Сборка металлоконструкций: этапы и методы

Подготовка к сборке металлоконструкций

Процесс монтажа металлоконструкций состоит из нескольких этапов. Первый – подготовка элементов конструкции к сборке, которую обычно осуществляют на складе. Детали проверяют на наличие дефектов, которые необходимо устранить на месте. При необходимости производят укрупнительную сборку. Иными словами, на земле необходимо сделать то, что будет затруднительно на высоте.

В частности, алгоритм действий при сборке металлоконструкций включает в себя исправление погнутых элементов при помощи специальных инструментов (клин, рычаг, домкрат, кувалда и т. п.).

Обнаруженные дефекты обычно исправляются холодной правкой. Если речь идет о профилях симметричного поперечного сечения, радиус искривления должен не менее чем в 50 раз превышать толщину листа, высоту двутавра ширину полок двутавра и т. д. Для элементов с несимметричным поперечным сечением (уголок, швеллер) этот показатель должен составлять не менее 90.

В случаях, когда радиус искривления меньше, правка осуществляется горячим методом с нагревом металла от +900 °С до +1 100 °C при помощи горна или газовой горелки. Завершать выправление элементов конструкции следует при температуре не меньше +700 °C.

Если устранение дефектов холодной или горячей правкой невозможно, следует усилить поврежденные элементы способом, согласованным с разработчиками проектной документации.

При монтаже на высоте пользуются подмостями, ограждениями и другими сооружениями, которые необходимо подготовить до того, как элементы конструкции будут подняты к месту установки. Детали металлоконструкции на складе следует оборудовать приспособлениями для подъема и временного крепления (скобы и отверстия для расчалок, оттяжек и т. п.).

Элементы металлической конструкции перед монтажом следует подготовить, удалив ржавчину, пыль, грязь, снег и наледь, особенно в местах сварных соединений и заливки бетоном. Если в точках сварки особое внимание уделяется очистке соединяемых кромок, то там, где детали стягиваются болтами, необходимо зачищать обе соприкасающиеся поверхности, чтобы обеспечить прилегание и избежать появления очагов коррозии.

Для очистки небольших деталей можно использовать металлическую щетку. При подготовке больших площадей пользуются:

1. Пневматическим или электрическим инструментом со специальными насадками.
2. Газовыми горелками – при нагревании металла происходит разрушение окалины и ржавчины, которые затем легко удаляются с поверхности.
3. Пескоструйными аппаратами. Для очистки используют металлические частички диаметром от 0,3 до 0,5 мм или дробь с размером зерна от 0,8 до 1 мм. Такой метод позволяет также подготовить к окраске плохо загрунтованные поверхности.
4. Водяной (в теплое время года) или воздушной струей – так можно очищать стыкуемые поверхности сооружений из железобетона.

Сборка колонн

Стальные колонны обычно монтируют на фундаменте из железобетона. Тип основания определяют, исходя из массы сооружения.

Для крепления колонн на основание применяют:

1. Закладные анкерные болты, заглубленные в железобетон. Для установки колонны ее подошва снабжается специальными монтажными отверстиями. После того как положение элемента тщательно выверено, производят заливку бетоном.
2. Саму поверхность фундамента, на которую устанавливают подошву опоры.
3. Стальные опорные листы.

В зависимости от устройства подошвы и высоты колонн принимают решение о необходимости предварительного крепления в ходе установки. При монтаже изделий, высота которых не больше 10 м, а ширина подошвы достаточна, можно обойтись без дополнительной фиксации, ограничившись анкерными болтами.

Если же высота колонны превышает 10 м и/или ширина подошвы недостаточна, при монтаже ее фиксируют расчалками, сориентированными по плоскостям минимальной жесткости изделия.

Металлические пластины, которыми при необходимости прокладывают основание колонн, закрепляемых анкерными болтами, для их выверки, обязательно необходимо фиксировать сваркой. Для крепления верхних частей опорных элементов используют сварные или болтовые соединения. Такие узлы сопряжения несут значительные нагрузки, потому требуют к себе на стадии проектирования особенно внимательного отношения.

Поскольку на выверку колонн в ходе их установки уходит много времени, тратятся значительные усилия, то в наши дни применяют способы, которые ее не предусматривают. Такие технологии дают возможность сократить время монтажа и улучшить качество сборки.

Для того чтобы сделать возможным монтаж без выверки, требуется соблюдение особых условий как при производстве конструктивных элементов, так и при установочных работах. Для повышения точности при сборке металлических конструкций прибегают к:

• изготовлению подошв отдельно от опорной плиты;
• фрезерованию обеих ветвей колонны;
• установке четырех приварных планок с отверстиями под болты на опорную плиту;
• строганию опорных плит;
• разметке осей на ветвях колонн.

Сборка подкрановых балок

Рассмотрим, как происходит сборка металлоконструкций после установки колонн. Соседние опоры соединяют подкрановыми балками, которые поднимают на нужную высоту и удерживают оттяжками. Монтажники, стоящие на специальных подмостях, лестницах и площадках с ограждениями, следят за тем, чтобы балка не задевала уже смонтированные элементы конструкции.

Ориентируясь на специально нанесенные отметки, балку точно опускают на место установки. По горизонтали элемент выравнивают при помощи устанавливаемых под него стальных пластин. Для временной фиксации используют болты.

Проще всего подкрановые балки монтировать на опорные элементы, если в основании колонн лежат строганые плиты или фрезерованные подошвы с забетонированным до заданного уровня основанием. Такие колонны позволяют производить выверку балок только по продольным осям.

Сборка ферм

Первым делом на земле производят укрупнительную сборку ферм, обустраивают монтажные лестницы и готовят расчалки, с помощью которых устанавливаемые элементы можно сориентировать поперек пролетов и произвести временную фиксацию. Помимо расчалок, для закрепления используют оттяжки, распорки и кондуктора. Положение устанавливаемых изделий выверяют по осевым рискам, нанесенным на их торцевые поверхности.

Для подъема ферм используют один или два крана в зависимости от их габаритов и веса. Стропы распределяют по четырем точкам в верхнем поясе элемента, чтобы его не изгибало собственным весом. Для крепления пользуются полуавтоматическими захватами, которыми можно управлять дистанционно. Если на монтируемые изделия воздействуют повышенные нагрузки, для усиления используют стальные трубы.

Установка ферм включает:

1. Подъем элемента – на заданную высоту ферму поднимают с помощью кранов, контролируя ее положение четырьмя гибкими оттяжками. До верха опорных элементов при этом должно оставаться от 500 до 700 мм.
2. Разворот фермы в требуемое положение с помощью оттяжек.
3. Медленное опускание фермы на установочные столики, которыми снабжены колонны.
4. Выверка положения фермы, временно зафиксированной болтами с последующим окончательным закреплением.

Установка настила на металлоконструкции

Собранные из металлических элементов каркасы зданий чаще всего обшиваются профнастилом, преимущества которого в быстроте установки листов и их относительно малой массе. Обшивку отапливаемых промышленных зданий обычно выполняют из сэндвич-панелей, представляющих собой два листа профилированного металла с размещенным между ними слоем утеплителя.

Такой материал обшивки дает возможность эффективно сохранять тепло в помещении. Профилированные листы, применяемые в качестве обшивки каркасных зданий, имеют следующие характеристики:

• длина – от 3 до 12 м;
• ширина – от 85 до 86 см;
• толщина – от 0,8 до 1 мм;
• защитное покрытие – оцинкованный слой и полимерная краска, обеспечивающая дополнительную механическую и коррозионную стойкость металла.

Методы соединения элементов при сборке металлоконструкций

Сборка и монтаж металлических конструкций осуществляют при помощи:

• сварки;
• болтов;
• заклепок.

Сегодня для крепления обшивки чаще всего используют сварку, так как она дает возможность надежно прикрепить профлисты к несущим элементам и при этом экономит время, трудозатраты и денежные средства.

Болтовые соединения дороже сварных, но они позволяют производить быструю сборку и демонтаж временных конструкций. При монтаже металлоконструкций обычно в дело идут метизы нормальной или повышенной точности, а если они работают на сдвиг, то и особой прочности.

Наиболее дорогой способ крепления – заклепки. Однако их применение оправдано, если к месту крепления возможен доступ только снаружи (для этой цели используют вытяжные модели).

Монтаж каркасов из металлоконструкций дает возможность существенно снизить стоимость и время возведения зданий для самых разных целей. Для того чтобы сооружение обладало требуемыми эксплуатационными характеристиками, необходимо производить установку элементов металлических конструкций с соблюдением требований технологии, о которых вкратце было рассказано выше.