Сталеві конструкції широко використовуються в сучасному промисловому та цивільному будівництві, а якість монтажу безпосередньо впливає на безпеку конструкції та термін служби. Однак під час фактичного будівництва часто виникають такі проблеми, як відхилення від положення фундаменту, пошкоджені анкерні болти, неправильне встановлення прокладок і надмірні допуски на вертикальність або висоту. Якщо ці проблеми не виявити та не вирішити негайно, вони можуть призвести до затримок проекту, збільшення витрат або навіть серйозних ризиків для безпеки.
Заснована в 2003 році, HB Steel Structure Engineering Co., Ltd. постійно дотримується бізнес-філософії «Обслуговування власників, обслуговування проектів і обслуговування операцій», а також принципу управління «компанія, орієнтована на бренд, проекти, орієнтовані на якість, і співробітники, орієнтовані на чесність». Завдяки розвиненій системі управління, професійним командам проектів і сильному технічному досвіду компанія надає клієнтам комплексні послуги EPC під ключ, що охоплюють проектування, будівництво та післяпродажну підтримку. Базуючись на великому досвіді проекту, нижче наведено сім типових проблем зі встановленням сталевих конструкцій разом із запобіжними та виправними заходами для довідки професіоналів галузі з усього світу.
I. Надмірне відхилення осей позиціонування фундаменту та висоти опорної поверхні
Осі розташування фундаменту і висоти опорних поверхонь для сталевих колон перевищують допустимий допуск, встановлений стандартами. До поширених причин відносяться помилки контрольної мережі зйомок фундаменту, розмітки макета та робіт з вирівнювання; недостатня жорсткість опалубки фундаменту, що призводить до зсуву при заливці бетону або вібрації; некалібровані вимірювальні прилади, такі як сталеві стрічки, теодоліти та нівеліри, що викликають систематичні похибки; неправильне тлумачення креслень і неадекватна перевірка розташування осей; невиконання вторинного затирання та вирівнювання несучої поверхні фундаменту, що призводить до усадки та осідання; і неадекватні заходи кріплення вбудованих сталевих пластин або опор. Такі відхилення безпосередньо впливають на точність монтажу сталевих колон і загальну якість конструкції.
Профілактичні та коригувальні заходи:
1. Усі інструменти та вимірювальні інструменти, які використовуються для обстеження фундаменту, розмітки та нівелювання, повинні забезпечувати надійну точність і повинні бути відкалібровані або перевірені уповноваженими метрологічними установами перед використанням, щоб запобігти сукупним помилкам.
2. Опалубка фундаменту повинна мати достатню міцність і жорсткість. При заливці бетону слід уникати ударів об опалубку. Під час заливки слід регулярно перевіряти позиційні осі та висоти, а при виявленні відхилень роботу негайно припиняти. Перед остаточним схоплюванням поверхня бетону повинна бути додатково затерта і вирівняна. Вбудовані сталеві пластини або опори також повинні пройти вторинну перевірку висоти та рівня та бути закріплені спеціальними фіксуючими пристроями.
3. Якщо відхилення незначне, коригування можна внести під час встановлення сталевої колони, зрушивши основу колони, збільшивши отвори під болти або вставивши прокладки. Якщо відхилення є серйозним і не може бути виправлене на місці, план коригування повинен бути спільно розроблений сторонами проектування, нагляду та будівництва перед тим, як продовжити.
II. Пошкодження різьби анкерних болтів
Пошкоджена різьба анкерного болта може перешкоджати належному затягуванню гайки під час встановлення сталевої колони. Поширені причини включають пошкодження від удару під час транспортування та розвантаження, сильну корозію, спричинену неправильним зберіганням, відсутність захисних заходів після закріплення, опіки дугою в результаті використання болтів як зварювальних з’єднань із заземленням або неправильного використання болтів як точок кріплення для протягування канатів. Пошкоджені різьби безпосередньо впливають на продуктивність кріплення та знижують структурну здатність передавати навантаження та стабільність.
Профілактичні та коригувальні заходи:
1. Під час транспортування та розвантаження захист різьби слід посилити шляхом нанесення промислового вазеліну та обгортання різьби пластиковою плівкою перед окремим зберіганням, щоб запобігти зіткненню з іншими компонентами.
2. Після закріплення анкерні болти не можна використовувати як опори для згинання, зварювальні заземлення або опорні точки для протягування канатів. Також слід уникати бічних ударів під час підйому.
3. Якщо довжина пошкодженої різьби не перевищує ефективної довжини різьби, різьбу можна відремонтувати за допомогою сталевого напилка. Якщо пошкодження перевищує ефективну довжину, пошкоджену секцію можна видалити та замінити новою обробленою різьбовою секцією з того самого матеріалу та специфікацій, привареною на місці та посиленою сталевою втулкою. Якщо діаметр відремонтованого болта перевищує діаметр отвору в базовій плиті, отвір можна відповідно збільшити.
III. Неправильне встановлення прокладок для заливки основи колони
Прокладки, встановлені під основами колон, іноді розміщуються довільно, причому висота, рівність і розташування не відповідають вимогам дизайну та технічних характеристик. Причини включають невирівнювання поверхні фундаменту перед розміщенням прокладок, що призводить до нерівномірного розподілу навантаження, а також неправильне розташування прокладок, що перешкоджає рівномірному розподілу навантажень між опорною плитою, прокладками та фундаментом. Неправильне встановлення прокладок може знизити несучу здатність сталевих колон і вплинути на стійкість верхньої конструкції.
Профілактичні та коригувальні заходи:
1. Прокладні плити та поверхня фундаменту повинні бути щільно з’єднані за допомогою розчину. Нерівні поверхні фундаменту перед монтажем слід сколити і вирівняти.
2. Прокладки слід розташовувати відповідно до розподілу навантаження опорної плити колони, як правило, під центром опорної плити та поблизу зон зосередженого навантаження або анкерних болтів, забезпечуючи рівномірну передачу навантаження та уникаючи локальної концентрації напруги.
3. Площа прокладок повинна бути визначена шляхом розрахунку. Прокладні пластини, як правило, поєднуються в діапазоні товщини 4-25 мм, не більше трьох пластин на групу. Прокладки для заливки розчину зазвичай виготовляються зі сталевих пластин товщиною 10-12 мм, довжиною 100-300 мм і шириною 50-120 мм. Для цементування слід використовувати безусадковий цементний розчин з міцністю на стиск не нижче 30 МПа. Підйом і рівність необхідно ретельно контролювати в межах допусків специфікації. Перед затиранням швів необхідно видалити іржу, масло та задирки. Після встановлення прокладкова пластина повинна виступати приблизно на 10-20 мм за край базової плити.
IV. Відсутність перевірки фундаментів перед встановленням сталевих колон
У деяких випадках сталеві колони встановлюють без попередньої перевірки осей фундаментів, відміток, розташування анкерних болтів, відміток і якості бетону. Це може призвести до того, що надмірні відхилення залишаться невиправленими, що призведе до труднощів встановлення, збільшення навантаження при монтажі, зниження точності та прихованих ризиків якості.
Профілактичні заходи:
Перед установкою сталевої колони необхідно ретельно перевірити контрольні лінії розташування будівлі, осі фундаменту, фасади, розташування анкерних болтів, фасади та якість бетону фундаменту. Будь-які відхилення, що перевищують допустимі допуски, слід виправити перед встановленням. Перевірка висоти повинна включати порівняння між виміряними даними та попередньо перевіреними розмірами та висотами сталевих колон. Помилки слід усунути, відкоригувавши прокладні пластини або гайки анкерних болтів. Допустимі допуски для опорних поверхонь фундаменту, положень анкерних болтів і встановлення прокладок мають відповідати відповідним специфікаціям. З будь-якими дефектами якості бетону слід поводитися відповідно до нормативних документів.
V. Неперевірка розмірів, деформації та дефектів якості сталевих компонентів перед встановленням
Перед установкою конструкції в деяких проектах не перевіряються розміри сталевих компонентів або не вирішуються деформації та дефекти якості. Незважаючи на те, що компоненти перевіряються перед тим, як залишити фабрику, можуть виникнути пропуски, а також додаткові деформації або пошкодження під час транспортування та зберігання. Якщо ці проблеми не виявити до встановлення, вони можуть вплинути на якість конструкції та навіть призвести до постійних дефектів.
Профілактичні заходи:
Перед установкою сталеві компоненти необхідно ретельно перевірити. Пункти перевірки повинні включати перевірку моделей компонентів і їх кількості; перевірка зовнішніх розмірів і відповідних розмірів між опорними поверхнями та монтажними отворами; розмітка опорних ліній осі компонента; перевірка на деформацію та виправлення будь-яких дефектів; перевірка повноти і точності розмірів з'єднувальних пластин, з'єднувальних пластин і аксесуарів; перевірка якості поверхні зони зварювання і поверхонь тертя високоміцних болтових з'єднань; підтвердження повноти вузлів з’єднання та позначення центрів ваги основних вузлів; і перевірка на забруднення або пошкодження фарби на поверхнях компонентів. Записи перевірок повинні зберігатися. Компоненти з деформацією або дефектами, що перевищують допустимі допуски, повинні бути відремонтовані та виправлені на землі перед підйомом і встановленням.
VI. Надмірне відхилення вертикальності сталевої колони
Відхилення від вертикалі сталевих колон перевищує допуски за проектом або специфікацією. Причини включають неадекватний контроль деформації під час виготовлення та зварювання, невиправлену деформацію вигину, недостатню жорсткість у довгих колонах, що викликає пружну або пластичну деформацію під дією зовнішніх сил, необґрунтовані процедури підйому або послідовність монтажу панелей даху та примусові з’єднання, спричинені відхиленнями прольоту ферми даху. Надмірне відхилення від вертикальності впливає на передачу конструктивного навантаження та стійкість.
Профілактичні та коригувальні заходи:
1. Заходи контролю деформації повинні бути реалізовані під час складання сталевої колони та зварювання, і будь-яка деформація повинна бути негайно виправлена. Під час транспортування та зберігання слід використовувати відповідні опорні точки, щоб запобігти вигину від власної ваги. Для довгих колон точки підйому, як правило, повинні розташовуватися приблизно на двох третинах довжини колони. Відхилення прольоту кроквяної конструкції слід виправити перед установкою, щоб уникнути вимушеного монтажу.
2. Під час позиціонування поздовжня та поперечна осі опорної плити колони повинні точно вирівнятися з осями фундаменту, щоб запобігти вигину колони, спричиненому відхиленням прольоту.
3. Після з’єднання сталевих колон і ферм даху, панелі даху повинні бути встановлені симетрично від центру верхнього поясу в обидві сторони, щоб запобігти нерівномірному навантаженню. Без схвалення проекту сталеві колони не можна використовувати як точки кріплення для горизонтального перетягування або вертикального підйому важких компонентів.
4. Для вже встановлених колон із надмірним відхиленням від вертикалі пружна деформація може відновитися після усунення зовнішніх сил. Пластичну деформацію можна виправити шляхом додавання тимчасових опор над зігнутою секцією, закріплення бічної реактивної рами в місці вигину та використання гідравлічних домкратів для випрямлення. Для колон з високою жорсткістю під час корекції домкрата можна застосувати нагрів полум’ям ацетиленового кисню до опуклої сторони зігнутої ділянки.
VII. Надмірне відхилення висоти сталевої колони
Після встановлення висота або відносна висота сталевих колон може перевищувати допустимі допуски, що призведе до невідповідності загальної висоти колони або висоти кронштейнів. До поширених причин належать неправильні висоти фундаменту, відхилення розмірів сталевих колон при виготовленні та неузгодженість коригування висоти фундаменту з фактичними розмірами сталевих колон під час встановлення. Відхилення висоти створюють значні труднощі для встановлення та вирівнювання з’єднаних елементів конструкції, що робить виправлення тривалим і трудомістким.
Профілактичні та коригувальні заходи:
1. Під час будівництва фундаменту необхідно суворо контролювати висоти та всебічно регулювати їх відповідно до фактичної довжини сталевих колон або висотних розмірів опорних поверхонь кронштейнів, щоб забезпечити послідовні висоти установки.
2. Під час виготовлення загальна довжина та розміри сталевих колон повинні суворо контролюватися, щоб запобігти накопиченню позитивних допусків. Для колон без з’єднань процес виготовлення може передбачати спочатку зварювання корпусу колони, а опорну плиту та кришку тимчасово залишати незавареними. Якщо виявлено відхилення в довжині, можна зробити коригування перед остаточним зварюванням основної плити або накидної плити.
Встановлення сталевих конструкцій – це систематичний інженерний процес, у якому недбалість на будь-якому етапі може призвести до незворотного впливу на кінцеву якість конструкції. Сім проблем, наведених вище, є поширеними на будівельних майданчиках, але їх профілактика є простою. Ключ полягає у встановленні суворого попереднього контролю якості: вимірювальні прилади мають бути відкалібровані, має бути виділено достатньо часу для вторинного вирівнювання фундаменту, кожен компонент має бути повторно перевірений після прибуття, процедури підйому мають бути науково сплановані, а примусове складання або неправильне використання анкерних болтів має бути суворо заборонено.
Практичний досвід показав, що впровадження контролю якості перед початком монтажу є набагато економнішим і надійнішим, ніж проведення коригувальних робіт після цього. Сподіваємося, що досвід і практика, підсумовані в цій статті, стануть цінними вказівками для міжнародних професіоналів, які займаються проектуванням, будівництвом і управлінням проектами, допомагаючи зменшити повторення подібних проблем і спільно підвищити безпеку та якість конструкції металоконструкцій у всьому світі.