4674
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Е.А. Кочетова, Н.В. Савина
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям и практическим занятиям по дисциплине «Технология изготовления строительных конструкций» для обучающихся по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строительство высотных
и большепролетных зданий и сооружений
Нижний Новгород
2022
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Е.А. Кочетова, Н.В. Савина
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям и практическим занятиям по дисциплине «Технология изготовления строительных конструкций» для обучающихся по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строительство высотных
и большепролетных зданий и сооружений
Нижний Новгород ННГАСУ
2022
УДК 693.8+691.7 (075.8)
Кочетова, Е. А. Технология изготовления строительных конструкций: учебнометодическое пособие / Е. А. Кочетова, Н. В. Савина ; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2022. – 14 с. : – Текст : электронный.
Приведены цели освоения учебной дисциплины «Технология изготовления строительных конструкций» и содержание курса лекций и практических занятий. Даны рекомендации по их изучению и проведению практических занятий.
Предназначено обучающимся в ННГАСУ по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений.
© Е.А. Кочетова, 2022 © Н.В. Савина, 2022 © ННГАСУ, 2022.
3
1. Цели освоения учебной дисциплины
Целями освоения учебной дисциплины «Технология изготовления строительных
конструкций» являются:
1)ознакомление студентов с принципами и особенностями технологии изготовления металлических конструкций,
-сортаментом и материалами, применяемыми при их изготовлении;
-правкой листа и профиля,
-разметкой и наметкой;
-механической, кислородной, плазменной и лазерной резкой;
-методами сварки и сборки металлоконструкций;
-отделочными операциями: образованием монтажных отверстий, фрезерованием торцевых плоскостей,
-общей и контрольной сборками,
-грунтовкой и окраской конструкций;
-особенностями технологии изготовления конструкций высотных и большепролетных зданий и сооружений.
2) ознакомление студентов с принципами и особенностями технологии изготовления
железобетонных конструкций:
-сортаментом и материалами, применяемыми при их изготовлении;
-технологией изготовления монолитных железобетонных фундаментов в условиях строительной площадки;
-технологией изготовления монолитных железобетонных колонн в условиях строительной площадки;
-технологией изготовления монолитных железобетонных перекрытий в условиях строительной площадки;
-технологией изготовления сборных железобетонных конструкций (фундаментов,
перемычек, многопустотных плит перекрытия и др.) в заводских условиях;
-технологией изготовления монолитных железобетонных конструкций зданий в Нижнем Новгороде в условиях строительной площадки: опалубочными, арматурными и бетонными работами;
-особенностями технологии изготовления конструкций высотных и большепролетных зданий и сооружений.
4
2. Содержание курса лекций
Курс лекций по учебной дисциплине «Технология изготовления строительных конструкций» разделен на два блока.
Первый блок «Технология изготовления металлических конструкций» включает
следующие разделы:
-Особенности технологии изготовления металлических конструкций;
-Сортамент и материалы, применяемые при изготовлении металлических конструкций;
-Технологическая структура цехов, технологические и транспортные схемы заводов
МК;
-Правка листа и профиля. Отчистка и консервация металла;
-Разметка и наметка. Механическая, кислородная и другие способы резки металла;
-Образование отверстий. Гибка профиля. Сборка металлических конструкций. Сварка
иклепка конструкций;
-Отделочные операции. Общая и контрольная сборки металлических конструкций.
Грунтовка и окраска;
-Особенности технологии изготовления конструкций из алюминиевых сплавов;
-Заводы металлических конструкций. Специализация заводов. Типизация МК.
Второй блок «Технология изготовления железобетонных конструкций» включает
следующие разделы:
-особенности технологии изготовления железобетонных конструкций;
-сортамент и материалы, применяемые при их изготовлении;
-технология изготовления монолитных железобетонных фундаментов в условиях строительной площадки;
-технология изготовления монолитных железобетонных колонн в условиях строительной площадки;
-технология изготовления монолитных железобетонных перекрытий в условиях строительной площадки;
-технология изготовления сборных железобетонных конструкций (фундаментов,
перемычек, многопустотных плит перекрытия и др.) в заводских условиях; - особенности технологии изготовления монолитных железобетонных конструкций
зданий в Нижнем Новгороде в условиях строительной площадки: опалубочные, арматурные и бетонные работы
5
- особенности технологии изготовления конструкций высотных и большепролетных
зданий и сооружений на примере небоскребов города Дубаи и высоток «Москва-Сити»
2.1 Первый блок «Технология изготовления металлических конструкций»
2.1.1 Особенности технологии изготовления металлических конструкций
Отмечены такие достоинства МК, как надежность работы, малая масса,
непроницаемость и индустриальность изготовления. Выделены недостатки МК (коррозия и незначительная огнестойкость). Определены понятие технологии и критерии её оптимальности. Выделены преимущества сварных МК: снижение веса конструкций и трудоемкости их изготовления; технологичность изготовления, отсутствие остаточных деформаций при эксплуатации.
2.1.2 Сортамент и материалы, применяемые при изготовлении МК
Отмечена область использования металла в строительной индустрии. Определены требования, которые необходимо соблюдать при проектировании МК; сортамент проката:
листовой (лист, полоса, рифленый, просечно-вытяжной), сортовой (круг, квадрат,
шестигранник), фасонный (уголок, тавр, двутавр, балка), трубы, холодногнутые профили;
профили из алюминиевых сплавов. Рассмотрены стали, применяемые для изготовления МК;
определена область использования сталей обычной, повышенной и высокой прочности. Особо выделены алюминиевые сплавы: их достоинства и недостатки, область использования.
2.1.3. Технологическая структура цехов, технологические и транспортные схемы
заводов МК
Рассмотрена технологическая структура цехов основного производства на заводах МК. (цех подготовки металла со складом, цех обработки деталей со складом полуфабрикатов,
сборочно-сварочный цех, малярно-погрузочный цех со складом готовой продукции). Описаны технологические операции, используемое оборудование всех цехов. Определена необходимость создания на заводах вспомогательных (транспортный цех, ремонтные цехи,
склады применяемых материалов) и подсобных (кислородная и ацетиленовая станции,
компрессорная станция, котельная) производств.
Рассмотрены технологические и транспортные схемы заводов МК в зависимости от направлений технологического потока и движения мостовых кранов. Описаны достоинства и недостатки всех схем.
6
2.1.4. Правка листа и профиля. Очистка и консервация металла
Рассмотрены виды деформации листа и профиля, особенности и ограничения, причины их появления. Обоснована необходимость проведения правки. Рекомендованы способы правки: правка изгибом в холодном состоянии, правка растяжением, термическая правка,
термомеханическая правка. Описаны сущность и особенности технологии правки,
используемое оборудование.
Показано, что надежной защитой МК от коррозии является их окрашивание.
Рассмотрены способы очистки – химический (травлением) и механический; их особенности,
достоинства и ограничения. Определены критерии при выборе способа очистки. Обоснована необходимость консервации проката и выработаны требования, предъявляемые к материалу для консервации. Доказано, что таким требованиям отвечает фосфат. Описаны сущность и способы фосфатирования.
2.1.5. Разметка и наметка. Механическая, кислородная и другие способы резки
металла
Рассмотрены процессы разметки и наметки. Описаны сущность, назначение,
возможности, отличия, область использования. Отмечена зависимость точности и качества деталей от точности изготовления шаблона, учета технологических припусков на усадку после сварки, на фрезерование торцев, на строгание кромок. Указаны инструмент и приспособления для разметки и наметки.
Отмечено, что резка металла – одна из основных технологических операций и выбор способа резки зависит от металла, требуемой точности и размеров деталей. Описаны сущность механической резки, качество среза деталей, применяемые оборудование и инструмент.
Отмечены преимущества кислородной резки в сравнении с механической. Рассмотрены способы кислородной резки (ручным резаком, переносными и стационарными газорезательными машинами), область их применения, параметры режима резки. Описаны сущность, возможности, область использования, достоинства и недостатки лазерной,
плазменной и гидроабразивной резки.
2.1.6. Образование отверстий. Гибка профиля. Сборка металлических
конструкций. Сварка и клепка конструкций.
Описаны способы образования отверстий: сверление, пробивка (продавливание),
расточка, механическая вырезка, газовая и лазерная резка. Определены ограничения,
применяемое оборудование и инструмент при сверлении отверстий. Определена область сверления отверстий по кондуктору, пакетом по шаблону, по наметке. Рекомендованы материалы для изготовления инструмента. Рассмотрены возможности пробивки и других способов образования отверстий, используемое оборудование и инструмент.
7
Показано широкое использование холодной гибки при изготовлении трубопроводов,
резервуаров, бункеров, гнутых профилей в строительстве. Отмечено, что изготовление цилиндрических, конических, сферических деталей и кольцевая гибка профиля производятся на листогибочных вальцах, гнутые профили – на кромкогибочных прессах.
Рассмотрены проблемы механизации работ на заводах МК, даны рекомендации по созданию поточных линий, сочетающих две и более технологических операций (правка, резка,
образование отверстий и др.). Намечены пути повышения уровня механизации и автоматизации работ на заводах МК.
Отмечена значимость сборки при изготовлении МК (30% трудоемкости). Описаны сущность процесса сборки, организация рабочих мест в сборо-сварочных цехах, инструмент и инвентарные приспособления для сварки. Рассмотрены методы сборки различных МК.
Показано, что в строительной индустрии применяют автоматическую сварку под слоем флюса, полуавтоматическую в среде углекислого газа, электрошлаковую, контактную
(точечную и стыковую), газовую сварки. Отмечены их особенности и ограничения при использовании. Перечислены параметры, составляющие технологический процесс сварки,
которые должны быть учтены.
Уделено внимание клепке конструкций. Определена область использования. Описаны три способа сборки, их достоинства и недостатки. Рассмотрены сущность процесса клепки и контроль качества клепанных конструкций.
2.1.7. Отделочные операции. Общая и контрольная сборки МК. Грунтовка и
окраска
Рассмотрены отделочные операции: образование монтажных отверстий и фрезерование торцевых плоскостей для плотного примыкания элементов друг к другу и для ускорения монтажа. Описаны два способа образования монтажных отверстий, их достоинства и недостатки. Обоснована необходимость фрезерования торцевых плоскостей конструкции,
рекомендовано оборудование.
Подробно рассмотрены общая и контрольная сборки МК, сущность и область их использования.
Обоснована необходимость грунтовки и окраски конструкций. Описаны способы подготовки поверхности конструкций, методы грунтования, их достоинства и недостатки.
Указано, что должна быть восстановлена маркировка после грунтования.
2.1.8. Особенности технологии изготовления конструкций из алюминиевых
сплавов
Отмечены достоинства и недостатки алюминиевых сплавов, особенности обработки
конструкций из алюминиевых сплавов. Описаны сущность и технологические процессы
8
сборки и сварки, сборки и клепки алюминиевых конструкций. Рассмотрены способы защиты конструкций от коррозии: лакирование, анодное или химическое оксидирование, покрытие лаками, полирование и глянцевание.
2.1.9. Заводы металлических конструкций. Специализация заводов. Типизация
МК.
Рассмотрены особенности универсальных и специализированных заводов МК:
номенклатура изделий, технологические возможности оборудования, средства механизации и автоматизации, серийность производства, планировка основных цехов заводов. Уделено внимание типизации проектов и конструктивных элементов; нормализации деталей МК.
Отмечена важность повышения степени заводской готовности МК, превращения процесса возведения в процесс скоростной сборки зданий и сооружений из крупноразмерных элементов.
2.2 Второй блок «Технология изготовления железобетонных конструкций»
2.2.1. Особенности технологии изготовления железобетонных конструкций.
Рассмотрены преимущества изготовления железобетонных конструкций в условиях современной строительной площадки.
2.2.2. Сортамент и материалы, применяемые при их изготовлении.
Подробно рассмотрены классы арматуры и классы бетона. Их характеристики, сфера возможного использования. Отличие марки от класса бетона. Способы соединения арматуры.
2.2.3. Технология изготовления монолитных железобетонных фундаментов в
условиях строительной площадки.
Подробно рассматриваются опалубочные, арматурные и бетонные работы при возведении монолитного железобетонного фундамента. Классы арматуры и классы бетона,
используемые в современном строительном производстве при изготовлении монолитных железобетонных фундаментов в условиях строительной площадки. Поддерживающие каркасы.
Защитные слои. Виды опалубки. Способы соединения арматуры. Также рассматриваются виды монолитных железобетонных фундаментов и особенности каждого вида при возведении конструкции на строительной площадке. Отмечены преимущества и недостатки каждого вида фундаментов при возведении здания на карстовых грунтах.
2.2.4. Технология изготовления монолитных железобетонных колонн в условиях
строительной площадки.
Подробно рассматриваются опалубочные, арматурные и бетонные работы при возведении монолитных железобетонных колонн. Классы арматуры и классы бетона,
используемые в современном строительном производстве при изготовлении монолитных
9
железобетонных колонн в условиях строительной площадки. Виды опалубки.
Поддерживающие каркасы. Защитные слои. Способы соединения арматуры. Также рассматриваются виды монолитных железобетонных колонн и особенности каждого вида при возведении конструкции на строительной площадке.
2.2.5. Технология изготовления монолитных железобетонных перекрытий в
условиях строительной площадки.
Подробно рассматриваются опалубочные, арматурные и бетонные работы при возведении монолитных железобетонных перекрытий. Классы арматуры и классы бетона,
используемые в современном строительном производстве при изготовлении монолитных железобетонных колонн в условиях строительной площадки. Виды опалубки.
Поддерживающие каркасы. Защитные слои. Способы соединения арматуры. Также рассматриваются виды монолитных железобетонных перекрытий и особенности каждого вида при возведении конструкции на строительной площадке.
2.2.6.Технология изготовления сборных железобетонных конструкций
(фундаментов, перемычек, многопустотных плит перекрытия и др.) в заводских
условиях.
Рассматриваются способы изготовления сборных железобетонных конструкций
методом «в опалубке», поточным методом на конвейере («финская технология»). Особенности
серийного производства.
2.2.7. Особенности технологии изготовления монолитных железобетонных
конструкций зданий в Нижнем Новгороде в условиях строительной площадки:
опалубочные, арматурные и бетонные работы.
На примере современных жилых комплексов, школ и торговых центров Нижнего Новгорода рассматриваются вопросы и особенности технологии изготовления монолитных железобетонных фундаментов, колонн, перекрытий, обвязочных балок, понятие жесткого и шарнирного узла при изготовлении железобетонных конструкций, армирование отверстий в перекрытиях, стенах и диафрагмах жесткости.
2.2.8. Особенности технологии изготовления конструкций высотных и
большепролетных зданий и сооружений на примере небоскребов города Дубаи и высоток
«Москва-Сити».
На примере современных небоскребов и торговых центров г. Дубаи и делового центра
«Москва-Сити» рассматриваются вопросы и особенности технологии изготовления монолитных железобетонных фундаментов, колонн, перекрытий, обвязочных балок при возведении высотных зданий с каркасом из монолитного железобетона