Справочник строителя

Бетоны. Материалы, технологии, оборудование

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Висячие покрытия применяют для промышленных зданий, стадионов, концертных и выставочных залов, гаражей, цирков, рынков и пр., когда надо перекрыть большие площади без промежуточных опор. В последнее время использование таких покрытий возросло, так как они позволяют сократить расход строительных материалов и трудоемкость возведения.

Несущие конструкции висячих покрытий могут быть выполнены в виде предварительно напряженных железобетонных оболочек, вантовых ферм и мембран. Висячие растянутые элементы обычно закрепляют за жесткие массивные опорные конструкции. Эти конструкции Могут быть выполнены в виде замкнутого контура (кольца, овала, прямоугольной рамы), опирающегося на колонны или наклонные рамы, арки, удерживающие покрытие и передающие нагрузку на фундамент.

Для возведения предварительно напряженной железобетонной оболочки первоначально монтируют ортогональную или радиальную сетку из стальных канатов, по которым затем укладывают железобетонные плиты. Канаты замоноличивают в швах, и они в дальнейшем являются напрягаемой арматурой покрытия. Оболочка вступает в работу только после обжатия за-моноличенных швов на 20-25% выше напряжений от временной нагрузки, что исключает в дальнейшем появление растягивающих напряжений.

Напряжение канатов можно выполнять двумя способами: предварительным натяжением всей сети канатов путем загружения грузами или притягивания сети к полу здания; снимают натяжение после достижения бетоном прочности в швах замоноличивания; предварительным замоноличиванием швов и последующим натяжением несущих канатов.

Для обеспечения устойчивости опорного контура натягивают ванты в несколько этапов в определенной последовательности. При кровле из легких материалов необходимо устройство стабилизирующей системы.

Для перекрытия больших пролетов применяют висячие покрытия из листовой стали толщиной 4-6 мм (мембраны). Листы мембраны при монтаже раскатывают по висячим несущим элементам постели мембраны из толстого листа или профильного металла. Для уменьшения нагрузки от ветрового воздействия мембрану удерживают стабилизирующими конструкциями (жесткими или гибкими).

Висячие покрытия, в зависимости от их конструктивных особенностей, монтируют различными способами, но всегда по возможности укрупненными блоками, что позволяет сократить объем работ на высоте, уменьшить их общую трудоемкость. Контурные опорные конструкции обычно монтируют на временных опорах с последующим раскружаливанием после сборки и замоноличиванием всего покрытия и устройства кровли.

При наличии центрального опорного кольца его монтируют крупными блоками на поддерживающей временной опоре, которая одновременно является опорой для подмостей - рабочим местом для оформления монтажных стыков, натяжения канатов и опорой для последующего раскружапивания покрытия.

При больших размерах сооружения по его центру устанавливают монтажный кран. Другой кран с большим подстреловым пространством перемещают вокруг монтируемого покрытия. Последовательность монтажа обычно следующая: монтаж колонн, затем-опорных контуров на временных опорах (если это требуется), элементов гибких нитей и связей между ними. После выверки гибких нитей монтируют плиты элементов кровли, замоноличивают швы и натягивают канаты.

При мембранном покрытии после монтажа опорного контура монтируют элементы постели мембраны и затем мембрану, раскатывая или натягивая листы покрытия. Крепление листа к элементам постели осуществляют сваркой, болтами или заклепками. Листы мембраны монтируют в последовательности, позволяющей равномерно загружать опорный контур.

Раскатанный лист временно крепят канатами к элементам постели, выверяют собранное покрытие и осуществляют проектное закрепление. После проектного закрепления временное крепление снимают.

Работы по монтажу выполняют с передвижных подмостей, обеспечивающих безопасность работ. Наиболее распространенным висячим покрытием предварительно напряженной железобетонной оболочкой является покрытие цирка.

Висячее покрытие цирка состоит из предварительно напряженной вантовой сети, очерченной по поверхности гиперболического параболоида, закрепленной к опорному контуру, и уложенных по ней сборных железобетонных плит размером 2,4x2,4 м. Швы между плитами замоноличены. Байтовая сеть из парных канатов диаметром 52,5 мм образована пересекающимися под прямым углом канатами, соединенными в местах пересечения металлическими накладками на болтах.

К опорному контуру канаты (ванты) крепят металлическими анкерами, в которых концы канатов заливают специальным сплавом. Конструкция закрепления канатов позволяет осуществлять их натяжение. Монтаж висячих покрытий состоит из следующих операций: изготовление вант, монтаж продольных вант и первоначальное их натяжение, монтаж поперечных вант и их натяжение, монтаж плит покрытия, напряжение вантовой сети, замоноличивание плит.

Изготовление вант производят у места монтажа на стенде с натяжной станцией и опрессовочной установкой. Один конец каната заделывают в гильзовый анкер. Канат раскладывают на стенде и вытягивают на усилие 1100-1200 кН для его обжатия. После вытяжки канат разрезают на требуемые длины, концы запрессовывают в гильзовые анкеры. Готовые ванты испытывают на усилие 1300-1400 кН.

Для подачи к месту установки ванты наматывают на барабаны. При установке ванты вместе с подвесками, соединенными попарно, поднимают двумя башенными кранами одновременно, концы с гильзовыми анкерами заводят в отверстия в опорном контуре и натягивают домкратными устройствами на заданное усилие. Сначала ставят и натягивают продольные ванты, потом поперечные. После натяжения и выверки канаты в узлах соединяют.

Ванты натягивают, дополнительно закрепляя их подвесками за арену и натягивая подвески в узлах пересечения вант. При установке канатов необходима тщательная их геодезическая выверка. Для соединения канатов в узлах пересечения используют передвижные люльки и мостики.

Плиты покрытия укладывают с помощью башенных кранов на канаты от нижней отметки к верхней, загружая перекрытия равномерно. Плиты соединяют между собой и в шов укладывают арматуру. До замоноли-чивания швов ванты натягивают гидродомкратами в третий раз, чем создают предварительное натяжение вантовой сети. Натяжение производят определенными группами попеременно в двух направлениях симметрично относительно осей здания. После достижения бетоном проектной прочности подвески снимают от краев к середине. Ортогональная сетка вант с натяжением канатов по наружному опорному контуру очень трудоемка в монтаже и вызывает многочисленные перестановки домкратов.

Более технологичной в монтаже является железобетонная оболочка с радиальной схемой вант и центральным опорным кольцом, внутри которого сосредоточены все операции по натяжению всей вантовой системы, и домкраты перемещают по сплошному настилу на небольшие расстояния. Центральное кольцо в этом случае монтируют на временной опоре.

Мембранное покрытие монтировали рулонами по заранее установленным направляющим с прогонами в такой последовательности: на стенд, оборудованный рольгангом, расположенным с наружной стороны здания в центральной его части, устанавливали рулон мембраны; через специальную траверсу крепили свободный конец рулона к 20-тонному полиспасту, прикрепленному к внутренней арке; через вращающийся барабан, укрепленный на наружной арке, закрепляли барабан в проектном положении. Таким способом монтировали все полосы мембраны. Мембрану к направляющим и аркам приваривали угловыми швами с катетом 4 мм, а к прогонам крепили болтами или точечной сваркой.