Современные технологии и оборудование для обработки металлов предлагает огромное количество видов обработки листового металла, которого так же множество видов. Этот материал можно гнуть, рубить, подвергать штамповке, резать специальными ножницами, сваривать, окрашивать и т.д. Оборудование для обработки металлического проката как правило технологичное, поэтому на выходе потребитель получает готовую высококачественную вещь либо заготовки для обработки
Каркасы промышленных зданий представляют собой чаще всего комплекс конструкций, предназначенных для постоянного восприятия больших нагрузок, которые дает вес несущих и ограждающих конструкций, а также технологического оборудования. Металлические конструкции каркасов промышленных зданий на сегодняшний день используются довольно часто, ведь по сравнению с другими обладают множеством преимуществ
Производство металлических конструкций является сложным процессом. Перед монтажом металлических конструкций производится проектирование металлических конструкций. От точности расчетов, произведенных еще до начала монтажных работ, зависит конечная прочность и износостойкость металлоконструкций. По техническому заданию, которое предоставляет заказчик, производится расчет металлоконструкций, создаются чертежи и схемы. Итогом кропотливой работы становится проект металлических конструкций.
Расчет металлических конструкций осуществляют инженеры – люди с высшим техническим строительным образованием, обладающие необходимыми знаниями и опытом. Делается это в тесном сотрудничестве с архитектором и застройщиком. Стоимость составления полной проектной документации на общественное здание весьма большая, а процесс занимает обычно от полугода до года. Но это для капитальных зданий. Расчет металлических конструкций для быстровозводимого здания займет меньше времени и средств. Вместе с техническими данными здания, расчетами прочностей, допустимых нагрузок и т.п. подсчитывается и примерная стоимость объекта.
Металлические конструкции здания – это его скелет. Все металлоконструкции можно разделить на несущие и не несущие. Так вот скелетом обычно являются именно несущие. Они берут на себя массу стен и крыши здания, сами при этом опираясь на фундамент. Для их изготовления используют профили – сварные, гнутые, стальные прокатные. Отрезки профилей нужной длины скрепляют сваркой, болтовым или заклепочным соединением. Таким образом, можно быстро построить каркас, а потом заполнить стены – и основа дома готова. Причем, это могут быть не только банальные кубики. Допустим, каркас крыши над трибунами стадиона Лужники создан из металлопроката. Несущей конструкцией является в нем овальная рама, на нее опирается все остальные элементы. Еще один силовой пояс из металлопроката защищает крышу от сильных ветров.
Легкие металлические конструкции для строительства домов в СССР использоваться просто не могли – ведь весь металл шел в оборонную промышленность. Поэтому строительство велось традиционными методами – из дерева и кирпича, новым словом считались бетонные конструкции. Это достаточно дорогие способы, и по времени такое строительство тянется довольно долго. Металлоконструкции – это альтернатива долгостроям.
СНиП о металлических конструкциях сообщает, что они должны храниться в соответствующих условиях, в сухом помещении или в наклонном положении, должны быть рассортированы по маркам и профилям. Кроме этого, металлические материалы обязательно должны быть обследованы на соответствие стандартам качества, которые тоже задаются на уровне государства.
Завод металлических конструкций может не только разработать проект здания или сооружения из них, но и обладает достаточными строительными мощностями для того, чтобы этот проект осуществить.
В современном строительстве кроме традиционных материалов: кирпича, бетона, камня используют еще металлические конструкции. Идея постройки сооружений полностью из металла появилась еще в конце 19-начале 20 века. Пожалуй, самыми известными металлическими сооружениями являются Бруклинский мост в Нью-Йорке и здание ярмарки в Нижнем Новгороде. Ну, и конечно, все знают об Эйфелевой башне, которая является своего рода визитной карточкой города Парижа.
Пожалуй, этот тип сооружений можно считать самым распространенным в нашей стране – по крайней мере, они составляют львиную долю всех сооружений, от жилых и административных до промышленных, которые были возведены в СССР и, соответственно, в России, во второй половине ХХ века и в начале века XXI.
Свайные фундаменты представляют собой несколько свай-стержней 5 (см. рис. 2,9, е), погруженных в грунт; поверху сваи перекрывают плитой или балками — ростверками 6; благодаря ростверку достигается совместная работа всех свай. Ростверк выполняют из сборных элементов или делают монолитным. На ростверк опираются несущие конструкции здания или сооружения.
По способу передачи нагрузки на грунт сваи подразделяются на висячие (см.
Для многоэтажных промышленных зданий применяют колонны прямоугольного сечения высотой на 2 этажа.
Междуэтажные перекрытия применяют балочного, безбалочного и кессонного типов. Балочные перекрытия (рис. 24, а) состоят из поперечных ригелей 3, опирающихся на консоли колонн 1 и укладываемых на эти ригели крупноразмерных плит 2 (вдоль здания). Плиты приваривают через соединительные выпуски арматуры и закладные части к ригелям и замоноличивают.
Плиты настила укладывают на выступы тавровых прогонов и приваривают к прогонам и между собой; затем соединение замоноличивают.
Промышленные сооружения из сборных железобетонных конструкций
Водонапорные башни (рис. 25) состоят из фундамента 1, опоры 2 и резервуара 6 для воды. Наиболее часто сборные железобетонные башни имеют резервуар для воды из стали. Фундамент — отдельно стоящий или ленточный сборный; опора в виде усеченного конуса.
Устойчивость каждого установленного треугольного блока в процессе монтажа обеспечивают кольцевым шаблоном.
Железобетонные бункера (рис. 28) представляют собой саморазгружающиеся сосуды для сыпучих материалов. Бункера имеют верхнюю призматическую или цилиндрическую часть с вертикальными стенками, а нижнюю — с симметричными или несимметричными наклонными стенками в виде воронки пирамидальной или конической формы.
Для защиты от истирания внутренние поверхности бункеров футеруют. Для футеровки применяют листовую сталь, стальные плиты, рельсы, плиты из каменного литья. В некоторых бункерах, где неизбежны сильные удары от падающих кусков материалов, под футеровкой устанавливают деревянные брусья (амортизаторы).
Металлическую футеровку приваривают к закладным деталям стенок и днищу бункера. Футеровочные плиты из каменного литья крепят к бункеру на цементном растворе или потайными болтами.
На реках
с интенсивным ледоходом (с толщиной льдин 20—40 см и скоростью 1—1,2 м/с) свайные опоры защищают с верховой стороны от ударов льдин ледорезными сваями.
Рамные мосты имеют пролетные строения и опоры, жестко связанные между собой, и представляют одно монолитное целое (рис. 30, а). Опоры рамных мостов имеют различную конструкцию {рис. 30, б).
Арочные мосты имеют основной несущий элемент в виде арки, работающей под действием вертикальных сил главным образом на сжатие.
Чтобы избежать это-2Х го, фермам придают
строительный подъем — фермы изготовляют с обратным первоначальным выгибом. Этот выгиб под воздействием нагрузок погашается и ферма принимает проектное положение.
Фонари (рис. 40) имеют различное очертание и крепятся к стропильным фермам болтами или сварными швами. Между фонарями устанавливают вертикальные и горизонтальные связи в тех же панелях, где стоят связи по стропильным фермам.
II р о л е т н ы е строения галерей (рис. 43) служат для размещения одного или нескольких ленточных конвейеров и обычно выполняются в виде решетчатых пространственных конструкций. Галереи имеют пролег до 100 м, ширину от 3 до 18 м. Они располагаются горизонтально или наклонно; могут быть холодные и теплые. Опираются галереи на конструкции цехов, металлические и железобетонные опоры. Опоры могут быть плоские, пространственные, трубчатые.
Оттяжки изготовляют из стальных канатов с точечным касанием проволок. Обычно разрывное усилие каната оттяжки должно превосходить наибольшее расчетное усилие, которое может возникнуть в канате во время эксплуатации мачты, не менее чем в три раза.
Перед установкой оттяжек канаты подвергают испытанию — вытяжке усилием, величина которого указывается в проекте.
Башня (рис. 45) — это пространственная свободно-стоящая решетчатая конструкция, чаще всего имеющая форму усеченной пирамиды.
Теодолит (рис. 57) состоит из горизонтального круга (лимба) 1, по скошенному краю которого нанесены деления в градусах и долях градуса. На одной вертикальной оси с лимбом вращается другой круг — алидада 2 с приспособлениями для отсчета по лимбу (верньерами и лупой). Визирная труба 3 свободно вращается в вертикальной плоскости вокруг оси А В и жестко соединена стойками с алидадой. Уровень 4 служит для проверки
горизонтальности лимба.
Точность возведения наружных стен зданий до 5 этажей контролируют при установке маячных панелей (рис. 65). Например, для проверки положения панелей (блоков), монтируемых по оси А—А, теодолит устанавливают и центрируют над вспомогательным репером, приводят ось теодолита к вертикали и центрируют трубу на верхний репер. После этого закрепляют лимб и алидаду.. АН
На деревянной рейке (правиле) откладывают метром расстояние между наружной плоскостью стены и плоскостью, в которой установлены вспомогательные реперы.
Резкие перегибы и петли разрушают канат, поэтому, разматывая его (рис. 68, а, б), нельзя допускать петлеобразных заломов (рис. 68, в). Наматывать канаты нужно на барабаны диаметром не менее 15—20 диаметров каната или укладывать в бухты.
Для предохранения от ржавления канат очищают от
грязи и ржавчины стальной щеткой, протирают тряпкой, смоченной керосином (или даже погружают в керосин), и смазывают.
Расчет полиспастов сводится к определению усилий в нитях полиспастов. Сами блоки рассчитывать не приходится, так как они рассчитываются при проектировании и каждый из них имеет определенную грузоподъемность.
Усилие Sa в канате, идущем с полиспаста на лебедку (сбегающая нитка), можно определить по формуле
где Р— сила тяжести поднимаемого груза, тс; а—чшэф-фициент (табл. 5), зависящий от количества рабочих нитей полиспаста и отводных блоков; для подшипников качения коэффициент сопротивления в роликах блока принимается равным fi=l,02, для бронзовых втулок f2=l,04.
При выверке конструкций и технологического оборудования применяют простейшие винтовые домкраты.
подвижная часть такого домкрата выполнена олта с головкой под ключ, нижняя — в виде гайки, которую, так же как и верхнюю, можно поддерживать ключом.
Для горизонтального перемещения грузов на расстояние до 130 мм применяют винтовые распорные домкраты (рис. 76, о), представляющие собой горизонтальный корпус/ с винтами 2.
Мачта небольшой грузоподъемности опирается на грунт непосредственно через приваренный к нижней части ствола стальной лист /, края которого отгибают вверх для удобства перемещения мачты. Мачты для подъема тяжелых грузов устанавливают на опорные шарниры, которые позволяют при необходимости наклонять мачту. .....
Во всех случаях работы с мачтой, в особенности'с наклонной, надо закреплять низ мачты (тягами, анкерами) во избежание сдвига.
На небольших кранах ригельсостоит из двутавра, по которому передвигается тельфер. Ноги крана опираются, как правило, на четыре ходовые тележки. Кабина управления обычно находится на жесткой опоре крана.
У козловых кранов можно достаточно быстро изменить пролет ригеля, удлинить или укоротить ноги и, таким образом, изменить его грузовые, высотные и пролетные характеристики. Рельсовые пути, по которым передвигается кран, крепят к шпалам, укладываемым на щебеночный или песчаный балласт.
Наиболее распространенные краны устанавливают способом самоподъема, когда поворот башни в вертикальное положение выполняется собственной грузовой лебедкой с помощью стрелы крана, которая в этом случае является монтажной мачтой.
При монтаже многоэтажных зданий применяют самоподъемные (прислонные) башенные краны грузоподъемностью 3,5—10 т, со стрелами 20—38 м и высотой подъ-SMftJSPiOKa до 110 м. В этих кранах по мере надобности башню, подращивают и крепят к монтируемому сооружению, начиная с высоты 40—50 м.
91). Если груз выходит за пределы габарита, на его перевозку необходимо специальное разрешение. При перевозке конструкций по железной дороге необходимо соблюдать «Технические условия погрузки и хранения грузов и использования грузоподъемности вагонов», утвержденные МПС СССР. При перевозке ферм по железной дороге в каждом отдельном случае разрабатывается техническая документация, где указываются схемы их размещения и закрепления.
Расчет ведут с учетом угла наклона а ветвей к вертикали; если число ветвей п, масса груза Q, то натяжение одной ветви будет S= 1/cos a-Q/n.
Следует принимать: 1/cos 0°=1; 1/cos 30°= 1,15; 1/cos 45°= 1,42.
Грузоподъемность четырехветвевого стропа определяют с учетом угла наклона а, указанного на рис. 94, в, г.
Полуавтоматические стропы позволяют быстро стропить грузы, не поднимаясь к месту стропки. Строп / (рис.
Для железобетонных конструкций принимают следующие нормативы: блоки фундаментов 1,1— 1,5 м3; колонны прямоугольного сечения для бескрановых зданий 0,35—0,55 м3, с подкрановыми консолями 0,15— 0,25 м3; подкрановые балки 0,4—0,45 м3; стропильные балки и фермы при хранении в вертикальном положении 0,15—0,25 м3, панели покрытий и перекрытий 0,45 м3 и стенозые панели 1,3 м3. Для сортировки и укрупнитель-ной сборки выделяют дополнительно площадки.
Нижний ряд труб укладывают на подкладки и раскрепляют инвентарными металлическими башмаками или концевыми упорами, закрепленными на подкладках.
Кирпич в пакетах складируют на поддонах не более чем в два яруса, в контейнерах — в один ярус, без контейнеров— в штабеле высотой не более 1,7 м.
Круглый лес хранят в штабеле высотой до 1,5 м с прокладками между рядами и упорами против раскатывания; ширина штабеля должна быть больше его высоты.
При перемещении конструкции такелажники сопровождают ее с оттяжками (рис. 122, а), удерживая от раскачивания и разворачивая в нужном направлении. Машинист крана останавливает конструкцию над фермо-возом и опускает ее до высоты 0,3—0,5 м над местом установки. Такелажники принимают конструкцию и направляют при посадке на опоры, затем закрепляют установленную конструкцию (рис. 122, б, в) и снимают стропы.
Сварка является одним из способов соединения металлических деталей между собой. С помощью сварки создаются неразъемные соединения.
Сварка — это процесс соединения металлических элементов путем нагрева их в месте соединения до степени размягчения или плавления. Иногда нагрев сопровождается внешним давлением.
При электрической сварке источником тепла для получения необходимой температурь! нагрева металла служит электрическая энергия.
Наиболее широко пользуются ручной сваркой, так как она позволяет накладывать швы во всех пространственных положениях. Для работы применяют как постоянный, так и переменный ток. Постоянный ток дает возможность получить более устойчивую дугу, что имеет большое значение при сварке металла небольших толщин и наиболее ответственных конструкций.
Ручную сварку выполняют с помощью электродо-держателя (рис.
При стыках такой конструкции монтаж можно не прерывать в ожидании набора прочности бетоном (раствором) замоноличивания. Допустимая степень загрузки этих стыков определяется проектом производства работ.
К заделке стыков разрешается приступать только после выверки положения конструкции и приемки сварных соединений. К этой работе допускаются опытные монтажники.
Бетонные смеси и растворы для заделки стыков и швов приготовляют на быстротвердеющих цементах или
портландцементе марки не ниже 400.
Принцип действия электрометаллизатора заключается в том, что между двумя непрерывно сматываемыми с катушек цинковыми проволоками возникает электродуга, металл проволок плавится и струей воздуха выдувается в виде мелких капелек на сварной шов. Режим наплавления зависит от скорости подачи и качества проволоки,устойчивости электродуги и давления воздуха.
Крупность частиц полимера должна быть в пределах ОД—0,3 мм.
Основные работы по устройству горизонтальных стыков между крупными блоками и панелями выполняют в процессе монтажа стеновых конструкций. К послемоы-тажным работам по заделке горизонтальных швов наружных степ относятся зачеканка раствором и герметизация их наружной поверхности.
Конструкция и способы заделки вертикальных стыков определяются расположением стыка внутри здания (рис. 145) между элементами наружных стен (рис.
Кроме того, внутри
стыка, там, где температура близка к 0° С, возникает точка росы, при которой влага, содержащаяся в воздухе, выделяется в виде конденсата. При плохой теплоизоляции стыка конденсат может появиться на внутренней поверхности стыка и, следовательно, разрушить отделку.
Наряду с температурными напряжениями в стыке возникают напряжения, вызванные неравномерной осадкой здания, усадкой и ползучестью бетона.
Зимой опалубку снимают после прекращения обогрева. Прочность раствора (бетона) при этом должна быть не менее: для расчетных стыков — 100%, для прочих — 70% проектной.
Для снятия опалубки отвинчивают гайки болтовых соединений и снимают детали опалубки. Если, несмотря на защитную смазку, раствор (бетон) схватился с поверхностью опалубки, то опалубку отделяют простукиванием молотком или клиньями. И то и другое надо выполнять осторожно, чтобы не повредить поверхность бетона и детали опалубки.
Соединение ригеля с колонной. Соединения ригеля с колонкой (рис. 164, а, б) бывают шарнирными пли жесткими. В стыках первого типа ригель опирают на консоль колонны или ее торец и сваривают опорные закладные детали. Заделка промежутка между торцом ригеля и колонной в этом случае преследует декоративные или санитарно-гигиенические цели. Однако при таком стыке увеличивается расход бетона и арматуры на изготовление ригеля.
Растягивающее усилие в верхней части передается колонне и смежному ригелю непосредственно сваркой выпусков арматуры ригелей и колонны или пропуском соединительных стержней арматуры через каналы в колонне. Возможные сжимающие усилия, возникающие в верхней части ригеля, передаются через бетон замоиоличивания.
Стык заделывают в такой последовательности. После сварки опорных частей и стержней арматуры в верхней зоне стыка зазор между ригелем и колонной зачекани-вают жестким раствором.
Лед предварительно соскабливают скребком или растапливают паяльной лампой (электронагревателем, газовой горелкой). Растапливать снег и лед горячей водой не разрешается. Также нельзя применять огневой способ для
удаления наледи с поверхности панелей с теплоизоляционными вкладышами и содержащих сгораемые материалы.
Проверку соответствия фактических размеров детали проектным выполняют в зависимости от размеров детали металлическим метром или рулеткой.
Стропить нужно за все предусмотренные для подъема в соответствующем положении петли, рамы, цапфы. Не использованные для зацепки груза концы многоветвевого стропа монтажник укрепляет так, чтобы при перемещении груза краном исключалась возможность задевания этими концами за встречающиеся на пути предметы.
При подвешивании груза за двурогие крюки стропы накладывают таким образом, чтобы нагрузка распределялась на оба рога крюка равномерно.
Поднимать и опускать груз нужно строго вертикально; оттягивать детали оттяжками или вручную строго запрещается.
При горизонтальном перемещении деталь или груз должны быть подняты над встречающимися по пути предметами не менее чем на 0,5 м.
Стропальщик сопровождает деталь при ее перемещении, наблюдая, чтобы она ни за что не цеплялась и чтобы под перемещаемым грузом не было людей. Оставляет деталь он только после передачи управления звеньевому или сигнальщику на объекте.
Раствор подают в рамку и грубо разравнивают его тыльной стороной ковша-лопаты. Окончательное разравнивание постели выполняют малкой по рамке. В постель под каждый блок втапливают два маяка и два клина. При монтаже блоков второго ряда и всех вышележащих перед устройством постели срезают или загибают монтажные петли на установленных блоках предыдущего ряда.
Приемка детали монтажниками состоит в следующем.
Второй монтажник придерживает панель за другую боковую грань и контролирует правильность посадки по величине монтажного зазора с ранее установленной панелью и по ближайшей риске плоскости стены. Опущенная панель должна стоять вертикально или с небольшим наклоном в ту сторону, с которой расположены маяки.
Во время выверки положения панели соблюдают следующий порядок выполнения операций: устанавливают на место основание панели; проверяют отметки
верха панели и вертикальности боковых граней; устанавливают временное крепление панели; доводят панель в плоскость стены.
Постель под следующую панель устраивают обычным методом. Подаваемую на монтаж панель монтажники останавливают на высоте 10—15 см над местом установки и устанавливают три распорные струбцины. Чтобы панель стала точно в проектное положение, достаточно опустить ее на растворную постель, выровняв ее торец по • причалке.
Тяжелые угловые струбцины можно заменить раздвижной скобой (рис. 193), для чего нужно изменить конструкцию закладных деталей в панелях наружных стен.
Так как доступ к горизонтальному шву наружных панелей, как правило, невозможен, их устанавливают для получения плотного шва по маякам, расположенным у наружного обреза стены. Из-за малой ширины растворной постели звеньевой разравнивает подаваемый раствор кельмой. При достаточном опыте второго монтажника он может разравнивать раствор тыльной стороной лопаты.
Подача стеновых панелей к месту монтажа в каркасных зданиях осложняется установленными ранее конструкциями каркаса, поэтому стеновые панели при подъеме удерживают от возможного разворота и удара о конструкции двумя оттяжками из пенькового каната.
Сначала устанавливают площадку и следом за ней до схватызания
раствора под площадкой монтируют марш. Для трго чтобы обеспечить полное опирание лестничного марша, при коротком марше лестничную площадку продвигают к нему, а при длинном — к стене лестничной клетки.
При этом сохраняется отметка верха лестничной площадки, достигается полное опирание марша на площадку и изменяется только величина зазора между плодщад-кой и стеной.
210, а).
При укладке марша на место опускают нижний конец его на площадку и прижимают к стене. Затем опускают верхний конец марша и ослабляют стропы. После этого проверяют взаимное положение марша и площадки. При необходимости поднимают верхний конец марша и, пользуясь приемом лапой от себя (рис. 210,6), передвигают марш или площадку, увеличив или уменьшив монтажный просвет со стеновой панелью. Горизонтальность ступеней проверяют правилом с уровнем (рис.
