Возведение большепролетных зданий и сооружений. Монтаж купольных покры­тий. Монтаж висячих покрытий. Байтовые конструкции (учебник).

К гражданским большепролетным зданиям относятся круп­ные спортивные, выставочные и концертные залы, крытые стадионы, вокзалы, цирки, рынки и другие подобные сооружения. В промышленных зданиях большие пролеты чаще всего приме­няют в сборочных цехах авиа- и судостроения, сборочных и эк­спериментальных цехах машиностроительных предприятий. Технология эксплуатации зданий и противопожарной безопас­ности потребовала проектирования большепролетных строений для ангаров, предназначенных для стоянки и ремонта самоле­тов, крупных автобусных и троллейбусных парков с размещени­ем большого числа единиц сочлененных транспортных средств.

Разнообразие большепролетных зданий и различные требо­вания, предъявляемые к ним, обусловливают соответствующие конструктивные решения. Наиболее часто применяют рамные, балочные системы, арочные покрытия и висячие пространст­венные системы.

Монтаж большепролетных зданий и сооружений характе­ризуется следующими особенностями:

• каркасы зданий могут выполняться из стальных, сборных железобетонных и смешанных конструкций: колонны — из же­лезобетона, стеновые панели — одно- или многослойные, под­крановые балки, фермы, связи и элементы покрытия — сталь­ные;

• размеры здания обычно превышают радиус действия монтажных кранов;

• ряд конструкций — колонны большой высоты и массы, мощные подкрановые балки, фермы большого пролета, объем­ные элементы покрытия — приходится монтировать частями или применяя несколько кранов;

• монтаж здания необходимо увязывать с установкой тех­нологического оборудования.

В зависимости от последовательности установки элементов применяют дифференцированный (раздельный), комплексный и смешанный (комбинированный) методы монтажа

При дифференцированном методе одноименные конструктив­ные элементы монтируют самостоятельными потоками, совме­щенными во времени. При этом возрастает производительность труда монтажников и более полно используется грузоподъем­ность кранов.

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

При смешанном методе, вобравшем в себя достоинства двух предыдущих методов, допустима самая разнообразная последо­вательность установки элементов.

В зависимости от конструктивных особенностей и условий работы конструкций встречаются различные методы монтажа, в том числе на подмостях, с использованием временных опор, полунавесная и навесная сборка.

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

Передвижные подмости, перемещаемые по подкрановым пу­тям, обеспечивающие безопасную и производительную работу, применяют для удобства сборки при монтаже большепролетных покрытий и располагают под узлами сопряжения этих элемен­тов.

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

Полунавесная сборка характеризуется тем, что в процессе _монтажа конструкция удерживается временными растяжками или устанавливается на промежуточные опоры. Этим спосо­бом монтируют купола, некоторые конструкции арок, конст­рукции пролетных строений мостов.

Навесную сборку осуществляют без дополнительных опор. Конструкцию закрепляют одной стороной на постоянной опоре или в 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.

Раскружаливанием называется операция, в результате которой нагрузка от собственной массы монтируемой конструкции полностью передается на опорные проектные элементы, а вре­менные монтажные опоры освобождаются от нагрузки. Опоры опускают ниже уровня затяжки и перемещают по ходу монта­жа в последующие пролеты

Монтаж купольных покрытий

Такие покрытия устраивают у зданий цирков, спортивных залов, рынков, выставочных павильонов. Покрытие представляет собой каркас, состоящий из радиально расположенных криволинейных ребер, опирающихся нижним концом на монолитный нижний опорный пояс, верхним - на верхнее опорное кольцо. По радиальным ребрам уложены сборные прогоны и по ним - плиты. В ряде случаев элементами купольного покрытия являются укрупненные сборные элементы трапецеидальной формы двоякой кривизны длиной от нижнего до верхнего опорных колец.

Купольные покрытия возводят из сборных конструкций с помощью башенных или стреловых кранов, используя временные монтажные опоры, или навесным способом.

В первом случае в центре перекрываемого помещения устраивают временные монтажные опоры в виде металлической сварной балки, на которой устанавливают верхнее опорное кольцо.

При навесном способе панели поднимает башенный кран, стоящий в центре купола. При монтаже применяют ферму-шаблон, которая одним концом опирается на поворотную опорную площадку на башне крана, а другим на тележку, перемещающуюся по кольцевому рельсу на уровне нижнего опорного кольца. Ферма легко вращается вокруг оси купола и с помощью винтовых домкратов может опускаться и подниматься на 100… 150 мм. По периметру купола устанавливают временные поддерживающие устройства - металлические стойки с оттяжками - по одной на каждую панель яруса.

Монтаж купола начинают с нижнего кольцевого яруса. Панель поднимают, укладывают на ферму и стержневой подвеской крепят к металлическим стойкам. После этого ферму опускают, выводя из-под панели, и передвигают по кольцевым рельсам в новое положение. Сварку закладных деталей и замоноличивание швов выполняют после монтажа всех панелей одного яруса.

Каждый ярус, собранный из панелей, представляет собой устойчивую замкнутую оболочку и служит основанием для установки элементов вышележащего яруса. Высота всех панелей одинакова, а ширина с каждым ярусом уменьшается, что позволяет монтировать панели с перевязкой швов в ярусах.

Монтаж вантовых или висячих покрытий

Такие покрытия являются разновидностью железобетонных оболочек. Их используют для перекрытия больших площадей в зданиях как круглой, так и прямоугольной формы.

Висячая оболочка (покрытие) состоит из системы вант-канатов из высокопрочной стальной проволоки, концы которых закреплены в опорном кольце, и уложенных по ним сборных железобетонных плит. Байтовая сеть обеспечивает заданную проектом кривизну оболочки.

В зданиях круглой формы вантовые покрытия устраивают как с центральной опорой, так и без нее. Несущими конструкциями таких зданий являются: центральная опора, нижнее опорное кольцо вантовой системы, установленное на колонны, расположенные по наружному периметру здания, и висячая оболочка; или наружное и центральное опорные кольца и висячая оболочка (в этом случае центральное опорное кольцо монтируют на временных опорах).

В прямоугольных зданиях ванто-вые покрытия опирают на железобетонные контуры, расположенные по периметру здания.

При монтаже на закрепленные ванты с помощью стреловых или башенных кранов укладывают сборные железобетонные плиты облегченной конструкции. Плиты опирают на ванты с помощью специальных арматурных крюков.

После укладки плит покрытие нагружают штучным грузом (мешками с песком, кирпичом) весом, равным весу кровли и временной нагрузке. Все швы между плитами оболочки замоноличивают. После достижения бетоном в швах 70% проектной прочности груз снимают и покрытие работает как предварительно напряженная конструкция, что уменьшает его деформативность. После этого устраивают кровлю, подвесные потолки и выполняют другие необходимые работы.

Особенности возведения высотных зданий. Основные приемы совмещения и обес­печения безопасности и бесперебойности разнородных групп работ. Основные строительные машины и механизмы используемые при этом.

Высотными называют сооружения, высота которых намно­го превышает их размеры в поперечном сечении. Такие соору­жения работают на восприятие преимущественно горизонталь­ных нагрузок, основной из которых является ветровая. К высотным сооружениям относят вытяжные трубы (вентиляци­онные и дымовые), опоры антенных сооружений радио и те­левидения, метеорологические вышки, опоры воздушных ли­ний электропередач и т. п.

Конструктивной основой высотных зданий является сталь­ной, железобетонный или комбинированный каркас с про­странственным ядром жесткости или плоскими диафрагма­ми — связями.

При железобетонном каркасе или металлическом, но обе-тонированном, монтаж последующих ярусов возможен только после заделки стыков колонн, обетонирования металлических колонн нижних ярусов и набора бетоном стыков не менее 70% марочной прочности.

В большинстве высотных зданий предусмотрено ядро жест­кости, которое воспринимает горизонтальные нагрузки от при­мыкающих частей здания и обеспечивает устойчивость и про­странственную жесткость всего здания в процессе монтажа и эксплуатации. В некоторых зданиях сначала выполняют монтаж ядра жесткости, например, лифтовой шахты до проектной от­метки, а затем — возведение остальных конструктивных эле­ментов.

Ядро жесткости чаще выполняют в монолитных конструк­циях, обычно бетонирование ядра опережает монтаж каркаса на 1...2 яруса. Для надежного соединения каркаса к ядру зда­ния в стенках ядра жесткости должны быть оставлены штра-бы, проемы с оголенными стержнями арматуры для крепления к ним балок каркаса сварными или болтовыми соединениями. Это очень трудоемко, но гарантирует, что монолитное ядро сразу начинает воспринимать горизонтальные нагрузки уста­новленной части каркаса.

Применяемые монтажные механизмы

Приставные краны имеют высоту подъема крюка до 100... 150 м; треугольные или квадратные жесткие диски, за­крепляющие башню крана к каркасу здания, устанавливают через 15...25 м.

В зданиях высотой свыше 150 м применяют самоподъемные краны, размещаемые вне габаритов возводимого здания. Такие краны перемещаются только по вертикали, поэтому их поло­жение в плане определяется радиусом их действия и конфигу­рацией здания. Обычно принимают такое число самоподъем­ных кранов, чтобы охватить рабочими зонами все строящееся здание. Каждый кран со своей стоянки монтирует конструкции в пределах одного яруса (двух, трех или четырех этажей), после чего его поднимают на новую стоянку.

Самоподъемные башенные краны решены в универсальном исполнении и перемещаются по высоте внутри одной из яче­ек каркаса здания. При обычном решении расположения кра­на башня в нижней части опирается на опорные балки, обыч­но расположенные крестообразно.

Наземными передвижными кранами можно монтировать здания высотой до 70 м, приставные краны позволяют монти­ровать здания высотой до 150 м, для самоподъемных кранов высота здания практически не ограничивается.

Самоподъемные и приставные краны могут быть оборудова­ны горизонтальными стрелами с подвижной кареткой или подъ­емными стрелами с грузовым полиспастом на конце стрелы.

Для монтажа стальных конструкций каркасов многоэтаж­ных зданий могут быть использованы следующие типы кранов (рис. 15.2):

• наземные — башенные, гусеничные (в башенно-стреловом исполнении), рельсовые, пневмоколесные; они должны иметь значительную высоту подъема при необходимой грузоподъем­ности;

самоподъемные башенные, устанавливаемые внутри кон­тура здания и опирающиеся на смонтированные конструкции

ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ КАРКАСА В ПЕРИОД МОНТАЖА

Монтаж конструкций многоэтажных зданий требует неукос­нительного соблюдения следующего правила: не приступать к установке конструкций следующего яруса (высоту яруса опреде­ляет длина отправочного элемента колонны) до выверки и на­дежного закрепления нижележащего. Это требование продикто­вано необходимостью обеспечения прочности и устойчивости здания на протяжении всего периода его возведения.

В процессе крановой сборки каркаса на высоту 5...6 эта­жей должны быть выполнены следующие требования:

• проверена устойчивость каркаса в процессе монтажа в со­ответствии с рекомендованной в ППР очередностью крановой сборки;

• предусмотрена установка временных монтажных связей между колоннами, обеспечивающих их устойчивость до набора прочности замоноличенных стыков в плитах перекрытий;

проектно закреплены вертикальные связи, рамные узлы сопряжения ригелей с колоннами;

• выполнено устройство жестких междуэтажных перекры­тий, обеспечивающих общую устойчивость здания;

• осуществлена проверка прочности отдельных элементов каркаса и узлов на нагрузки от самоподъемных и приставных кранов в местах их опирания на каркас.

Отделочные работы. Условия начала отделочных работ, основные группы и виды работ при отделке и последовательность их осуществления (с примерами группировки в виде сетевых моделей по лекциям). Организационные приемы обеспечения оптимального выпол­нения отделочных работ.

Отделочные работы могут совмещаться с монтажом карка­са и общестроительными работами, либо выполняться сразу на всю высоту здания после завершения монтажных работ. При совмещении к отделочным работам приступают на пер­вом этаже первой захватки, когда монтажники начинают монтаж конструкций на 6... 10 этажах на второй захватке. За­тем они меняются захватками до полного окончания монта­жа, когда все пространство на обеих захватках передается от­делочникам. Отделочные работы ведут снизу вверх, для гарантии от протечек на уровне одного из смонтированных перекрытий устраивают гидроизоляцию. Если отделочные ра­боты выполняют после завершения монтажных, их ведут сверху вниз, что наиболее оптимально по технологии; уве­личивается фронт работ отделочников, улучшаются условия работы.

Монтаж лифтов выполняют параллельно с возведением здания, его желательно завершить и пустить лифты непосред­ственно после окончания монтажных и кровельных работ

Реконструкция и реставрация зданий. Основные виды строительных работ при р конструкции и особенности их осуществления. Конструктивно-технологические приемы усиления фундаментов зданий, амены ерекрытий надстройки этажей (учебник, лекции).

Реконструкция жилых зданий старой постройки включает в себя достаточно широкий диапазон возможных мероприя­тий — снос, модернизацию, встройку, обстройку и надстройку нескольких этажей. Важная роль при этом отводится обеспе­чению заданного уровня капитальности и долговечности всех объемов предназначаемого для реконструкции здания.

Основные задачи, решаемые при реконструкции: увеличе­ние жизненного цикла здания на 70... 100 лет; прирост общей площади жилья; повышение потребительского уровня и каче ства реконструируемого и вновь возводимого жилища; инже­нерное переоборудование квартир и помещений с целью по­вышения комфортности; значительное повышение тепло- и звукоизоляции помещений.

Разборка и ликвидация зданий и сооружений

Снос зданий вы­полняют путем разделения их на части (для последующего де­монтажа) или обрушением механическим или взрывным спосо­бом. Деревянные строения разбирают, отбирая качественные элементы для последующего их использования.

Обрушением экскаваторами с различным навесным оборудо­ванием — шар-молотами, клин-молотами, отбойными молотка­ми осуществляют снос самых разнообразных зданий и сооруже­ний, в том числе всех каменных. Обломки зданий сдвигают в сторону бульдозерами или загружают в транспортные средствадля удаления с площадки. Вертикальные части строений для предотвращения разброса обломков по территории площадки следует обрушать внутрь. Иногда обрушение осуществляют так­же и взрывным способом.

Взрывной способ позволяет достаточно быстро освободить территорию от результатов взрыва, но при этом вторичным сырьем могут служить не более 30% бывших строительных ма­териалов. Кроме этого к взрыву необходимо подготовить все сносимое здание, а не его часть, необходимы также значите­льные мероприятия по изоляции прилегающих жилых зданий от воздействия взрыва. Сложна и трудоемка разборка завалов после обрушения конструкций.

Отсоединение или перенос со строительной площадки су­ществующих инженерных сетей является важным и обязатель­ным элементом ее подготовки.

Самым простым и эффективным техническим решением при реконструкции зданий массовых серий является надстрой­ка мансардных этажей. Надстройка мансардных этажей обеспечивает получение дополнительной жилой площади. Разрешено выполнять мансардные этажи из деревянных конструкций, что значительно расширяет область мансардного строительства. Современные технологии позволяют существенно повысить индустриальность конструкций, мансардные этажи можно со­бирать из готовых элементов

Особенности замены сборных конструкций

Замена существующих конструкций предшествует или со­путствует процессам установки новых конструкций. Замену конструкций можно выполнять раздельным методом, когда на отдельной захватке или здании в целом сначала демонтируют все заменяемые конструкции, затем на их месте устанавлива­ют новые. Совмещенный метод предусматривает последователь­ное выполнение демонтажа и монтажа конструкций в едином потоке при едином комплекте строительных машин. Фронт работ при такой организации сокращается до размеров одной или нескольких ячеек при соблюдении прочности, жесткости и устойчивости смежных конструкций. Демонтаж конструкций может быть выполнен поэлементно или укрупненными блока­ми в зависимости от конструктивного решения демонтируе­мых сооружений и технологических возможностей используе­мых при демонтаже кранов и средств.

Усиление фундаментов. Повышение несущей способности фундамента как одного из основных элементов зданий возмож­но несколькими технологическими и конструктивными приема ми. Это объясняется тем, что необходимо учитывать условия эксплуатации здания, причины появления различных деформа­ций, стесненные условия производства работ.

Усиление кладки фундаментов цементацией осуществляют при образовании пустот в теле кладки и разрушении материа­ла фундаментов. Торкретирование поверхностных слоев фун­дамента восстанавливает монолитность кладки, способствует повышению водонепроницаемости фундаментов. При незначи­тельных разрушениях материала фундамента устраивают ме­таллическую обойму без уширения фундамента. Обойму изго­тавливают из уголков или арматурной стали с последующим обетонированием.

При возрастании нагрузки на фундамент в процессе рекон­струкции здания и при недостаточной его несущей способности осуществляют устройство обойм с уширением подошвы фундамен­тов

. Замена перекрытий. В процессе реконструкции жилых зданий ча­сто возникает вопрос о замене су­ществующих перекрытий. Конст­руктивные решения устройства сборных перекрытий по ригелям при полном и неполном каркасе реконструируемых зданий приве­дены.

При устройстве сборно-моно­литных перекрытий наиболее часто применяют два основных вариан­та несъемной опалубки: с исполь­зованием профилированного на­стила в качестве опалубки и с применением тонкостенных железобетонных плит с арматурными выпусками

В первом случае несущими элементами перекрытий явля­ются металлические балки, по верхнему поясу которых укла­дывают стальной профилированный настил с толщиной листа 0, 7...0, 8 мм. При значительных нагрузках возможно устраивать дополнительное армирование в виде вертикальных каркасов и горизонтальных сеток. Недостатком решения является обязате­льное устройство подвесного потолка

Схемы возведения перекрытий в несъемной опалубке:

а — с использованием металлических балок и профнастила: 1 — стена; 2 — балка; 3 — подвесной потолок; 4 — технологические отверстия в сечении балки; 5 — монолитная железобетонная плита; 6 — профнастил; б —с использованием железобетонной несъемной опалубки: 1 — стена; 2 — монолитный бетон; 3 — несъемная опалубка; 4 — распределите­льная балка; 5 — телескопическая стойка