Справочник строителя

Бетоны. Материалы, технологии, оборудование

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Одноэтажные производственные здания являются наиболее распространенным типом инженерных сооружений в различных отраслях народного хозяйства. В зависимости от характера размещаемых производств они имеют разнообразные объемно-планировочные и конструктивные решения, определяющие количество монтажных работ, методы их выполнения и применяемые для монтажа механизмы.

Каркасы одноэтажных зданий выполняют полностью из стальных, полностью из железобетонных конструкций или смешанными (колонны и плиты покрытия - железобетонные, подкрановые балки, фермы и связи покрытия - стальные).

Здания из железобетонных конструкций проектируют и возводят пролетами 12, 18, 24 м и высотой (по верху колонн) до 14 м, из стальных конструкций — пролетами 18, 24, 30, 36 м и высотой до 18 м, со смешанным каркасом - пролетами 24, 30, 36 м и высотой до 14 м.

Для зданий указанных параметров характерно широкое применение типовых конструкций. Здания увеличенных размеров проектируют только из стальных конструкций, хотя для каркасов ТЭЦ и ГРЭС применяют железобетонные колонны и ригели перекрытий.

В зависимости от наличия грузоподъемного оборудования, необходимого для обслуживания производства, здания разделяют на крановые (с мостовыми кранами) и бескрановые (без всяких кранов либо с подвесными кранами).

Основным принципом организации строительства является поточность, сущность которой заключается в непрерывном и равномерном выполнении строительных и монтажных работ.

Поточный метод обеспечивает: расчленение комплексного производственного процесса на составляющие по профилю работ (земляные, бетонные, монтаж строительных конструкций, монтаж технологического оборудования и т.п.), выполняемых специализированными строительно-монтажными организациями; созданием заранее установленного производственного ритма, при котором организации-участники строительства за определенный отрезок времени выполняют один и тот же объем работ при постоянной численности рабочих и постоянном парке механизмов; совмещением строительных и монтажных работ во времени и пространстве.

Одновременное участие в строительстве нескольких организаций различного профиля возможно при условии строгого соблюдения каждой из них технологической дисциплины, своевременного предоставления другой фронта работ и необходимых условий для их выполнения. С этой целью все здания обычно разбивают на участки-захватки, в каждом из которых выполняют только один вид работ. Переход с одного участка на другой происходит по графику в строго определенное время, за которое каждый из участников строительства успевает выполнить свой объем работ. Для увязки сроков выполнения работ всеми участвующими организациями и оперативного управления ходом строительства используют сетевые графики.

При строительстве больших предприятий, состоящих из многих объектов, различных по своей сложности, стоимости и продолжительности возведения, весь комплекс разбивают на группы - узлы, объединяющие объекты, как правило, по их технологическому назначению. В каждом из узлов предусматривают поточность работ в целях сокращения сроков строительства и повышения эффективности использования материальных и трудовых ресурсов. Такой метод организации строительства называют поузловым.

Ускорение ввода строящихся объектов в эксплуатацию является основным условием повышения эффективности капитальных вложений.

Общий срок возведения предприятия или объекта зависит от времени выполнения различных видов строительных и монтажных работ, но не является простой их суммой, поскольку некоторые из них выполняются одновременно. Поэтому сокращение продолжительности любого вида работ необходимо в первую очередь на тех этапах, которые лежат на критическом пути, т.е. определяют общий срок возведения одного или группы объектов узла.

Монтаж строительных конструкций всегда лежит на критическом пути до тех пор, пока не будет предоставлен фронт работ смежной организации, которая может приступить к работам своего профиля только после сборки определенной части каркаса здания.

Минимальные сроки являются также непременным условием улучшения всех технико-экономических показателей производственной деятельности монтажных организаций и в первую очередь - условием снижения себестоимости работ и роста производительности труда.

Сокращение продолжительности строительства является одной из основных задач организации монтажных работ, которая может быть решена за счет уменьшения числа монтажных элементов и применения наиболее совершенной технологии.

Известны два способа сокращения числа монтажных элементов: соответствующая компоновка конструкций (например, увеличение шага колонн и ферм, применение беспрогонных решений) и укрупнение конструкций до их подъема и установки в проектном положении.

Предварительное укрупнение конструкций в блоки (укрупнительная сборка) позволяет увеличить массу одного подъема, улучшить использование монтажного крана по грузоподъемности, заменить весьма опасную работу верхолазов безопасной сборкой конструкций на земле, улучшить качество работ, благодаря удобству постоянного контроля. Однако укрупнение конструкций должно быть экономически оправданным, т.е. не вызывать удорожания работ за счет применения более мощных кранов с большей стоимостью ма-шино-смены. Это может иметь место в случаях, когда число укрупненных блоков и монтажных элементов большой массы, соответствующих максимальной грузоподъемности крана, составляет незначительную часть их общего числа.

Надо стремиться не к одиночным тяжелым подъемам, а к максимальному укрупнению конструктивных элементов небольшой массы. Эффект от ускорения монтажных работ может перекрыть затраты, связанные с использованием крана с большей стоимостью машино-смены, при условии, что укрупнительную сборку будут выполнять параллельно с подъемом блоков в проектное положение и укрупнением будет занят не монтажный, а дополнительный кран с меньшей стоимостью машино-смены.

Таким образом, возможны два принципиально различных метода монтажа: поэлементный, при котором каждый конструктивный элемент поднимают и устанавливают в проектное положение отдельно, и крупноблочный, при котором различные конструктивные элементы предварительно собирают (укрупняют) перед подъемом в пространственные блоки.

Наибольшее число отправочных элементов небольшой массы характерно для подкрановых балок (тормозных конструкций, поперечных связей) и конструкций покрытия (связей по нижним поясам ферм, распорок по верхним поясам ферм, прогонов, фонарей). Укрупнение подкрановых балок пролетом в 12 м трудностей не вызывает: балки средних рядов укрупняют попарно с тормозными конструкциями и поперечными связями, а крайних рядов - с тормозными конструкциями.

Крупноблочный монтаж всех конструкций покрытия, включая фонарь, при обычных решениях осуществить невозможно, так как при попарном укрупнении стропильных ферм со связями и прогонами в пространственные блоки между каждыми двумя блоками остаются конструкции (распорки, прогоны, профилированный настил), которые необходимо монтировать отдельными элементами. В результате общее число монтажных элементов может быть сокращено примерно только вдвое.

При таком укрупнении и тяжелые блоки, и отдельные элементы покрытия (между блоками) монтируют кранами, грузоподъемность и высоту подъема крюка которых подбирают по условиям подъема и установки блоков максимальной массы. Очевидно, что использование тяжелых кранов для монтажа легких прогонов и распорок экономически нецелесообразно. Кроме того, обычная технология укрупнения конструкций на стендах (т.н. стендовая сборка) незначительно снижает трудоемкость работ, поскольку по сравнению с поэлементным, монтажом сокращается лишь число подмостей за счет сборки монтажных узлов непосредственно с земли.

Значительные экономические преимущества дает конвейерная сборка, при которой процесс укрупнения блока делят на этапы, с выполнением на каждом из них определенной части комплекса сборочных работ. После выполнения первого этапа часть собранного блока перемещают на новое место, где продолжают сборку, а на освободившемся месте приступают к сборке второго блока. Перемещение собираемых блоков продолжают до тех пор, пока первый из них не будет полностью собран и передан для подъема и установки в проектное положение.

Места конвейера, на которых выполняют отдельные этапы сборки, называют стоянками конвейера. С одной стоянки на другую блоки перемещают полиспастом по рельсовым путям на тележках, соединенных между собой подобно поезду, что обеспечивает их синхронное передвижение.

Совокупность рельсовых путей, тележек, приспособлений для сборки и перемещения блоков называют конвейером. В отличие от стендовой сборки, когда рабочие переходят от одного блока к другому, при конвейерной сборке рабочие не меняют своего положения, а объект труда - собираемый блок - периодически перемещают с одного положения в другое.

Разделение труда на отдельные операции способствует специализации рабочих, высокой степени механизации, улучшению условий и безопасности труда, что обеспечивает высокую производительность и качество работы. Продолжительность операций, выполняемых на каждой стоянке, должна быть одинаковой, иначе невозможно соблюсти постоянный ритм сборки, т.е. равный интервал времени между перемещениями блоков с одной стоянки на другую. Это может быть выполнено только в том случае, если все блоки в покрытии будут иметь одинаковую конструкцию и состоять из одного и того же числа сборочных элементов.

Метод сборки блоков покрытия на конвейерной линии впервые разработан и осуществлен в Италии фирмой «Фиат». При строительстве одного из цехов автомобильного завода 226 бесфонарных блоков размером 12x12 м и массой по 14 т были смонтированы за 45 рабочих дней. Блоки состояли из парных стропильных и подстропильных ферм. Дальнейшее творческое развитие этот способ получил в 1970 г. на строительстве механосборочного цеха Горьковского автомобильного завода (ГАЗ), где были смонтированы 432 блока покрытия размером 12x24 м и массой по 40 т. В отличие от итальянского опыта блоки состояли из парных подстропильных балок, смещенных на 3 м с осей колонн двух стропильных ферм, имели светоаэ-рационные фонари шириной 12 м и включали в себя не только стальные конструкции, но также строительную часть кровли (пароизоляцию, утеплитель, рулонный ковер, гравийную защиту) и промышленные проводки (вентиляционные воздухопроводы, шинопрово-ды, сантехнические устройства для водоотвода), т.е. имели полную строительную готовность. Это способствовало росту производительности труда при производстве как монтажных, так и строительных работ.

В проектном положении выполняли лишь стыки кровли по кромкам блоков. Конвейерные линии монтажа проектируют с продольным или поперечным расположением блоков. Продольное расположение блоков позволяет применить для их сборки краны с меньшим вылетом стрелы, а следовательно, меньшей грузоподъемности. Но такое расположение увеличивает длину конвейерной линии. Поперечное расположение блоков уменьшает длину конвейера, но требует кранов с большим вылетом. Поэтому Схему конвейера определяют при разработке ППР в зависимости от размеров блока, необходимого количества стоянок и местных условий.

Для безопасной работы кранов, обслуживающих смежные стоянки конвейера, необходимо, чтобы расстояние между кранами было несколько большим, чем суммарная длина их стрел. В противном случае неизбежны аварийные ситуации при повороте стрел навстречу друг другу. Во избежание подобных ситуаций между двумя рабочими стоянками предусматривают одну, а при поперечном расположении - 3-4 промежуточных стоянки, на которых никакие работы не производят.

Для сборки стальных конструкций, их окраски, осмотра и сдачи блока под производство строительных работ обычно назначают 8-10 стоянок, в том числе 2-4 промежуточных. Устройство кровли и монтаж пром-проводок требуют до 6 стоянок. Таким образом, общая длина конвейера при продольном расположении блоков достигает 16 стоянок. Место расположения конвейерной линии относительно строящегося здания зависит от его конфигурации, наличия необходимых свободных площадей, необходимости использования конвейера для обслуживания одного или нескольких объектов, а также возможности размещения рядом с конвейерной линией склада стальных конструкций.

Известны три схемы организации монтажных работ при сборке блоков на конвейере.

Схема 1. Покрытия бескрановых здаИий монтируют краном, расположенным в пролете, собранные блоки подают к нему по рельсовым путям, являющимся продолжением путей конвейера. В этом случае в целях сокращения протяженности дорогостоящих рельсовых путей кран выбирают с такими грузовыми характеристиками, которые обеспечивают подъем и установку блоков покрытия в трех пролетах: в одном - где расположен кран, и в двух смежных.

Схема 2. Эта схема предусматривает использование специального самоходного устройства-установщика, приспособленного для транспортирования блоков от конвейерной линии к месту установки и для установки его в проектное положение.

Схема 3. При монтаже крановых зданий используют установщик, передвигающийся по подкрановым балкам, который представляет собой самоходный мостовой кран, осуществляющий перевозку блоков вдоль пролета над колоннами здания и имеющий домкраты для опускания блоков в проектное положение - на колонны. Перегрузку блока с рельсовых тележек, на которых блок собирают и перемещают вдоль конвейера и далее к монтируемому зданию, осуществляют краном или другим грузоподъемным устройством, расположенным за пределами здания.

Независимо от схемы подъема и установки блоков в проектное положение монтаж колонн со связями и подкрановых балок всегда выполняют до монтажа покрытия с использованием, как правило, гусеничных или других стреловых самоходных кранов. Применение такого метода сборки будет экономически эффективным только при значительных объемах работ (площадь здания не менее 20-30 тыс. м2), когда экономия от сокращения трудоемкости и сроков выполнения строительно-монтажных работ перекроет эти расходы.

Целесообразно применение конвейера и при меньшей площади зданий, если сокращение срока строительства объекта позволит получить за счет досрочного ввода производства в эксплуатацию дополнительную прибыль в сумме не меньшей, чем затраты на его устройство. Весьма важными достоинствами конвейерной сборки являются возможность создания четкого ритма всего производственного процесса, производительность которого обычно принимают равной 1 -2 блокам в смену, а также рост производительности труда на 40% - по сравнению с поэлементным монтажом.

Метод крупноблочного монтажа конструкций покрытия одноэтажных производственных зданий со сборкой блоков на конвейерной линии является новым шагом в развитии технологии строительно-монтажных работ, который стал возможен благодаря замене тяжелых железобетонных плит покрытия стальным профилированным настилом и применению эффективного легкого утеплителя (пенополиуретана). Это снизило массу блоков до 40 т и обеспечило использование существующих монтажных механизмов средней грузоподъемности.

В покрытиях зданий с железобетонным каркасом конструкции небольшой массы отсутствуют, общее количество монтажных элементов меньше, а масса каждого из них значительно больше, чем в зданиях с аналогичными параметрами со стальным или смешанным каркасом.

Масса блока такого покрытия достигает 50-100 т, что требует применения стреловых кранов грузоподъемностью 160 т и больше (с учетом необходимого вылета стрелы, высоты подъема крюка и массы грузозахватного приспособления). Поэтому блочный монтаж покрытий зданий с железобетонным каркасом, а также покрытий с крупноразмерными железобетонными плитами, укладываемыми на стальные стропильные фермы и фонари, не применяют. По очередности производства работ различают раздельный и комплексный методы монтажа одноэтажных производственных зданий.

 При раздельном методе в первую очередь монти

руют колонны, связи по колоннам и подкрановые

балки, во вторую - конструкции покрытия. Такое раз

деление работ на две очереди обеспечивает возмож

ность широкого применения самоходных стреловых

кранов, которые при малой длине стрелы имеют

большую грузоподъемность и меньшую высоту

подъема крюка, а при большей длине стрелы - мень

шую грузоподъемность, но большую высоту подъе

ма крюка.

Поэтому в зданиях со стальным каркасом самоходными стреловыми кранами в первую очередь монтируют наиболее тяжелые элементы - колонны и подкрановые балки, для установки которых требуется меньшая высота подъема крюка, а после удлинения стрелы - конструкции покрытий, состоящие из элементов меньшей массы, но расположенные на предельных для данного здания отметках. В зданиях с железобетонным и смешанным каркасами раздельный метод является единственным, так как монтаж конструкций покрытия допускается после замоноличивания колонн в стаканах фундаментов.

Комплексный метод предусматривает параллельный монтаж всех несущих конструкций здания, т.е. колонн со связями, подкрановых балок и покрытия. Этот метод применяют во всех случаях, когда грузоподъемность и высота подъема крюка монтажного механизма позволяют устанавливать в проектное положение все конструктивные элементы здания без изменения параметров стрелового оборудования крана.