Этапы монтажа стального каркаса здания

Зачем важна правильная последовательность монтажа

Монтаж стального каркаса — это не просто установка элементов в проектное положение. Это управляемый процесс, в котором каждый предыдущий шаг влияет на возможность и безопасность следующего. Ошибка в последовательности может привести к тому, что каркас окажется нестабильным ещё до сдачи: появятся недопустимые деформации, трудноисправимые отклонения по осям или опасные монтажные положения конструкций.

Требования к последовательности монтажа стальных конструкций закреплены в действующих нормах на производство строительных работ. Конкретную очерёдность и меры по обеспечению устойчивости в ходе монтажа прописывают в проекте производства работ (ППР), который разрабатывается на основе рабочей документации марки КМ и детальной документации КМД. Работать без ППР — значит работать вслепую.

Типичная последовательность для промышленного или складского здания на сборном стальном каркасе выглядит так: приёмка фундаментов и анкерных болтов, монтаж колонн первого яруса с временным раскреплением, установка ригелей или подкрановых балок, монтаж ферм покрытия или балок перекрытия, укладка прогонов, постановка связей жёсткости, монтаж ограждающих конструкций. В рамках каждого шага есть своя внутренняя логика, которую разберём детально.

Приёмка фундаментов и анкерных болтов

До начала монтажа любых металлоконструкций геодезическая служба или ответственный специалист обязан принять фундаменты. Проверяют отметки верха фундаментов, положение анкерных болтов в плане и по высоте, расстояния между болтами в группе и расстояния между группами по осям. Отклонения фиксируются в исполнительной схеме. Если болты смещены относительно осей колонн сверх допустимого, их правят до подачи первой колонны — после начала монтажа сделать это уже несравнимо сложнее.

Особое внимание уделяют состоянию резьбы анкерных болтов. На площадке резьбу часто повреждают при бетонировании или последующих работах: прогоны опалубки, арматура, случайные удары техники. Перед монтажом колонн прогоняют гайки по всем болтам, дефектные болты отмечают и согласовывают с проектировщиком вопрос замены или восстановления. Начинать монтаж с заведомо дефектными анкерами — грубая ошибка.

Проверяют также опорные поверхности фундаментов под базы колонн. Если предусмотрена установка на подливку, проверяют наличие необходимого зазора. Если установка «насухо» через опорные плиты — проверяют горизонтальность и высотную отметку опорной поверхности. Любые отклонения оформляют актом и устраняют до монтажа.

Монтаж колонн: установка, выверка, временное раскрепление

Колонны монтируют, как правило, начиная с торцевой оси или с ячейки, в которой предусмотрены жёсткие связи. Это обеспечивает опорную устойчивую «точку», от которой развивают монтаж в обе стороны. Каждую колонну стропуют в соответствии со схемой строповки из ППР, поднимают краном и наводят на анкерные болты. При посадке на болты не допускают ударов и перекосов: перекошенная колонна может повредить резьбу или деформировать базовую пластину.

После установки колонну немедленно раскрепляют временно — расчалками, подкосами или групповым кондуктором. Это обязательное условие: даже одиночная колонна без раскрепления неустойчива и представляет угрозу при порыве ветра или при работе крана рядом с ней. Расчалки крепят к якорям на фундаменте или к уже смонтированным устойчивым элементам, натяжение контролируют так, чтобы не внести дополнительных напряжений в колонну.

Выверку вертикальности колонны выполняют теодолитом с двух взаимно перпендикулярных направлений. Согласно нормам на производство строительных работ, предельное отклонение оси колонны от вертикали по высоте не должно превышать регламентированных значений — для колонн типовой высоты это порядка 10–15 мм. После выверки затягивают гайки анкерных болтов до расчётного усилия и при необходимости выполняют подливку базы раствором. Снимать временное раскрепление можно только после полного закрепления и набора прочности подливки.

Монтаж ригелей, балок и подкрановых конструкций

После установки и выверки группы колонн (как правило, одного температурного блока) приступают к монтажу горизонтальных несущих элементов: ригелей рамы, балок перекрытия или подкрановых балок. Эти элементы соединяют колонны в единую пространственную систему, резко повышая устойчивость каркаса. Именно поэтому монтировать ригели нужно в той же очерёдности, что указана в ППР, — не «как удобнее», а в соответствии с расчётной схемой.

При болтовом монтаже ригелей важно соблюдать последовательность постановки болтов в монтажном узле. Сначала устанавливают сборочные болты (монтажные пробки и болты нормальной точности), выверяют положение ригеля, затем ставят постоянные болты. Затяжку высокопрочных болтов выполняют динамометрическими ключами до усилия, указанного в проекте. Этот момент контролирует производитель работ, фиксируя в журнале.

Для зданий с мостовыми кранами подкрановые балки монтируют с особой тщательностью по высоте и в плане: отклонения рельсового пути по уровню и по ширине колеи напрямую влияют на работоспособность и ресурс крана. После монтажа балок выполняют исполнительную съёмку отметок верха балки и положения оси рельсового пути — это обязательный документ для приёмки.

Монтаж ферм покрытия и укрупнительная сборка

Фермы покрытия — самые крупногабаритные и тяжёлые элементы большинства промышленных зданий. Их монтируют либо в проектном положении поэлементно, либо в укрупнённых блоках, собранных на земле. Укрупнительная сборка на земле предпочтительнее, когда это позволяет грузоподъёмность крана: она значительно безопаснее и позволяет тщательнее собрать все узлы в удобном положении.

При подъёме ферм обязательно применяют траверсы или специальные захваты, обеспечивающие строповку за несколько узлов одновременно. Подъём фермы за один узел недопустим: возникают монтажные изгибающие моменты, для которых элементы фермы не рассчитаны, что может привести к потере устойчивости верхнего пояса в ходе подъёма. Схему строповки разрабатывают в ППР и согласовывают с проектировщиком.

После установки каждой фермы на опорные узлы её немедленно раскрепляют расчалками или распорками до монтажа следующей. Первая смонтированная ферма — самая уязвимая: она стоит без поперечных связей и прогонов. Поэтому сразу после неё, ещё до перестановки крана, монтируют связи и хотя бы часть прогонов, формируя устойчивый блок из двух-трёх ферм.

Прогоны, связи жёсткости и пространственная устойчивость

Прогоны — это вторичные несущие элементы, которые укладываются поперёк ферм или ригелей и несут ограждающие конструкции кровли или стен. Их монтируют по мере готовности пролётов: шаг прогонов определяется проектом и зависит от марки и толщины кровельного материала, а также от снеговой и ветровой нагрузки. Прогоны раскрепляют верхние пояса ферм от потери устойчивости из плоскости, поэтому их постановка не должна откладываться.

Связи жёсткости — вертикальные, горизонтальные, по покрытию — составляют основу пространственной работы каркаса. Они воспринимают ветровые и другие горизонтальные нагрузки, обеспечивают неизменяемость геометрии. Принципиальная ошибка на практике — отложить монтаж связей «на потом», когда весь каркас уже стоит. Это опасно: в процессе монтажа на конструкции действуют монтажные нагрузки и ветер, а без связей каркас не имеет расчётной жёсткости.

Согласно требованиям нормативных документов на производство монтажных работ, связи необходимо устанавливать в строгом соответствии с ППР, поэтапно, формируя устойчивые монтажные блоки. Обычно связи покрытия ставят одновременно с фермами, а вертикальные связи по колоннам — в ходе монтажа колонн соответствующего яруса. Нарушение этого порядка — одна из наиболее частых причин аварийных ситуаций при монтаже.

Геодезический контроль в ходе монтажа

Геодезический контроль ведётся непрерывно на всём протяжении монтажа, а не только перед финальной приёмкой. Контролируют: отклонение осей колонн от разбивочных осей в плане; вертикальность колонн в двух плоскостях; отметки опорных узлов балок и ферм; горизонтальность балок; совпадение монтажных осей при стыковке элементов. Все результаты замеров вносят в исполнительные схемы — это обязательная часть исполнительной документации.

Инструменты контроля: теодолит или тотальная станция — для выверки вертикальности и плановых отклонений; нивелир — для контроля высотных отметок; рулетка и шаблоны — для контроля расстояний. На крупных объектах всё чаще применяют лазерные тахеометры, которые позволяют быстрее и точнее производить измерения и сразу формировать цифровую исполнительную съёмку.

Важный момент: выверку нужно выполнять с учётом температурных условий. В жаркий день длинные стальные элементы могут иметь тепловое расширение, которое искажает измерения. Замеры лучше делать в утренние часы или при облачной погоде. Этот нюанс часто упускают, а потом удивляются расхождениям между замерами в разное время суток.

Типичные ошибки и как их избежать

Первая по частоте ошибка — начало монтажа при неприятых фундаментах. Прораб торопится закрыть первую веху, а геодезист ещё не закрыл исполнительную по анкерным болтам. В результате обнаруженные отклонения приходится исправлять, когда колонны уже стоят: это потери времени и денег, а иногда — вопрос прочности узла. Правило простое: нет подписанного акта геодезической приёмки — монтаж не начинается.

Вторая ошибка — снятие временного раскрепления раньше времени. Расчалки мешают работе крана, и монтажники их убирают «временно», чтобы подать следующий элемент, и забывают поставить обратно. Или убирают до того, как смонтированы связи. Обе ситуации опасны. Руководитель монтажа должен контролировать это лично, а не полагаться на самодисциплину бригады.

Третья ошибка — несоблюдение момента затяжки высокопрочных болтов. Болты затягивают «на глаз» без динамометрического ключа, либо с правильным моментом, но без контроля порядка затяжки (от центра к краям пакета). Итог — неравномерное обжатие, в перспективе возможное раскрытие соединения. Контроль момента затяжки и его документирование — обязательное требование.

Stalfa как сервис-интегратор помогает разобраться не только с поставкой металла и металлоконструкций, но и с технической документацией: при необходимости подключает к проекту специалистов по разработке ППР и организации монтажного контроля. Это особенно актуально для регионов, где хороших монтажных организаций мало, а контроль качества ложится целиком на плечи заказчика.

Частые вопросы