­провар, подрезы, трещины, крупные поры. По внешнему виду сварные швы должны иметь гладкую или мелкочешуйчатую поверхность, на­плавленный металл должен быть плотным по всей длине шва. Допус­каемые отклонения в размерах сечений сварных швов и дефекты свар­ки не должны превышать значений, указанных в соответствующих стандартах.

Для контроля механических свойств наплавленного металла и прочности сварных соединений сваривают пробные соединения, из которых вырезают образцы для испытаний. Испытания проводят на предел прочности, твердость, относительное удлинение и т. д. Для проверки качества сварки применяют просвечивание на пленку рент­геновским и γ-излучением, нашли применение ультразвуковые дефек­тоскопы.

Дефекты в сварных швах устраняют следующими способами: пере­рывы швов и кратеры заваривают; швы с трещинами, непроварами и другими дефектами удаляют и заваривают вновь; подрезы основного металла зачищают и заваривают, обеспечивая плавный переход от на­плавленного металла к основному.

Болтовые соединения металлических конструкций

Болтовые соединения стальных конструкций в зависимости от кон­структивного решения соединения и воспринимаемых нагрузок выпол­няют на болтах грубой, нормальной и повышенной точности и на вы­сокопрочных болтах. Болты грубой и нормальной точности не приме­няют в соединениях, работающих на срез.

Отверстия под такие соединения сверлят или продавливают. Диа­метр отверстия больше диаметра болта на 2...3 мм, что значительно упрощает сборку соединений. Но при этом значительно возрастает деформативность соединения, поэтому болты грубой и нормальной точ­ности применяют для фиксации соединений непосредственного опирания одного элемента на другой, в узлах передачи усилий через опор­ный столик, в виде планок, а также во фланцевых соединениях.

Соединения на болтах повышенной точности применяют вместо заклепок в труднодоступных местах, где практически невозможно ста­вить заклепки. Диаметр отверстия в соединениях на таких болтах мо­жет быть больше диаметра болтов не более, чем на 0,3 мм. Минусовой допуск для отверстий не допускается. Болты в таких точных отверсти­ях сидят плотно и хорошо воспринимают сдвигающие силы.

Соединения на высокопрочных болтах сочетают в себе простоту установки, высокую несущую способность и малую деформативность. Они сдвигоустойчивы и могут заменять заклепки и болты повышенной прочности практически во всех случаях.

Сборка болтовых соединений на монтажной площадке включает следующие операции:

-подготовка стыкуемых поверхностей;

-совмещение отверстий под болты;

-стяжка пакета соединяемых элементов стыка;

-рассверловка отверстий до проектного диаметра и установка постоянных болтов.

Подготовка стыкуемых поверхностей заключается в очистке их от ржавчины, грязи, масла, пыли, выправлении неровностей. Спиливают или срубают заусеницы на кромках деталей и отверстий.

Совмещение отверстий всех соединяемых элементов достигают при помощи проходных оправок, диаметр которых немного меньше диаметра отверстия. Оправку забивают в отверстия, благодаря этому они совмещаются. Стяжка должна обеспечить необходимую плотность пакета соединяемых элементов. Пакет стягивают временными или по­стоянными сборочными болтами; после затяжки очередного болта до­полнительно подтягивают предыдущий. Необходимую плотность соби­раемого пакета можно обеспечить при установке болтов в следующем порядке: первый болт ставится в центре, последующие - равномерно от середины к краям поля.

Установка постоянных болтов начинается после выверки конструк­ции. Болты ставят в той же последовательности, что и при стяжке па­кета. Длины и диаметры болтов оговариваются проектом.

Гайки высокопрочных болтов затягивают тарировочным ключом, позволяющим контролировать и регулировать силу натяжения болтов. Для того чтобы болты выдерживали большие усилия затяжки, их изго­товляют из специальных сталей и подвергают термической обработке. Болты позволяют иметь более плотное и монолитное соединение. Под действием сдвигающих сил между соединяемыми элементами возника­ют силы трения, препятствующие сдвигу этих элементов относительно друг друга.

Окончательно высокопрочные болты затягивают на проектное уси­лие после проверки геометрических размеров собранных конструкций. Заданное натяжение, болтов обеспечивается одним из следующих спо­собов регулирования усилий: по углу поворота гайки; по осевому на­тяжению болта; по моменту закручивания ключом индикаторного типа; по числу ударов гайковерта.

Вопросы для самоконтроля:

1. Монтаж металлических конструкций одноэтажных промышленных зданий.

2. Сварные соединения металлических конструкций

3. Болтовые соединения металлических конструкций

Лекция № 19

Тема: Монтаж крупноблочных зданий и бескаркасных крупнопанельных и многоэтажных каркасных зданий.

План лекции:

1. Монтаж крупноблочных зданий.

2. Монтаж крупнопанельных зданий.

3. Монтаж методом подъема перекрытий.

4. Монтаж зданий из объемных элементов.

Обратить внимание на технологию монтажа крупноблочных зданий и бескаркасных крупнопанельных и многоэтажных каркасных зданий.

Знать методы монтажа.

Уметь рассказать технологию монтажа крупноблочных зданий и бескаркасных крупнопанельных и многоэтажных каркасных зданий.

Монтаж крупноблочных зданий. Крупноблочное строительство характерно для жилых домов высотой до 12 этажей, школ, детских учреждений и некоторых других объектов. Крупноблочные здания возводят преимущественно из легкобетонных блоков в сочетании с крупноразмерными железобетонными конструкциями перекрытий, лестниц, кровельных покрытий. Масса блоков в зависимости от разрезки стен и материала составляет от 1 до 3 т. Стены таких зданий, как правило, имеют двухрядную разрезку.

Монтаж конструкций подземной части обычно производят стреловыми кранами. При отсутствии подвала или малой глубине технического подполья применяют башенные краны, используя их и для монтажа наземной части здания.

После разбивки осей здания и разметки проектного положения блоков устанавливаются фундаментные блоки по углам здания, укладываются маячные блоки и затем по проволоке, натянутой вдоль линии фундаментов, устанавливаются остальные блоки первого ряда. Верх блоков первого ряда покрывается слоем цементного раствора, армируемого сеткой.

Монтаж стен подвала или подполья начинают после фиксации осей и разметки вертикальных швов. По верхнему обрезу последнего ряда стен подвала и фундамента устраивают выравнивающий сдой из бетона марок 100 или 150 толщиной 5—10 см. При неблагоприятных грунтовых условиях выравнивающий слой армируют, а в местах пересечений наружных и внутренних стен подвала закладывают анкера. По выравнивающему слою устраивают гидроизоляцию из двух слоев рубероида на битумной мастике. Затем монтируют плиты перекрытий подвала, которые укладывают на постель из раствора. После проверки правильности укладки плит швы между ними замоноличивают.

Монтаж конструкций надземной части крупноблочных зданий ведется равными по трудоемкости захватками в одну или две секции здания. На свободных захватках ведут послемонтажные работы — столярные, электромонтажные, санитарно-технические. Для обеспечения необходимой жесткости многоэтажных крупноблочных зданий после окончания монтажа перекрытий на захватке устанавливают и сваривают связи, бетонируют и зачеканивают швы между плитами перекрытий.

Начинают монтаж надземной части крупноблочных зданий с геодезической проверки монтажного горизонта подземной части и разметки мест установки блоков первого этажа. После установки маячных блоков в углах и в местах пересечения наружных и внутренних стен устанавливают простеночные блоки наружных стен. Блоки устанавливают на постель из раствора, производят выверку с помощью клиньев и только после выверки и осаживания клиньев освобождают от стропа (рис. 8.21). По мере установки блоков заделывают пазы между ними. Раствор для замоноличивания вертикальных пазов рекомендуется подавать растворонасосом и уплотнять вибраторами.

Монтаж лестничных площадок, маршей, санитарно-технических кабин, мусоропроводов производят параллельно с монтажом стен. Панели перегородок устанавливают после возведения наружных и внутренних стен монтируемого этажа. До установки очередного перекрытия на этаж поднимают элементы несущих перегородок, встроенное оборудование и т. п. Монтаж балконных плит ведут вслед за монтажом плит перекрытий.

После устройства чердачного перекрытия монтируют карнизные блоки, начиная с установки маячных угловых и промежуточных блоков. Расстроповка блоков производится только после прикрепления их к петлям перекрытий с помощью скруток или специальных струбцин. После окончательной выверки блоки закрепляются в соответствии с проектом. После этого монтируются плиты железобетонных крыш.

Монтаж крупнопанельных зданий. Технологичность и универсальность крупнопанельного домостроения позволяют в короткие сроки возводить из унифицированных конструкций здания до 25— 30 этажей с разнообразными архитектурно-планировочными решениями. Прочность и пространственная устойчивость крупнопанельных зданий обусловливают их строительство и в районах с повышенной сейсмичностью или сложными геологическими условиями.

В зависимости от конструктивной схемы различают бескаркасные, с неполным каркасом и каркасно-панельные крупнопанельные здания.

В массовом жилищном строительстве наиболее распространены бескаркасные крупнопанельные дома с несущими поперечными стенами. Каркасно-панельная конструктивная схема целесообразна преимущественно для многоэтажных жилых и общественных зданий.

Рис. 8.21. Монтаж простеночного блока крупноблочного здания с двухрядной разрезкой стен

При монтаже крупнопанельных зданий должны быть обеспечены неизменяемость и устойчивость каждой смонтированной ячейки здания, прочность стыковых соединений, возможность выполнения послемонтажных процессов в ранее смонтированной части и безопасное ведение работ.

Точность монтажа элементов крупнопанельных зданий достигается за счет строгого соблюдения допусков при изготовлении сборных элементов и применении монтажного оснащения, позволяющего ограничивать перемещение сборных элементов при их установке в проектное положение.

Монтаж крупнопанельных домов, как правило, ведут с транспортных средств.

Бескаркасные крупнопанельные дома с несущими поперечными стенами монтируют в такой последовательности: вначале устанавливают панели поперечных несущих стен, затем панели наружных стен, санитарно-технические кабины, лестничные марши и площадки, панели перекрытий.

Монтаж надземной части начинают с точной разметки на перекрытии мест установки панелей и определения монтажного горизонта, т. е. отметки нижней грани стеновых панелей. По этим отметкам устраивают маяки, по которым выравнивают монтажный горизонт в пределах захватки или этажа. Для фиксации панелей по заданным осям применяют вилочные, штыревые или другие фиксирующие приспособления, которые приваривают к закладным частям перекрытия — по два на каждую панель. Наружные стеновые панели устанавливают без фиксаторов, по рискам, обозначающим наружные грани стен.

Установка панелей в проектное положение производится с помощью подкосов со стяжными муфтами и накидными струбцинами и других приспособлений, которые закрепляют на панели до снятия стропов. Подкосы крепят к панели перекрытий за монтажные петли или с помощью захватных приспособлений, закрепленных в отверстиях, устроенных в панелях (рис. 8.22). После выверки панели закрепляют в проектном положении путем сварки закладных частей, арматурных выпусков или других креплений и затем замоноличивают. Затем монтируют перегородки, вентиляционные блоки, плиты перекрытий.

Для домов с несущими поперечными стенами целесообразен ограниченно-свободный монтаж, при котором используют групповое монтажное оснащение в виде объемных кондукторов-становщиков базовых панелей, шарнирных связей и др.

Бескаркасные крупнопанельные дома с несущими продольными стенами монтируют обычно в такой последовательности: устанавливают маячные панели, образующие угол секции; монтируют панели наружной продольной стены, удаленной от монтажного крана; устанавливают панели внутренних стен и продольной стены, близлежащей к монтажному крану.

Повышение точности монтажа крупнопанельных зданий достигается методом пространственной самофиксации. Сущность его состоит в том, что при изготовлении панелей в них устанавливают с высокой степенью точности фиксирующие металлические части, образующие замковые соединения. Эти соединения, являясь одновременно рабочими монтажными связями, позволяют устанавливать панели без монтажной оснастки (рис. 8.23). При монтаже крупнопанельных домов методом пространственной самофиксации на перекрытии устанавливают тяжелый базовый элемент (например, санитарно-техническую кабину), к которому с помощью накладных струбцин крепят одну или две базовые панели, затем после выверки их и закрепления к ним при помощи замковых соединений последовательно присоединяют остальные элементы. Этот метод не только повышает качество, но и ускоряет темпы монтажных работ.

Рис. 8.22. Выверка стеновой панели с помощью подкоса и накидных струбцин

Рис. 8.23. Замковое соединение панелей: а — соединение внутренней и наружной панели; б — схема замковых соединение; 1 — панель внутренней стены; 2 — закладная деталь внутренней стены; 3 — стальной закладной элемент панели наружной стены; 4 — панель наружной стены; 5 — утепляющий вкладыш; 6 — бетон замоноличивания (марки 200)

Каркасно-панельные здания имеют каркас из колонн (стоек) высотой в один или два этажа, ригелей, панелей перекрытий и стеновых ограждений. Монтаж таких зданий ведут по-ярусно. Высота яруса в соответствии с высотой колонн — два этажа. Для каркасных зданий с неполным каркасом, т. е. с наружными несущими стенами, колонны имеют высоту в один этаж и соответственно высоту яруса, равную одному этажу.

При монтаже зданий каркасной конструкции должны быть обеспечены жесткость и устойчивость каркаса как в процессе монтажа, так и после его завершения. Поэтому монтаж каждого яруса здания ведут отдельными блоками. Блок собирают из четырех колонн, ригелей и плит перекрытий на два этажа. Монтаж смежного блока начинают после сварки и замоноличивания всех стыковых соединений, а монтаж очередного яруса—после выполнения этих работ на нижележащем ярусе. Для того чтобы обеспечить точность установки элементов каркаса и их устойчивость, в процессе монтажа применяют специальные групповые кондукторы.

В многоэтажных каркасных зданиях с колоннами высотой в два этажа и стыком колонн, выступающим над перекрытием нижележащего яруса, можно применять групповые кондукторы различных конструкций. Кондуктор конструкции С КБ Главмосстроя и ЦНИИОМТП обеспечивает выверку и фиксацию в проектном положении двухэтажных колонн. Он состоит из нижней жесткой базы и верхней шарнирной рамы. К стойкам нижней части кондуктора на поворотных шарнирах-рычагах подвешены четыре фиксатора, с помощью которых производят крепление (пристегивание) устанавливаемой колонны к оголовку колонны нижнего яруса и совмещение их граней с точностью до ±3 мм. В верхней части кондуктора расположена шарнирная рама с угловыми фиксаторами. С их помощью верхнюю часть устанавливаемых колонн приводят в проектное положение. Кондуктор имеет выдвижные площадки, расположенные в уровнях первого и второго этажей, с которых производят монтажные и сварочные работы.

Рис. 8.24. Схема установки механизмов при строительстве здания СЭВ: 1, 3, б — подъемники; 2 —защитный козырек; 4 — кран СБК-300; 5 — выносная площадка на отметке; 7 — бетоноподъемник; 8 — самоподъемные краны СБК-Ю-5

Монтаж очередного яруса здания начинают с установки четырех кондукторов, которые соединяют между собой продольными и поперечными тягами. Таким образом, на первой позиции групповой кондуктор обеспечивает установку в проектное положение 16 колонн. По мере завершения монтажа блоков кондукторы переставляют и на каждой последующей позиции устанавливают по 8 колонн. Монтаж ведется в такой последовательности: сначала устанавливают в двух смежных блоках колонны, после этого — ригели (первого, затем второго этажа), которые приваривают к консолям колонн. Для обеспечения пространственной жесткости блоков в пролете между кондукторами монтируют и приваривают связевые плиты, а затем плиты перекрытий. После перестановки кондуктора на новую позицию завершается установка отдельных плит перекрытия.

Навесные панели устанавливаются с помощью башенного крана после окончательного закрепления всех несущих конструкций данного яруса здания, обычно с отставанием от монтажа несущих конструкций не менее чем на один этаж. Легкие навесные панели из стекла или алюминия, декоративные панели или другие навесные элементы устанавливаются после возведения каркаса здания на всю его высоту.

Примером строительства многоэтажного административного каркасно-панельного здания может служить монтаж 31-этажного здания СЭВ в Москве, которое основывалось на сплошной коробчатой железобетонной плите. Каркас здания до 15-го этажа состоял из металлических колонн в железобетонной обойме и из сборных железобетонных до 31-го этажа. По железобетонным перекрытиям укладывались сборные перекрытия с отдельными монолитными вставками. Пространственная жесткость каркаса обеспечивалась системой вертикальных диафрагм из монолитного железобетона.

Особенностью монтажа являлось совмещение монтажных процессов с остальными работами, которые составляли около 70 % общего объема работ. Монтаж конструкций осуществлялся двумя самоподъемными кранами, опирающимися на каркас здания. После монтажа с каждой стоянки двух ярусов конструкций краны выдвигались на очередную стоянку на четыре этажа выше (рис. 8.24, 8.25). Замоноличивание плит перекрытий, бетонирование колонн и монолитных диафрагм осуществлялось с разрывом в 4—6 этажей от монтажного горизонта.

Все материалы до 23-го этажа поднимались и разгружались на выносные площадки краном БК-300. На вышележащие этажи грузы подавались при помощи самоподъемного крана. Для подъема людей и мелкоштучных грузов использовалось несколько грузопассажирских подъемников, два из которых доставляли грузы на 31-й этаж. Бетон подавался по трубопроводам сжатым воздухом.

С каждым годом повышается качественный уровень крупнопанельного домостроения. Над этим постоянно работают ведущие технологические институты и организации страны. Совершенствуются методы устройства фундаментов и цокольной части крупнопанельных зданий за счет отказа от ленточных фундаментов и перехода на безростверковые свайные основания. Это позволяет уменьшить трудовые затраты примерно на 0,35 чел.-час на 1 м2 общей площади здания. Применяются панели междуэтажных покрытий толщиной 160 мм с готовым полом из линолеума на звукоизоляционной основе, двухмодульные стеновые панели, совершенствуются стыковые соединения и т. д. Все это повышает не только функциональный, но и технологический уровень крупнопанельного домостроения.

Рис. 8.25. Схема самоподъема кранов:

1 — места стоянок кранов; 2 — самоподъемные краны СБК-10-5

Монтаж зданий из объемных элементов. В конце 50-х годов в Советском Союзе впервые в мире были разработаны и внедрены методы объемно-элементного домостроения, т. е. сборка зданий из изготовленных и полностью отделанных и оборудованных в заводских условиях объемных элементов.

По способу изготовления различают следующие типы цельноформованных объемных элементов: пятистенный блок типа «колпак» со сборной панелью пола; блок типа «стакан» со сборной панелью потолка; пятистенный блок с приставной наружной стеновой панелью. Конструктивные схемы объемно-элементных зданий: из несущих блоков размером на комнату, пролет здания или квартиру; из самонесущих блоков с опиранием на каркас здания. Бывают блоки, опертые по контуру, и блоки с точечным опиранием по четырем углам. При точечной схеме опирания нагрузки передаются через расположенные по углам блоков в плоскости опирания стальные площадки на такие же площадки в верхней части ранее установленных блоков.

Возведение зданий из объемных элементов за рубежом основывается на советской практике объемно-элементного строительства. В ряде стран имеются собственные технологические решения. Так, некоторые финские фирмы строят дома из объемных блоков размером по ширине на комнату, а по длине — на пролет здания. Блоки собираются из сборных ребристых панелей в кондукторах и полностью отделываются на заводах. Шведские фирмы применяют комбинированный метод, при котором здания собираются из объемных элементов и плоских панелей. В данном случае объемный блок включает в себя санитарно-технический узел и кухню, изготавливается, отделывается и полностью оборудуется на заводе, а затем транспортируется к месту монтажа. В этот же блок помещается комплект материалов (рулонных полов, облицовки, секций перегородок и др.) для индустриальной отделки той части квартиры, которая монтируется из отдельных панелей,

В нашей стране наиболее распространено возведение зданий из объемных элементов размером на комнату. Отличительные черты этих зданий — высокая степень заводской готовности монтажных блоков (до 80—85 %), что позволяет вводить здание в эксплуатацию в короткие сроки после завершения его монтажа; значительные габариты блоков и необходимость их установки с примыканием к соседнему блоку всей боковой плоскостью. Эти особенности определяют основные технологические требования к их возведению.

Рис. 8.26. Монтаж зданий из объемных элементов с помощью козлового крана: 1 — блоковоз; 2 — козловой кран; 3 — траверса; 4 — подкрановый путь

Монтаж объемных элементов следует вести непосредственно с транспортных средств, при этом должна быть обеспечена точность их установки при высоком темпе монтажных работ. Здания прямоугольной конфигурации в плане высотой до пяти этажей из несущих объемных элементов размером на комнату или пролет наиболее удобно монтировать козловыми кранами (рис. 8.26). Здания высотой выше пяти этажей или ломаной конфигурации в плане монтируют с помощью стреловых, башенных или самоходных кранов с башенно-стреловым оборудованием.

Монтаж зданий из объемных блоков размером на комнату с помощью башенного крана ведут поэтажно — «на себя». При этом также рекомендуется применять схему поэтажного монтажа с последовательным фронтальным движением крана по периметру здания (рис. 8.27). Подземную или надземную опорную части сооружают общепринятыми методами. При этом необходимо обеспечивать высокую точность монтажа фундаментов или поддерживающих конструкций как по горизонтальным, так и по высотным отметкам.

Объемные элементы доставляют в зону действия монтажного крана на специальных трайлерах. Устойчивость блока обеспечивается за счет низкой посадки платформы трайлера и крепежных приспособлений. Чтобы предохранить блок от появления трещин, трайлер оборудуется специальными амортизационными устройствами. Доставка блоков производится по часовому графику. При транспортировании и монтаже блоки необходимо защищать от атмосферных осадков специальными полимерными водоотталкивающими обмазками или чехлами из прочной синтетической пленки.

Рис. 8.27. Схема поэтажного монтажа с использованием башенного крана

Точная установка блоков затруднена из-за большой массы элементов, несимметрично расположенного центра тяжести и значительных площадей боковых поверхностей, что обусловливает появление даже при небольшом ветре явления «парусности». Поэтому для уравновешивания и стабилизации монтируемых элементов при их подъеме применяют балансирующие траверсы.

Точность установки блоков первого этажа контролируется с помощью теодолита, а на последующих этажах они устанавливаются заподлицо с элементами нижележащего этажа и выверяются по вертикали отвесом, а в продольном направлении по фасаду — теодолитом. Монтаж очередного этажа начинается лишь после сварки и заделки всех узлов нижележащего этажа. Чтобы предотвратить коррозию сварных швов, на закладные детали блоков наносится защитное цинковое покрытие. Стыки между блоками-стенками заделываются звукоизоляционным материалом, а швы по фасаду — специальными герметиками или мастиками.

После завершения монтажа очередного этажа производят стыкование инженерных коммуникаций (водопровод, канализация, отопление и т. д.).

Принципы объемно-элементного домостроения были использованы в некоторых поисковых проектах жилища будущего. В частности, некоторые зарубежные архитекторы развивают идеи так называемого мобильного строительства, где жилище рассматривается как динамичная функциональная система. В одном случае эти предложения сводятся к созданию индустриальных объемных блоков жилых ячеек, которые могут по мере необходимости менять свое расположение в системе зданий или городов, в другом — предусматривается возможность перестановки жилых ячеек в системе одного здания. Имеется, например, французский проект жилого здания, где конструктивной основой" является железобетонный каркас с консолями, на которые с помощью кранов или вертолетов устанавливаются жилые ячейки. Этот и многие другие проекты носят излишне футурологический характер и зачастую не учитывают социальную целесообразность такого рода строительства. Однако определенный интерес представляет идея создания из железобетона, металла и пластмасс транспортабельных жилых ячеек-блоков, полностью отделанных и начиненных инженерным оборудованием. Идея мобильного жилища (контейнеризация жилища) уже частично реализуется отечественными институтами в основном за счет создания транспортабельных жилых блоков, рассчитанных на доставку в отдаленные районы севера, в зоны строительства энергетических объектов и т. д.

Рис. 8.28. Схема монтажа 20-этажного здания методом подъема этажей: 1 — подмости-кондуктор для сборки перекрытия; 2 — кран на монтаже панели; 3 — железобетонная башня; 4— этаж в процессе подъема; 5 —этажи в проектном положении; 6— крепление домкратов; 7 — тяги; 8 — отверстия для крепления этажей

Монтаж зданий методом подъема перекрытий. Метод сводится к следующему: изготовление на уровне земли пакета плит перекрытий; последовательное вертикальное перемещение на проектные отметки этих плит с помощью домкратов, закрепленных на колоннах здания; закрепление поднятых перекрытий в проектном положении.

Технологические особенности возведения зданий таким способом открывают новые возможности для проектировщиков. Так, например, здания с плоскими безбалочными перекрытиями, сложной конфигурации в плане, с более свободной и гибкой планировкой, повышенной этажности, можно строить в районах, отдаленных от баз строительной индустрии. Высокая пространственная устойчивость зданий, монтируемых методом подъема перекрытий, позволяет строить их в районах повышенной сейсмичности.

Метод может найти применение при строительстве многоэтажных жилых домов, гостиниц, административных зданий, гаражей, многоэтажных промышленных зданий и др.

Принимается следующая технологическая последовательность возведения зданий. На уровне земли или перекрытия подвала при помощи бетононасосов, бетоноукладчиков или других механизмов бетоявруется пакет плит перекрытий (начиная с подвала), причем между ними наносится распылителем разделительная пленка. В плитах прокладывают необходимые коммуникации и в местах пересечения с колоннами устраивают отверстия, обрамленные металлическими воротниками, приваренными к арматуре плиты и имеющими отверстия для пропуска тяг домкратных подъемников.

Плиты перекрытий поднимают с помощью электромеханических подъемников грузоподъемностью 50—100 т с индивидуальным приводом. Подъемники устанавливаются в обхват в любом месте по высоте колонн. Работа подъемников синхронизирована и осуществляется с одного пункта управления. После подъема плиты чердачного перекрытия и временного закрепления ее на колонне поднимают остальные плиты, которые также закрепляют временно с помощью закладных элементов, за исключением плит перекрытий первого и второго этажей, которые крепят сразу в проектном положении. После наращивания очередного яруса колонн и перестановки подъемников подъем перекрытий производят в той же последовательности до закрепления всех перекрытий на проектных отметках.

Вопросы для самоконтроля:

1. Монтаж крупноблочных зданий.

2. Монтаж крупнопанельных зданий.

3. Монтаж методом подъема перекрытий.

4. Монтаж зданий из объемных элементов.

Лекция № 20

Тема: Монтаж металлических конструкций высотных инженерных сооружений. Особенности монтажа в зимних условиях

План лекции:

1. Монтаж металлических конструкций высотных сооружений методом выжимания.

2. Монтаж металлических конструкций высотных сооружений методом наращивания блоков.

3. Монтаж металлических конструкций высотных сооружений методом подращивания.

Обратить внимание на технологию монтажа металлических конструкций высотных инженерных сооружений.

Знать методы монтажа металлических конструкций высотных инженерных сооружений.

Уметь рассказать технологию монтажа металлических конструкций высотных инженерных сооружений.

 Монтаж металлических конструкций высотных инженерных сооружений 

  Высотными инженерными сооружениями являются опоры линий электропередачи, радиомачты, телевизионные башни, дымовые и вентиляционные трубы, опоры канатных дорог и т. п. Для этих сооружений характерны высота до нескольких сот метров и незначительные размеры в плане.

        В зависимости от конструктивного решения, параметров монтажных элементов, условий строительства высотные сооружения монтируют в целом виде, наращиванием или подращиванием.

           В целом виде ведут монтаж сооружений высотой до 100 м. При этом используют поворот сооружения вокруг специального опорного шарнира на фундаменте с помощью вспомогательной мачты, падающей стрелы, крана, крана и вспомогательного полиспаста, выжимания без якоря с помощью мачты, а также скольжения.

        Использование кранов для монтажа собранных на земле высотных сооружений значительно уменьшает объем такелажных работ по сравнению с другими способами. В тех случаях, когда применение крана ограничивается высотой возводимого сооружения, его поднимают краном до предельной высоты подъема крюка, а затем с помощью лебедки и вспомогательных полиспастов доводят до проектного положения.

            Монтаж сооружений выжиманием основан на создании замкнутой системы сил, возникающих при подъеме. Опорные узлы одной из сторон основания сооружения закрепляют в поворотном шарнире фундамента. Через жесткий шарнир или гибкие подвески к сооружению крепят изготовленные из прокатного металла специальные толкатели (один или два), нижние концы которых устанавливают на рельсовые пути и связывают полиспастами с поворотным шарниром фундамента. Перемещаясь по направляющим с помощью полиспастов, толкатель выводит сооружение в вертикальное положение. Поскольку максимальные усилия в тяговом полиспасте и толкателе возникают в начальный период монтажа, целесообразно для подъема сооружения до угла 15... 20° использовать краны или другие вспомогательные машины, после чего поднимать выжиманием. При этом сокращается длина накаточного пути.

            Монтаж выжиманием наряду с общими для способа поворота вокруг шарнира преимуществами обладает следующими особенностями: возможностью подъема сооружений в стесненных условиях монтажной площадки; отсутствием расчалок и якорей для крепления такелажных средств, которые применяются при монтаже с помощью мачт; незначительными горизонтальными усилиями на фундамент, слагающимися только из тяговых усилий лебедок и усилий трений толкателей о рельсы; расположением грузовых полиспастов на небольшой высоте, что удобно для контроля их работы в процессе подъема; возможностью подъема сооружений с различной жесткостью конструкций.

            Монтаж сооружений наращиванием блоками с поворотом вокруг шарнира осуществляют в стесненных условиях строительной площадки, когда невозможно заранее собрать весь объект.

Первый блок — пирамидальную базу башни — собирают на земле с заводкой в шарнир на фундаменте. К верхней секции блока крепят шевр, наклоняя его в противоположную подъему сторону, и шарнир для поворота следующего блока. Устанавливают первый блок в проектное положение, повернув его вокруг шарнира с помощью двух кранов.

            Второй блок поднимают шевром, используемым в качестве монтажной стрелы, и заводят в шарнир, а затем лебедками и шевром поворачивают вокруг шарнира на 160... 170°. До проектного положения блок доводят тормозной расчалкой.

            На втором блоке, как и на первом, перед подъемом устанавливают такой же шевр и шарнир, которые используют для подъема третьего блока и т. д.

            Сущность монтажа сооружений подращиванием заключается в том, что сборку основной части конструкций начинают с самых верхних блоков. Нижнюю часть сооружения монтируют наращиванием, и она служит для закрепления на ней подъемных и направляющих устройств, а также для восприятия горизонтальных воздействий при выдвижении верхней части. Укрупненные блоки полиспастами или гидравлическими устройствами выдвигают вертикально вверх. К поднятым подращивают следующие за ними блоки.

            Основные преимущества подращивания состоят в том, что работы по сборке конструкций выполняются внизу, а это повышает их безопасность и качество; рабочие места исполнителей постоянны, что дает возможность оборудовать их лучшим образом.

            Недостатком метода являются: потребность в мощных вспомогательных устройствах при ограниченном сроке их использования; необходимость держать на весу все сооружение до заключительного момента монтажа, что требует разработки специальных мер, обеспечивающих устойчивость конструкций при монтаже.

 

Вопросы для самоконтроля:

1. Монтаж металлических конструкций высотных сооружений методом выжимания.

2. Монтаж металлических конструкций высотных сооружений методом наращивания блоков.

3. Монтаж металлических конструкций высотных сооружений методом подращивания.

Лекция № 21

Тема: Работы по устройству защитных и изоляционных покрытий. Кровельные работы.

План лекции:

1. Кровли. Основные виды

2. Рулонные и мастичные кровли

3. Листовые кровельные материалы.

4. Наборные или штучные кровельные материалы.

5. Мембранные покрытия

6. Комплектующие, необходимые при монтаже кровельных материалов.

Обратить внимание на технологию устройства кровли.

Знать виды кровельных покрытий, монтаж кровельных покрытий.

Уметь рассказать технологию устройства кровли.

Кровли. Основные виды. Эксплуатационные свойства любого здания во многом определяются надежностью и качеством крыши. Конструирование крыши предполагает решение сложной комплексной задачи, касающейся как инженерных, так и архитектурных и эстетических проблем. Мировой опыт доказывает, что привлечение к выполнению отдельных этапов кровельных работ разных организаций, а также использование неподходящих друг другу материалов может повлечь за собой различные проблемы, стать причиной аварии или повреждения различных конструкций дома.

     В последние годы в строительстве произошли огромные изменения, которые связаны в первую очередь с появлением на российском рынке большого количества новых современных строительных материалов. Их использование повлекло за собой развитие технологии строительного процесса. Применение новых строительных материалов, позволяющих не только существенно экономить время и средства в процессе строительства, но и значительно сократить расходы на дальнейшую эксплуатацию зданий. Было также стимулировано принятием ряда нормативных документов, существенно ужесточающих требования по тепло- и энергосбережению. Один из наиболее консервативных участков строительства - кровли, но и здесь за последние годы появился и получил широчайшее распространение целый ряд новых кровельных материалов.

     В зависимости от водоизоляционного слоя кровли подразделяют на 4 основных типа рулонные, мастичные, листовые и наборные (мелкоштучные). Выбор кровли производится с учетом конструктивных особенностей здания и агрессивных воздействий окружающей среды. Кровельные материалы отечественного производства должны строго отвечать требованиям действующих ГОСТов, а материалы и изделия зарубежного производства должны иметь отечественный Сертификат соответствия или Техническое свидетельство. Кроме классификации по виду водоизоляционного слоя кровли можно также условно разделить на две большие группы кровли в городском строительстве и в дачно-коттеджном.

Рулонные и мастичные кровли.

Рулонные и мастичные кровли чаще находят применение в городском строительстве и лишь в существенно меньшей степени-в сооружении дач и коттеджей. Рулонные кровли выполняют из битумных и битумно-полимерных материалов с армирующей синтетической, картонной или стеклоосновой, а также из эластомерных. синтетических или стекломатериалов. Мастичные кровельные покрытия получают при нанесении на основание (обычно бетонное) жидковязких олигомерных продуктов, которые, отверждаясь на воздухе, образуют сплошную эластичную пленку. Мастики имеют хорошую адгезию к бетону, металлу, битумным материалам. По сути, мастичные кровельные покрытия – это полимерные мембраны, формируемые прямо на поверхности крыши. Особенно удобны мастичные материалы при выполнении узлов примыкания. Мастики могут быть двухкомпонентные (собственно мастика + отверждающая система), или однокомпонентные, отверждаемые влагой, кислородом или СO₂, содержащимися в воздухе.

Допустимый уклон крыши для рулонных и мастичных кровель составляет 0-25% и определяет количество слоев в основном и дополнительном водоизоляционном ковре в случае применения рулонных материалов и количество армированных мастичных слоев в случае использования мастичных материалов.

     Существует ряд общих требований к материалам для устройства рулонных и мастичных кровель. К ним относятся такие параметры как: теплостойкость, прочность, условное удлинение, водопоглощение по массе и гибкость на брусе с определённым радиусом закругления при определённой температуре. Предельно допустимые параметры для кровель из битумно-полимерных материалов, следующие: теплостойкость не ниже 55°С, условная прочность не менее 1,0 МПа, относительное удлинение не менее 10%, водопоглощение по массе через 24 часа не более 2%, гибкость на брусе с закруглением радиусом (R) 25 мм не выше 0°С. Практически все используемые сейчас материалы имеют характеристики, существенно превосходящие вышеперечисленные технические требования. Тем не менее, выбирая материал, из которого вы собираетесь или вам предлагают делать кровлю, в первую очередь стоит обратить внимание на соответствие кровельного материала именно этим параметрам.

  Теплостойкость - это показатель, который определяет, не расплавится ли ваша кровля очень жарким летом на солнечной стороне дома. Поэтому приведенная предельно допустимая теплостойкость в 55°С довольно мала, ведь известно, что даже в Подмосковье кровли из битумно-полимерных материалов иногда разогреваются до 70-80°С. Относительное удлинение материала должно компенсировать сезонные подвижки основной конструкции и составляет для большинства широко используемых материалов 40-60%.

     Показатель гибкости при определённой температуре характеризует возможность излома материала (при заданном радиусе сгибания) в зависимости от температуры окружающей среды. Хорошие битумно-полимерные материалы должны сохранять гибкость при температуре -15-20°С. Водопоглощение по массе через 24 часа для большинства отечественных полимерно-битумных материалов на стекловолокнистой основе составляет 0,5-2,0%, а для большей части импортных материалов с основой из синтетических волокон водопоглощение не превышает 0,5%.

     Говоря об импортных битумно-полимерных кровлях, следует отметить ряд интересных показателей. Некоторые материалы имеют свойства, которые препятствуют прорастанию растений, это особенно полезно на плоских крышах, где со временем может накапливаться старая листва и семена. Как правило, импортные материалы имеют полную совместимость со старыми битумными покрытиями и очень высокую адгезию к основе. Кроме того, большинство фирм-производителей выпускает полный комплект материалов для кровельных работ клеи, герметизационные мастики, декоративные битумные краски и многое другое.

     Еще одно чрезвычайно важное свойство кровельного материала - его долговечность, иными словами, потенциальный срок службы Он может быть определен, исходя из гибкости материала. Если принять снижение этого показателя примерно на 1^oС/год, а его изменение по закону, близкому к прямолинейному, можно легко рассчитать потенциальный срок службы кровли. Для некоторых импортных материалов он достигает 30 лет.

     Но не надо путать потенциальный срок службы кровельного материала со сроком гарантии на него, предоставляемым фирмой-производителем, и гарантийными обязательствами фирмы, выполняющей работы по монтажу кровли.

Рулонные материалы могут обеспечивать водонепроницаемость даже при нулевых уклонах, а верхний предел рекомендуемых уклонов составляет 45-50°. Укладывать их можно по любому сплошному (деревянному, бетонному и т.п.) основанию.

Существует несколько основных способов укладки рулонных материалов, согласно которым эти покрытия подразделяются на:

-приклеиваемые:

-на горячих битумных мастиках;

-на холодных резинобитумных, битумно-полимерных и полимерных мастиках и клеях;

-наплавляемые:

-на окисленных и модифицированных битумах;

-горячим (огневым) способом с помощью газовых горелок;

-горячим (безогневым) способом с помощью оборудования инфракрасного излучения;

-холодным (безогневым) способом, т.е. растворением утолщенного слоя битума;

-с клеящим слоем: материалы с внутренней стороны имеют специальное защитное покрытие (силиконовую пленку или бумагу), которое достаточно снять; затем раскатать рулон на загрунтованную поверхность.

Самый старый способ укладки кровельного ковра - это способ сплошной приклейки рулонных материалов к основанию. В ряде случаев кровельные материалы целесообразно укладывать, используя, так называемую, частичную приклейку. При этом исключаются условия для появления избыточного давления вследствие образования между кровлей и основанием воздушного зазора, сообщающегося с наружным воздухом по контуру кровли или через специальные вытяжные дефлекторы. Кровли, выполненные таким способом, называются <дышащими>.

Применение "дышащей"кровли не только позволяет избежать вздутий, но и способствует удалению влаги из материала основания (около 1 кг/м² за лето). Количество удаляемой влаги может быть увеличено при фиксированном сечении воздушной прослойки за счет посыпок, наносимых на рулонный материал при его изготовлении.

При "дышащей" кровле полностью исключаются ее разрывы над стыками и трещинами основания, так как деформации последних не передаются кровельному ковру.

Недостатком "дышащей" кровли является сложность определения места протечки. Если в кровельном ковре появился разрыв, куда попала вода, то она растечется по всем воздушным пазухам и, найдя неплотный стык в основании, попадет во внутренние помещения здания. Появление протечки на потолке не будет означать, что кровельный ковер поврежден именно над этим местом, а найти действительную протечку не просто.

"Дышащая" кровля необходима для реставрации старых кровельных покрытий, так как внутри старого битумного ковра, как правило, всегда есть влага, которой необходимо обеспечить возможность выхода. Она необходима и при работе в зимнее время по новым бетонным покрытиям, влажность которых довести до нормативных параметров невозможно.

При применении "дышащих" кровель в массовом строительстве необходимо в составах проектов крыш разрабатывать схемы устройства кровель с указанием раскладки слоев и конструкций узлов и примыканий.

Частичную приклейку кровли к основанию можно осуществить, применив для нижнего слоя:

-перфорированный материал (Рис.18.1);

-обычный материал, приклеиваемый мастикой, в виде равномерно распределенных пятен, сплошных или прерывистых полос мастики (Рис.18.2);

Системы "дышащей кровли" давно и успешно применяются в Скандинавии, Германии, Бельгии и других странах.

При укладке материала путем подплавления или подрастворения для соблюдения технологии необходимо обращать внимание на то, чтобы он имел достаточную толщину нижнего покровного слоя. Минимально необходимая толщина должна соответствовать размерам неровностей (шероховатостей) стяжки основания.

Очень технологично устройство кровельного ковра из материалов с клеящим слоем. Такой способ может применяться как для новых кровель, так и ремонта старых, но при этом основание должно быть подготовлено с особой тщательностью. На сегодняшний день подобные материалы скорее являются редкостью для российского рынка и применяются очень ограниченно.

Рис. 18.1 .Частичная приклейка кровли к основанию при использовании в нижнем слое перфорированного рулонного материала: 1 - основание под кровлю; 2 - перфорированный материал; 3 - битумная мастика; 4 - рулонный материал со сплошной приклейкой.

Рис. 18.2 .Частичная приклейка кровли к основанию при использовании в нижнем слое обычного рулонного материала: 1 - основание под кровлю; 2 - нижний слой из сплошного рулонного материала с точечной или полосовой приклейкой, сос-тавляющей 25-35% площади нак-леиваемых полотнищ рулонного материала; 3 - битумная мастика; 4 - рулонный материал со сплошной приклейкой.

Рис.18. 3 Устройство "дышащей кровли" (ICOPAL