Бетон-Каркас
ТЕХНОЛОГИЯ МОНТАЖА ВАНТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Вантовым называют покрытие, имеющее в качестве опоры натянутые стальные канаты (ванты). Байтовая система, в свою очередь, опирается на опорный контур, воспринимающий все горизонтальные и вертикальные нагрузки.
Опорный контур может устраиваться в виде рядов колонн или стен с контрфорсами, быть незамкнутым или замкнутым.
Как правило, ванты натягивают на замкнутое железобетонное кольцо, опирающееся на колонны. Кольцо полностью воспринимает горизонтальные нагрузки и исключает возникновение изгибающих напряжений в колоннах.
Помещения, перекрываемые вантовыми конструкциями, в плане могут быть прямоугольными, овальными или круглыми, а ванты — располагаться параллельно, радиально или перекрестно по главным направлениям поверхности оболочки.
В качестве вант могут быть использованы стальные стержни, пряди или канаты, в том числе объединенные для удобства установки в фермы.
Для уменьшения прогиба от эксплуатационных нагрузок и возможности появления трещин висячая оболочка подвергается предварительному напряжению путем натяжения вант и подвешивания дополнительных пригрузов.
Для отвода воды и удобства ведения монтажных работ кроме несущего каната может дополнительно устанавливаться верхний — стабилизирующий канат (рис. 1). Пример устройства Байтового перекрытия приведен на рис 2.
Рис.1.: а и б — соответственно при незамкнутом и замкнутом опорном контуре; в — при натяжении и при грузке вантовых ферм; 1 — опорный контур; 2 — ванты; 3 — стабилизирующий канат, 4 — центральная цилиндрическая опора; 5 — несущий канат.
Последовательность выполнения работ при перекрытии пролета вантовыми канатами:
- вантовый канат, намотанный на барабан, подают краном к месту установки, один конец каната закрепляют анкером в опорном контуре.
- канат раскатывают, оснащают контрольными грузами, поднимают в проектное положение, натягивают электролебедкой и закрепляют в опорном контуре с противоположной стороны;
- после установки всех продольных канатов производят геодезическую проверку положения точек вантовой сети;
- устанавливают поперечные ванты (на рис. 2 не показаны), закрепляют их пересечения с рабочими вантами;
- укладывают плиты покрытия в направлении от нижней к верхней;
- производят натяжение загруженной вантовой сети, бетонирование стыков и контурных участков.
Технология перекрытия
Вантовыми фермами была использована при строительстве Дворца спорта «Юбилейный* в Санкт-Петербурге.
Здание, круглое в плане, высотой 20 м, диаметром 93 м, включает в себя спортивную арену, трибуны, обслуживающие и вспомогательные помещения. Распор от натяжения тросов воспринимается металлическими колоннами и железобетонным кольцом, которое через консоли крепится к 48 колоннам.
Байтовые полуфермы собирались внизу на стендах, наносилось антикоррозийное покрытие, устанавливались анкерные муфты и т.п.
Монтаж полуферм осуществлялся с помощью башенного крана, перемещающегося по кольцевым путям, проложенным вокруг здания, и сводился к подъему вантовых ферм и закреплению их с одной стороны к металлическим кольцам, а с другой — к заводке тросов с муфтам гнезд на колоннах.
Несущий и стабилизирующий тросы (соответственно диаметром 65 и 42,5 м) крепились на колоннах на разных уровнях, что позволило сократить высоту здания и установить в местах излома поверхности кровли приемные воронки для внутреннего водостока.
В качестве плит покрытия использовались стальные панели трапециевидной формы, покрываемые затем пенопластом и рубероидным ковром.
Рис.2. Технологические схемы перекрытия больших пролетов висячими конструкциями:
а — вантовыми канатами; б — Байтовыми фермами; 1 — электролебедка; 2 — башенные краны. 3 — вантовый канат; 4 — траверса, 5 — постоянная цилиндри-ческая опора из двух колец и стоек; б — установленная ферма. 7 — опорное железобетонное кольцо; 8 — временная монтажная опора; 9 — монтируемая вантовая ферма, 10 — трибуна
Монтаж висячего покрытия с использованием вантовых ферм включает в себя следующие технологические операции:
- установка с помощью стрелового крана временной центральной монтажной опоры и монтаж на ее верхней части постоянной цилиндрической опоры в виде двух колец, соединенных стальными стойками;
- изготовление, подъем и установка попарно вантовых полуферм и наружных связей — сначала по двум перпендикулярным осям, затем подряд с двух диаметрально противоположных сторон;
- первоначальное натяжение установленных полуферм;
- раскружаливание и демонтаж временной монтажной опоры;
- монтаж сборных элементов покрытия с заделкой стыков;
- напряжение всей вантовой системы в несколько этапов — по две фермы, расположенные перпендикулярно друг другу;
- установка внутренних связей по фермам и кровле;
- замоноличивание покрытия и контурных участков.
Источник
Законодательная база Российской Федерации
Бесплатная горячая линия юридической помощи
Бесплатная консультация
Навигация
Федеральное законодательство
Действия
- Главная
- «РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МОНТАЖУ СТАЛЬНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ. МЕТОДИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ. МДС 53-1.2001» (утв. Госстроем РФ)
| Наименование документ | «РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МОНТАЖУ СТАЛЬНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ. МЕТОДИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ. МДС 53-1.2001» (утв. Госстроем РФ) |
| Вид документа | рекомендации |
| Принявший орган | госстрой рф |
| Номер документа | МДС 53-1.2001 |
| Дата принятия | 01.01.1970 |
| Дата редакции | 01.01.1970 |
| Дата регистрации в Минюсте | 01.01.1970 |
| Статус | действует |
| Публикация |
|
| Навигатор | Примечания |
7. Монтаж конструкций висячих вантовых покрытий
7.1. В висячих вантовых покрытиях (далее — покрытия) несущими элементами являются гибкие или жесткие нити-ванты.
7.2. Ванты изготовляются преимущественно из стальных канатов и круглых арматурных стержней. Возможно изготовление вант из прядей высокопрочной проволоки, полосовой стали и прокатных профилей (швеллеров, двутавров).
7.3. Несущие конструкции покрытий подразделяются на двухпоясные и однопоясные системы.
7.4. В покрытиях двухпоясной системы предусматриваются стабилизирующие ванты, расположенные параллельно несущим вантам выше или ниже их. Несущие и стабилизирующие ванты соединяются между собой растяжками, распорками, образуя тем самым вантовые фермы.
7.5. В покрытиях однопоясной системы стабилизирующие ванты расположены поперек направления несущим. В этих системах стабилизация возможна за счет пригруза плитами покрытия.
7.6. Покрытия опираются либо на замкнутый опорный контур, либо на разомкнутый в сочетании с подкосами, оттяжками или трос-подбором.
7.7. Несущие и стабилизирующие ванты и элементы вантовых ферм из стальных канатов изготовляются, как правило, на заводе и поставляются на монтажную площадку в бухтах или на барабанах.
Рекомендуются следующие диаметры бухт:
— при диаметре каната до 42 мм — не менее 2 м;
— при диаметре каната свыше 42 мм — не менее 3,5 м.
Каждая партия указанных элементов должна быть испытана и снабжена паспортом завода-изготовителя.
7.8. При изготовлении несущих и стабилизирующих вант и элементов вантовых ферм на монтажной площадке необходимо стальные канаты предварительно вытянуть на усилие, если оно не указано в проекте покрытия, равное 0,6 разрывного усилия каната, с выдержкой в течение 20 минут.
7.9. Для изготовления и испытания канатных элементов на монтажной площадке необходимы следующие основные приспособления, изготовляемые на монтажной площадке по чертежам ППР:
— стенд для вытяжки и испытания;
— козлы для разматывания канатов;
— верстак для разделки концов канатов;
— ванна для мойки канатов;
— вилки для отгибания концов канатов;
— стол для заливки втулок;
— горн для разогрева цинково-алюминиевого сплава.
Кроме указанного, необходимо приобрести шлифмашинку, вентилятор, термопару, милливольтметр, а также кокс или древесный уголь для горна разогрева сплава.
7.10. Изготовленные в монтажных условиях канатные элементы подаются в зону действия монтажного крана без сворачивания.
7.11. Хранение стальных канатов и канатных элементов в условиях монтажной площадки следует организовать в сухом, проветриваемом помещении с деревянным или асфальтобетонным полом.
7.12. Ванты из круглых арматурных стержней изготавливаются, как правило, на монтажной площадке. После вытяжки и испытания подаются в зону действия монтажного крана.
7.13. Опорные конструкции покрытия поставляются заводами металлоконструкций. Монтаж их следует производить мобильными кранами укрупненными элементами последовательно по периметру сооружения.
Проектное закрепление производится после выверки полностью всех смонтированных конструкций. Предельные отклонения при монтаже опорных конструкций указываются в проекте сооружения.
7.14. Монтаж элементов вантовых покрытий производится кранами с применением специальных, временных опор и других приспособлений, чертежи на которые разрабатываются в ППР.
7.15. После полного окончания монтажа вантового покрытия производится натяжение (преднапряжение) его элементов методом, указанным в проекте сооружения, с последующим геодезическим контролем формы покрытия. Места контроля и предельные отклонения указываются в проекте сооружения.
7.16. После выверки покрытия производится монтаж элементов кровли — железобетонных плит, панелей, профилированного настила.
7.17. Все контрольно-измерительные работы должны производиться аттестованными и тарированными приборами.
7.18. К акту сдачи вантового покрытия в эксплуатацию прикладывается документация, перечень которой указывается в проекте сооружения и в ППР.
7.19. Поскольку методы монтажа конструкций вантовых сооружений предъявляют определенные требования к их проектно-конструктивному решению, необходимо для проектирования таких сооружений привлекать специалистов проектно-технологических организаций, занимающихся разработкой технологии монтажных работ.
Источник
Монтаж конструкций висячих вантовых покрытий
Байтовые висячие покрытия
Состав и последовательность выполнения процессов монтажа вантовых покрытий зависит от их конструктивной схемы. Ведущим и наиболее сложным процессом является монтаж вантовой сети.
Конструкция висячего покрытия с системой ортогональных вант, представляющего собой разновидность железобетонной оболочки, состоит из монолитного железобетонного опорного контура, закрепленной на опорном контуре вантовой сети, которая предварительно напрягается; сборных железобетонных плит, уложенных по вантовой сети. После проектного натяжения вантовой сети и замоноличивания швов между плитами и вантами оболочка работает как единая монолитная конструкция. Вантовая сеть состоит из систем продольных и поперечных вант. Ванты располагают по главным направлениям поверхности оболочки под прямым углом друг к другу. Ванты в опорном контуре закрепляют при помощи анкеров, состоящих из гильз и клиньев, в которых обжимаются концы каждого каната. На строительстве зданий цирков вантовую сеть оболочки пролетом 48 м монтировали в такой последовательности.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Ванту, намотанную на барабан, подавали краном и в два приема устанавливали на место. Сначала один ее конец траверсой подавался краном к месту установки, один анкер ванты протягивался сквозь закладную деталь в опорном контуре и закреплялся, затем раскатывалась оставшаяся на барабане часть ванты. Башенными кранами поднимали ванту до отметки опорного контура с одновременной подтяжкой при помощи лебедки второго анкера к опорному контуру (рис. 1). Анкер протягивали через закладную деталь в опорном контуре и закрепляли гайкой с шайбой. Ванты поднимали вместе со специальными подвесками и контрольными грузами для последующей геодезической выверки.
По окончании монтажа продольных вант и предварительного натяжения их на усилие 3— 5 тс выполнена геодезическая проверка их положения, которая состояла в определении положения точек вантовой сети. Были составлены таблицы, в которых для каждой ванты указывались расстояния точек крепления контрольных грузов от начала отсчета на гильзе анкера. В этих точках на проволоке были подвешены контрольные грузы массой 500 кг. Длины подвесок получались различными и были заранее подсчитаны. При правильном провисании рабочих вант контрольные грузы (риски на них) должны находиться на одной отметке. При отклонении рисок грузов вверх или вниз от горизонтальной линии на отметке 4500 мм, принятой за исходную, риски приводились к этой отметке натяжением или ослаблением ванты.
После выверки положения продольных были установлены поперечные ванты, места их пересечения с рабочими вантами закреплены постоянными деталями. Одновременно с этим были установлены временные оттяжки, закреплявшие положение мест пересечения вант к конструкциям здания. Затем выполнена повторная проверка соответствия проекту поверхности вантовой сети.
После этого производили натяжение вантовой сети в три этапа при помощи 100-тонных гидравлических домкратов и натяжных устройств-траверс, присоединенных к гильзоклиновым анкерам.
Последовательность натяжения определялась из условий натяжения вант группами, одновременного натяжения групп в перпендикулярном направлении, симметричности натяжения групп относительно продольной оси здания. По окончании второго этапа натяжения до усилий, определяемых проектом, на вантовую сеть были уложены сборные железобетонные плиты в направлении от нижней отметки к верхней. При этом на плитах до их подъема устанавливали опалубку для замоноличивания швов. Далее производили натяжение загруженной вантовой сети; в стыках между плитами укладывали арматуру; бетонировали стыки и контурные участки.
Усилия в вантах контролировали при помощи манометров, установленных на насосах гидродомкратов, или тензометрическими накладными динамометрами. Ванта считается натянутой, если усилия в ней после третьего этапа равны проектным или отличаются от них не более чем на 1,5% [71] — 5% [35]. Байтовое покрытие (рис. 2) в виде двухъярусной системы стальных канатов, образующих в пространстве форму взаимно пересекающихся параболоидов вращения, применено для Дворца спорта «Юбилейный» в Ленинграде. Несущий стальной канат диаметром 65 мм и стабилизирующий канат диаметром 42,5 мм, соединены стойками и образуют неизменяемую систему в виде легких полуферм. Всего таких полуферм, расположенных радиально, 48 шт. Несущие провисающие канаты воспринимают основную полезную нагрузку, а стабилизирующие противостоят ветровому отсосу и дают возможность создать предварительное напряжение во всей системе. Наружные концы канатов закрепляются в стальных колоннах, а внутренние в центральных цилиндрических кольцах, соединенных между собой стойками. Комплексный процесс монтажа таких вантовых покрытий включает: изготовление вант; сборку вантовых ферм; установку центральной временной опорной башни и центральных опорных колец; установку ферм и наружных связей; натяжение вант; установку внутренних связей по фермам и щитов кровли. Была принята следующая технология выполнения этих процессов.
Поступающие на полигон стальные канаты в бухтах разгружались и устанавливались на специальное устройство для размотки. После размотки канат вытягивался усилием 5 тс на стенде с помощью двух гидродомкратов.
Натяжение велось в три этапа с выдержкой после каждого этапа 4—5 мин. Вытянутый на расчетное усилие канат выдерживали под нагрузкой в течение 2 ч, после чего производили сброс нагрузки и повторное натяжение на 5 тс. При повторном натяжении делали разметку мест постановки стальных манжет для крепления стоек вантовых ферм, обрезали канаты, насаживали на них муфты, разделывали концы вант и заливали их в муфтах. Изготовленные ванты переносили на сборочную площадку, где производили полную сборку вантовых ферм. Параллельно монтировали временную центральную башню, центральные нижнее и верхнее опорные кольца, конструкции фонаря. Фермы монтировали башенным краном БК-300 со стрелой 30 м. Кран поднимал ферму при помощи специальной траверсы непосредственно со сборочной площадки полигона и устанавливал ее в проектное положение без дополнительных перебросок. Вначале устанавливали 4 фермы по осям 1, 25, 13, 37 для обеспечения устойчивости в горизонтальной плоскости центральных колец. Затем монтаж вели подряд против часовой стрелки. Каждую ферму крепили кольцевыми муфтами к оголовку колонн. После этого при помощи троса диаметром 22 мм муфты ферм лебедками затягивали в окна центральных колец и крепили по проекту. Несущий канат диаметром 65 мм закрепляли окончательно при помощи упора в нижнем кольце, а стабилизирующий канат при помощи винтовой тяги диаметром 70 мм, регулировочных шайб и гаек в верхнем кольце. В процессе монтажа ферм производили установку наружных контурных связей.
Для создания предварительно напряженной системы покрытия после монтажа всех форм и крайних связей по ним производили натяжение стабилизирующих вант. На верхней рабочей площадке были установлены два насоса и четыре гидродомкрата с тяговым усилием в 63 тс каждый с ходом поршня 315 мм. Домкрат ставился в упор с внутренней стороны верхнего центрального кольца и при помощи удлинителя соединялся с винтовой тягой муфты стабилизирующего каната. Предварительное натяжение канатов вели по захваткам с одновременным натяжением четырех ферм в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Такой порядок натяжения обеспечивал устойчивость центральных колец в горизонтальной плоскости.
С целью обеспечения проектного натяжения вант и их равномерной работы в конструкции до натяжения вант была произведена съемка их провисания относительно произвольно выбранного несущего каната и рихтовка провисания нижних вант ферм.
После полного окончания натяжения вантовых ферм и геодезической выверки, а также проверки специальным прибором фактических усилий в вантах, по захваткам в радиальном направлении производили монтаж щитов. В процессе монтажа щитов устанавливали внутренний контур связей по фермам.
Рамные висячие покрытия
Двускатное висячее покрытие выставочного павильона образовано стальными рамами, установленными с шагом 9,1 м, включающими стойки-пилоны, выступающие над покрытием на высоту 16 м, а также системой основных и вспомогательных прогонов. Трехпролетная рама с центральным пролетом 92,5 и двумя боковыми пролетами по 15,2 м состоит из двух симметричных половин (полурам), соединенных в центре шарниром с амортизатором колебаний, допускающим взаимное вертикальное смещение ригелей полурам при воздействии сильных ветровых нагрузок. Для снижения величин изгибающих моментов, возникающих в ригелях рамной конструкции, последние при помощи четырех наклонных подвесок крепятся к оголовку стоек-пилонов, наклоненных наружу под углом 9° к вертикали. Для обеспечения устойчивости стойка-пилон удерживается оттяжкой, верхний конец которой крепится к оголовку пилона, а нижний к наружной стойке полурам. Стойки-пилоны высотой 24,3 м выполнены в виде сварной конструкции переменного коробчатого сечения, уменьшающегося от узла (места опирания ригеля) к концам: в узле размеры сечения равны 457X1219 мм, у опорной плиты и оголовка 457X457 мм. Ригель и наружные стойки также сварены из листовой стали и имеют переменное двутавровое сечение, изменяющееся по высоте от 1460 мм (в узле) до 457 мм по концам. На строительную площадку стойки-пилоны и наружные стойки с узловым отрезком ригеля доставляли полностью собранными, а оигеля полурам в виде трех элементов длиной 15, 17 и 29,5 м.
Монтаж рам вели в такой последовательности. Сначала при помощи пневмоколесных кранов устанавливали стойки-пилоны, которые прикрепляли к фундаментам и после придания требуемого наклона расчаливали временными оттяжками. Затем наружную стойку укрупняли с 15-метровым звеном ригеля в единый Г-образный элемент, который поднимали краном, устанавливали на фундамент, пропуская одновременно передний конец ригеля через проем, специально оставленный в стойке-пилоне. После этого два оставшиеся звена ригеля полурамы длиной 17 и 29,5 м сваривали на земле, поднимали краном и приваривали к выступающему из стойки-пилона концу ранее смонтированного 15-метрового звена ригеля. Затем, не освобождая крана, осуществляли крепление и заданное натяжение постоянных подвесок и оттяжки. Для изготовления подвесок и оттяжки использовали стальной канат из оцинкованной проволоки, который подвергали предварительной вытяжке на специальном стенде. Наружные концы полурам поддерживали подвеской из двух канатов, среднюю точку ригеля подвеской из одного каната, а для наружной оттяжки использовали все три отрезка каната. Левую и правую полурамы монтировали одновременно. После их установки и натяжения подвесок выступающие концы ригелей полурам замыкали шарниром с амортизатором.
Источник
