Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Возведение большепролётных зданий с рамно-балочными системами

Национальный исследовательский московский государственный строительный университет

Ибрагимов Александер Маорович

доктор технических наук,

проф кафедры металлических и деревянных конструкций,

институт строительства и архитектуры,

Национальный исследовательский

московский государственный строительный университет

Аннотация:

Здания с покрытиями большого пролёта на основе рамно-балочных систем чаще всего применяют для сборочных и ремонтных корпусов авиа и судостроения, а также спортивных зданий и выставочных павильонов.

Ключевые слова:

большепролётные здания; сущность; возведение; рамно-балочные системы.

Abstract:

Buildings with large span coatings based on frame-beam systems more often used for assembly and repair buildings of aircraft and shipbuilding, as well as sports buildings and exhibition pavilions.

Keywords:

Large-span buildings; essence; erection; frame-beam systems.

балочное покрытие здание корпус павильон

Введение

Большепролетными считаются здания, у которых расстояние между опорами несущих конструкций покрытия составляет более 40м.

Системы, перекрывающие большие пролеты, проектируются почаще только однопролетными, что выливается из главного основательного требования - неимение промежуточных опор.

В промышленном строительстве это, как правило, сборочные цеха судостроительных, авиационных, машиностроительных заводов. В гражданском - выставочные залы, павильоны, концертные залы и спортивные сооружения. Эксперимент проектирования и строительства большепролетных покрытий показывает, что более трудной задачей их возведения является монтаж конструкций покрытия: [1].

Актуальность: Балочные большепролетные покрытия состоят просто из основных поперечных конструкций в виде плоских либо пространственных балочных ферм и промежуточной конструкции.

Целю данной статьи является описание особенностей конструктивных решений и применяемых методов возведения большепролётных зданий с рамно-балочными системами

Из поставленной цели вытекают следующие задачи:

1. Описание основных особенностей конструктивных решений зданий с Балочными большепролетными покрытиями;

2. Описание возможных методов, применяемые в процессе возведения большепролётных зданий с рамно-балочными системами.

1. Особенности конструктивных решений

Основу каркаса таких зданий составляют одноэтажные, как правило, однопролётные рамы. Величина пролётов рам изменяется в довольно широких пределах - наиболее часто от 48 до 108 и более метров.

Ригели рам при таких пролётах выполняют в виде сплошных балок или ферм. При этом конструкции ферм в зависимости от величины пролёта и действующих нагрузок (от подвесного кранового оборудования, снега и т.п.) чаще всего принимают аналогично конструкциям тяжёлых ферм пролётных строений мостов. Габариты (длина и размеры сечений) и масса (масса ригелей при пролётах 50 метров и более может достигать 60 тонн и более) ригелей не позволяют перевозить их по железной дороге в собранном виде. Поэтому на монтаж ригели доставляют в виде отдельных отправочных элементов длиной 12-13 метров, а на монтажных площадках (как правило, на специальных площадках укрупнительной сборки приобъектового склада) из этих элементов собирают ригель: [2].

2. Методы возведения

Методы возведения зданий большого пролёта на основе рамно-балочных систем определяются методами монтажа ригелей поперечных рам.

В зависимости от наличия монтажного оборудования, конструктивных решений ригеля и архитектурно-планировочного решения здания возможны следующие варианты монтажа ригелей:

· монтаж частями с применением временных опор;

· монтаж целиком;

· монтаж пространственными блоками: [3].

2.1 Монтаж ригеля частями с применением временных опор

Монтаж ригеля частями выполняют с помощью монтажных кранов. Каждую часть устанавливают на две опоры - постоянную и временную или при количестве временных опор более 2-х - на две временные.

При этом опирание осуществляют во избежание работы нижнего пояса на местный изгиб только под узлами ригеля.

Опорный узел представляет собой домкрат необходимой грузоподъёмности, по обе стороны от которого располагают клетки из деревянных брусьев с клиньями. Клетки служат опорами для монтажных блоков, а домкрат - для обеспечения проектной отметки узла нижнего пояса и последующего раскружаливания ригеля.

Монтажные части (монтажные элементы) ригеля в зону действия крана доставляют после принудительной сборки ригеля.

Ригели укрупняют в горизонтальном положении на тщательно выверенных стеллажах преимущественно на складе конструкций.

Независимо от способа монтажа - частями или целиком - укрупняют весь ригель. Это необходимо для придания нижнему поясу заданного строительного подъёма.

Монтаж ригеля частями производят от одной постоянной опоры к другой с обеспечением устойчивости каждой части раскреплением временными связями (расчалками, распорками).

Когда все части ригеля будут смонтированы и выполнены проектные монтажные соединения, приступают к самой ответственной операции - раскружаливанию, т.е. планомерному включение в работу смонтированной конструкции путём постепенного выключения из работы временных опор. Раскружаливание производят с помощью домкратов ступенями с обязательным контролем величины опускания узла ригеля на каждой ступени. Вначале каждой ступени узел несколько поднимают домкратом и соответственно убирают верхний ярус деревянной плети, а затем уже опускают. (При монтаже используют винтовые и гидравлические домкраты. Винтовые домкраты проще в эксплуатации, но их грузоподъёмность не превышает 50 тонн).

Освободившиеся временные опоры перемещают на новые стоянки.

В процессе раскружаливания первого и второго ригелей здания следят за тем, чтобы выключились из работы расчалки, обеспечивающие устойчивость верхнего пояса ригеля из его плоскости.

После того как будут смонтированы таким образом два первых ригеля здания, монтируют связевые конструкции между ними. И только когда будут смонтированы все связевые конструкции между первым и вторым ригелями с окончательным устройством монтажных соединений расчалки, обеспечивающие устойчивость верхних поясов ригелей из плоскости снимают.

Необходимость расчаливать верхние пояса ригелей из их плоскости с креплением расчалки к опорам сильно усложняют монтаж. Поэтому при шаге ригелей 6 и 12 метров применяют временные опоры с длиной в плане соответственно 6 и 12 метров. Это позволяет собирать одновременно 2-а ригеля обеспечивая их устойчивость и выверку по горизонтали креплением к временным опорам винтовыми стяжками.

Ракружаливание в таких случаях ведут после того, как будут смонтированы все связевые элементы между соседними ригелями. В таких случаях, получается сразу готовый пространственный блок, состоящий из 2-х ригелей и связевых конструкций между ними, обладающий пространственной устойчивостью: [3, 5].

Достоинством способа монтажа ригелей частями является возможность использования кранов небольшой грузоподъёмности.

Недостатки:

1) дополнительный расход стали на временные опоры;

2) значительный объём работ, выполняемых наверху;

3) увеличенная продолжительность монтажа.

2.2 Монтаж ригеля целиком

Монтаж ригеля целиком ведут как со сборкой их, непосредственно у места установки, так и в стороне.

Чаще укрепление осуществляют на стационарных стеллажах, расположенных в торце здания.

Ригели в горизонтальном положении без крайних панелей, препятствующих его перемещению между колоннами, подают в зону монтажных механизмов по рельсовым путям. Там пристыковывают крайние панели, переводят ригель из горизонтального положения в вертикальное и устанавливают на колонны.

Подъём ригелей осуществляют с помощью кранов, мачт и полиспастов.

При подъёме одним краном меняется расчётная схема его работы во время подъёма - вместо однопролётной балки ригель превращается в 2-х консольную балку. При этом меняется знак усилий в поясах и раскосах: в нижнем поясе и растянутых раскосах возникает сжатие, а в верхнем поясе и сжатых раскосах - растяжение. Это требует проверки устойчивости и несущей способности элементов ригеля на монтажные нагрузки (в процессе подъёма, а в некоторых случаях и усиления отдельных элементов на время монтажа). В случаях использования 2-х кранов, 2-х мачт или полиспасов для подъёма ригеля этого не происходит: [3, 6].

Достоинствами метода монтажа ригелей в целом виде по сравнению с монтажом частями являются:

1) выполнение подавляющего объёма работ внизу на земле;

2) исключение необходимости раскружаливания ригеля;

3) более высокий темп работ.

2.3 Монтаж ригелей пространственными блоками

Монтаж конструкций покрытия зданий большого пролёта всё чаще осуществляют пространственными блоками, состоящими из 2-х ригелей и связевых конструкций. Масса таких блоков может составлять 100 - 500 и более тонн.

Такие блоки, как правило, собирают на специальных площадках укрупнительной сборки, - расположенных в торце пролёта. Собранные блоки подают к месту установки на специальных тележках по накаточным путям или с помощью специальных портальных установщиков.

Так, например, было смонтировано уникальное здание пролётом 120 метров при длине 432 метра, высоте колонн 72 метра и шаге 36 метров.

Укрупнение конструкций выполняли на площадке, расположенной за торцом здания.

Пространственный Г- образный блок массой 870 тонн состоял из ригеля, 7-ми стропильных ферм пролётом по 36 метров и 30 щитов настила. Подачу к месту установки и установку блока в крайнее положение выполняли с помощью специального транспортного портала. Всего транспортным порталом было смонтировано 75% всех конструкций здания.

На изготовление монтажных приспособлений (транспортный портал, подъёмники и т.п.) было израсходовано 1200 тонн стали, что составляло 5% расхода стали на весь каркас. Стоимость материала и изготовления приспособлений полностью вошла в стоимость объекта, т.к. использовать их повторно из-за индивидуальности объекта невозможно.

Несмотря на столь существенные дополнительные затраты, рассмотренный метод монтажа оказался экономически выгодным, т.к. срок строительства был сокращён на 5 месяцев: [3, 4].

Заключение

Разнообразие большепролетных зданий и разные требования, предъявляемые к ним, обусловливают соответственные конструктивные решения. Более нередко используют рамные, балочные системы, арочные покрытия и висячие пространственные системы.

Библиографический список:

1. Швиденко В.И. Монтаж строительных конструкций. Уч. пособие. - М: Высшая школа, 1987 - 423 с.

2. Литвинов О.О. и др. Технология строительного производства. - К.: Вища школа, 1984 -479 с.

3. Хамзин С.К., Карасев А.К. Технология строительного производства. Курсовое и дипломное проектирование. Уч. пособие. - М.: Высшая школа, 1989 - 216 с.

4. Пузыревский А.М., Феникс Б.С. Справочник монтажника строительных конструкций. - К: Будивельник, 1975 -294 с.

5. ЕНиР Сб. Е 4, вып.I - М.: 1987 -64 с.

6. ЕНиР Сб. Е 5, вып.I - М.: 1987 - 32 с.

Размещено на Allbest.ru