Металлические конструкции применяют при строительстве большепролетных одноэтажных зданий, сооружении каркасов промышленных зданий тяжелого типа, каркасов гражданских зданий повышенной этажности, резервуаров, газгольдеров, различного типа технологических конструкций и т. д. в тех случаях, когда применение металла является либо единственным технически возможным решением, либо более экономичным по сравнению со сборным железобетоном. Все металлические конструкции, конструкции высотных инженерных сооружений, а также резервуары изготовляют на специализированных заводах по типовым проектам.
Так как металлические конструкции имеют повышенную деформативность, принимают меры, исключающие повреждения. Это особенно важно при перевозке, складировании и монтаже. Перевозка и хранение металлических конструкций осуществляется в проектном положении (за исключением секций вертикальных конструкций и колонн), верхние и нижние пояса ферм при необходимости усиливают, прикрепляя к ним деревянные щиты. При строповке стальными канатами «в обхват» устанавливают прокладки, предохраняющие стропы от перетирания, а конструкции от повреждения. Приемка конструкций на строительной площадке осуществляется визуально на отсутствие внешних повреждений, порчи огрунтовки, а также проверяют основные размеры: длину, ширину, высоту на опорах и в пролете, расположение монтажных отверстий. Колонны, подкрановые балки, фермы покрытия проверяют поштучно, остальные изделия — выборочно. Конструкции складируют непосредственно у места установки. Стальные плоские подкладки и прокладки, используемые для складирования, должны иметь кромки с закругленными углами, без заусениц и завалов. Металлические конструкции огрунтовываются и окрашиваются на заводе-изготовителе в соответствии с проектом. Перед монтажом производят укрупнительную сборку до проектных размеров. Металлические фермы укрупняют на строительной площадке в непосредственной близости от места разгрузки.
Монтаж металлических конструкций можно вести двумя технологическими методами:
- сборка на проектных отметках из законченных конструктивных элементов или укрупненных монтажных блоков (применяется, например, при сборке металлических каркасов зданий);
- установка предварительно собранного на земле сооружения в проектное положение (способ применяется при монтаже линий электропередач, башен, радиоантенн и т. д.).Приемка фундаментов под монтаж осуществляется комплексно и включает в себя:
- проверку отклонения фундаментов, опорных плит, специальных опорных устройств и положения анкерных болтов;
- проверку состояния резьбы анкерных болтов — резьба должна быть защищена от повреждения во время монтажа и предохранена от коррозии.
Анкерные болты должны быть установлены и забетонированы одновременно с фундаментами. Башмаки стальных колонн могут опираться на фундаменты следующими способами:
- непосредственно на поверхность фундамента, возведенного до проектной отметки подошвы колонны, без последующей подливки раствором;
- на заранее установленные, выверенные и подлитые раствором опорные плиты с верхней строганой поверхностью;
- на заранее установленные и выверенные опорные детали в виде балок с последующей подливкой цементного раствора под башмаки колонн.
Монтаж колонн производится в следующей последовательности:
- подготовка к монтажу
- строповка
- подъем
- наводка и опускание на опору или встык
- выверка
- закрепление
- временное раскрепление.
Подготовка к монтажу включает проверку опорных поверхностей и осевых размеров, очистку или нанесение осевых рисок, очистку поверхности фундамента или опорной поверхности плиты, прикрепление приспособлений, лестниц и площадок к колонне, защиту резьбы анкерных болтов, усиление колонн на период подъема.
Колонны поднимают стропами или траверсами, позволяющими производить расстроповку с земли и обеспечивающими вертикальное положение колонны и маневр, предусмотренный способом подъема. Строповка двухветвевых колонн производится за основные ветви. Колонны закрепляют анкерными болтами, навинчивая на них гайки, которые после затяжки фиксируют контрагайкой или прихваткой. Расстроповку выполняют после закрепления колонны. Колонны высотой до 15 м раскрепляют в соответствии с указаниями в проекте производства монтажных работ.
При стыковании колонн из отдельных элементов по высоте верхний элемент наводят в подготовленный стык с подмостей. Для совмещения элементов в стыке применяют струбцины, скобы и клинья. Для придания колоннам устойчивости вслед за монтажом очередных колонн устанавливают постоянные или монтажные связи или подкрановые балки.
При монтаже колонн высотой более 15 м устойчивость обеспечивают затяжкой анкерных болтов, постановкой дополнительных расчалок вдоль ряда колонн и крестообразных расчалок — для высоких колонн с узким башмаком; первые две смонтированные колонны сразу раскрепляют предусмотренными проектом постоянными связями или временными жесткими связями. При шарнирном опирании колонн их расчаливают вдоль и поперек ряда.
После геодезической проверки точности установки колонн их окончательно крепят. Монтаж балок состоит из подготовки к подъему, строповки, подъема и установки на опоры или заводки встык, выверки и закрепления. Подкрановые балки монтируют сразу после установки двух или четырех очередных колонн. Балки устанавливают на консоли колонн и временно крепят к упорам через прокладки с овальными отверстиями. По высоте и в плане балки регулируют подкладками.
Подкрановые балки устанавливают по возможности с заранее прикрепленными к ним подкрановыми рельсами.Монтаж подстропильных ферм состоит в установке их на монтажные столики, приваренные к колоннам, которые затем укрепляют расчалками.
Монтаж ферм состоит из тех же процессов, что и монтаж балок. Фермы устанавливают только после окончательного закрепления колонн проектными или монтажными связями, обеспечивающими устойчивость колонн в рядах. Монтаж стропильных ферм, как правило, ведут блоками, состоящими из двух ферм, рам фонарей и связей. Фермы обычно поднимают с помощью траверс. После подъема фермы краном на высоту, несколько большую чем высота колонны, ее разворачивают пеньковыми оттяжками и приводят в проектное положение. Ферму устанавливают на монтажные столики, а монтажные отверстия совмещают с помощью конических оправок. Выверенную ферму раскрепляют постоянными связями или временными расчалками до расстроповки.
Элементы покрытия укладывают от середины пролета к краям, а при наличии фонарей — от фонаря к краю симметрично по обе стороны от фонаря.
Монтаж фахверка, фонарных стеновых панелей, технологических и ходовых площадок, лестниц, мостиков и балконов рекомендуется вести укрупненными блоками. После установки каждый блок должен быть прикреплен к конструкциям каркаса. Металлические переплеты, как правило, монтируют готовыми остекленными блоками с помощью специальных траверс.
Прочность каменных, бетонных и железобетонных конструкций (стен, фундаментов, каркасов, перекрытий и т.п.) может определяться неразрушающими и разрушающими методами.
При разрушающих методах физико-механические свойства материалов (прочность, плотность, влажность и т.п.) стен, фундаментов и перекрытий определяется испытанием образцов и проб, взятых непосредственно из тела обследуемой конструкции или близлежащих участков, если имеются доказательства идентичности применяемых на этих участках материалов.
Неразрушающие методы позволяют определять прочность конструкций без ослабления сечения и снижения несущей способности при отборе образцов, кернов или проб материалов. К неразрушающим методам относятся механические и физические способы.