Монтаж металлических пространственных конструкций кратко

Обновлено: 30.06.2024

05.06.2013 Пространственные конструкции, состоящие в основном из стальных нитей или тонколистового металлического профиля, получили широкое распространение при проектировании и строительстве архитектурных сооружений с большими пролетами, таких как стадионы, торговые центры, аэропорты, производственные цеха и т. д.

Металлические перекрытия принято классифицировать по различным справочникам, которые принимают за основу несколько основных признаков: геометрию поверхностей, объемную форму сооружения в перспективе, материал отдельных деталей, характер обеспечения жесткости и т. п. Однако наиболее правильно делить пространственные металлические конструкции в зависимости от характерных форм и статистических особенностей сооружения, как это описано в учебном пособии для ВУЗов А. Г. Трущева.

Классификация: основные схемы перекрытий

  • Висячие оболочки
  • Вантовые покрытия
  • Висячие фермы и балки
  • Комбинированные системы
  • Подвесные конструкции

Если у отдельных элементов перекрытий недостаточная несущая способность, архитекторы и строители делают усиление металлических конструкций, при этом нужно выполнить технологические и технические требования СНиПов и ГОСТов по этому направлению, а также предусмотреть возможные потери из-за остановки рабочего процесса.

Основные методы усиления металлических конструкций

  • установка дополнительных ненапряженных элементов по двум типам: увеличение сечения нагруженного элемента и увеличение числа стержней в решетчатых конструкциях;
  • установка напряженных гибких элементов с настройкой вантовых систем и введением в конструкцию диагональных раскосов;
  • установка напряженных жестких деталей: усиление косыми стойками и введение в схему дополнительных колонн, телескопических труб, шпренгеля и т. д.;
  • установка дополнительных разгружающих конструкций: увеличение длины и толщины уже выполненных сварных швов, введение дополнительных балок;
  • увеличение несущей способности сооружения путем замены обычных элементов на более прочные (замена болтов на другие, большего диаметра, установка деталей из высокопрочных материалов).

Пространственные металлические конструкции обладают рядом достоинств: их использование помогает значительно экономить на материалах, позволяют снизить массу перекрытий, дает возможность охватывать большое пространство без применения промежуточных опор и значительно снижает затраты при строительстве.

Информация предоставлена компанией производящей строительные работы в Москве и Московской области.

Металлические пространственные конструкции при­меняют для перекрытия без промежуточных опор зна­чительных по размерам в плане зданий общественного назначения: выставочных павильонов, закрытых спор­тивных и зрелищных сооружений, вокзалов и др. По массовости применения различают три основные груп­пы: купольные, арочные и структурные покрытия.

Монтаж куполов. Известны два типа куполов, прин­ципиально отличающихся своими конструктивными ре­шениями и схемой работы: ребристые и сетчатые.

В зависимости от конструктивного решения купола его монтируют с помощью временной центральной опо­ры или методом подращивания.

Ребристые купола монтируют с применением времен­ной опоры, которую располагают по оси купола (рис. Х.84). На центральной опоре монтируют опорное коль­цо, на которое опираются верхние концы ребер. Устой­чивость опоры обеспечивается расчалками. В связи с тем что опора собирается совместно с опорным кольцом, раскружаливающие устройства устанавливают у основа­ния опоры.

Ребра купола во избежание односторонней загрузки монтируют (с помощью гусеничных кранов) в строго определенной последовательности: полуарки устанав­ливают равномерно друг против друга и до монтажа по­стоянных связей раскрепляют расчалками. Можно мон­тировать по две полуарки, сразу соединяя их связями в один жесткий блок.

Раскружаливание купола производят только после полного проектного раскрепления всех узлов. Особое внимание при этом необходимо уделять контролю напря­женного состояния нижнего опорного кольца, восприни­мающего растягивающие напряжения.

Сетчатые купола могут монтироваться как с приме­нением временной опоры, так и методом подращивания (рис. Х.85). При этом методе в центре купола устанав­ливают башню, к верху которой подвешивают полиспа­сты для подъема купола. Вокруг башни на уровне земли собирают верхний пояс купола. С помощью полиспастов собранную часть поднимают на высоту 1. 1.2 м и к ней крепят элементы следующего пояса. Собранные два пояса вновь поднимают и к ним крепят элементы третьего пояса. По мере увеличения собранной части купола ниж­ние блоки полиспастов переносят и крепят к следующим по ходу монтажа поясам. При переносе блоков собран­ная часть опирается на землю или перекрытие.

Монтаж арочных покрытий. Особенность арочных по­крытий — высокая гибкость отдельных элементов и арок в целом. Поэтому чаще всего такие покрытия монтиру­ют из плоских элементов в проектном положении с при­менением промежуточных временных опор либо жест­кими пространственными блоками, собранными на зем­ле из нескольких отправочных элементов (при этом необходимость применения временных опор может от­пасть).

Устойчивость арок обеспечивают постановкой расча­лок или связей и проверяют по обычной методике; кри-волинейностью элементов можно пренебречь.

Монтаж двухшарнирных арок во многом аналогичен монтажу рамных конструкций с использованием проме­жуточных опор. Для установки элементов в проектное положение применяют гусеничные стреловые краны. Как правило, после монтажа и выверки каждой арки прово­дят ее раскружаливание.

Для монтажа трехшарнирных арок также применя­ют передвижные промежуточные опоры (башни) с устро­енными вверху раскружаливающими устройствами. При установке в проектное положение каждую полуарку сна­чала заводят пятовым шарниром на постоянную опору, а затем поднимают с поворотом вокруг этого шарнира. Первую арку после монтажа и выверки раскрепляют от потери устойчивости расчалками, а все последующие связывают с ранее установленными и раскрепленными постоянными связями и распорками.


При наличии затяжек монтаж арок имеет ряд особен­ностей, которые надо учитывать при конструировании. Так, для уменьшения числа монтажных блоков затяжка должна быть запроектирована так, чтобы можно было предварительно укрупнить ее отдельные элементы, со­единив их с элементами арки элементами подвесок (рис. Х.86). Тогда подвески будут воспринимать сжимающие усилия от собственной массы элементов арок. Узлы крепления подвесок к арке и затяжке должны быть жест­кими, что обеспечит возможность нормальной кан­товки укрупненных блоков.




КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИЙ ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ

Metal spatial structures of roofs. Design requirements

Дата введения 2021-06-30

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - АО "НИЦ "Строительство" - ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

Введение

Настоящий свод правил разработан с учетом положений федеральных законов от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений" и содержит требования к расчету и проектированию металлических пространственных конструкций покрытий.

Свод правил разработан авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" - ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко (руководитель темы - д-р техн. наук П.Г.Еремеев, д-р техн. наук И.И.Ведяков, канд. техн. наук Д.Б.Киселев).

1 Область применения

1.1 Настоящий свод правил распространяется на проектирование стержневых, вантовых (висячих), тонколистовых, комбинированных металлических пространственных конструкций покрытий зданий и сооружений промышленного, гражданского и сельскохозяйственного строительства.

1.2 Требования настоящего свода правил не распространяются на проектирование транспортных сооружений (мосты, путепроводы, эстакады, виадуки, подвесные переходы трубопроводов и т.п.).

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 977-88 Отливки стальные. Общие технические условия

ГОСТ 1050-2013 Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия

ГОСТ 2246-70 Проволока стальная сварочная. Технические условия

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 3064-80 Канат одинарной свивки типа ТК конструкции 137 (1+6+12+18). Сортамент

ГОСТ 3090-73 Канаты стальные. Канат закрытый несущий с одним слоем зетобразной проволоки и сердечником типа ТК. Сортамент

ГОСТ 3241-91 Канаты стальные. Технические условия

ГОСТ 4543-2016 Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия

ГОСТ 4784-2019 Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки

ГОСТ 5582-75 Прокат тонколистовой коррозионно-стойкий, жаростойкий и жаропрочный. Технические условия

ГОСТ 7062-90 Поковки из углеродистой и легированной стали изготавливаемые ковкой на прессах. Припуски и допуски

ГОСТ 7675-73 Канаты стальные. Канат закрытый несущий с одним слоем клиновидной и одним слоем зетобразной проволоки и сердечником типа ТК. Сортамент

ГОСТ 7676-73 Канаты стальные. Канат закрытый несущий с двумя слоями клиновидной и одним слоем зетобразной проволоки и сердечником типа ТК. Сортамент

ГОСТ 8479-70 Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия

ГОСТ 13726-97 Ленты из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия

ГОСТ 18899-73 Канаты стальные. Канаты закрытые несущие. Технические условия

ГОСТ 18901-73 Канаты стальные. Канат закрытый несущий с двумя слоями зетобразной проволоки и сердечником типа ТК. Сортамент

ГОСТ 19281-2014 Прокат повышенной прочности. Общие технические условия

ГОСТ 19903-2015 Прокат листовой горячекатаный. Сортамент

ГОСТ 21631-2019 Листы из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 27772-2015 Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия

ГОСТ 32484.1-2013 (EN 14399-1:2005) Болтокомплекты высокопрочные для предварительного натяжения конструкционные. Общие требования

ГОСТ Р 55374-2012 Прокат из стали конструкционной легированной для мостостроения. Общие технические условия

ГОСТ Р 58033-2017 Здания и сооружения. Словарь. Часть 1. Общие термины

ГОСТ Р 58064-2018 Трубы стальные сварные. Для строительных конструкций. Технические условия

СП 14.13330.2018 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах" (с изменением N 1 )

СП 28.13330.2017 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" (с изменениями N 1, N 2)

СП 128.13330.2016 "СНиП 2.03.06-85 Алюминиевые конструкции"

СП 294.1325800.2017 Конструкции стальные. Правила проектирования (с изменением N 1)

СП 296.1325800.2017 Здания и сооружения. Особые воздействия (с изменением N 1)

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены термины по ГОСТ 27751, ГОСТ Р 58033, СП 16.13330, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 болт-шарнир: Крепежная деталь в виде цилиндрического стержня, предназначенная для обеспечения свободного вращения узла.

3.2 большепролетное металлическое покрытие: Покрытие пролетом свыше 36 м.

3.3 пространственная стержневая конструкция: Система из коротких прямых металлических стержней, объединенных в узлах, для плоских и криволинейных покрытий, в которых возникают в основном усилия сжатия и растяжения.

3.4 структурная плита: Плоская пространственная стержневая конструкция, состоящая из многократно повторяющихся пирамидальных элементов.

3.5 "Тенсегрити"-система: Совокупность взаимосвязанных элементов, работающих только на растяжение или сжатие, устойчивость и жесткость которой обеспечивается предварительным напряжением и самоуравновешиванием этих элементов.

3.6 трос-подбор: Гибкие растянутые элементы опорных конструкций вантовых систем.

4 Основные положения

4.1 Металлические пространственные системы различаются:

- по принципу работы:

а) жесткие системы (структуры, своды, купола, оболочки);

б) гибкие системы (тросовые, тонколистовые);

- по типу конструкции:

а) плоские системы регулярной структуры;

в) стержневые оболочки;

д) вантовые конструкции;

е) мембранные (тонколистовые) конструкции;

ж) комбинированные системы;

- по конфигурации плана:

от простейших геометрических фигур (квадрат, прямоугольник, треугольник, круг, овал и т.д.) до более сложного комбинированного очертания;

- по форме поверхности:

а) плоские покрытия;

б) нулевой гауссовой кривизны (цилиндрическая);

в) положительной гауссовой кривизны (сферическая, в виде эллиптического параболоида);

Читайте также: