Расчет размера нижней ступени фундамента

Размер нижней ступени фундамента под арку (в качестве поверочного после расчета фундамента по традиционной методике) производится из условия «сдвига» конструкции под действием распорного усилия (рис.4.2.). Расчетные соотношения этого поверочного расчета должны удовлетворять условием:

; (4.5)

; (4.6)

; (4.7)

где: - горизонтальная составляющая распора арка, кг;

а - ширина нижней ступени фундамента,см;

с - высота нижней ступени фундамента, см;

- высота ступени фундамента по расчету фундамента на прочность;

- коэффициент надежности (> 0,25);

σ_с – расчетное значение на смятие грунта, кг/см²;

- допускаемое давление грунта на смятие (кг/см²), принимаемое равным:

· песок сухой - 3 – 5 кг/см²;

· глина сухая – 3 – 4 кг/см²;

· песок мокрый – 1 – 3 кг/см²;

· глина мокрая – 0,5 – 2 кг/см².

 

Усилие в «затяжке» должно удовлетворять условию:

(4.8)

 

 

Рисунок 4.4 Схема опоры арки с устройством затяжки: 1– фундамент; 2 - шарнир; 3 – арка; 4 – хомут закрепления затяжки к шарниру; 5 – затяжка; 6 – устройство для натяжения затяжки.

 

4.3 Монтаж 2^х и 3^х шарнирных арочных покрытий

 

4.3.1 Технология возведения 2^х и 3^х шарнирных арок

 

Монтаж 2 ^х и 3 ^х шарнирных арочных покрытий существенно отличается друг от друга. Это отличие связано с тем, что 2 ^х шарнирные арки монтируются в проектное положение в виде целиком собранного монтажного блока. Тогда как при монтаже 3 ^х шарнирных арок сборка их осуществляется, как правило, из отдельных узлов и элементов на проектных отметках. Поэтому «набор» работ по монтажу указанных арок должен быть представлен следующими процессами.

Монтаж 2^х шарнирных арок:

Перечень технологических процессов монтажа данного типа арки представлен следующими:

1. транспорт отправочных элементов на объект;

2. прием и складирование их в зоне сборочного кондуктора;

3. устройство сборочного кондуктора (обязательно в монтажной зоне ведущего монтажного механизма)

4. сборка (укрупнение) арки на стенде с использованием легкого самоходного крана, грузоподъемностью не менее 5 т;

5. оснащение опорных узлов арки шарнирами и устройство затяжки;

6. строповка арки, включающая «вывод» конструкции на стенде из горизонтального в вертикальное положение;

Рисунок 4.5 Технологическая схема монтажа 2^хшарнирных арок: 1 – фундамент арки; 2 – шарнирная опора; 3 – ведущий монтажный кран; 4 – проектное положение арки; 5 – плиты покрытия; 6 – монтажное положении арки; 7 – монтажная траверса; 8 – бетонная подготовка (для перемещения монтажного крана по продольной оси здания); 9 – кондуктор- стенд для сборки арки; 10 – укрупнение арки из отправочных марок; 11 – автокран, обслуживающий стенд; 12 – подъем арки в вертикальное положение на стенде; 13 – отправочная марка арки; 14 – автопоезд (прицеп- роспуск) для транспорта отправочных марок; 15 – отправочный элемент на платформе прицепа- роспуска; I-II-III…XIII – последовательность «заполнения» арочного покрытия плитами.

Рисунок 4.6 Технологическая схема монтажа 2хшарнирных арок (план): 1 – фундамент; 2 – шарнир;3– ведущий самоходный кран типа СКГ-30; 4 – смонтированные арки; 5 – распорные плиты I ячейки арочного покрытия; 6 – «трасса» движения монтажного потока; 7 – «направляющие» для сборки арки; 8 - бетонная подготовка; 9 – настил стенда - кондуктора; 10- укрупняемая арка; 11 – автокран МКА-10, обслуживающий стенд-кондуктор; 12 – сборка полуарок; 13 – отправочные заводские марки; 14 – автотранспорт; 15 – отправочный элемент на платформе транспорта; 16 – площадка для автокрана с уплотненным грунтом; 17 – временная внутрипостроечная дорога; 18 – автотранспорт с плитами покрытиями; 19 – штабели плит; 20 – «маневр» крана при монтаже арки; 21 - маневр крана при монтаже плит; 22- временная затяжка; 23- «оттяжки» для временного закрепления арки от ветровой нагрузки; 24 – анкера оттяжек.

Рисунок 4.7 Узел формирования (заполнения) арочного покрытия одной ячейки: 1 – фундамент; 2 – шарнир; 3 – смонтированные арки; 4 – плиты покрытия; I, II, III…XI - цифровая последовательность установки плит ячейки (от центра к свесам арки).

 

7. монтаж арки на постоянном вылете стрелы монтажного крана при размещении последнего в «пятне застройки» на продольной осевой линии здания;

8. установка арки на фундамент с оформлением шарнирного стыка;

9. монтаж «расчалок» (не менее 3^х) для обеспечения устойчивости первой арки от действия ветровых нагрузок. Закрепление оттяжек предусматривается к верхнему поясу арки и к временным анкерам в виде фундаментных блоков;

10. растроповка арки и перемещение монтажного потока на следующую цифровую ось здания.

11. работы на очередной монтажной позиции крана завершаются установкой второй арки и распорных плит покрытия, что обеспечивает формирование первой «жесткой» ячейки арочного покрытия;

12. последующее «наращивание» ячеек арочного покрытия по изложенной технологии при продольном движении монтажного потока в «пятне застройки» здания;

13. демонтаж временных оттяжек.

Принципиальная схема данной технологии представлены на рис. 4.5. и 4.6.

Монтаж 3^х шарнирных арок:

Технология монтажа 3^хшарнирных арок осуществляется согласно следующих работ и процессов:

1. транспорт отправочных элементов арки в виде полуарок или двух отправочных элементов полуарок, что определяется размером пролета арочного

Рисунок 4.8. Технологическая схема монтажа 3^хшарнирной арки: 1- фундамент; 2 – шарниры фундамент; 3- отправочные марки полуарки; 4, 5 – временные башенные опоры для сборки арки; 6- башенный кран; 7- автокран для приема и складирования отправочных марок; 8- приобъектный склад; 9- прием на склад отправочных марок; 10- автотранспорт для доставки отправочных марок; 11- 12- рельсовый путь временных башенных опор; 13- гидродомкраты для выверки и раскружаливания арок; 14- бетонная подготовка; 15- маневры стрелы крана при подаче элементов арки на монтаж; 16- стык полуарок; 17- плиты покрытия по аркам.

Рисунок 4.9 Технологическая схема монтажа 3^хшарнирных арок (план): 1 – фундамент; 2 – шарниры; 3– полуарки; 4– центральная опора; 5–башенные опоры полуарок; 6– башенный кран; 7– автокран; 8– складирование отправочных марок; 9 – маневр стрелы крана при разгрузке отправочных марок на «склад»; 10 –автотранспорт для доставки полуарок; 11-12- рельсовые пути временных опор; 13– гидродомкраты на опорах; 14– бетонная подготовка под пол; 15 – маневры стрелы при монтаже полуарок; 16– стык полуарок; 17– подкрановой путь башенного крана; R1,R2, R3, R4 - вылеты стрелы башенного крана при монтаже полуарок.

покрытия и транспортными габаритами существующих дорожных коммуникаций;

2. прием и складирование отправочных элементов в монтажной зоне ведущего монтажного механизма;

3. устройство рельсовых путей для установки и последующего перемещения временной башенной опоры для сборки арки на проектных отметках;

4. монтаж временных башенных опор, рассчитанных на сборку с одной монтажной позиции двух смежных арок, т.е. длина верхней опорной рамы башни должна соответствовать «шагу» арок;

5. монтаж опорной (шарнирной) секций полуарки с установкой «нижней» опоры в «шарнир» фундамента, а верхней – на опорную раму башенной опоры;

6. монтаж верхней секции полуарки с опиранием нижнего конца на «башню», а верхнего - на центральную башенную опору, которая предназначена для формирования «замка» арки (рис. 4.7 и 4.8);

7,8. монтаж симметричной полуарки по этой же цифровой оси и по той же технологии, что в п.п. 5.6;

9. выверка и «рихтовка» стыка полуарок на опорных рамах башен с помощью системы гидродомкратов (или «песочниц»);

10. оформление стыков арки согласно рабочих чертежей проекта;

11. монтаж распорных плит первой ячейки покрытия (не менее 3х) по «центру» и по «свесам» арок;

12. монтаж («заполнение») ячейки между арками плитами покрытиями с оформлением проектных швов и стыков;

13. контроль качества выполненных работ с оформлением акта на скрытые работы;

14. «раскружаливание» арок с помощью гидродомкратов;

15. перемещение монтажного потока на следующую монтажную позицию и монтаж следующей арки.

4.3.2 Монтаж 2^х шарнирной арки методом «поворота»

Технология монтажа 2 ^х шарнирных арок методом «поворота» рассматривается на примере возведения легкоатлетического манежа в г. Москве. Здание манежа запроектировано размером 58 х 160 м с арочным покрытием из металлических решетчатых арок длиной 60 м. Покрытие манежа предусмотрено из 22 двухшарнирных арок, перекрывающих пролет 58 м и опирающихся на монолитные железобетонные контрфорсы и на каркасные конструкции здания - колонны.

Каждая арка решена в виде металлической ломанного очертания балки со строительной высотой 1000 мм с поясами 400 мм из стали 10Г2С1 – 12. Общая масса конструкции покрытия 540 т.

Конструктивная схема покрытия здания манежа в виде односкатной оболочки обусловила выбор метод монтажа «поворотом», который, как показал

 

Рисунок 4.10 Технологическая схема монтажа блока 2^х шарнирных арок методом «поворота»: 1 – фундамент – контрфорс; 2 – монтажные подмости; 3 – навесные лестницы; 4 – укрепляемая арка из отправочных элементов Ф – 1; Ф – 2; Ф – 3; 4а – стыки между элементами Ф – 1; Ф – 2; Ф – 3; 5, 5а – предмонтажное и монтажное положение стойки арки; 6,7 – монтажное и проектное положение блока арки; 8 – прогоны и связи жесткости арочного покрытия; 9 – передвижные подмости для выполнения работ на участках арочного блока высотой ≤ 5м; 10 – самоходный кран МКГ–25Бр; 11 – складирование элементов (марок) арочного свода; 12 – «перегон» крана со стоянки СК_сб на стоянку СК_мон (СКсб - стоянка крана для сборки блока; СКмон – стоянка крана для монтажа пространственного блока); 13 – шарнир узла сопряжения арка – стойка; I, II, III…XIV – технологическая последовательность сборки монтажного блока и его установка в проектное положение.

технико-экономический анализ, наиболее целесообразный как с точки зрения экономики, так и технологичности варианта. Методика обоснования данного варианта механизации монтажа подробно рассматривается в разделе 4.5.3 настоящего пособия.

Преимущество данного варианта заключается в возможности применения крупноблочного монтажа из пространственных блоков покрытия, включающих две арки и плиты покрытия. Шарнирная опора арочного блока на фундаменте позволила использовать метод «поворота» для установки арок в проектное положение по статической схеме однопролетной балки на 2^х опорах. Поэтому сборку монтажного блока из отправочных элементов и последующий его монтаж осуществляется краном МКГ – 25, характеристики которого по его грузоподъемности существенно меньше общего веса укрупненного блока. С точки зрения технологического регламента вариант предусматривал предварительную сборку блока арочного покрытия непосредственно на фундаменте, оборудованного шарниром с последующим подъемом в проектное положение согласно следующей очередности работ (рис. 4.10). Технологический регламент возведения данного арочного покрытия может быть представлен следующими работами:

1. Укрупнительная сборка из отдельных секций (отправочных марок) балки на приобъектном складе на кондукторе с помощью башенного крана БКСМ – 5 – 5А;

2. Подача собранных укрупненных узлов балки в зону монтажа и установка их на временные опоры для «формирования» монтажного блока арок, что выполнялось с помощью самоходного крана МКГ – 25Бр. Одна из опор укрупненной балки устанавливается на шарнир фундамента;

3. Сборка пространственного блока арочного покрытия, состоящего из:

· 3^х отправочных элементов первой балки, стыкуемых в один монтажный элемент;

· 3^х отправочных элементов второй балки, стыкуемых в другой монтажный элемент;

· установка прогонов и связей между балками, обеспечивающих жесткость пространственного укрупненного монтажного блока.

Сборка каждой арки из 3^х частей выполнялась на опорной раме временных башенных опор, на которых устанавливались домкраты. Последние позволяли «рихтовать» стыки балки и выравнивать спрягаемые элементы, согласно «допускам» приведенных в рабочей документации на данную конструкцию. Установка связей и прогонов между балками арок осуществлялась с самоходных передвижных подмостей ПВК – 12, а в зоне арочного блока, имеющего высоту не более 3^х м с лестниц-стремянок.

4. Раскладка стоек-колонн вдоль цифровых осей здания и соединение их «шарниром» с балками арочного блока;

5. Прием монтажного блока и подготовка к последующему подъему, включающего оснащение его балансирной траверсой и «навешивание» к монтажному блоку инвентарной оснастки (площадки) с оттяжками.

6. Монтаж (подъем) блока арочного покрытия методом «поворота» с одновременным «скольжением» опорных стоек арок и выводом его в вертикальное положение. «Скольжение» стоек обеспечивалось за счет «подтягивания» колонн на опорах («салазках») с помощью тракторных лебедок.

7. Выверка и временные закрепления смонтированного блока с помощью 3х оттяжек, которые предварительно были закреплены за пояса арочного свода до его монтажа.

8. сборка, укрупнение и монтаж следующего блока арок, по той же технологи что изложены в п.п.1-7;

9. поэлементное «заполнение» межарочной ячейки между двумя смежными блоками проектными связями и плитами покрытия, которые обеспечивали устойчивость смонтированной ячейки и части здания в целом. Данный цикл работ осуществляется краном МКГ – 25Бр.