Методы возведения зданий и сооружений

На выбор метода возведения здания влияет:

- каркас здания (может быть из сборного железобетона или монолитного, из металлических или смешанных конструкций);

- размеры здания, которые обычно превышают радиус действия монтажных кранов;

- некоторые конструкции (мощные колонны, блоки покрытий, подкрановые балки, объемные элементы) приходится монтировать частями или применять несколько кранов;

- необходимость увязки монтажа конструкций здания с установкой технологического оборудования.

Основными критериями, влияющими на выбор методов и организации возведения здания, являются:

- объем строительно-монтажных работ;

- объемно-планировочное и конструктивное решение здания;

-установленные сроки возведения здания;

- наличный парк монтажных механизмов.

Основной принцип – поточность, т.е. непрерывное и равномерное выполнение всех основных и сопутствующих работ.

Методы монтажа конструкций различают в зависимости от:

- применяемого подъемно-транспортного оборудования – крановый и бескрановый методы монтажа;

- степени укрупнения элементов в блоки перед монтажом - поэлементный монтаж, крупноблочный, конвейерная сборка, рулонирование;

- последовательности установки элементов в проектное положение;

- движения крана вдоль или поперек здания при монтаже;

- способов наведения и установки элементов на опоры;

- последовательность сборки элементов по вертикали;

- последовательности установки в проектное положение монтажных и технологических блоков;

- конструктивных особенностей зданий, сооружений и работы конструкций в процессе монтажа;

- направления возведения объекта – методы наращивания, подращивания, надвижки.

В зависимости от степени предварительного укрупнения различают:

- монтаж отдельными конструктивными элементами;

-монтаж предварительно укрупненными плоскостными и объемными блоками;

- монтаж комплексными блоками с элементами инженерного и технологического оборудования.

В конструкциях из сборного железобетона иногда укрупняют основные элементы каркаса. Чаще укрупняют элементы из металла – подкрановые балки, колонны, оконные переплеты, связи, конструкции фонарей, комплексные укрупненные блоки – блоки покрытий с металлическими несущими конструкциями и эффективным облегченным покрытием.

Метод рулонирования конструкций – разновидность укрупнительной сборки металлических листовых конструкций – используют на заводах изготовителях металлоконструкций. Метод применяется при монтаже резервуаров, газгольдеров, цилиндрических емкостей пищевой и химической промышленности.

В зависимости о последовательности установки элементов применяют:

-дифференцированный (раздельный);

-комплексный;

-смешанный (комбинированный) методы монтажа.

При дифференцированном метод е одноименные конструкции монтируются самостоятельными потоками, совмещенными по времени. Возрастает производительность монтажников и более полно используется производительность кранов.

Метод не позволяет последовательно устанавливать только стропильные фермы, так как невозможно обеспечить их устойчивость даже после полной приварки их монтажных узлов. При последовательной установке всех стропильных и подстропильных конструкций в возводимом здании затруднено или невозможно использовать монтажный кран для укладки плит покрытия по фермам. Невозможно, например, устанавливать трех и четырехъярусные колонны на захватке без их раскрепления ригелями и распорными плитами, растяжками.

При комплексном методе установку всех конструкций ведут в одном потоке, в результате получая полностью смонтированные ячейки здания. Открывается фронт для выполнения последующих работ, заметно сокращаются общие сроки строительства. Метод хорошо себя оправдывает в жилищном строительстве, многоэтажных промышленных зданиях при одноярусных колоннах и применении одиночных кондукторов, в одноэтажных промышленных зданиях в металлоконструкциях, когда массы элементов сопоставимы.

Комплексный метод нецелесообразен:

- при большой разнице в массе разноименных конструкций;

- при монолитном сопряжении колонн со стаканами фундаментов, что требует быстрого набора прочности, применения расчалок, кондукторов и других приспособлений, обеспечивающих неподвижностьи неизменяемость колонн при их загружении вышерасположенными элементами.

Существует смешанный метод монтажа, вобравший в себя достоинства двух предыдущих методов, допустима самая разнообразная последовательность установки элементов одного этажа или яруса. Этот метод заключается в выделении в самостоятельный поток установки отдельных элементов и последующий комплексный монтаж остальных конструкций, завершающий сооружение объекта в целом. Этот метод наиболее характерен для одноэтажных промышленных зданий со сборным железобетоном. Он позволяет раздельно монтировать стаканы фундаментов, колонные, подкрановые балки, стеновые панели, перегородки, оконные переплеты.. Комплексно, в едином потоке монтируются подстропильные, стропильные конструкции и панели покрытия.

В целом, смешанным можно признать метод монтажа многоэтажных промышленных зданий. Раздельно можно установить все колонны на монтажном участке, навесить стеновые панели всего яруса захватки и рационально комплексно монтировать ригели и панели перекрытий. Такая относительная свобода в последовательности установки элементов характерна только для башенного крана. Если для монтажа задействован самоходный или башенно-стреловой кран, то он четко должен выполнять принцип монтажа «на кран», избегать последовательной установки большого количества многоярусных колонн.

В зависимости от направления возможны продольный и поперечный методы монтажа. Хотя анализировать направление движения крана возможно только для самоходных кранов.

При поперечном методе монтажный кран оказывается внутри монтируемой ячейки, стрела располагается поперек монтируемой плиты покрытия, а значит точка подвеса плиты оказывается на расстоянии от стрелы не на 6-9 м, а всего только на 1-2 м. Поперечный монтаж позволяет осуществлять установку конструкций одновременно двумя кранами разной грузоподъемности. Первый кран большей грузоподъемности последовательно монтирует фермы. Другой кран меньшей грузоподъемности также перемещаясь поперек пролетов, осуществляет укладку плит. При такой организации значительно снижается стоимость и продолжительность производства работ.

При продольном методе монтажный кран располагается вне монтируемой ячейки и монтаж плит покрытия ведется через смонтированную стропильную конструкцию. Плита покрытия в пространстве расположена вдоль стрелы крана, что крайне нерационально.

В зависимости от способа установки конструкции (сооружения) на опоры различают методы монтажа:

- вертикальным подъемом,

- поворотом;

- надвижкой;

- накаткой.

Установка вертикальным подъемом применяется в тех случаях, когда масса монтируемой конструкции или сооружения не превышает грузоподъемности монтажных механизмов. Главным моментом является возможность подведения временных или постоянных опор под поднятую конструкцию и способность этих опор сразу включиться в совместную работу с этой конструкцией.

Методом поворота производят монтаж сооружения в целом виде, которые имеют значительную высоту и массу. Сооружение сначала собирают в горизонтальном положении в зоне ее будущей установки, основание этой пространственной конструкции закрепляют с использованием поворотного шарнира к фундаменту и поворотом вокруг шарнира устанавливают сооружение в проектное положение. Эти методом монтируют опоры линий электропередач, дымовые трубы, башни и другие сооружения массой более 100т.

При методе надвижки сборку конструкций производят в стороне от своих постоянных опор, а затем устанавливают на эти опоры путем горизонтального перемещения по временным путям. Этот метод широко применяется при монтаже многопролетных мостов, конструкций покрытия одноэтажных зданий, а также при необходимости выполнения работ в короткие сроки, совмещая на земле подготовку к надвижке с другими работами. Этот метод эффективен при реконструкции действующих технологических сооружений (доменная печь, шахтный копер), когда новое сооружение собирается в стороне и затем выдвигается на фундамент демонтированного здания, что резко сокращает период остановки действующего объекта.

Процесс надвижки осуществляется в двух вариантах – скольжением на салазках, качением на стальных катках.

Метод накатки по направляющим рельсам используют для монтажа некоторых горизонтальных цилиндрических конструкций.

В практике монтажа иногда встречается сочетание нескольких методов, в частности, совмещенный метод надвижки, укрупнения и поворота.

В зависимости от последовательности сборки конструкций по вертикали различают:

-метод наращивания;

-метод подращивания.

Монтаж наращиванием заключается в том, что отдельные этажи или ярусы сооружений возводят последовательно снизу вверх, а при строительстве многоэтажных зданий вышерасположенные конструкции последовательно устанавливают на ранее смонтированные и закрепленные ниже конструкции. Этим способом возводят многоэтажные жилые и административные здания, многоярусные промышленные сооружения, доменные печи, резервуары и др.

Монтаж подращиванием позволяет в пределах каждого яруса выполнять все сборочные и сварочные работы на земле, т.е. в наиболее благоприятных условиях. С подмостей при данном методе производят только сборку и закрепление монтажных стыков между ярусами. Таким образом, на земле практически собирают все ярусы и так до возведения сооружения на полную высоту. Такой метод возведения характеризуется упрощенной сборкой всех ярусов на уровне земли, не требует применения в большинстве случаев индивидуального монтажного оборудования большой грузоподъемности. Метод применяют при подъеме этажей и перекрытий, возведении высотных сооружений, в частности телевизионных башен (башня в Киеве высотой 320 м).

В зависимости от конструктивных особенностей и условий работы конструкций встречаются различные следующие методы монтажа:

- на подмостях (сплошных, передвижных);

- временных опорах;

- полунавесная сборка;

- навесная сборка.

На сплошных подмостях, поддерживающих конструкцию в процессе монтажа и обеспечивающих восприятие нагрузки от ее массы, производят монтаж некоторых типов оболочек, сводов, арок, пролетных строений мостов и др.

Передвижные подмости, перемещаемые по подкрановым путям, обеспечивают безопасную и производительную работу. Их применяют для удобства сборки на монтаже большепролетных покрытий и располагают под узлами сопряжений этих элементов.

С использованием временных опор производят монтаж по частям конструкций, в основном больших пролетов и большой массы, если нет возможности или целесообразности устанавливать их целиком.

Полунавесная сборка характеризуется тем, что в процессе монтажа конструкции удерживаются временными растяжками или устанавливаются на промежуточные опоры. Эти способом устанавливаются купола, некоторые конструкции арок, конструкции пролетных строений мостов.

Навесную сборку производят без дополнительных опор. Кон6струкцию закрепляют одной стороной на постоянной опоре или ранее смонтированной части, образуя временную консольную систему. Применение этого способа возможно только при таких конструктивных особенностях сооружения, которые обеспечивают необходимую в процессе монтажа прочность и устойчивость собираемых консолей большого вылета.

В зависимости от последовательности установки в проектное положение монтажных и технологических блоков здания возводят:

-открытым методом;

- закрытым;

- совмещенным;

- комбинированным методом.

Открытый метод заключается в том, что первоначально выполняют все работы возведению подземной части на монтажном участке, после чего монтируют конструкции надземной части здания, технологического оборудования, трубопроводов, выполняют все отделочные работы. В состав подземного цикла включаются все работы по сооружению подземных конструкций – фундаменты под здание и оборудование, подвальные этажи с перекрытиями над ними, прокладка и засыпка всех коммуникаций, устройство подготовки под полы в бесподвальных зданиях. После окончания подземного цикла работ, включая подготовку под полы, оставшаяся площадка должна быть спланирована.

Выполнение в первую очередь всех работ подземного цикла дает возможность наиболее эффективного монтажа надземной части. Однако в зависимости от объемно-планировочных и технологических решений зданий и условий строительства другие методы могут быть более эффективными.

При закрытом методе на каждом монтажном участке вначале выполняют земляные работы и фундаменты только под здание, после чего монтируют каркас здания. После окончания монтажных работ внутри каркаса здания разрабатывается котлован, возводят фундаменты под встроенные конструкции (этажерки) и под технологическое оборудование и все подземные сооружения. Только после этого производят монтаж конструкций этажерок, технологического оборудования, трубопроводов, выполняют все отделочные работы.

Закрытый метод может быть более рациональным в том случае, когда фундаменты под оборудование занимают значительную часть пролетов здания и необходимо сооружение развитой сети подземного хозяйства, что затрудняет передвижение кранов, требует дополнительных затрат на устройство проездов, связано с необходимостью сосредоточения значительных ресурсов на ограниченных участках работ. Закрытый метод позволяет рассредоточить работы, применить самоходные краны, обладающие большей маневренностью и более низкой стоимостью эксплуатации, чем башенные, используемые при монтаже открытым методом. Большая часть работ выполняется после возведения покрытия здания, что немаловажно для защиты от осадков.

При совмещенном методе сначала отрывают общий котлован под подземное хозяйство, фундаменты под оборудование и здание. Бетонирование фундаментов под оборудование и другие подземные работы совмещают с монтажом здания так, чтобы к моменту сдачи фундаментов под оборудование был закончен на соответствующих участках монтаж каркаса и можно было приступить к монтажу технологического оборудования.

При комбинированном методе пролеты с большим насыщенным технологическим оборудованием и с развитым подземным хозяйством возводят закрытым способом, а пролеты со слаборазвитым подземным хозяйством м небольшим технологическим оборудованием – открытым. При этом методе монтажные краны располагают в пролетах со слаборазвитым подземным хозяйством.

Литература

1. Технология строительных процессов. Под ред. Н.Н. Данилова и О.М. Терентьева. – М., Высшая школа, 2001. - 464 с.

2. Технология строительного производства. Под ред. Н.А. Смирнова. – Л., Стройиздат, 1978. - 544 с.

3. Евдокимов В.А. Механизация и автоматизация строительного производства. - Ленинград, Высшая школа, 1985.- 458.

4. Шестопалов К.К. Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины. – М., Мастерство, 2002.

5. Технологія спорудження сільських виробничих будівель (Л.Г. Єрісова, Б.І. Завалій та ін.). – К.. Урожай, 1994. - 320 с.

6. Кузнецов Ю.П., Прыкин Б.В., Резниченко П.Т. Проектирование земляных и монтажных работ. Учебное пособие для строительных вузов. – Киев-Донецк, Высшая школа, 1981. - 296 с.

7. Евдокимов В.А., Зверева М.В., Караханов И.Т. Монтаж конструкций гражданских, промышленных и сельскохозяйственных зданий. – Л., Стройиздат, 1984. - 392 с.

8. Технология строительного производства: Справочник/ С.Я.Луцкий, С.С. Атаев, Л.И. Бланк и др.; Под ред. С.Я. Луцкого, С.С. Атаева. – М.: Высшая школа, 1991.- 384 с.: ил.

9. Технология строительных процессов: Учеб./А.А.Афанасьев, Н.Н.Данилов, В.Д.Копылов и др.; Под ред. Н.Н.Данилова, О.М.Терентьева. – 2-е изд., перераб. – М.: Высшая школа, 2001.- 464 с.: ил.

10. Технология возведения зданий. Под ред. Теличенко В.С. Учебник для вузов. – М., Высшая школа, 2003.

Дата добавления: 2014-01-03