Монтаж стального каркаса производственных зданий
В документе приведена типовая технологическая карта на монтаж стального каркаса производственных зданий.
В соответствии со структурой и содержанием технологической карты по МДС 12-29.2006 приводятся решения по организации и технологии монтажных работ, правила и приемы выполнения технологических операций, нормы и процедуры оценки качества работ, потребность в средствах механизации.
Типовая технологическая карта может быть использована непосредственно или послужить основой для составления индивидуальных технологических карт на монтаж стального каркаса производственных зданий с учетом местных условий.
Документ предназначен для проектных организаций, разрабатывающих технологические карты производства работ, и строительно-монтажных организаций, выполняющих работы по монтажу стальных конструкций.
Разработана сотрудниками ''Центрального научно-исследовательского и проектно-экспериментального института организации, механизации и технической помощи строительству'' (Отв. исполнитель - Корытов Ю.А.).
ВВЕДЕНИЕ
Технологическая карта наряду с проектом производства работ является основным организационно-технологическим документом в производстве строительных работ.
Технологическая карта на монтаж стального каркаса производственных зданий, типовыми элементами которого служат колонны, балки и прогоны (фермы), содержит комплекс мероприятий по организации труда с наиболее эффективным использованием средств механизации, технологической оснастки, инструмента и приспособлений. В технологическую карту включены наиболее прогрессивные и рациональные способы монтажа, обеспечивающие безопасность для работающих и окружающей среды, способствующие сокращению сроков и улучшению качества работ, снижению их себестоимости.
Наличие технологической карты и использование ее при выполнении монтажных работ подтверждает готовностьстроительной организации к выполнению этих работ, во многом предопределяет конкурентоспособность строительнойорганизации.
Технологическая карта может быть использована при лицензировании строительной организации, при сертификации системы качества и строительной продукции - в качестве стандарта предприятия.
Настоящий документ разработан с учетом рекомендаций МДС 12-29.2006 по составлению технологических карт: по составу и содержанию их разделов, а также по изложению и оформлению.
После корректировки типовая технологическая карта может быть использована непосредственно или послужить основой для составления индивидуальной карты, с учетом местных условий.
В документе учтены результаты работ ЦНИИОМТП и других институтов в отрасли в области монтажа стальных конструкций.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Типовая технологическая карта предназначена для выполнения работ по монтажу стального каркаса производственных зданий.
Типовая технологическая карта может быть применена при новом строительстве, а также при реконструкции или ремонте существующих производственных зданий.
Типовая технологическая карта может быть использована непосредственно, а также послужить основой для составления индивидуальной технологической карты для конкретного здания, с учетом местных условий.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Настоящая типовая технологическая карта составлена на монтаж типового стального каркаса производственных зданий, состоящего из колонн, балок и прогонов (ферм).
По настоящей технологической карте возводится здание с габаритными размерами 64х29 м. Здание - двухэтажное с антресолью и подземным этажом под частью здания. Общая площадь здания - 4 тыс. м 
, строительный объем - 22 тыс. м 
, в том числе подземного этажа - 3 тыс. м . Верхняя отметка кровли относительно уровня земли - 8 м.
Каркас здания - из стального проката, двутавра с параллельными гранями полок: колонны из двутавров N 25 и N 35, балки из двутавров N 60, N 55, N 35 и N 20. Перекрытия - монолитный железобетон по металлическим прогонам.
По настоящей технологической карте монтаж стального каркаса осуществляется с применением ручной дуговой сварки. Сварные швы выполняются электродуговой сваркой, электродами Э42А, Э50А, Э55А.
Технологическую карту следует использовать вместе с рабочими чертежами на стальной каркас здания.
При разработке технологической карты использованы следующие нормативно- технические документы.
| Обозначение документа | Наименование документа |
| СНиП 3.03.01-87 | Несущие и ограждающие конструкции. |
| СНиП 12-01-2004 | Организация строительства. |
| СНиП 12-03-2001 | Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования. |
| СНиП 12-04-2002 | Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство. |
| ГОСТ 12.3.003-86 | ССБТ. Работы электросварочные. Требования безопасности. |
| ГОСТ 12.4.059-89 | ССБТ. Строительство. Ограждения предохранительные инвентарные. Общие технические условия. |
| ГОСТ 5264-80* | Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. |
| ГОСТ 23407-78 | Ограждения инвентарные строительных площадок и участков производствастроительно-монтажных работ. Технические условия. |
| ПБ 10-382-00 | Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. |
| МДС 12-29.2006 | Методические рекомендации по разработке и оформлению технологической карты. |
| МДС 12-41.2008 | Монтажная оснастка для временного закрепления сборных элементов возводимых и разбираемых зданий. М, ОАО "ЦПП", 2008. |
3. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ МОНТАЖА СТАЛЬНОГО КАРКАСА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
3.1 До начала монтажа стальных конструкций должны быть выполнены подготовительные работы, а также работы "нулевого цикла".
3.2 Детали стального каркаса - колонны, балки и прогоны должны быть изготовлены по рабочей документации, утвержденной разработчиком и принятой к производству предприятием-изготовителем.
Работы по укрупнению стальных конструкций и подготовке их к монтажу произвести на специально оборудованной площадке для складирования и укрупнительной сборки, с использованием стрелового автомобильного крана типа КС-3577-3 "Ивановец". Работы по подготовке конструкций к монтажу осуществляет звено в составе трех монтажников, электросварщика и подсобного рабочего.
3.3 Монтаж стального каркаса ведется звеном из пяти рабочих в составе: три монтажника, электросварщик и подсобный рабочий. При этом используется монтажный кран типа КС-55729 с телескопической стрелой длиной до 30,1 м.
Монтируемые колонны, балки и прогоны (фермы) должны быть размещены заранее в зоне действия крана.
Горизонтальная привязка монтажного крана к строящемуся зданию показана на схеме, фрагмент которой приведен на рис.1.
Рис.1. Схема горизонтальной привязки монтажного крана (фрагмент)
На схеме показана организация и оборудование участка монтажных работ. Участок имеет временное ограждение, препятствующее появлению посторонних в зоне работ. По периметру возводимого здания проложена временная дорога для перемещения монтажного крана по часовой стрелке от стоянки Ст.1 до стоянки Ст.7. Зоны действия крана на этих семи стоянках обеспечивают монтаж стального каркаса здания.
На участке работ линиями обозначены опасные зоны: от перемещения груза монтажным краном - на расстоянии 4,0 м от крюка и от возможного падения предметов с высоты здания - на расстоянии 3 м от стены здания.
На участке согласно схеме предусмотрены: место хранения съемных грузозахватных приспособлений, место хранения контрольного груза, стенд со схемами строповки и таблицей масс грузов, светильники-прожекторы для освещения рабочих мест и пункт мойки колес крана.
Имеющиеся на площадке работ зеленые насаждения должны быть перенесены или защищены от повреждений машинами и механизмами, отходами демонтажа сооружений. Кусты должны быть защищены деревянными укрытиями, а стволы деревьев укрыты футлярами-приспособлениями из досок толщиной не менее 25 м.
Схема вертикальной привязки монтажного крана к строящемуся зданию показана в сечении N-N (рис.1) на стоянке Ст.2 (рис.2). Расстояние от оси крана до стены здания 
4 м составляет не меньше наибольшего радиуса поворотной части крана 
и нормативного габарита приближения 1 м. Минимальные расстояния от стрелы до металлоконструкций здания и до сигнального ограждения при этом соответствуют нормативным - 0,5 м. Опасная зона от перемещения подвижных частей крана принята на расстоянии 5 м.
Рис.2. Вертикальная привязка монтажного крана
3.4 Монтаж каркаса начинают после сдачи-приемки фундаментов-опор для колонн здания, при наличии акта на скрытые работы. В процессе сдачи-приемки должна быть выполнена инструментальная проверка качества ранее выполненных бетонных работ. При сдаче-приемке должно быть проверено положение поперечных и продольных осей фундаментов-опор в плане и высотные отметки опорных поверхностей фундаментов.
3.5 Монтаж каркаса состоит из следующих операций:
- подготовка мест установки и крепления колонн и балок;
- строповка колонн и балок;
- подъем, наводка и установка их на место крепления;
- выверка и временное закрепление (если требуется);
- расстроповка колонн и балок.
Отдельным потоком, используя смонтированный каркас, произвести монтаж прогонов (ферм) и встроенных стальных конструкций.
3.6 Монтаж колонны выполнить по схеме, показанной на рисунке 3.
Рис.3. Монтаж колонны
Перед монтажом колонну укладывают на деревянные подкладки (1). Колонну переводят монтажным краном из горизонтального (2) в вертикальное (3), а затем и в проектное положение (4).
Наводку колонны в проектное положение производить с минимальной скоростью.
Положение колонны выверить относительно разбивочных осей, проверить ее вертикальность и высотную отметку. Основные допуски на монтаж колонны приведены в разделе 4.
Временное закрепление установленной колонны произвести с помощью монтажной оснастки (подкосов, связей, кондукторов и т.п.), типоразмер которой зависит от размеров и конструкции монтируемой колонны. Временное закрепление колонны расчалками показано на рис.4. Инвентарная расчалка с натяжным устройством (1) прикреплена к колонне (2) и к инвентарному железобетонному блоку (3) (или к ранее смонтированному элементу каркаса).
Рис.4. Временное крепление колонны
Постоянное закрепление колонн, балок и прогонов произвести сваркой согласно проекту.
Стропы могут быть сняты с колонны, балки, прогона после их временного закрепления. Монтажную оснастку снять после постоянного закрепления деталей каркаса по проекту.
3.7 Монтаж балки производят на опорные площадки, подготовленные на колоннах согласно проекту.
К колоннам приставляют инвентарные средства подмащивания с площадками (монтажные лестницы, передвижные подмости, вышки и т.п.). С помощью оттяжек производится подъем балки и наведение ее в положение, близкое к проектному. После этого монтажники поднимаются на площадки средств подмащивания и устанавливают балку в проектное положение. Строп балки при этом может быть приспущен на 5-10 см. Производится сварка конструкций согласно проекту, после чего осуществляют расстроповку балки.
3.8 Установку балок и колонн в проектное положение произвести с первого раза. Строповку осуществлять стропами с замыкающими устройствами на крюках. Неиспользуемые ветви стропа следует навешивать на соединительное звено. Угол между ветвями стропа не должен превышать 90°. Крюки стропа должны быть направлены от центра тяжести балок и колонн. При строповке балок использовать инвентарные прокладки, предотвращающие перетирание каната.
Схемы строповки приведены на рис.5.
Рис.5. Строповка колонн и балок
Строповку колонны (1) производить стропом (2) типа 1СК-4,0/2000 по ГОСТ 25573-82 и клещевым захватом с дистанционным управлением расстроповкой - КЗ-3.2 (рис.5.1).
Строповку балки (1) производить стропом (2) типа 4СК1-2/2000 ГОСТ 25573-82 (рис.5.2).
При строповке использовать съемные грузозахватные приспособления, типоразмеры которых применить с учетом конструкции и масс колонн и балок.
Захваты для колонн и балок показаны на рис.6.
Рис.6. Захваты для колонн и балок
Для колонн, кроме клещевого захвата (рис.5.1), применять фрикционные (рис.3 и рис.6.1), пальцевые со строповочным отверстием в колонне (рис.6.2) и эксцентриковые захваты.
Для балок, кроме петлевого захвата (рис.5.2), применять рычажные (рис.6.3) или штырьевые (рис.6.4) захваты.
Схемы строповки должны быть помещены на стенд, место расположения которого на участке работ указано нарис.1.
3.9 При строповке колонн и балок следует руководствоваться сведениями об их массе, о схемах строповки и о соответствующих съемных грузозахватных приспособлениях. Эти сведения применительно к данному проекту здания приведены в таблице 1.
Таблица 1
Массы грузов, схемы строповки и грузозахватные приспособления
| Наименование и обозначение грузов | Массы грузов, кг, не более | Схемы строповки нарис.5 | Съемное грузозахватное приспособление |
| Колонна К1, двутавр N 25 | Рис.5.1 | Строп 1СК-4,0/2000 ГОСТ 25573-82 Захват КР-3.2 | |
| Колонна К2, двутавр N 35 | |||
| Балка Б1, двутавр N 60 | Рис.5.2 | Строп 4СК1-2/2000 ГОСТ 25573-82 | |
| Балка Б2, двутавр N 55 | |||
| Балка Б3, двутавр N 35 | |||
| Балка Б4, двутавр N 20 |
Таблица масс грузов, схемы строповки и данные о съемных грузозахватных приспособлениях должны быть помещены на упомянутый выше стенд.
Место хранения съемных грузозахватных приспособлений показано на схеме горизонтальной привязке крана (рис.1).
Перед началом монтажных работ крановщик и стропальщики должны быть ознакомлены под роспись со схемами строповки, с таблицей масс грузов и съемными грузозахватными приспособлениями.
3.10 Монтаж стального каркаса производить способом "снизу-вверх", по захваткам, методом "на кран".
Последовательность монтажа должна обеспечить устойчивость и геометрическую неизменяемость конструкций. Разбивка на захватки и последовательность монтажа колонн и балок указаны на плане разбивки на отметках 0,0; +4,0: +8,0; +10,0 на листах формата А3 (весь план разбивки на разных отметках здесь не приводится). Фрагмент плана разбивки в осях А-Д и 1-5 на захватки и последовательность монтажа на отметке +4,0 м показан на рис.7.
Рис.7. Последовательность монтажа колонн и балок на отметке 4 м (фрагмент)
Монтаж на первой захватке производится в осях А-В и 1-5, на второй - в осях В-Д и 1-5. На сетке конструкций в плане последовательность монтажа типоразмеров колонн (К1, К2, К3 и т.д.) и балок (Б1, Б2, Б3 и т.д.) обозначена цифрами. Последовательность монтажа на первой захватке первых семи колонн и балок следующая: К1-1, К1-2, Б4-3 (в осях В и 1-2), К1-4, Б2-5 (в осях 1 и Б-В), К1-6, Б3-7 (в осях В и 2-3). Таким же способом устанавливается последовательность монтажа на второй и других захватках.
3.11 Сварочные работы выполняют после проверки правильности монтажа конструкций.
Сварка производится - ручная дуговая, покрытыми электродами типа Э-42А, Э-50А и Э-55А. Размеры швов и кромок - согласно рабочим чертежам на сварочные соединения, валиками сечением не менее 20-35 мм . Следует зачищать места сварки: кромки свариваемых деталей в местах расположения швов и прилегающие к ним поверхности шириной не менее 20 мм необходимо зачищать с удалением ржавчины, жиров, краски, грязи и влаги. Сварку производить при устойчивом режиме: отклонения от заданных значений сварочного тока и напряжения на дуге не должны превышать 5-7%.
Электроды подвергнуть сушке (прокаливанию) в сушильных печах. Число прокаеённых электродов на рабочем месте сварщика не должно превышать теёх-четыеехчасовой потребности. Электроды следует предохранить от увлажнения - хранить в герметичных пеналах.
При двусторонней сварке стыковых, тавровых и угловых соединений с полным проплавлением необходимо перед выполнением шва с обратной стороны удалить его корень до чистого металла.
Применение начальных и выводных планок следует предусматривать по рабочим чертежам сварных соединений. Не допускается возбуждать дугу и выводить кратер на основной металл за пределы шва.
Каждый последующий слой многослойного шва следует выполнять после очистки предыдущего слоя от шлака и брызг металла. Участок шва с трещинами следует исправлять до наложения последующего слоя.
Поверхности сварных швов после окончания сварки очистить от шлака, брызг, наплывов и натеков металла.
Приваренные монтажные приспособления удалить (газовой резкой с припуском) без повреждения основного металла и ударных воздействий. Места их приварки зачистить механическим способом заподлицо с основным металлом.
Сварочные работы производить при температуре наружного воздуха не ниже -20 °С. Силу сварочного тока необходимо при этом повышать пропорционально понижению температуры: при понижении от 0 до -10 °С - на 10%, при понижении от -10 до -20 °С - еще на 10%.
При отрицательной температуре сварочные работы выполнить с соблюдением следующих правил:
- особо тщательно заварить замыкающие участки швов;
- удалить влагу и снег на расстоянии не менее 1 м от места сварки;
- просушить зону сварки, например, с помощью пламени горелки.
Около шва сварного соединения, на расстоянии 40 мм от границы шва должен быть проставлен номер клейма сварщика.
4. ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ И ПРИЁМКА РАБОТ
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА МОНТАЖНЫХ РАБОТ
4.1.1 Для контроля качества монтажных работ выполнить:
- входной контроль конструкций и изделий согласно рабочей документации;
- контроль технологических операций;
- приемочный контроль.
4.1.2 При входном контроле предусмотреть проверку наличия и полноты рабочей проектной и технологической документации, соответствие конструкций и изделий этой документации.
Для контроля должны быть представлены рабочие чертежи, проект организации строительства, проект производства работ, технические паспорта, сертификаты на металлические изделия и конструкции и другие документы, указанные в рабочих чертежах.
4.1.3 Контроль технологических операций осуществлять в процессе их выполнения, следует предусмотреть своевременное измерение параметров, выявление их отклонений (дефектов) и меры по их устранению и предупреждению.
Предельные отклонения параметров смонтированного стального каркаса приведены в таблице 2.
Таблица 2
Предельные отклонения параметров стального каркаса
| Параметры | Предельные отклонения параметров, мм | Средства измерений |
| Отклонения (от проектных) отметок опорных поверхностей колонн | Нивелир НЗ, НЗК, 2Н-10КЛ, 2Н-3Л | |
| Разность отметок опорных поверхностей колонн | То же | |
| Смещение осей колонн относительно разбивочных осей в опорном сечении, | 5 | Теодолит 2Т5К, 2Т30 |
| то же - в верхнем сечении | Складной метр типа МСМ-82, МСД-1 | |
| Кривизна колонны | 0,0013 расстояния между точками крепления, но не более 15 | Прогибомер типа 6-ПАО Нивелир НЗ, НЗК, 2Н-10КЛ, 2Н-3Л |
| Отметки опорных поверхностей балок, прогонов, ригелей | Нивелир НЗ, НЗК | |
| Смещение балок с осей | Теодолит 2Т5К, 2Т30; Метр складной МСМ-82; МСД-1 | |
| Расстояния между осями балок, ригелей | Рулетка типа РЗ-10, РЗ-20 |
4.1.4 При приемочном контроле выполнить измерение и оценку предельных величин отклонений параметров и характеристик стального каркаса, приведенных в рабочей документации.
Величины отклонений линейных размеров и диагоналей, определяющих точность монтажа несущей металлической конструкции, измеряются геодезическими приборами и рулетками типа РЗ-2, РЗ-10, РЗ-20. Предельные величины этих отклонений не должны превышать значений, приведенных в таблице 3.
Таблица 3
Предельные отклонения размеров стального каркаса
| Интервалы номинальных размеров конструкций, м | Предельные отклонения линейных размеров, ± мм | Предельные отклонения диагоналей, ± мм |
| От 2,5 до 4,0 | ||
| От 4,0 до 8,0 | ||
| От 8,0 до 16,0 | ||
| От 16,0 до 25,0 | ||
| От 25,0 до 40,0 |
4.2 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРОЧНЫХ РАБОТ
Для приемки сварочных работ швы сварных соединений по окончании сварки очистить от шлака, брызг и наплывов металла. Непровары, наплывы, прожоги, трещины всех видов, размеров и расположения, оплавление основного металла не допускаются.
Дефекты сварных швов, которые необходимо учитывать при оценке качества сварочных работ, приведены в таблице 4.
Таблица 4
Допускаемые размеры дефектов сварных швов
| Дефекты | Характеристика дефектов | Допускаемые размеры дефектов |
| Газовая полость | Максимальный размер полости | Не более 3 мм |
| Поры | Доля суммарной площади пор | Не более 1-4% |
| Максимальный размер поры | 2 мм | |
| Шлаковые включения | Максимальный размер | 2 мм |
| Непровары | Расстояния между непроварами | Не более 2 мм |
| Зазор между свариваемыми деталями | Максимальный размер | 2 мм |
| Подрезы | Глубина подреза | Не более 1,0 мм |
| Выпуклость | Высота выпуклости | Не более |
| - стыковой шов | 5 мм | |
| - угловой шов | 3 мм | |
| Уменьшение катета шва | Разница в катетах (по проекту и по факту) | Не более 1 мм |
| Асимметрия углового шва | Разница в катетах углового шва | Не более 1,5 мм |
| Вогнутость корня шва, утяжка | Глубина утяжки | Не более 0,5 мм |
Сварные швы с выявленными дефектами подлежат исправлению. Исправление сварных швов производить ручной дуговой сваркой, электродами того же типа диаметром 3 или 4 мм.
Наружные дефекты в виде неполномерных швов, подрезов и не заплавленных кратеров заварить с последующей зачисткой. Участки с поверхностными порами, шлаковыми включениями и несплавлениями предварительно обработать абразивным инструментом на глубину залегания, заварить и зачистить поверхность шва. Ожоги поверхности основного металла от сварочной дуги зачистить абразивным инструментом (например, наждачным кругом) на глубину 0,5-0,7 мм.
При появлении в металле шва трещины необходимо прекратить сварку до установления причины трещинообразования. Сварку разрешается возобновить после устранения трещины и принятия мер по предотвращению образования трещин.
Для устранения трещины следует:
- установить расположение, протяженность и глубину трещины,
- засверлить сверлом диаметром 5-8 мм концы трещины с припуском 15 мм в каждую сторону,
- выполнить Y-образную разделку кромок с углом раскрытия 60-70°,
- заварить разделку кромок электродами диаметром 3 или 4 мм.
Заварку разделки следует выполнить с предварительным подогревом металла до температуры 150-250 °С, поддерживать ее в процессе сварки и после ее окончания в течение времени из расчета 1,5-2 мин на 1 мм толщины металла.
Исправленный сварной шов подлежит контролю ультразвуковой дефектоскопией.