Монтаж стеллажей и других конструкций закрепляемых на фундаментах внутри зданий

Монтаж элементов металлоконструкций

От промышленных зданий требуется высокая прочность и надежность при минимальных затратах на строительство как времени, так и средств. Наибольшую эффективность показывают здания со стальной несущей конструкцией. Качество постройки во многом зависит от того, насколько правильно выполнен монтаж металлоконструкций. Интерес представляет монтаж колонн, подкрановых балок ферм, фахверка и настила.

монтаж металлоконструкций при возведении промышленных (складских) помещений

Монтаж колонн

Большинство металлических колонн размещается на сплошном фундаменте из бетона. Кода они готовятся к монтажу, на них наносят отметки, обозначающие продольную ось и верх фундамента. При установке колонны удерживают одним из таких способов:

• При помощи анкерных болтов, которые заделаны в фундамент. После того, как колонна выверена по двум перпендикулярным осям, места соединения заливаются цементным раствором.
• Напрямую фундаментной поверхностью, которая возводится до отметки фрезерованной подошвы у колонны. В этом случае цементный раствор дополнительно не подливается.
• С использованием стальных опорных листов. У них верхняя поверхность строгается. Заливка цементного раствора выполняется при необходимости.

Для удержания колонн с широкими башмаками и высотой до 10 м достаточно использовать одни только анкерные болты. Колонны с большей высотой и узкими башмаками необходимо также поддерживать расчалками в той плоскости, где жесткость конструкции минимальна.

• Крепление расчалок выполняется в верхней части колонны до того, как она будет поднята и размещена.
• Другой конец расчалок крепится к якорям или элементам фундамента, расположенных неподалеку.
• После того, как расчалки полноценно натянуты, стропы с колонны можно убирать.
• Полностью снимать расчалки разрешается только после того, как колонна закреплена при помощи постоянных элементов. Обеспечить устойчивость колонне можно подкрановыми балками или связями, которые размещаются после монтажа первых двух колонн, соединенной подкрановой балкой.

Когда выполняется монтаж колонн, размещаемых на фундаменте, то в ходе процесса их крепят анкерными болтами. Любые металлические прокладки, подкладываемые под основание, обязательно привариваются. В свою очередь, колонны, на верхних ярусах также скрепляются болтами или сваркой. На это соединение приходится высокая нагрузка, поэтому его прочность тщательно просчитывается при проектировании.

крепление металлических колонн при помощи анкерных болтов

Монтаж элементов металлических конструкций с помощью выверки достаточно трудоемкий и длительный по времени. Поэтому в последнее время все больше используется способ монтажа, который не требует выверки. Такой метод позволяет, как улучшить качество конструкции, так и сократить сроки, требуемые для возведения здания.

Безвыверочный монтаж требует подготовки металлоконструкции в процессе изготовки и непосредственно на стройплощадке. Чтобы увеличить точность конструкции, используются следующие технологические приемы:

• Раздельное изготовление башмака и опорной плиты;
• Фрезерование торцов двух ветвей колонн;
• Строгание опорных плит;
• Наличие 4 приваренных планок на опорной плите с нарезанными отверстиями для размещения болтов;
• Наличие осевых рисок на ветвях колонн.

Когда монтаж производится без выверки, то колонны опирают на стальные плиты. В таком варианте фундамент изначально бетонируется ниже проектного значения на 50-60 мм, а после установки плиты его заливают цементным раствором.

Опорная плита размещается при помощи регулировочных болтов на опорных планках, которые бетонируются полностью в фундамент заподлицо, по аналогии с закладными деталями. Опорная поверхность плиты выставляется гайками таким образом, чтобы разница фактической отметки от проектного положения составляла не более 1,5 мм.

Когда ведется установка колонны, то осевые риски, нанесенные на ветвях, совмещаются с рисками на опорных плитах. Это обеспечивает достаточную точность размещения, после чего колонну крепят анкерными болтами. В этом случае не требуется дополнительно выверять колонну по высоте или осям. После того, как установлены расчалки, на колонны можно монтировать подкрановые балки. Когда подкрановые балки совмещены по осевым рискам с колоннами, их не требуется дополнительно выверять. После закрепления балок с колонн снимаются расчалки.

Монтаж подкрановых балок

Данные балки устанавливаются после монтажа пары колонн. Во время подъема балка удерживается при помощи двух оттяжек. Для приема её на высоте монтажники располагаются на подмостках, площадках и монтажных лестницах. Задача рабочих – удержать балку от касания с установленными ранее элементами конструкции и придать ей нужное положение. Для контроля над спуском балки имеются риски на консоли. Для устранения вертикального отклонения используются стальные подкладки, размещаемые под балкой. Для временного крепления балки используются анкерные болты.

монтаж подкрановых балок

Если производится монтаж подкрановых балок на колонны с фрезерованными подошвами, фундамент которых забетонирован до проектного значения, или колонны на строганных металлических плитах, то достаточно выверить положение балок по главной оси.

Монтаж ферм

Перед установкой ферму необходимо подготовить – собрать, обустроить лестницами и расчалками. Её разворот поперёк пролета выполняется за счет расчалок. Для временного крепления также используются расчалки, а еще распорки, оттяжки и кондуктора. Ферма выверяется по осевым рискам, которые находятся на торцах.

Для подъема ферм используют траверсы одного или двух кранов, это зависит от массы и размеров поднимаемой конструкции. Их строповка производится исключительно в узлах верхнего пояса, иначе в стержнях могут возникнуть значительные изгибающие усилия. Обычно строповка выполняется в 4 точках при помощи траверс, снабженными полуавтоматическими захватами с дистанционным управлением. Если в процессе монтажа элементы конструкции испытывают значительные нагрузки, то их усиливают стальными трубами или пластинами из дерева.

Первая ферма, поднимаемая краном, разворачивается оттяжками в требуемое положение так, чтобы до верха колонн оставалось 0,5-0,7 м. Ферму опускают на монтажные столики, находящиеся на колоннах. Временное крепление производится болтами, после чего её положение выверяется и конструкция крепится окончательно. Для защиты от раскачивания ферма во время подъема удерживается 4мя гибкими оттяжками.

Последующая работа по монтажу металлоконструкций этого типа проводится аналогично. Вторую установленную ферму соединяют с первой с использованием прогонов, распорок и связей. Там образуется жесткая пространственная конструкция. Фермы соседних рядов соединяются болтами для повышения жесткости.

Монтаж настила

Промышленные здания со стальным или железобетонным каркасом зачастую обшиваются стальным профилированным настилом. Это способствует уменьшению массы строения. Высокую эффективность показывают профилированные панели, снабженные утеплителем. Они позволяют значительно экономить тепло, что достаточно важно в климатических условиях нашей страны.

Для настила используют листы из нержавеющей стали, которая дополнительно покрыта антикоррозионным составом. Применяют листы длиной 3-12 м, шириной 0,86-0,85 м и толщиной 0,8-1 мм. Длина листов обычно кратна 3 м и выбирается при проектировании в зависимости от расположения прогонов ферм. Стандартная высота продольных гофр – 60-80 мм.

Перед установкой листы соединяются в карты, так как монтировать листы отдельно весьма трудоемко, учитывая то, что все работы необходимо вести на высоте. Сборка выполняется на горизонтальных стендах, на которых имеются уголки по размерам карт. Соединение листов выполняется при помощи заклепок или точечной сваркой. Если используются заклепки, то отверстия в разложенных листах просверливаются вручную. Расстояние между отверстиями прописывается в проекте и обычно составляет 50-60 мм. В полученные отверстия помещаются заклепки, после обработки которых получается единая карта требуемого размера.

Строповка выполняется согласно схеме, в зависимости от размеров карты. Настил укладывается на прогоны или блоки перекрытия. Прогоны размещаются на узлах ферм, а, если фермы создаются из прямоугольных профилей замкнутого строения, то прямо на верхние пояса ферм. Размещение карт из профилированных листов выполняется с использованием рисок, отмечающих место укладки.

Для крепления к прогонам требуется оборудование для монтажа металлоконструкций, которое позволяет быстро соединить их с листами при помощи дюбелей или электрозаклепок. Наиболее распространено крепление гайковертом, который затягивается винты диаметром 6 мм с пластмассовыми или стальными шайбами под головкой.

Соединение металлоконструкций сваркой

Большая часть монтажных соединений выполняется при помощи сварки, меньшая – болтами, еще реже используются заклепки. Это оказывает виляние на стоимость монтажа металлоконструкций – сварные соединения наиболее дешевые. Соединение заклепками наиболее трудоемкое, однако, в некоторых случаях необходимо использовать только его. Примером может быть здание кузнечнопрессового цеха, для создания несущей металлоконструкции которого нельзя применять болты или сварку – от постоянной вибрации, создаваемой кузнечным оборудованием, эти соединения неизбежно разрушатся.

Сварку используют, когда требуется жесткое соединение конструкций, с плотным прилеганием элементом и водо- и газонепроницаемым швом. Только таким способом соединяют листовые конструкции в кожухах доменных и термических печей, резервуарах, пылеуловителях и газгольдерах. Среди опорных конструкций сварное соединение используют для стыков колонн с подкрановыми балками и стропильными фермами. Элементы стальных конструкций можно сваривать с элементами железобетонных. В таких случаях профили привариваются к закладным деталям.

Для получения качественного шва свариваемые детали плотно прижимаются друг к другу. В основном для этого используются грубые монтажные болты. В некоторых случаях для создания соединения используются дополнительные металлические стыковочные накладки.

Колонны, высота которых превышает 18 м, для транспортировки разделяются на отправочные элементы, размеры которых зависят от средств, используемых для транспортировки. Для монтажа части колонн собираются в единое целое. Стыки колонн при возведении одноэтажных зданий промышленного назначения обычно выполняются в части над краном, выше подкрановых балок. Торцы основной и надкрановой частей колонн, обработанные фрезерованием, стыкуются и свариваются по контуру стыка. Чтобы повысить жесткость соединения, используют стыковые листовые накладки.

Для монтажа подкрановых балок их опирают на соответствующие плиты колонн и соединяют сначала болтами, а затем заваривают. Дополнительные крепление балки производится к надкрановой части колонны при помощи тормозных конструкций. Они также первоначально присоединяются болтами и привариваются протяженным швом. Соединение ферм с колоннами выполняется аналогично.

Когда выполняется монтаж зданий из металлоконструкций, то большую важность имеет качество выполняемых сварных швов. Они проверяются внешним осмотром, которым можно определить отклонения от геометрических размеров, порезы, непровар или крупные поры. Поверхность шва должна быть гладкая или в мелких чешуйках, а наплавленный материал – одинаковую плотность. Допустимые размеры отклонений и дефектов указаны в нормативных документах.

Соединение металлоконструкций болтами

Болтовые соединения могут выполняться болтами различной точности в зависимости от назначения соединений и воспринимаемых им нагрузок. В основном используются крепежные изделия нормальной и повышенной точности. Для соединений, которые подвергаются нагрузке на срез, запрещено использовать болты нормальной и грубой точности.

Отверстия под болты высверливают или продавливают таким образом, чтобы диаметр отверстия превышал внешний диаметр болта на 2-3 мм. Это упрощает сборку, однако делает их менее стойкими к деформациям. По этой причине болты, относящиеся к грубым и нормальным по классу точности, используются только тогда, когда один элемент непосредственно опирается на другой. Примеры – соединения на опорных столиках, планках и фланцах.

Соединения, в которых используются болты повышенной точности, являются альтернативой заклепочным соединениям в труднодоступных местах. Для таких соединений диаметр отверстий выполняется больше диаметра болта на величину до 0,3 мм. При соблюдении этого требования болты сидят в отверстиях весьма плотно и хорошо выдерживают сдвигающую нагрузку.

Высокопрочные болты являются наиболее эффективными крепежными элементами. В них сочетается высокая несущая способность со значительной устойчивостью к деформациям. Такие болты могут использовать вместо заклепок практически во всех соединениях. Затяжка гаек для таких болтов производится ключами с храповым механизмом, что позволяет контролировать усилие затяжки.

Описание монтажа каркасного здания

Основные конструктивные решения

1. Каркас здания решен в виде ряда однопролетных поперечников состоящих из колонн постоянного сечения и ферм. Колонны и фермы изготовлены из спаренных оцинкованных С-профилей, соединенных между собой болтами. Шаг рам 6м.
2. Сопряжение элементов поперечника между собой – шарнирное; колонн с фундаментом жесткое. Сопряжение стоек фахверка (состоящих из спаренных С-профилей) с фундаментом – жесткое.
3. Прогоны покрытия – установлены по разрезной схеме и выполнены из оцинкованных профилей соответствующего сечения.

Материал конструкций

Каркас здания выполнен из стали марки 350 по ГОСТ Р52246-2004, базы колонн, а также все сварные элементы – из стали марки С255.

Соединения элементов

Все заводские соединения − сварные. Сварка − полуавтоматическая в среде углекислого газа. Марка сварочной проволоки − Св-08Г2С.

Монтаж основных конструкций предусмотрен с креплением на болтах нормальной точности (DIN 933) и на самонарезающих винтах: Harpoon 4.8×19.

Применяемые в проекте болты двух типоразмеров М12 и М20, класс прочности 5,8. В болтовое соединение входит один болт, две гайки и две плоских шайбы. При установке болта одна шайба подкладывается под головку болта, вторая – под гайки. Цокольные уголки крепятся к бетонному цоколю при помощи дюбелей. Дюбели в комплект поставляемых метизов не входят.

Указания по монтажу каркаса

Подготовка конструкций к монтажу

• Все элементы конструкций каркаса, поступающие на монтаж, имеют полную заводскую готовность, т.е. не требуют дополнительной обработки на строительной площадке.
• Исполнительными рабочими чертежами на строительной площадке, которыми руководствуются во время монтажа каркаса здания, должны быть только монтажные чертежи.
• Перед началом сборки отдельные элементы металлических конструкций, имеющих незначительные деформации, не влияющие на несущую способность, должны быть выправлены. Правка элементов, имеющих цинковое антикоррозионное покрытие, должна осуществляться только холодным способом.
• Конструкции основного каркаса перед монтажом необходимо собрать в укрупненные блоки. Это касается колонн, стоек, ферм.

Монтаж конструкций каркаса

Порядок укрупнительной сборки элементов каркаса

• Предварительная укрупнительная сборка производится отдельно для колонн (стоек) и отдельно для ферм покрытия.
• Для предварительной укрупнительной сборки колонн (стоек) необходимо подготовить достаточное количество деревянных прокладок и разместить их на площадке по габариту колонны или стойки. Разложите на прокладках первые элементы колонн (стоек). Стенка гнутого профиля должна быть обращена вверх (открытая часть профиля должна быть обращена вниз).
• Уложите вторые элементы колонн (стоек) на первые, ориентируя открытой часть профиля вверх (стенки профилей должны соприкасаться). Пользуясь монтажными пробками, совместите скрепляемые детали. Установите во все отверстия, указанные на схемах сборки колонн, болты с двумя шайбами и двумя гайками. При установке болта одна шайба подкладывается под головку болта, вторая – под гайку. Закрутите гайки в болтовых соединениях без затягивания.
• Установите базы колонн (опорные плиты) между гнутыми профилями, ориентируя детали по отверстиям. Следите за тем, чтобы все заводские отверстия в гнутых профилях сопрягались с отверстиями в фасонке базы. Проконтролируйте взаимное расположение опорной поверхности базы и полки элементов колонны. Необходимо добиться, чтобы угол между этими поверхностями был прямой.
• Только после этого затяните все болтовые соединения. После полной затяжки первой гайки на каждое болтовое соединение установите вторую гайку и произведите повторную затяжку.
• Аналогично со сборкой колонны производится укрупнительная сборка фермы покрытия.
• Перед полным затягиванием болтов проведите контрольные замеры геометрических размеров собранных элементов. Предельные отклонения размеров не должны превышать следующих величин:
  • длина собранной фермы L ± 8мм.
  • высота колонны H ± 6мм.

Порядок монтажа элементов каркаса

Монтаж колонн рядовых рам

• Монтаж конструкций должен выполняться на фундаментах, выполненных в соответствии с заданием на фундаменты. Отклонения размеров фундаментов от проектных не должны превышать значений, указанных в СНиП 3.03.01-87.
• Крепление конструкций каркаса на фундаменты предусмотрен на анкерных болтах.
• Подготовьте необходимое количество временных связей, расчалок, требуемых для закрепления монтируемых конструкций. Их количество определяется монтажно-строительной организацией.
• Строительно-монтажная организация несет ответственность за обеспечение временными связями процесса монтажа на весь период строительства.
• На подготовленные фундаменты, по мере сборки, устанавливаются и закрепляются колонны рядовых поперечников. Монтаж колонн необходимо начинать со связевой секции. При монтаже необходимо удерживать колонну в вертикальном положении до момента раскрепления ее временными связями. В качестве временных связей рекомендуется использовать текстильные канаты или другие материалы, исключающие возможность деформации конструкций. Удерживайте колонну на месте, пока она не будет закреплена к фундаментам и зафиксирована временными связями.
• Установите остальные колонны связевой секции, закрепив их на фундаменты и обеспечив устойчивое положение при помощи временных связей.
• Установите прогоны, распорки и связи по колоннам связевой секции. Следите за тем, чтобы наружная плоскость полок стеновых прогонов была заподлицо с плоскостью наружных полок колонны. При установке гибких связей должны быть приняты меры и установлена очередность натяжения, препятствующие неравномерному деформированию каркаса и его элементов. Усилие натяжения гибких связей 0.3 тонны (т.с). Контроль натяжения связей выполнить по моменту закручивания. Результаты контроля должны быть занесены в журнал. При установке контролируйте проектное расстояние по осям здания.
• К собранным колоннам связевой секции последовательно монтируются колонны рядовых рам и скрепляются между собой распорками и прогонами. Не допускается установка последующих колонн без установки всех прогонов и распорок между предыдущими колоннами. Сборка производится до последнего связевого блока или крайней рядовой рамы.

Монтаж ферм рядовых рам

• Монтаж ферм покрытия здания всегда должен начинаться с установки связевого пролета. С использованием траверсы и текстильных строп смонтируйте первую ферму связевого блока. Рекомендуется производить строповку фермы в двух местах – в каждой третьи длины габарита фермы. Запрещается использование при строповке стальных или цепных строп, т.к. они могут повредить тонкостенные металлические элементы здания.
• Удерживайте ферму на месте в поднятом вертикальном положении, пока она не будет закреплена на колоннах и зафиксирована временными связями. В качестве временных связей рекомендуется использовать текстильные канаты или другие материалы, исключающие возможность деформации конструкций.
• Установите вторую ферму связевого блока, пользуясь траверсой и текстильными стропами, аналогично первой. Удерживая ферму на месте, закрепите кровельные прогоны в краях фермы и в четвертях пролета. Установите распор по нижнему поясу фермы.
• В соответствии с монтажными чертежами установите на свои места и закрепите все остальные кровельные прогоны связевого блока. Следите за тем, чтобы наружная плоскость полок кровельных прогонов была заподлицо с плоскостью наружных полок верхнего пояса фермы.
• Установите вертикальные и горизонтальные связи по покрытию (по фермам). Натяните гибкие связи на проектное усилие 0.3 тонны (т.с). Контроль натяжения связей выполнить по моменту закручивания. Результаты контроля должны быть занесены в журнал.
• Проверьте раскрепленный связями пролет на прямоугольность и вертикальность. Проверку необходимо проводить при помощи теодолита.
• К собранному связевому блоку последовательно монтируются рядовые фермы и скрепляются между собой кровельными прогонами и распорами. Монтаж ферм производится по аналогии с вышеописанными процедурами. Не допускается установка последующих ферм без установки всех кровельных прогонов и распоров между предыдущими фермами. Сборка производится до последнего связевого блока или крайней рядовой рамы.
• Удаление временных связей, расчалок, распорок можно производить только после окончательного монтажа ограждающих конструкций.

Монтаж каркаса торцевых стен

• Установите на подготовленные фундаменты предварительно собранные стойки торцевой стены. Установку необходимо производить согласно монтажных схем.
• Установите на опоры стоек собранную торцевую балку.
• В соответствии с монтажными чертежами установите кровельные прогоны.
• Установите распорки по стойкам, прогоны стен и гибкие вертикальные связи. Натяните гибкие связи на проектное усилие.
• Используя теодолит или другие подходящие средства контроля, проверьте вертикальность смонтированных стоек.
• Произведите монтаж обрамляющих конструкций проемов ворот, дверей и окон, местоположение и количество которых определено в монтажной документации.

Работы по монтажу конструкций каркаса должны выполняться по утвержденному проекту производства работ (ППР), отвечающему общим требованиям СНиП 3.03.01.-87.

Указания по применению самонарезающих винтов

Для эффективной работы с шурупами – саморезами необходимо соблюдать следующие требования:

Требования к инструменту

• Мощность –от 600 Вт.
• Скорость – 1500-2000 оборотов/мин.
• Сила закручивания – max 19N/ mm2
• при монтаже сэндвич – панелей избегать удара сверлящего наконечника о подконструкцию после прохождения саморезом «тела» панели;
• монтаж осуществлять с равномерным давлением на шуруповерт (200-300 Н) и постоянной скоростью вращения (1500-2000 об/мин);
• проходящая способность сверлящего наконечника должна быть больше или равна максимальной суммарной толщине одновременно просверливаемого металла.
• избегать попадания точки сверления на сварные швы несущей конструкции.

Выполнение этих правил сведет потери элементов крепления при монтаже к минимуму.

Транспортирование и складирование

Погрузку, транспортирование, выгрузку и хранение конструкций производить, соблюдая меры, исключающие возможность их повреждения, деформации, а также обеспечивающие сохранность защитного покрытия конструкций. При хранении должно быть обеспечено устойчивое положение конструкций, исключено их соприкосновение с грунтом, а также предусмотрены меры против скапливания атмосферной влаги на конструкциях или внутри них. Крепежные изделия следует хранить в закрытом помещении, рассортированные по видам и маркам.

В случае повреждения конструкций допускается выправлять плавно деформированные конструкции способами, исключающими образование вмятин, выбоин и других повреждений на поверхности проката.

Требования к эксплуатации

Для нормальной эксплуатации покрытия необходимо выполнять следующие требования:

• периодическое (раз в 2 года) обследование и восстановление антикоррозионного покрытия элементов конструкций;
• очистка кровли от снега для предотвращения чрезмерной нагрузки на кровлю;
• запрещается навеска на конструкции покрытия и кровлю оборудования и других элементов, не предусмотренных в проекте.

Гарантийные обязательства

Изготовитель гарантирует соответствие конструкций технической документации и сохранение ими необходимого качества при соблюдении условий хранения и эксплуатации.

Срок гарантии устанавливается в течение 12 месяцев со дня ввода сооружения в эксплуатацию, о чем должна быть сделана запись с подписью ответственного лица, заверенной штампом предприятия, но не более 24 месяцев со дня отгрузки потребителю с завода-изготовителя.

Строительно-монтажная организация, осуществляющая монтаж конструкций и выполняющая проект производства работ на их монтаж, должна иметь свидетельство СРО с правом возведения несущих и ограждающих конструкций и сооружений. При отсутствии свидетельства у строительно-монтажной организации изготовитель не несет ответственности за конструкции смонтированных зданий и сооружений.