Enciclopedia gratuită pentru informații despre construcțiile din oțel din Marea Britanie

Căutare

Acțiune
resurse cheie
  • Cartea albastră
  • Cărțile verzi
  • Ghiduri Eurocod
  • Dimensiunile secțiunii
  • Note AD
  • Software de proiectare
subiecte fierbinți
  • Știri despre construcții
  • Studii video de caz
  • Costurile lucrărilor de oțel
  • Economie circulara
  • Masă termică
  • De ce să folosești oțelul?
legături rapide
  • Oțel pentru viață
  • Contractori siderurgici
  • Furnizori de produse
  • Magazin BCSA
  • Magazin SCI
  • Revista NSC
  • Indexul articolelor principale
Instrumente

Montarea oțelurilor structurale constă în asamblarea componentelor din oțel într-un cadru pe șantier. Procesele implică ridicarea și plasarea componentelor în poziție, apoi conectarea lor între ele. În general, acest lucru se realizează prin șuruburi, dar uneori se folosește sudarea amplasamentului. Cadrul asamblat trebuie aliniat înainte de finalizarea înșurubării și structura predată contractorului principal.

Adesea, capacitatea de a finaliza aceste procese în condiții de siguranță, rapid și economic este influențată semnificativ de deciziile timpurii luate în timpul proiectării cu mult înainte de începerea erecției. Este important ca proiectanții să înțeleagă în mod clar impactul pe care îl pot avea deciziile lor; „construcția” este un obiectiv valid de proiectare. În acest context, acest articol se bazează pe sfaturile mai generale oferite în publicația SCI P178 Design for Construction.

O bună coordonare a site-ului va facilita un proiect de desfășurare lină. Accesul adecvat este necesar de către antreprenorul siderurgic pentru transportul, descărcarea și montarea oțelului, atât pe amplasament, cât și pe drumurile de acces înconjurătoare sau adiacente. Este esențial asigurarea nivelului solului bine pregătit, care să poată suporta sarcinile necesare pe roată. Utilizarea certificatului BCSA Safe Site Handover Certificate va contribui la îndeplinirea acestor cerințe, reducând astfel riscul de accidente și întârzieri din cauza condițiilor precare și nesigure ale site-ului.

Cuprins

  • 1 Planificare pentru construcții
    • 1.1 Secvența de construcție
    • 1.2 Factori de proiectare
    • 1.3 Practica site-ului
  • 2 Erecție din oțel
    • 2.1 Tehnici de erecție
      • 2.1.1 Macarale mobile
      • 2.1.2 Macarale turn
    • 2.2 Rata de erecție tipică
    • 2.3 Căptușeala, nivelarea și instalațiile sanitare
    • 2.4 Toleranțe
    • 2.5 Interfețe
      • 2.5.1 Interfețe structurale
      • 2.5.2 Interfețe nestructurale
    • 2.6 Șurubarea șantierului
    • 2.7 Sudarea amplasamentului
    • 2.8 Lucrări temporare
    • 2.9 Preluarea erecției
  • 3 Instalarea podelelor metalice
    • 3.1 Protecția muchiilor
    • 3.2 Metode de stopare a căderii
  • 4 Managementul calității
  • 5 Sănătate și siguranță
  • 6 Referințe
  • 7 Resurse
  • 8 Lecturi suplimentare
  • 9 A se vedea, de asemenea

[sus] Planificare pentru construcții

Pentru a atinge aspirațiile clientului cu privire la cost, program și calitate, planificarea construcției ar trebui să înceapă chiar de la începutul procesului de proiectare. O astfel de planificare ar trebui să ia în considerare secvența de construcție, factorii de proiectare care afectează construcția și practica amplasamentului în ceea ce privește planta de erecție tipică.

[sus] Secvența de construcție

Un articol separat privind sănătatea și siguranța include o secțiune care identifică deciziile de proiectare care afectează dezvoltarea declarației metodei de erecție. În contextul mai larg de proiectare și planificare, există trei factori de planificare care afectează construcția schemei. Acestea sunt:

  • Secvență practică de erecție. Amplasarea sistemelor de întărire sau a altor mijloace de menținere a echilibrului structural sunt cruciale aici.
  • Simplitatea asamblării. Conexiunile asamblate simplu sunt principalii factori aici.
  • Secvențe comerciale logice. Acest lucru va afecta modul în care dezvoltarea programului de contract master, pe măsură ce planul de pre-licitație H&S se metamorfozează în planul H&S pentru construcții.


Alegerea conexiunilor asamblate simplu va afecta capacitatea de a utiliza locul de sudare. Pentru ca o îmbinare să fie sudată în poziție, elementele vor trebui ținute în poziție, astfel încât montarea pentru sudare să fie precisă și rigidă. Aproape întotdeauna acest lucru va necesita atât o conexiune cu șurub temporar, cât și suporturi temporare suplimentare. Nevoia de a furniza aceste facilități suplimentare duce adesea la sudarea șantierului, fiind o opțiune costisitoare.

[sus] Factori de proiectare

Patru factori de proiectare care trebuie luați în considerare și care contribuie la construcție sunt:

  • Repetare și standardizare. Există două aspecte ale standardizării: repetarea aceluiași tip de clădire (de exemplu, magazia portalului) și detalii comune/standard pentru conexiuni.
  • Toleranțe realizabile. Dacă sunt specificate toleranțe „strânse” (adică mai restrictive decât cele din Specificația Națională a Oțelului Structural - NSSS), atunci vor fi necesare controale speciale și, eventual, detalii special concepute.
  • Tipul cadrului. Aici, alegerea principală este între cadrele întărite sau cadrele continue
  • Sisteme de pardoseală. Pentru cadrele cu mai multe etaje, alegerea sistemului de pardoseală va afecta secvența de erecție, deoarece determină stabilitatea părții structurate.

[sus] Practica site-ului

Parametrul cheie la planificarea erecției este numărul de piese. Cifrele citate în studiul de caz SCI despre Senator House în SCI-P178 sunt în medie 39 de piese ridicate și plasate pe cârlig pe schimbare și un vârf de 60. Cu un singur cârlig în uz și greutăți de piese în medie de aproximativ 500 kg, acest lucru duce la o rată de ridicare de aproximativ 100 de tone pe săptămână care eliberează peste 1200 mp de punte pe săptămână. Aceasta este o greutate relativ mare a piesei pentru o structură de înălțime medie, dar aria țintă depinde de numărul de piese, nu de greutate.

Numărul de piese ridicate depinde de alegerea macaralei și de disponibilitatea acesteia pentru montarea oțelului, mai degrabă decât pentru alte activități de construcție. Macaralele variază în ceea ce privește rapiditatea lor de mișcare (deplasare cu cârlig, rotire și ieșire), iar productivitatea lor generală poate fi, de asemenea, influențată de o alegere înțeleaptă a locației în amprenta amplasamentului. Dacă sunt necesare două ascensoare cu macara, regulile pentru utilizarea lor în tandem impun o penalizare semnificativă în ceea ce privește timpul necesar prinderii, ridicării și plasării sarcinilor.

Viteza de ridicare este, de asemenea, influențată de faptul dacă metodele și dispozitivele speciale de montare pot fi utilizate pentru prindere și eliberarea sarcinilor.

care afectează

Macarale turn la un proiect major, Spitalul Southmead, Bristol
(Imagine oferită de Severfield plc.)

Macarale All Terrain pe o clădire industrială tipică cu un singur etaj
(Imagine oferită de Severfield (Design & Build) Ltd.)

[sus] Erecție din oțel

Montarea oțelului constă în esență din patru sarcini principale:

  • Stabilirea faptului că fundațiile sunt adecvate și sigure pentru a începe erecția.
  • Ridicarea și plasarea componentelor în poziție, în general folosind macarale, dar uneori prin cric. Pentru a fixa componentele la locul lor se vor face conexiuni cu șuruburi, dar nu vor fi încă strânse complet. În mod similar, bretelele nu pot fi complet securizate.
  • Alinierea structurii, în principal prin verificarea faptului că bazele coloanelor sunt aliniate și nivelate și coloanele plumb. Ambalajul în conexiunile fascicul-coloană poate fi necesar să fie schimbat pentru a permite ajustarea plumbului coloanei.
  • Bolting-up, ceea ce înseamnă completarea tuturor conexiunilor șurubate pentru a asigura și a conferi rigiditate cadrului.

[sus] Tehnici de erecție

Macaralele și MEWP-urile (platforme de lucru mobile de ridicare) sunt utilizate în principal pentru ridicarea oțelurilor structurale pentru clădiri și poduri în Marea Britanie, deși alte tehnici sunt uneori folosite pentru construcția de poduri din oțel. În general, macaralele pot fi împărțite în două mari categorii, mobile și non-mobile. Prima categorie include macarale montate pe camioane, macarale pe șenile și macarale de teren, în timp ce a doua categorie acoperă în principal macarale turn.

MEWP-urile sunt utilizate pentru a accesa siderurgia în timpul erecției, adică pentru a fixa piesele care sunt ridicate de macara. Cu toate acestea, MEWP-urile în sine pot fi utilizate atât la sol, cât și pe oțelurile parțial ridicate pentru a ridica direct elemente mai ușoare din oțel, cu condiția să fie luate măsuri speciale pentru susținerea MEWP (de exemplu, secțiunile de oțel să acționeze ca șine sprijinite pe oțelul parțial ridicat). De asemenea, siderurgia va trebui verificată dacă poate suporta greutatea MEWP.

[sus] Macarale mobile

În mod normal, macaralele montate pe camion nu necesită o macara de rezervă pentru asamblarea șantierului și necesită foarte puțin timp de montare. Aceste două atribute înseamnă că sunt potrivite pentru comisioane de o singură zi. Principalul lor dezavantaj este că pentru a obține o capacitate ridicată ridicată de la un vehicul ușor, este necesară o amprentă mai mare decât pentru o macara pe șenile echivalentă. Dimensiunea amprentei poate fi mărită folosind stabilizatoare, dar sunt necesare condiții bune de sol pentru a oferi o bază solidă și pentru a asigura o stabilitate adecvată.

Macaralele pe șenile sunt mai robuste decât macaralele montate pe camion. Condițiile solului sunt, prin urmare, mai puțin critice. Macaralele pe șenile pot circula cu încărcături suspendate la fața locului, deoarece sunt stabile fără a utiliza stabilizatoare. De asemenea, au o capacitate de ridicare relativ ridicată. Angajarea zilnică nu este posibilă pentru macaralele pe șenile, deoarece transportul către și de la șantier este costisitor și necesită asamblarea șantierului. Cu toate acestea, acestea sunt mai competitive decât macaralele montate pe camion pentru perioade lungi de timp la fața locului într-o locație relativ fixă.

Macaralele pentru toate terenurile oferă un compromis între avantajele și dezavantajele macaralelor pe șenile și ale macaralelor montate pe camion. Ele sunt cu aproximativ 20% mai scumpe decât cele din urmă.

Macaralele mobile tipice, fie că sunt pe șenile, macarale montate pe camioane sau pentru toate terenurile, au o capacitate nominală cuprinsă între 30 și 50 t. Cele mai mari exemple sunt evaluate la peste l000 t. Cu toate acestea, capacitatea de ridicare reală este o funcție de rază și poate fi mult mai mică decât capacitatea nominală pentru o situație dată. Echipamentele de tip „heavy-lift” pot fi utilizate pentru a crește capacitatea macaralelor mari pentru aplicații unice.

O macara montată pe camion la Arnside Viaduct, Cumbria
(Imagine oferită de Network Rail și Lindapter)

O macara pe șenile care instalează L01 Bridge la Olympic Park, Londra
(Imagine oferită de Mabey Bridge Ltd.)

Macarale pentru toate terenurile la St. George’s Park, Centrul Național de Fotbal, Burton-upon-Trent
(Imagine oferită de Tubecon)

[sus] Macarale turn

Macaralele turn trebuie asamblate la fața locului, din cauza dimensiunii lor, iar această operație necesită adesea o a doua macara (de obicei montată pe camion). Prin urmare, instalarea și demontarea în mod similar sunt costisitoare. De asemenea, au o rată de ridicare relativ lentă, ceea ce înseamnă că sunt utilizate numai atunci când condițiile de amplasament exclud o alternativă. O altă considerație la specificarea unei macarale este că macaralele turn sunt „vulnerabile” la încărcarea vântului, ceea ce poate împiedica utilizarea macaralelor uneori. Avantajele lor sunt capacitatea de a se ridica la înălțimi mai mari decât un telefon mobil și de a-și ridica capacitatea nominală într-o proporție semnificativă a razei lor de acțiune. Geometria macaralei înseamnă că o macara turn poate fi ridicată în apropierea sau în interiorul cadrului clădirii. O macara turn poate fi chiar legată de cadrul clădirii pentru a oferi stabilitate pe măsură ce crește înălțimea. Alternativ, pot fi utilizate macarale de cățărat. Acestea sunt susținute de cadrul de oțel în sine.

[sus] Rata de erecție tipică

Viteza de montaj tipică și, prin urmare, programul amplasamentului depind în mare măsură de numărul de ascensoare necesare pentru macara. Pentru a reduce acest număr, ar trebui să se utilizeze la maximum unitățile pre-asamblate. În mod alternativ, dacă disponibilitatea macaralelor este o problemă, utilizarea podelelor din oțel, care poate fi plasată manual, este preferabilă unităților prefabricate din beton care necesită o macara pentru amplasare individuală. Un „număr de piese” este un mod util pentru proiectant de a evalua numărul de ascensoare necesare și, prin urmare, durata erecției. Un exemplu este dat în SCI-P178.

[sus] Căptușeală, nivelare și instalații sanitare

Căptușeala, nivelarea și instalațiile sanitare constau într-o interacțiune între inginerul de șantier care folosește instrumentul de inspecție și banda de erecție care face strângerea și strângerea șurubului final. Prin utilizarea progresivă a pene, cricuri, lifturi și dispozitive de tragere proprietare, cum ar fi Tirfors, banda de erecție convinge cadrul să se deplaseze într-o poziție acceptabilă pentru inginerul de verificare și apoi îl înșurubează ferm. Unele lipsuri de potrivire sunt depășite în acest proces, iar altele sunt create. Dacă acesta din urmă este advers, se fac corecții locale. Echipa se întoarce rar la un cadru după ce a fost verificat, instalat și fixat.

În trecut, a existat ocazional o oarecare confuzie cu privire la responsabilitățile antreprenorului siderurgic, în special atunci când sarcinile impuse cadrului după ridicare (de exemplu, din pardoseli și placări etc.) duc la mișcări care afectează precizia dimensională a siderurgiei. Cu toate acestea, BS EN 1090-2 [1] clarifică faptul că, cu excepția cazului în care se prevede altfel, contractantul siderurgiei este responsabil numai pentru acuratețea pozițională a cadrului de oțel sub greutatea sa proprie.

Persoana responsabilă de stabilitatea generală a structurii ar trebui să stabilească dacă mișcările datorate unor astfel de sarcini de construcție sunt sau nu semnificative și dacă este nevoie de armături temporare până când structura este în starea sa finală. Publicația BCSA Alocarea responsabilităților de proiectare în oțeluri de construcții oferă un set de liste de verificare ușor de utilizat pentru acceptarea responsabilităților pentru activitățile asociate cu proiectarea, fabricarea și ridicarea oțelurilor.

[sus] Toleranțe

Toleranțele pe geometria cadrului și a elementelor sunt specificate pentru a se asigura că geometria cadrului „așa cum este construită” respectă ipotezele proiectantului.

Există două tipuri de toleranță date în BS EN 1090-2 [1]; Toleranțe esențiale și funcționale. Ambele sunt obligatorii. Toleranțele esențiale sunt cele asociate cu rezistența și stabilitatea structurii, în timp ce toleranțele funcționale sunt cele asociate cu montarea. De asemenea, există două clase de toleranțe funcționale. Clasa 1 este considerată adecvată pentru structurile normale. Clasa 2 este mai strânsă și trebuie specificată numai dacă este necesar, de ex. la o interfață critică. Specificațiile naționale structurale din oțel (NSSS) specifică toleranțele funcționale din clasa 1.

Scopul toleranțelor esențiale specificate în BS EN 1090-2 [1] este de a se asigura că imperfecțiunile „ca construite” nu sunt mai mari decât cele asumate în calculele de proiectare structurală. Conformitatea garantează că abaterile cadrului nu vor provoca forțe secundare mai mari decât cele permise în proiectare. De asemenea, garantează că lipsa de potrivire între elementele cadrului nu va fi excesivă. Lipsa limitată de potrivire poate fi adaptată utilizând ambalajul adecvat, fără a afecta negativ performanța conexiunilor. Respectarea BS EN 1090-2 [1] nu asigură faptul că componentele cadrului se vor potrivi împreună într-un anvelopă adecvată pentru celelalte componente ale clădirii. Sistemele secundare sunt necesare pentru a găzdui sisteme de placare care pot necesita toleranțe mai strânse decât cele din oțel pentru cadrul structural principal.

NSSS specifică toleranțele necesare pentru a satisface condiții mai largi decât BS EN 1090-2 [1]. Sunt abordate calitatea și construcția structurii, precum și cerințele pentru ca componentele să se potrivească împreună în plicul specificat. Cerințele pentru specialiștii care urmează meserii, cum ar fi geamurile, nu sunt incluse. Toleranțele NSSS reflectă capacitățile procesului unei bune practici moderne, astfel încât toleranțele specificate să fie realizabile. Este încurajată utilizarea NSSS.

[sus] Interfețe

[sus] Interfețe structurale

Interfața structurală principală care afectează montarea oțelului este modul în care cadrul trebuie conectat la suporturile sale. Practica din Marea Britanie este, în general, de a utiliza șuruburile de menținere apăsate în poziție, cu o anumită posibilitate de ajustare laterală. Șuruburile turnate în poziție au avantajul că pot contribui imediat la stabilitatea suprastructurii din oțel - sub rezerva ambalării și încastrării adecvate. Problema cu turnarea șuruburilor fără reglare este în principal una pentru antreprenorul de fundație și nu pentru montatorul de oțel.

Conexiune bază coloană

Utilizarea fixărilor post-forate necesită ca echilibrul structurii să fie asigurat temporar folosind, să zicem, băieți. Acest lucru este rar economic pentru elementele principale ale cadrului, dar este adesea utilizat pentru elementele secundare, cum ar fi stâlpii eolieni pentru geamuri. Acestea pot fi oferite după ce cadrul principal este aliniat în siguranță și ținut în poziție folosind cadrul principal în timp ce fixările de bază sunt găurite.

Aceleași considerații se aplică în cazul în care cadrul de oțel trebuie fixat pe un miez de beton sau pe un perete de zidărie. În mod ideal, o placă de fixare din oțel reglabilă ar trebui să fie turnată în perete, apoi supravegheată și reglată astfel încât procesul ulterior să implice doar montajul oțel-oțel.

În construcția compozită, puntea metalică poate fi necesară pentru evaluarea capacității sale de a stabiliza elementele de oțel la care se atașează în stare temporară înainte ca betonul să fie plasat și întărit. Etapa „beton umed” este adesea atunci când podeaua „lucrează din greu” pentru a oferi suport pentru sarcina moartă, care este destul de mare.

În mod similar cu scândurile prefabricate din podea/acoperiș din beton, adesea apar cele mai critice condiții în timpul amplasării unităților. Trebuie acordată atenție pentru a se asigura că condițiile de încărcare asimetrice care pot apărea sunt atent controlate.

Betonul este turnat pe o punte compozită