книги / Технология возведения зданий и сооружений

еле завершения монтажных работ. При совмещении, к отделочным работам приступают на первом этаже первой захватки, когда монтажники начинают монтаж конструкций на 6... 10 этажах на второй захватке. Затем они меняют­ ся захватками до полного окончания монтажа, когда все пространство на обеих захватках передается отделочникам. Отделочные работы ведут снизу вверх, для гарантии от протечек на уровне одного из смонтированных пере­ крытий устраивают гидроизоляцию. Если отделочные работы выполняют после завершения монтажных, их начинают сверху вниз, что наиболее опти­ мально по технологии, увеличивается фронт работ отделочников, улучшают­ ся условия работы.

Монтаж лифтов выполняют параллельно с возведением здания, жела­ тельно завершить и пустить лифты непосредственно после окончания мон­ тажных и кровельных работ.

ГЛАВА 16

ВОЗВЕДЕНИЕ ВЫСОТНЫХ СООРУЖ ЕНИЙБАШЕН, МАЧТ, ТРУБ

16.1. Общие положения

Башенные сооружения необходимы не только для многих крупных про­ мышленных предприятий, без них невозможно дальнейшее развитие теле- и радиокоммуникаций, передача электроэнергии на большие расстояния; вы­ сокие трубы способствуют улучшению экологической обстановки.

Назначение дымовых и газоотводящих труб известно, мачты обычно применяют для линий электропередач, они специфичны с точки зрения их работы, восприятия нагрузок, наличия фарфоровых изоляционных гирлянд, опасности поражения током. Башни обычно предназначаются для средств связи, часто оборудуются передатчиками теле- и радиопрограмм, телефон­ ных систем.

Мачта - вертикальная конструкция, шарнирно или защемленно опи­ рающаяся на фундамент и удерживаемая натянутыми и наклонно идущими к земле стальными канатами - оттяжками в один или несколько ярусов.

Башня - вертикально и свободно стоящая конструкция, защемленная в основании, не требующая оттяжек.

Достоинства башен по сравнению с мачтами:

■меньшая площадь застройки;

■не требуется периодическая регулировка и замена растяжек;

■большая надежность при эксплуатации;

■удобное при монтаже и эксплуатации технологическое оборудование;

■важен и эстетический фактор - отсутствие оттяжек и растяжек.

Башни часто возводят в труднодоступных местах, включая просадочные и вечномерзлые основания, но особенности грунтов не имеют принципиального значения, так как башни обычно устанавливают на кольцевой фундамент.

Для строительства мачт и башен применяют обычно сталь, железобетон используют реже. На практике нередко монтируют башни смешанной конст­ рукции, нижняя часть - из железобетона, верхняя - из стали.

Основной при расчетах является ветровая нагрузка, напряжения от нее составляют 70...80% итоговой. С увеличением высоты сооружения возраста­ ет и интенсивность ветровой нагрузки.

Далее рассматриваются только способы возведения башен, так как башг ни более разнообразны по конструктивному решению и методам возведения. Монтаж мачт и труб не отличается оригинальностью и осуществляется ка­ кими-либо из рассмотренных ниже способов возведения башен.

Башня представляет собой пространственную решетчатую конструкцию, имеющую форму призмы или пирамиды, часто с небольшими переломами в очертании поясов по высоте. Поперечное сечение - треугольное, квадратное, шестигранник, восьмигранник. По центру башни иногда предусмотрены вер­ тикальные конструкции для шахт лифтов, лестниц, различных технологиче­ ских устройств. Предпочтительнее трубчатое, а не из проката решение баш­ ни, так как у труб коэффициент аэродинамического сопротивления ветру меньше, что позволяет выполнить более тонким сечение конструкции.

Башни отличаются от зданий и сооружений обычного типа:

■большой высотой конструкций (телебашня в Москве 533 м), значительно превышающей размеры поперечного сечения и основания в плане;

■незначительной массой технологического оборудования по сравнению с собственной массой конструкций;

■второстепенным значением собственной массы конструкций и техноло­ гического оборудования по сравнению с ветровой нагрузкой:

Технологические факторы возведения башен:

*малые размеры сооружения в плане по сравнению с высотой;

■ значительная зависимость монтажных работ от метеорологических усло­ вий (ветер, гололед, туман, низкая температура);

■ограниченное число рабочих мест в зоне производства работ;

■небольшая масса монтажных элементов и малая их повторяемость;

■повышенные требования к качеству работ и точности монтажа, постоян­ ный геодезический контроль.

Экономические требования к башням:

■долговечность сооружения при наименьших затратах на его строительст­ во и эксплуатацию;

■технологичность, малая трудоемкость при заводском изготовлении и монтаже;

■ минимальные сроки работ, максимальная безопасность и нормальные ус­ ловия производства монтажных работ.

16.2. М етоды монтажа башен

Монтаж башен осуществляют одним из трех способов:

■наращиванием, традиционным поярусным возведением снизу вверх;

■поворотом - сборка конструкции на земле в горизонтальном положении с последующим подъемом в вертикальное проектное положение;

■подращиванием - сборка в вертикальном положении, начиная с самых верхних конструкций, их подъемом, подведением под них последующих конструкций, общим их подъемом, и до полного выдвижения всей конструк­ ции.

■При монтаже башен необходимо учитывать возникающие дополнитель­

ные нагрузки от:

*

■монтажных механизмов ( подвесные краны, порталы, лебедки);

■изменения пространственного положения конструкции в процессе мон­ тажа в сравнении с эксплуатационными (поворот башни вокруг шарниров при методе поворота);

■приложения сосредоточенных усилий в отдельных узлах при подъеме (крановый подъем собранной башни или отдельных ее частей, собранных на земле).

Метод наращ ивания (рис. 16.1). Метод имеет преимущественное рас­ пространение, им монтируют в основном башни высотой до 100 м. Сущность метода - поярусный монтаж от нижних отметок к верхним с использованием различных монтажных механизмов. При наращивании монтаж ведут до оп­ ределенных отметок монтажным механизмом, установленным на земле, а за­ тем другим механизмом, установленным или закрепленным на смонтиро­ ванных конструкциях. Кран последовательно перемещается по ним по мере возведения.

Монтаж может осуществляться собранными на земле секциями или вы­ полняться на высоте поэлементно.

Варианты монтажа собранными на земле блоками (секциями):

■самоходными гусеничными, пневмоколесными и мобильными кранами на специальных шасси;

■башенными кранами достаточной высоты для установки верхних эле­ ментов;

■приставными башенными кранами высотой 120... 150 м в два этапа: до отметки 65 м кран работает, находясь свободно на своем основании, а далее ствол крана наращивают в верхней части дополнительными звеньями и для повышения устойчивости соединяют монтажными диафрагмами со смонти­ рованной частью башни.

Рис. 16.1. Монтаж трубчатой башни наращиванием с помощью самоподъемного крана:

а — монтаж секции башни; б — перестановка обоймы крана; в — то же, ствола крана; 1— самоподъемный кран; 2 — секция башни; 3 — кольцевые подмости; 4 — траверса

Во всех этих случаях монтаж сооружения ведут секциями, а их укрупне­ ние производят на специальной площадке в зоне действия монтажного крана.

Поэлементный монтаж осуществляют:

■ переставными кранами типа кран-укосина, который состоит из стойки длиной 8,5 м, в нижней и верхней своей части эта стойка крепится к элемен­ там возводимой башни и стрелы длиной 28 м, шарнирно соединенной с нижней частью стойки, и с верхней частью - полиспастом; грузоподъемность крана до 6,5 т; главные недостатки крана-укосины - невозможность монти­ ровать башню пространственными блоками, частые и трудоемкие переста­ новки механизма по высоте;

проходит через поворотный шарнир. После прохождения центра наступает второй этап, когда включаются в работу тормозные оттяжки и полиспасты, обеспечивающие плавное опускание опорных башмаков на фундаменты.

Существует несколько разновидностей метода, которые в большей сте­ пени зависят от применяемого монтажного оборудования:

■ чистый метод поворота,- когда одна часть башни собирается на собст­ венных фундаментах, остальная часть башни монтируется на земле и с по­ мощью такелажного оборудования поворачивается и соединяется с уже смонтированной частью; ■ подъем с дотягиванием полиспастом применим в тех случаях, когда гру­

зоподъемность и вылет стрелы крана не позволяют поднять и установить башню в проектное положение. С помощью крана конструкцию, закреплен­ ную на фундаменте, поднимают до промежуточного положения с помощью самоходного крана, а далее включают в работу тяговые полиспасты; это один из самых простых и удобных способов, требующий наличие самоход­ ного крана и минимального такелажного оборудования. Он нашел самое ши­ рокое распространение при возведении опор ЛЭП, телебашен небольшой высоты, опор радиорелейной связи, наблюдательных вышек; ■ монтаж поворотом с помощью падающей стрелы также осуществляется

с использованием специальной стойки, закрепленной на фундаменте или за­ крепляемой на земле, и которая помогает осуществить поворот башни вокруг шарнира. Метод применяется относительно редко, для него требуется значи­ тельная территория для укрупнения башни, опускания стрелы, крепежа боко­ вых расчалок и тормозного устройства. Громоздок и узел опирания падаю­ щей стрелы. Иногда применяется монтаж башен падающими шеврами, пре­ имущественно при отсутствии боковых расчалок и якорей. Недостаток - зна­ чительная масса шевра, сложность его транспортирования на другой объект.

Метод подращ ивания (рис 16.3). С увеличением высоты башен возрас­ тают затраты времени на транспортировку конструкций с земли к отметкам их установки, на доставку монтажников к рабочим местам, повышается влияние метеорологических факторов на ход работ.

Монтаж методом подращивания заключается в том, что на низких от­ метках башни начинают монтаж с верхних ярусов, которые циклично выдви­ гают вверх и по мере их выдвижения снизу подращивают конструкции нижерасположенных ярусов.

При методе подращивания башня разделяется на два блока: нижний и верхний. Нижний блок монтируют одним из обычных способов. Высота нижнего блока определяется возможностями монтажных механизмов и ре­ шениями по защемлению верхнего блока при выдвижении. Нижний блок становится частью монтажной оснастки, воспринимает монтажные воздейст­ вия при выдвижении верхнего блока, на нем закрепляют направляющие и

Комбинированный способ применим, когда для отдельных частей баш­ ни возможно использование разных методов монтажа. Например, наращива­ ние нижней части, установка на верхних ее отметках поворотного шарнира с закрепленной верхней частью и ее поворот с установкой в проектное поло­ жение.

М онтаж башен вертолетами производится блоками в соответствии с грузоподъемностью машины. Каждый блок оснащают ловителями и мон­ тажными фиксирующими приспособлениями, обеспечивающими дистанци­ онную наводку блока и установку его в проектное положение. Для работ ис­ пользуют специальные траверсы, тросы с дистанционной системой расстроповки и специальные устройства, снижающие амплитуду раскачивания от ветровой нагрузки и работы винтов вертолета. Наводку блока производят из кабины вертолета, система ловителей и направляющих устройств обеспечи­ вает устойчивость блока после расстроповки. Окончательную установку бло­ ка в проектное положение и крепление его осуществляют монтажники. По­ сле опускания блока они поднимаются по наружной лестнице на ранее за­ крепленные подмости и выполняют работы по проектному закреплению и заделке стыков - внутренней и наружной сваркой стыков и путем установки болтовых соединений.

ГЛАВА 17

ВИСЯЧИЕ ВАНТОВЫЕ П О КРЫ ТИ Я

17.1. Виды вантовых покрытий

Вантовые покрытия могут применяться для производственных и граж­ данских зданий разнообразного назначения при различном очертании с прямоугольным, круглым и овальным планами.

Висячей оболочкой называют монолитное или сборное с последующим замоноличиванием железобетонное покрытие, опертое на систему висячих вант. В период возведения такой оболочки рабочими элементами ее пролет­ ной конструкции служат стальные канаты. После замоноличивания в экс­ плуатационной стадии оболочка работает совместно с вантами.

Вантовая система и висячая оболочка опираются на опорный контур, воспринимающий на себя горизонтальные и вертикальные реакции про­ летной конструкции. Опорный контур висячего покрытия может быть замкнутым. Распор (горизонтальные реакции) пролетной конструкции по­ гашается внутри опорного контура и на нижележащую часть сооружения передаются только вертикальные нагрузки. Если опорный контур не замк­ нут, то усилия распора передаются через подкосы, контрфорсы, оттяжки с

17.1.3. Системы эллиптические или овальны е

Для них обычно применяют системы перекрестных вант или вантовых ферм. Они могут быть разнообразны по очертанию и кривизне поверхности и по конструкции опорных элементов.

После укладки и закрепления сверху вант или вантовых ферм элементов покрытия образуется единая висячая монолитная конструкция, работающая как единое целое только после проектного натяжения вантовой сети и замоноличивания швов между плитами и вантами.

Висячая оболочка подвергается значительному растяжению, поэтому в ней могут возникнуть трещины. Для уменьшения деформаций покрытия и во избежание появления трещин оболочку обычно предварительно напрягают следующими способами:

■натяжением домкратами на затвердевший бетон оболочки; в этом случае ванты располагаются в каналах или гибких трубках и после натяжения кана­ лы заполняются раствором под давлением;

■натяжением пригрузкой с передачей усилий на опорную конструкцию; пригрузка производится на незамоноличенные плиты или подвешивается к покрытию снизу. Оболочка сжимается после достижения бетоном замоноличивания необходимой прочности.

Для оболочек и опорных конструкций используют бетон класса В15...В35, для плиты оболочки - не ниже В25. Для вант применяют арматур­ ные стержни периодического профиля, упрочненные вытяжкой; арматурные пучки и пряди из высокопрочной проволоки; стальные канаты.

17.2. Примеры покрытий с вантами

Гараж в Петербурге выполнен круглым в плане, наружный диаметр 102 м, несущая конструкция состоит из 108 вант 0 40 мм, внутреннее стальное кольцо 0 9 м опирается на стальную колонну-диаметром 1,5 м; наружное кольцо из сборного железобетона.

Муниципальное здание в г. Утика (США) решено круглым, диаметр зда­ ния 73 м. Покрытие образовано 72 радиально расположенными вантовыми фермами со сжатыми стойками. Центральный барабан представляет собой два плоских стальных кольца 0 6 м со стойками между ними. Для монтажа покрытия был применен раздельный метод работ, при котором первоначаль­ но на установленную центральную монтажную башню монтировалось ниж­ нее металлическое кольцо и производилась навеска нижних тросов. Затем на нижнем кольце монтировалось верхнее кольцо и навешивались верхние тро­ сы. Далее с помощью раздвижки внутренних колец домкратами создавалось частичное натяжение системы. После этого на проектных отметках произво­ дилась установка 504 распорок и окончательное натяжение системы дом­ кратами со стороны наружного опорного кольца.