25.07.2017
Дорожное строительство – непростой многоступенчатый процесс. Положительный результат достигается только тогда, когда на каждом...


25.07.2017
Шелковая штукатурка – одно из самых популярных покрытий, которое наносится на стены или потолок. Свою популярность шелковая...


25.07.2017
Работа в коллективе важна и определена тем, что она повышает уровень предприятия или компании, а также конкурентоспособность,...


25.07.2017
Металлические ключницы настенного размещения представляют собой изделие в виде шкафчика или ящика и предназначены для хранения...


25.07.2017
В модульных картинах воплотились древние традиции и современные технологии, что позволило получить совершенно новые оригинальные...


25.07.2017
Современные оконные конструкции обещают высокий уровень комфорта, но и требуют соответствующих капиталовложений. Чтобы покупка...


Монтаж висячих покрытий

29.06.2016

В сооружениях, где надо перекрыть без промежуточных опор большие площади, весьма эффективны висячие покрытия. Крытые стадионы, цирки, рынки, выставочные залы часто имеют такую конструкцию покрытия, так как висячие покрытия выгодны по расходу материалов на единицу перекрываемой площади и отличаются невысокой трудоемкостью при возведении.
Висячие покрытия выполняют в виде преднапряженных оболочек из сборно-монолитного железобетона, вантовых ферм или стальных мембран.
Висячие растянутые элементы крепят к жестким опорным конструкциям, которые могут быть выполнены в виде опорного замкнутого контура (кольца, овала, прямоугольника), покоящегося на колоннах, или к наклонным рамам, аркам, передающим нагрузку на фундаменты.
Предварительно напряженные железобетонные висячие оболочки сооружают в следующей последовательности: выполняют опорный контур, к нему крепят ортогональную или радиальную сетку из стальных канатов, по которым затем укладывают железобетонные плиты. Для исключения появления растягивающих напряжений в оболочке производят дополнительное натяжение канатов путем притягивания сети вертикальными канатами к монолитной плите пола здания. Усилие в вертикальных канатах, отнесенное к единице площади кровли, превышает на 25% суммарную нагрузку от собственной массы кровли и полезной нагрузки. После замоноличивания швов между плитами и набора бетоном прочности нагрузка от вертикальных канатов снимается. У нас в стране в нескольких городах построены цирки с применением висячих покрытий с предварительно напряженной железобетонной оболочкой.
Висячее покрытие цирка состоит из предварительно напряженной вантовой сети, образующей поверхность двоякой кривизны. Ванты закрепляют к опорному контуру и по ним укладывают сборные железобетонные плиты размером 2,4x2,4 м. Швы между плитами замоноличивают. Вантовая сеть из спаренных канатов диаметром 52,5 мм образована пересекающимися под прямым углом канатами, соединенными в местах пересечения металлическими накладками на болтах.
Монтаж висячих покрытий

Для крепления к опорному контуру и возможности натяжения на концах канатов устанавливают гильзо-клиновые зажимы. Эти зажимы устанавливают после разметки при предварительном натяжении каната на усилие 1100— 1200 кН для его обжатия. Для гилъзо-клинового зажима используют круглый клин с несколькими утолщениями, который устанавливают в центре проволочек, расплетенных на участке 300—350 мм прядей каната. Цилиндрическую гильзу с коническим отверстием надвигают с внутренней стороны на проволочки, окружающие клин, и гидравлическим домкратом грузоподъемностью 300 т клин сначала загоняется в гильзу, а потом (при продолжении движения домкрата) ее продавливают через калибр определенного диаметра (меньшего, чем диаметр гильзы). При этом между домкратом и торцом высокопрочного клина устанавливают в определенный момент цилиндрическую надставку, которая при прохождении гильзы через калибр обволакивается стянутым гильзой металлом (В Ст.3сп5). После выхода гильзы за пределы пластины с калибровочным отверстием смещенный металл обрезают заподлицо с торцом клина и на металле гильзы делают винтовую нарезку для возможности установки гайки М80 (рис, 11.17). Изготовленные таким образом ванты необходимой длины испытывают (совместно с гильзо-клиновыми зажимами) на усилие 1300—1400 кН.
Монтаж висячих покрытий

Для доставки от места изготовления к месту монтажа ванты наматывают на барабан, затем объединяют попарно и прикрепляют вертикальные подвески. Поднимают ванты двумя башенными кранами (рис. 11.18). Колонны вант с гильзо-клиновыми зажимами заводят в отверстия железо-бетонного контура и затем после монтажа всех вант производят их натяжение. Натяжение ведется ступенями в определенной последовательности, исключающей перегрузку контура. После натяжения и геодезической выверки канаты соединяют в местах пересечения и производится натяжение вертикальных подвесок. Только после этого в квадратные ячейки, образованные вантами, монтируют железобетонные плиты, имеющие по два опорных элемента на каждой стороне. Для соединения канатов в узлах используют передвижные мостики или автовышки.
В швы между плитами укладывают арматуру. Перед за-моноличиванием швов ванть: вновь натягивают гидродомкратами, чем создают требуемое предварительное натяжение вантовой сети. После достижения бетоном проектной прочности вертикальные подвески послабляют от краев к середине и снимают. Затем выполняют работы по устройству кровли.
Более технологична в монтаже железобетонная оболочка с радиальной системой вант и центральным опорным кольцом, внутри которого сосредоточены все устройства для натяжения вантовой системы. В этом случае внутреннее кольцо монтируют на центральной монтажной временной опоре.
Монтаж висячих покрытий

Своеобразную конструкцию имеет перекрытие Дворца спорта «Юбилейный» в С.-Петербурге (рис. 11.19). Наружное сборное железобетонное кольцо диаметром 93 м опирается на консоли 48 металлических колонн высотой 22 м. Колонны монтировали безвыверочным методом. Арматуру стыков элементов кольца сваривали ванной сваркой, после чего стыки замоноличивали. Внутреннее металлическое кольцо диаметром 12 м монтировали на временной опоре на песочницах.
Вантовое покрытие состоит из полуферм, которые одним концом крепились к растянутому центральному кольцу, а другим — к сжатому наружному кольцу. Полуферма состоит из двух канатов.
Нижний несущий канат диаметром 65 мм и верхний стабилизирующий канат диаметром 42,5 мм соединены стойками. По верхним канатам уложены металлические ребристые щиты.
На отметке 21,37 м центральной опоры была сделана рабочая площадка, где размещали оборудование для натяжения вант и песочницы.
Полуфермы изготовляли на сборочной площадке и монтировали целиком башенным краном БК-300 со стрелой 30 м специальной траверсой. До изготовления ферм ванты вытягивали, разрезали, заделывали концы во втулки и испытывали на усилие Рисп = 1,2Pрасч.
Полуфермы устанавливали в последовательности, обеспечивающей устойчивость сооружения, т.е. сначала монтировали две полуфермы в одном сечении, а затем две — во взаимно перпендикулярном, в дальнейшем — по биссектрисам образовавшихся углов.
После установки и закрепления всех полуферм стабилизирующие канаты натягивали на усилие 630 кН. Одновременно натягивали четыре фермы в двух взаимно перпендикулярных направлениях. После чего монтировали кровельный настил, на который устанавливали краны БК-300 и Т-226, перемещавшиеся по кольцевым путям вокруг здания.
Монтаж щитов вели по захваткам в четыре очереди в радиальном направлении.
Для перекрытия больших пролетов все чаще применяют мембранные покрытия из листовой стали толщиной 2—6 мм. Листы мембраны доставляют на монтажную площадку в рулонах длиной 1,5—12 м. После монтажа опорного контура круглой, овальной или прямоугольной формы стальные листы раскатываются или надвигаются по висячим несущим элементам постели из стальных полос толщиной 20—30 мм или профильной стали. Постель может быть устроена из профильных сечений, уложенных на временных стойках. Наиболее рациональна постель по поверхности, близкой к. расчетной поверхности мембраны. После укладки и сварки всех листов между собой и к опорным контурам производят раскружаливание путем опускания стоек. Затем демонтируют временные стойки и элементы постели.
Для восприятия ветрового отсоса мембрану удерживают стабилизирующими системами или пригружают тонким (ЗА— 80 мм) слоем бетона.
Монтаж такого мембранного покрытия осуществлен в 1988 г. во время строительства выставочного здания в Подмосковье. Размер покрытия в плане 48x45 м, высота здания 13 м, имеется сферический световой фонарь диаметром 8 м в центре покрытия. К покрытию по контуру фонаря подвешен кольцевой трубчатый водосборник, от которого организован внутренний водоотвод. Здание строилось при реконструкции одного из производства. Все работы были сделаны за 4 мес.
Работы осуществлялись в следующей последовательности.
Монтаж висячих покрытий

После окончания работ нулевого цикла (бетонирования фундаментов под контурные колонны и устройства черных полов) гусеничным краном МГК-25 смонтировали колонны здания и на них уложили элементы опорного контура из труб диаметром 630/12. Бетононасосом закачали бетон в трубы опорного контура. Затем смонтировали постель с максимальным прогибом в середине мембраны, равным 1000 мм. Швеллеры № 10, расположенные с шагом 1440 мм, опирались на швеллеры № 20, уложенные на легкие решетчатые стойки. В нижней части стоек предусмотрели возможность их опускания для раскружаливания (рис. 11.20). По швеллеру № 10 надвинули листы мембраны толщиной 3 мм, шириной 1500 мм с нахлестом 60 мм. Листы надвигались с помощью лебедки грузоподъемностью 3 т. Два рулона листового металла шириной 1500 мм (диаметром 2 м и массой 30 т) располагались на земле на специальных катушках, которые после натяжения очередных полос перемещались вместе с рулоном на 1,44 м по ходу укладки листов от углов здания к центру (рис. 11.21). Сварку листов между собой и приварку к конструкциям опорного контура производили по ходу укладки листов. В центре мембраны собрали и застеклили фонарь в виде полусферы диаметром 8 м. В пределах от опорного контура до фонаря уложили бетон толщиной 50 мм по стальной сетке диаметром 6 мм с ячейками 500x500 мм. Через несколько дней после этого произвели раскружаливание и демонтаж элементов постели. Работы по монтажу и демонтажу постели осуществляли с помощью легкого автокрана и двух самоходных телескопических подмостей ЛВС-12, перемещаемых по черному полу сооружения. После рас кружаливания вырезали круглое отверстие под фонарем и доделали остальные строительно-монтажные работы.
Монтаж висячих покрытий

Для возможности повторного использования швеллеров постели все соединения их между собой и узлы опирания на колонны были спроектированы без применения сварки и образования отверстий для болтов в швеллерах. Швеллеры скреплялись между собой болтами с применением специальных стяжных шайб (см. рис. 11.20,а). К опорным пластинам колонны швеллеры крепили с помощью шайб из уголкового профиля и болтов (см. рис. 11.20,б). На раскладку всех 30 листов и их сварку было затрачено 10 рабочих дней. Работу производила бригада рабочих из 6 человек (в ее состав входили 2 сварщика).
Мембраны эффективно используются при производстве реконструкции различных сооружений. В Москве на заводе «Компрессор» необходимо было поменять покрытие над пятипролетным зданием с деревянными фермами пролетом 13 м. Вокруг здания смонтировали новые колонны, уложили элементы трубчатого опорного контура и закачали бетоном. По временным стойкам, опирающимся на существующую кровлю, смонтировали направляющие плоской постели, по которым растянули листы мембраны шириной 6 м. После сварки всех листов произвели раскружаливание. При этом образовался прогиб мембраны, равный 1400 мм. После этого в центре мембраны смонтировали фонарь, сделали бетонную пригрузку и кровлю. Затем отдельными захватками демонтировали старое покрытие. Размер этой прямоугольной мембраны 66x82 м. Все работы были произведены без остановки основного производства в этом здании, лишь при демонтаже на отдельных небольших участках работы на время прекращались.
Возможности мембранных покрытий хорошо представлены на одном из конкурсных проектов перекрытия трибун Главной спортивной арены стадиона Лужники в Москве. В этом проекте предусматриваются: устройство на отметке 30 м наружного опорного железобетонного контура в виде замкнутого овала (310x255 м) на 144 постоянных новых колоннах, расположенных вдоль фасада существующего здания стадиона; устройство на временных колоннах внутреннего стального овального контура вдоль беговых дорожек; устройство элементов постели длиной 66 м между двумя этими контурами; натаскивание мембраны из стальных листов толщиной 5 мм, шириной 12 м; сварка листов между собой и приварка их к внутреннему и наружному контурам, а также к элементам постели, которые остаются для стабилизации покрытия; опускание временных стоек внутреннего контура до зависания контура на мембране и демонтаж стоек после их полного освобождения от нагрузки; устройство бетонной пригрузки, фонарей и кровли.
Для обеспечения водоотлива в этом проекте предусматривается устройство четырех галерей с водоотводами, идущими наклонно над трибунами от внутреннего контура к наружной части здания.
Еще один пример — монтаж Универсального спортивного зала в С.-Петербурге диаметром 160 м, высотой 32,5 м с центральным кольцом диаметром 24 м. Мембранное покрытие из листов толщиной 6 м состоит из 56 секторов, закрепленных к радиальным элементам таврового сечения, условно названных «постель», подвешенным к центральному и наружному опорным кольцам.
Жесткость покрытия обеспечивалась 56 стабилизирующими фермами, состоящими из преднапряженного каната и треугольной жесткой решетки, прикрепленных с одной стороны к стабилизирующему кольцу диаметром 72 м, подвешенному к мембране, и с другой — к колоннам, поддерживающим опорный наружный контур.
Монтаж осуществляли башенными кранами БК-300 и MC К-10-20, перемещавшимися по кольцевым путям вокруг здания, и гусеничным краном СКГ-50 БС, расположенным внутри здания. После монтажа наружных колонн и временных опор под центральное и стабилизирующие кольца монтировали элементы колец с опиранием на временные опоры, на верху которых были предусмотрены подмости.
Элементы постели предварительно укрупняли внизу, поднимали двумя кранами БК-300 и СКГ-50 БС и устанавливали сначала по одному диаметру, а затем по перпендикулярному, чтобы не перегружать опорное кольцо. Далее монтировата кольцевые элементы, связывающие между собой элементы постели.
Мембрана на площадку поступала в рулонах и для ее раскатки были предусмотрены станки. Рулон на барабане закрепляли на станке, установленном на верху наружного опорного контура и закрепленном анкерными болтами.
Лист мембраны перемещали по постели лебедкой, установленной на центральном кольце. При натягивании лист перемешался по роликам, закрепленным к кольцевым элементам постели. Натянутый лист временно крепили к элементам постели, а постоянное крепление заклепками осуществляли после натяжения стабилизирующей системы и выверки геометрии элементов постели.
Все работы выполняли с катучих подмостей, обеспечивающих работу в пределах одного сектора снизу покрытия (рис. 11.22).
Монтаж висячих покрытий

На рис. 11.23 показана схема монтажа висячего покрытия гаража шатрового типа диаметром 101,7 м. Висячее покрытие состоит из 106 радиальных вант диаметром 40 мм из арматурной стали и железобетонных плит трапецеидального сечения. Покрытие закреплено к наружному железобетонному кольцу и центральному стальному кольцу диаметром 9 м, опирающемуся на стальную колонну диаметром 1,5 м. Отметка внутреннего кольца 20 м, а наружного 6,8 м.
Монтаж конструкций осуществляют краном СКГ-40 для монтажа сборных железобетонных элементов кольцевой этажерки и центральной опоры внутреннего кольца. Монтаж вант и железобетонных плит покрытия выполняют башенным краном МСК-5-35, перемещаемым по кольцевым путям, и полноповоротным стреловым краном, установленным на центральной опоре. Для изготовления и вытяжки вант устраивают стенд, по концам которого закладывают 100-тонные якоря. Вытягивают ванты домкратами.
После проектного закрепления вант и выверки геометрии прогибов монтируют плиты покрытия концентрическими кругами снизу вверх. При установке плит приваривают соединительные детали и замоноличивают швы.
Монтаж висячих покрытий