Монтаж одноповерхових промислових будівель із залізобетонним каркасом

4.3.1. Технологічні особливості зведення будівель

На практиці найчастіше зустрічаються одноповерхові повнозбірні промислові будівлі площею 3-20 тис. м². Вони можуть бути безкрановими або обладнаними мостовими електричними кранами. Прольоти будівель складають 12, 18, 24 і 30 м, крок колон 6 і 12 м, висота будівель від 8,4 до 18 м. Маса збірних елементів складає від 2,5 до 33 т. Будівлі характеризуються однотипними блоками, конструкціями і великими розмірами в подовжньому і поперечному напрямах.

Основні достоїнства одноповерхових промислових будівель — відносна дешевизна, можливість застосовувати розріджену сітку колон і передавати навантаження від технологічного устаткування безпосередньо на ґрунт. Такі будівлі звичайно будують прямокутного контуру в плані, без перепадів висот, з прольотами в одному напрямі. Розроблені універсальні об'ємно-планувальні і конструктивні рішення будівель, які дозволяють застосовувати індустріальні методи монтажу. Встановлено обмежене число параметрів будівель або габаритных схем. Розміри прольотів пов'язані з визначеними висотою і кроком колон, надкрановими габаритами. Всі елементи каркаса, огорожі і покриття одноповерхових будівель кратні номінальним розмірам укрупнених модулів: планувального — 6 м, висотного — 1,2 м.

Одноповерхові виробничі будівлі звичайно монтують з типових елементів, що серійно виготовляються на заводах збірного залізобетону. Збірні конструкції одноповерхових будівель підрозділяють на несучі і огороджувальні. До несучих відносять збірні фундаменти, колони, підкранові балки, підкроквяні і кроквяні ферми, до огороджувальних — плити покриття, ранд-балки (обв'язувальні балки) і стінові панелі.

При прольотах будівель 30 м і більше застосовують ферми із сталевих конструкцій, будівлі з меншими прольотами можуть перекриватися залізобетонними фермами з паралельними поясами або з верхнім криволінійним поясом — арочним або сегментним. Необхідно відзначити, що зведення будівель із залізобетонним каркасом більш трудомістке в порівнянні з аналогічною будівлею в металевих конструкціях.

Будівлі із збірних залізобетонних елементів монтують поелементно, їх не укрупнюють в просторові блоки із-за складності стиків; маса залізобетонного блоку перевищує масу аналогічного блоку з металоконструкцій в 3-5 разів. Значно ускладнюється монтаж конструкцій із-за наявності «мокрих процесів» — необхідності замонолічування стиків. Подальший монтаж конструкцій після установки колон у фундаменти стаканного типа і їх замонолічування може бути початий тільки після досягнення міцності бетону замоноліченого стику 70% проектної. У зв'язку з цим додаткові труднощі виникають при проведенні робіт в зимових умовах.

За наявності на будівельному майданчику декількох кранів монтаж каркаса можна виконувати декількома паралельними і послідовними потоками: монтаж збірних фундаментів, колон, зв'язків між колонами, підкранових балок і елементів покриття, навішування стінних панелей. Така організація робіт дозволяє значно скоротити терміни монтажу об'єкту.

Після улаштування котлованів або траншей під фундаменти, вирівнювання і ущільнення основи приступають до монтажу фундаментів. При великому заглибленні фундаментів або суцільному котловані під будівлю кран переміщатиметься по дну котловану.

Колони монтують другим потоком і лише після закінчення і приймання закінчених робіт нульового циклу на перший захватці. До таких робіт відносяться: приймання встановлених фундаментів під монтаж колон, виконання зворотної засипки пазух траншей і ям, здійснення планування ґрунту в межах захватки, прокладка доріг для транспорту, підготовка майданчиків для складування конструкцій і роботи кранів. Оптимальним рішенням після виконання планування слід вважати улаштування бетонної підготовки під підлоги на всій площі захватки. Допускається улаштування твердого покриття з дорожніх залізобетонних плит для переміщення транспорту і кранів. В цьому випадку для майданчиків складування конструкцій рекомендується піщана підготовка.

Колони заввишки до 12 м звичайно додатково не закріплюють розчалками, стійкість їх забезпечується тільки закріпленням у фундаменті клинами. При установці вищих колон їх необхідно додатково закріпити розчалками в площині найменшої жорсткості (уздовж ряду колон). Після досягнення необхідної міцності бетону стиків колон з фундаментами можна приступати до монтажу зв'язків і укладання підкранових балок. Після зварювання закладних деталей підкранових балок до консолей колон і омонолічування стиків розчалки на колонах знімають.

Монтаж підкранових балок звичайно виконують в одному потоці з елементами покриття будівлі. Кожен проліт каркаса будівлі слід монтувати комплексно: встановлюють всі підкранові балки, підкрокв’яну, крокв’яну (одну або дві) ферми, по них всі плити покриття. Плити монтують послідовно від одного торця до іншого, першу плиту для крайнього прольоту встановлюють з навісних площадок, закріплених на колонах першого ряду, плиту для середнього прольоту — з раніше змонтованих плит крайнього прольоту.

Стінні панелі монтують в завершальному монтажному потоці звичайно самостійним краном. Панелі навішують відразу на всю висоту між сусідніми колонами звичайно в ув'язці з процесами по установці віконних блоків і влаштуванню швів між елементами.

При монтажі одноповерхових промислових будівель приобъектних складів не влаштовують. Конструкції в зону монтажу доставляють, як правило, в третю зміну, розвантажують і розкладають у місць їх монтажу. Запас конструкцій повинен бути не менше ніж на два дні роботи, при перебоях в постачанні запас повинен зростати. Доставку конструкцій можна здійснювати і в денний час, конструкції в цьому випадку підвозять назустріч напряму монтажу.

Для скорочення тривалості будівництва монтаж будівлі звичайно здійснюють від торців до середини, від середини до торців, можливо і інший напрям, важливо, що кожен температурний блок монтується самостійно. Організують два незалежні об'єктні потоки робіт, кожний з них може включати декілька спеціалізованих потоків по монтажу окремих конструкцій — колон, підкранових балок, елементів покриття і стінових панелей. Кожен спеціалізований потік забезпечують монтажним краном і відповідним комплектом монтажних пристосувань.

Якщо будівля, що зводиться, має значну площу, її ділять на декілька захваток. Розміри захваток приймають залежно від об'ємно-планувального і конструктивного рішень будівлі, особливостей введення її в експлуатацію, трудомісткості робіт. Розчленовування будівлі на захватки або монтажні ділянки забезпечує потокове виконання робіт, забезпечення для кожної ділянки самостійного монтажного потоку. Роботи на ділянках можуть виконуватися послідовно одним потоком або паралельно і одночасно декількома спеціалізованими потоками на декількох ділянках.

4.3.2. Методи поєднання циклів будівництва

Залежно від можливого і доцільного ступеня поєднання будівельних робіт, монтажу конструкцій і технологічного устаткування промислові будівлі зводять відкритим, закритим, суміщеним або комбінованим методами (рис. 4.12). Ці методи відображають різні ступені поєднання і послідовності робіт, що завжди необхідно враховувати при організації монтажу будівельних конструкцій і зведення будівель.

До основних циклів будівництва одноповерхових промислових будівель відносять зведення підземної і надземної частин будівлі, яка включає: улаштування котлованів і траншей під фундаменти будівлі і технологічного устаткування, монтаж фундаментів будівлі та бетонування фундаментів під устаткування, монтаж конструкцій надземної частини.

Рис. 4.12. Методи поєднання циклів будівництва:

I — відкритий: 1 — зведення підземної частини; 2 — монтаж каркаса; 3 — монтаж технологічного устаткування; 4 — оздоблювальні роботи; II — закритий: 1 — підземна частина під каркас; 2 — каркас будівлі; 3 — підземна частина технологічного устаткування і комунікації; 4 — монтаж технологічного устаткування; 5 — оздоблювальні роботи;

III — суміщений: 1 — улаштування загального котловану споруди; 2 — бетонування фундаментів під устаткування; 3 — монтаж каркаса будівлі; 4 — монтаж технологічного устаткування; 5 — оздоблювальні роботи;

IV — комбінований — виконання робіт відкритим (I) і закритим (II) способами

і зведення вбудованих етажерок, монтаж технологічного устаткування і трубопроводів, виконання оздоблювальних робіт

Відкритий метод полягає в тому, що спочатку виконують всі роботи по зведенню підземної частини на захватці, після чого монтують конструкції надземної частини будівлі, технологічного устаткування, трубопроводів, виконують всі оздоблювальні роботи. До складу підземного циклу включаються всі роботи по влаштуванні підземних конструкцій — фундаментів під будівлю і устаткування, підвальних поверхів з перекриттями над ними, прокладка і засипка всіх комунікацій, улаштування підготовки під підлоги в безпідвальних будівлях. Після закінчення підземного циклу робіт, включаючи підготовку під підлоги, майданчик, що залишився, необхідно спланувати.

Виконання в першу чергу всіх робіт підземного циклу, що забезпечує можливість найбільш ефективного монтажу надземної частини будівлі або споруди, є однією з найважливіших умов успішного будівництва індустріальними методами. Проте залежно від об'ємно-планувальних і технологічних рішень будівель і умов будівництва інші методи можуть виявитися ефективнішими.

При закритому методі на кожній монтажній ділянці спочатку виконують земляні роботи і фундаменти тільки під будівлю, після чого монтують його каркас. Після закінчення монтажних робіт усередині каркаса будівлі розробляють котловани, зводять фундаменти під вбудовані конструкції (етажерки) і під технологічне устаткування і всі підземні споруди. Тільки після цього здійснюють монтаж конструкцій етажерок, технологічного устаткування, трубопроводів, виконують всі оздоблювальні роботи.

Закритий метод може бути раціональнішим у тому випадку, коли фундаменти під устаткування займають значну частину прольотів будівлі і необхідне улаштування розвиненої мережі підземного господарства. Це утрудняє пересування кранів, вимагає додаткових витрат на улаштування проїздів. Закритий метод дозволяє розосередити роботи, застосувати самохідні крани, що мають кращу маневреність і нижчу вартість експлуатації, чим баштові, які використовуються для монтажу при відкритому методі. Велика частина робіт виконується після зведення покриття будівлі, що важливо для захисту від опадів.

При суміщеному методі спочатку відривають загальний котлован під підземне господарство, фундаменти під устаткування і будівлю. Бетонування фундаментів під устаткування і інші підземні роботи суміщають з монтажем каркаса будівлі так, щоб до моменту здачі фундаментів під устаткування був закінчений на інших ділянках робіт монтаж каркаса і можна було приступити до монтажу технологічного устаткування.

При комбінованому методі прольоти з великим насиченням технологічним устаткуванням і з розвиненим підземним господарством зводять закритим способом, а прольоти із слаборозвиненим підземним господарством і невеликою кількістю технологічного устаткування — відкритим. При цьому методі монтажні крани розташовують в прольотах із слаборозвиненим підземним господарством.

4.3.3. Методи зведення одноповерхових промислових будівель і монтажні механізми

Практикою вироблений ряд методів монтажу будівельних конструкцій промислових будівель, які приміняють залежно від необхідної послідовності виконання робіт, конструктивної схеми будівлі, що зводиться, виду монтажного і технологічного устаткування, термінів і порядку введення будівель в експлуатацію, черговості постачання збірних конструкцій і деталей.

Одноповерхові промислові будівлі легкого типу монтують переважно роздільним методом, важкого типу — комплексним, але основним методом монтажу подібних будівель є змішаний метод.

Будівлі легкого типу монтують самохідними стріловидними кранами на гусеничному і пневмоколісному ходу; середнього типу — самохідними стріловидними, козловими і баштовими кранами; важкого типу — баштовими кранами великої вантажопідйомності в поєднанні з гусеничними і щоглово-стріловидними як допоміжні.

Для монтажу безкранових будівель при плитах покриття завдовжки 12 м у зв'язку з великою масою ферм і необхідністю монтажу плит на значних вильотах стріли застосовують:

- гусеничні крани з баштово-стріловидним устаткуванням вантажопідйомністю 40 т і більше;

- баштові крани при будівлях до трьох прольотів по 24 м при роботі крана з одного підкранового шляху в середньому прольоті;

- козлові крани звичайного типу при ширині будівель до 36 м;

- козлові крани із заздалегідь напруженим ригелем при ширині будівель до 66 м; ці крани дозволяють здійснювати монтаж конструкцій і устаткування одночасно в двох-трьох суміжних прольотах.

При монтажі будівель легкого і середнього типів часто застосовують метод попередньої розкладки елементів в монтажній зоні. У будівлях важкого типу конструкції подають безпосередньо під монтаж (монтаж з коліс). Напрям подачі елементів звичайно протилежний напряму монтажу за винятком елементів, що укрупнюються перед підйомом. Попередню розкладку конструкцій звичайно здійснюють за 1-2 зміни до установки їх в проектне положення. Так поступають, щоб не захаращувати прольоти конструкціями і забезпечити вільний маневр монтажного крану (рис. 4.13).

Рис. 4.13. Схема розкладки і монтажу елементів покриття одноповерхових промислових будівель:

1 — монтаж підкранових балок самостійним потоком; 2 — розвантаження плит покриття; 3 — монтаж плит покриття; 4 — монтажний кран; 5 — додатковий монтажний кран для розвантаження і розміщення елементів в зоні монтажу; 6 —стропи; 7 — відтяжки; 8 — ферма покриття; 9 — підкранова балка

Потокове виконання робіт — безперервне і рівномірне виконання монтажних і всіх супутніх і паралельно виконуваних робіт. Всі монтажні процеси здійснюють за допомогою комплектів підйомно-транспортних і інших машин і механізмів, пов'язаних між собою по основних параметрах, у тому числі і по продуктивності.

Для організації потокового монтажу будівлю розділяють на захватки і яруси, а при великих розмірах в плані і значних об'ємах робіт — на монтажні ділянки або зони. В межах кожної ділянки роботи здійснює окрема будівельна організація, яка має в своєму розпорядженні необхідні крани, майданчики і устаткування для укрупнювальної збірки, монтажними пристосуваннями, транспортними засобами для подачі конструкцій на монтаж і ін. Установку конструкцій одноповерхових будівель, їх вивіряння і остаточне закріплення в межах кожної ділянки здійснюють одним або декількома спеціалізованими потоками кожен з своїм механізмом для монтажу однотипних конструкцій.

Раціональна організація монтажного процесу — потокова здійснюється шляхом розділення комплексного монтажного процесу на складові і створення наперед встановленого ритму монтажу. За певний проміжок часу повинні виконуватися порівняно однакові об'єми робіт при постійному складі бригади монтажників і комплекту машин. Для проведення монтажу в мінімальні терміни слід підготувати необхідний фронт робіт, своєчасно доставити збірні конструкції в зону монтажу, застосувати раціональні методи монтажу, підібрати оптимальні монтажні крани.

При зведенні одноповерхових промислових будівель всі монтажні роботи ділять на декілька монтажних потоків. Окремими спеціалізованими потоками здійснюють монтаж фундаментів, колон, стінної огорожі, іноді підкранових балок. Для кожного потоку підбирають оптимальну схему руху монтажного крана, раціональну розкладку і складування збірних елементів, що забезпечують мінімальне число стоянок крана і переналадок строповочних і вантажопідйомних пристроїв.

Монтаж одноповерхових промислових будівель виконують з конструкцій і деталей, виготовлених на заводах і полігонах, по можливості, в цілому вигляді або крупними частинами, що забезпечує скорочення підготовчих і післямонтажних робіт.

Конструкції, що поступають на будівництво окремими частинами, укрупнюють до підйому до місця установки в монтажні блоки масою, відповідній вантажопідйомності і іншим параметрам монтажних кранів. У монтажні блоки укрупнюють, якщо дозволяють умови, окремі конструктивні елементи, зокрема із змонтованим на них технологічним устаткуванням. Таким чином, створюють лінійні, плоскі, просторові і конструктивно-технологічні блоки. При укрупненні конструкцій повинна бути забезпечена незмінність їх геометричної форми в процесі монтажу, для цього іноді використовують тимчасове посилення блоків. Якщо дозволяють можливості, монтаж необхідно здійснювати переважно з транспортних засобів, без проміжного складування конструкцій.

Рішення про оптимальні методи монтажу будівельних конструкцій ухвалюють з урахуванням всього комплексу місцевих умов: порядку введення об'єкту в експлуатацію, габаритів будівлі, доцільного напряму руху монтажних кранів, техніко-економічного порівняння різних варіантів зведення. При виборі напряму монтажу конструкцій будівлі необхідно враховувати порядок монтажу технологічного устаткування. Слід забезпечувати наскрізний рух транспорту усередині будівлі для доставки конструкцій під монтаж. Торці будівлі закривають навішуванням стінних панелей, але рами воріт встановлюють в останню чергу.