Изготовление и монтаж металлоконструкций: основные особенности и технологические процессы

Монтаж, или сборка металлоконструкций является сложным производственным процессом. От того, насколько грамотно выполнена данная работа, зависит прочность и качество будущего строения. Это обеспечивает безопасность людей, которые его будут использовать. Сложность монтажа определяется видом конструкции, ее размером и назначением.

В большинстве случаев подобной работой занимаются специально обученные люди. Они владеют как теоретическими знаниями, помогающими учесть все требования и правила, так и практическими навыками, благодаря которым монтаж металлоконструкций производится быстро и качественно.

Виды

Металлические конструкции разного типа используют в строительстве повсеместно. С их помощью возводят склады, торговые центры, спортивные объекты, жилые дома и т.д. Выбор конструкции определяется назначением строения, его размером, климатической зоной и другими факторами.

В связи с этим необходима четкая классификация, которая бы помогала быстрее и правильнее подбирать соответствующую металлоконструкцию. Один из критериев разделения — способ сборки и применяемые технологии. В соответствии с ним выделяют следующие виды:

• болтовые;
• клепаные;
• кованые;
• сварные;
• штампованные;
• комбинированные.

Если говорить о способе использования металлоконструкций, то в данном случае они разделяются на:

• Сборно-разборные — собирается на объекте, а при необходимости разбирается и перевозится в другое место для повторной сборки.
• Стационарные (цельнолитые) — создаются для длительной разовой эксплуатации. Их можно демонтировать только на лом.
• Трансформируемые — используются многократно, как сборно-разборные. При этом из одной конструкции можно собрать разные виды объектов.

Это лишь основные виды. Существует и множество других, причем каждый со своими особенностями. Знать их нужно для того, чтобы произвести монтаж металлоконструкции правильно.

В принципе, есть свод Строительных норм и правил (СНиП), разработанный органами власти для строительства. Любые объекты должны строиться в соответствии со СНиПом. Однако обеспечить соответствие строящегося здания этим нормам не так просто, если нет опыта и достаточного объема знаний. Поэтому лучше перепоручить монтаж строительной компании. Это позволяет избежать лишних трат и выполнить работу в кратчайшие сроки с соблюдением всех правил.

Сборка – важная часть технологии изготовления конструкций из металла

Сборка – это четвертый этап изготовления качественной металлоконструкции. Она может производиться разными способами:

1. Сварка. Она происходит путем активного нагрева заготовки до того момента, пока края не начнут плавиться по сварочной кромке. В ходе процесса происходит расплавление электрода, который отвечает за сцепление деталей. В данном случае может использоваться электродуговая, газовая или точечная сварка.
2. Склейка при помощи клеевых составов. Клей позволяет скрепить детали между собой на молекулярном уровне. Данная технология считается наиболее надежной.
3. Сборка при помощи заклепок и болтов. Заклепки – это оптимальный вариант в том случае, если на объект будут воздействовать вибрации. Болты в данном случае не подойдут, так как они могут ослабнуть.

Чтобы металлоконструкции получились максимально качественными, на каждом этапе должна осуществляться тщательная проверка.

Подготовка

Проделать колоссальную работу придется еще до монтажа. Необходимо провести к месту сборки электроснабжение, привезти кран, установить передвижные склады, рельсы и многое другое. Если работы будут происходить на высоте более 5 метров, то наверху организуют перила, люльки и временные площадки.

Все это нужно для безопасности рабочих и тех людей, которые будут находиться в зоне стройки или неподалеку. После проведения подготовительных работ монтаж будет производиться быстрее и без простоев.

На следующем этапе необходимо провести строповку, то есть поднять металлоконструкции и установить их в правильном положении согласно проекту. Подобные работы выполняет человек по профессии стропальщик. Это достаточно травмоопасный труд, который может привести к тяжелым травмам и гибели, если им занимается непрофессионал.

Параллельно осуществляется наземная подготовка. Монтаж металлоконструкций начинается только после приемки фундамента. От того, насколько он уложен правильно, зависит точность возведения постройки и ее ровность.

Поверхность может иметь некоторые погрешности. Они называются допустимыми отклонениями. Но в любом случае вычисления и замеры осуществляются с помощью геодезического оборудования. Полученные данные должны соответствовать СНиП.

Общие указания

Порядок монтажа металлоконструкций подчиняется строгим нормативам и должен осуществляться с утвержденным проектом. Каждый этап работ курирует соответствующий исполнитель, имеющий право проводить строительство.

Для сборки конструкций применяется как ручная сила, так и механические средства. Техника и оборудования должны быть подобраны с учетом особенностей климатической зоны. Монтаж может быть проведен и в зимнее время при минусовых температурах. Однако не каждая машина способна выдерживать морозы. Этот фактор необходимо учесть, чтобы не пришлось сворачивать работу посередине, дожидаясь потепления.

Каждый этап фиксируется в рабочем журнале с отметкой об объемах работ, стоимости и ответственных лицах. Благодаря этому снижается риск ошибок.

Система контроля качества металлоконструкций

Для его проведения используют стандарты и номы, закрепленные на законодательном уровне. Проверка выполняется в несколько этапов:

• Входной контроль.

При таком контроле проводят качественную оценку используемых материалов, которые будут использоваться при производстве металлоконструкции. Во время контроля проверяют:

• Сопроводительную документацию;
• Внешний вид заготовок;
• Качество металла;
• Соответствие деталей геометрическим параметрам;
• Используемые расходные материалы;
• Типы средств для повышения коррозионный стойкости;
• Классы метизной продукции и др.

Результаты этого контроля вносят в специальный журнал учета.

• Операционный контроль.

Случайный отбор деталей из партии для проверки на соответствие чертежам и документации. При этом оценивают:

• Геометрические параметры;
• Качество механической обработки;
• Качество соединений;
• Эффективность антикоррозионного покрытия.

На этом этапе проверяется качество сборки и уровень подготовки к сварочным работам.

Результаты контроля заносятся в карту операционного контроля качества.

Монтаж колонн

Их обычно размещают на сплошном фундаменте из бетона. Закрепляют их анкерами, фундаментной поверхностью или опорными листами. Если колонна небольшая (до 10 м) и имеет широкие башмаки, достаточно одних болтов. Иначе потребуется расчалка — тонкий трос, который оттягивается в сторону и закрепляется, удерживая конструкцию в нужном положении. Нужно придерживаться следующих правил:

• Расчалки крепятся вверху до поднятия колонны.
• Второй конец троса соединяется с фундаментом (или якорем).
• Стропы снимаются только после полного затягивания расчалок.
• Тросы убираются после окончательной фиксации.

Монтаж с выверкой очень трудоемкий и отнимает много времени. Расчеты выполняет геодезист. Однако можно провести и безвыверочную сборку, которая позволяет сделать все быстрее, не жертвуя качеством. В данном случае помогут эти технологические приемы:

• Изготовление отдельно башмака и опорной плиты.
• Обработка фрезером торцов колонн.
• Строгание опорных плит.
• Использование 4 планок с отверстиями для болтов (планки привариваются к плите).
• Нанесение осевых рисок на ветвях колонн.

Безвыверочный монтаж предполагает применение плит из стали в качестве опор. Но фундамент изначально должен быть ниже примерно на 50-60 мм. Опора крепится регулировочными болтами, а осевые риски на ветвях колонны совмещаются с отметками на плите. Это позволяет все сделать точно без выверки. После можно закрепить колонну анкерами.

Периодический и приемосдаточный контроль

Периодический контроль предполагает проведение запланированных и незапланированных проверок. Инспектированию подвергаются:

• Способность деталей собираться в конструкцию с заданными геометрическими параметрами.
• Несущая способность конструкции.
• Технология производства металлоконструкций.
• Точность выполнения всех технологических операций.
• Достоверность предыдущих видов контроля.

При приемосдаточном контроле оценивается качество конструкций на выходе:

• Наличие визуальных дефектов на поверхности металла.
• Качество нанесения антикоррозионных средств.
• Соответствие геометрических параметров чертежам.
• Прочность конструкций и соединений.
• Маркировка.
• Целостность упаковочного материала.

На основе данных составляется отчет и заполняется сертификат на продукцию.

Монтаж ферм

Основная проблема при установке ферм — их высокая гибкость. Из-за этого конструкция становится более подвижной, а потому и уязвимой при подъеме и закреплении. Данный элемент состоит из тонких стержней. Чтобы снизить их подвижность и деформацию, производят усиление стержнями. После этого стропы крепятся в 2-х или 4-х точках верхнего пояса. Добавочные элементы будут воспринимать вес конструкции от точек закрепления. Взяться стропами просто за опорные части без усиления невозможно.

Сначала устанавливаются колонны, затем — фермы. Первую из них крепят расчалками, а последующие — пространственными связями с предыдущей. Железобетонные плиты укладываются поперек. Благодаря этому формируется жесткий диск по верху ферм и их итоговая фиксация.

Монтаж подкрановых балок

Подкрановая балка, устанавливаемая по осевым рискам, оснащена рельсом и опирается на колонны. Она необходима для безопасного перемещения крана. Установка проводится после монтажа двух колонн. Чтобы удержать балку в нужном положении, на нее с двух сторон надеваются оттяжки. За них тянут стропальщики, регулируя горизонтальное положение элемента. Чтобы временно закрепить конструкцию, применяют анкеры.

Балки поднимаются медленно и осторожно. Недопустимо их раскачивание и касание колонн. Прием осуществляется строителями на высоте. Выверка не требуется — достаточно осевых рисок.

На самом деле, нюансов, которые нужно знать монтажнику при установке крановой балки, очень много. Так, отверстия для болтов должны быть чуть больше по диаметру, чем болты. Этот дает возможность впоследствии рихтовать положение балки.

Технология борьбы со ржавчиной при изготовлении металлоконструкций

Борьба с коррозией – это важнейший этап при производстве и эксплуатации металлического изделия. Выделяют несколько способов:

1. Избежание контакта объекта с водой. Данный метод подходит в том случае, когда отсутствуют ограничения в функционале конструкции.
2. Добавление особых химических элементов. Они принимают на себя воздействие коррозии в первую очередь. Такие химические элементы обеспечивают прочность металлоконструкции.
3. Обработка изделия водоотталкивающими средствами. К ним относятся лаки, краски и другое. Гидрофильный слой препятствует прямому контакту металла с жидкостью и защищает изделие от появления ржавчины.
4. Биметалл. В данном случае в процессе изготовления используется сплав двух металлов, один из которых более устойчив к образованию ржавчины. Такой способ применяется еще на этапе заготовки.

Применение мер по борьбе со ржавчиной увеличивают эксплуатационный срок металлоконструкции.