Пространственные покрытия
Пространственные покрытия позволяют перекрывать большие площади без промежуточных опор. К пространственным покрытиям относятся:
1) структуры;
2) оболочки (одинарной кривизны, двоякой кривизны, купола);
3) висячие покрытия (ванты, мембраны).
Структурные покрытия
Перекрёстно-стержневые системы состоят
из многократно повторяющихся линейных
элементов, образующих систему часто
расположенных пересекающихся ферм.
Структурные покрытия относятся к лёгким
металлическим конструкциям (менее 150
кг/м2). Насчитывается более 130
структурных систем, отличающихся, прежде
всего узлом сопряжения стержней. В нашей
стране наиболее широко применяют системы
типа «Берлин» размерами 18
12,
«Кисловодск», «Модуль» размерами 24
12,
30
30,
36
36,
24
24
м из круглых труб с опиранием по контуру
и внутриконтурным. Уклон покрытия 1.5
5 %. Структуры типа «ЦНИИСК» 12
18,
12
24
м. Применение стержней из обычного
проката (двутавр, швеллер) вместо труб
позволяет более просто решить узлы
сопряжений, используя при сборке
простейшие кондукторные системы.
Структурные покрытия применяются в строительстве промышленных и гражданских зданий (гаражей, выставочных павильонов, спортивных сооружений и т.д.).
Основные преимущества структурных покрытий перед рамами и балочными конструкциями следующие:
1) небольшая строительная высота в сооружения 1/15 1/20 пролёта, в то время как у обычной фермы 1/8 1/10 пролёта;
2) меньшая масса, повышенная жёсткость;
3) изготовляются на поточных линиях, на строительную площадку поступают элементами, окрашенными на заводе;
4) возможность монтажа блоками, в том числе возможна конвейерная сборка;
5) являются сборно-разборными и могут использоваться многократно;
6) компактная упаковка и удобство при перевозе;
К недостаткам относятся:
1) высокая стоимость;
2) большой объём ручного труда;
3) невозможность укрупнения на заводе.
Монтаж структурных покрытий
Порядок производства работ при возведении структур:
1) монтаж колонн;
2) сборка структуры (стержневые покрытия обычно собирают из отдельных линейных элементов-стержней (длиной 2 3 м) на земле вручную; несмотря на большое число стержней структуры, сборка её характеризуется малой трудоёмкостью (0.02 чел.см./м2) так как масса стержня не превышает 75 кг, а стержни автоматически центрируются в узлах; собирают также структуры из отдельных модулей-пирамид;
3) устройство кровли;
4) подъём структуры на проектную отметку.
При площади покрытия более 10 15 тыс. м 2 рекомендуется использовать конвейерную сборку блоками полной строительной готовности.
Схема аналогична конвейерной сборке металлических конструкций покрытия (рис. 46). Установка в пролётах выполняется краном, высоким и низким установщиком (рис. 47).
Рис. 46. Конвейерная сборка структурных покрытий
Рис. 47. Схема передвижения блоков по пролёту
Метод подъёма одним или двумя кранами
Сборку блока выполняют у места подъёма при заранее установленных колоннах, смещая колонны относительно осей так, чтобы они как бы пронизывали укрупнённый блок и размещались между элементами структуры. Допускаемая масса блока 28 т. Масса блока в данном случае ограничена несущей способностью стержневых элементов, расположенных в месте строповки блока. Блок стропуют так, чтобы нагрузка от его массы равномерно распределялась на четыре точки. Строповку блока «ЦНИИСК» ведут за специально приваренные фасонки, с отверстиями универсальным стропом.
Для блоков из труб точки строповки располагают в строго определённых местах на нижних узлах структуры (рис. 48). Положение этих точек может меняться, но во всех случаях оно должно быть согласовано с проектной организацией после проверочного расчёта на монтажные нагрузки.
Рис. 48. Схемы строповки структур
При подъёме одним краном требуется большая грузоподъёмность (СКГ-100).
Более рационально поднимать блоки двумя кранами с одинаковыми техническими характеристиками (рис. 49, 50).
Рис. 49. Сборка и строповка структуры при подъёме двумя кранами
Поднимать блок тремя кранами нельзя, так как после подъёма смещённого в плане блока необходимо произвести его наводку в проектное положение. При этом каждый кран последовательно должен осуществлять манипуляции по повороту стрелы, подъёму или опусканию. Эти операции должны производиться каждым краном в отдельности.
Рис. 50. Подъём структуры двумя кранами
Наводку блока контролирует монтажник, который находится на лестнице, установленной в стороне от блока.
Концы металлической балки траверсы закрепляют болтами в имеющиеся отверстия в узлах.
Сборку ведут на временных опорах, начиная с центральной части. Размеры первой части сборки равны 9 9 м, далее 21 21 м, 30 30 м. Опоры переставляют после сборки устойчивых блоков. Под каждый узел устанавливают дополнительные прокладки. Сначала собирают элементы нижнего пояса, затем наклонные элементы, верхний пояс, прогоны и профнастил. Профнастил не ставят в местах строповки и установки колонн. В момент подъёма структуру удерживают от горизонтального перемещения расчалками, регулируемыми ручными лебёдками.
На сборку одной структуры уходит достаточно много времени, что приводит к простоям монтажных кранов, поэтому при подъёме 1 ÷ 4 структур можно использовать шевры (рис. 51). Шевры собирают у места подъёма исходя из требуемой грузоподъёмности.
Рис. 51. Подъём структуры двумя шеврами
Стоимость эксплуатации серийных кранов ввиду большой стоимости машиносмены и их продолжительных простоев, остаётся высокой. Поэтому разрабатываются бескрановые методы монтажа.