Какви са етапите на строителството на стоманени конструкции?

Фаза 1: Предварително проектиране и планиране

Адекватното предварително проектиране и планиране установява както нормативната, така и техническата основа за проекти на стоманени конструкции. Този етап започва с планирането на преобразуването на концептуалните изисквания в конкретни планове за изпълнение и се занимава с управлението на рисковете в по-нататъшния процес.

Структурно инженерство, координация чрез BIM и детайлиране, готово за производство

Структурните инженери участват в строителството на сграда въз основа на проекта на архитекта и превръщат този проект в реалност – в законно одобрени конструкции, регулирани от AISC 360. Освен това те вземат предвид оптимизацията на ресурсите за конструкцията и начина, по който може да се подобри сейсмичната устойчивост на сградата. Благодарение на координацията чрез BIM много от конфликтите между различните елементи на сградата, свързани с проекта, се идентифицират по-рано. Това означава, че могат да бъдат решени преди започването на реалното строителство, като се минимизират корекциите на строителната площадка. Всъщност е доказано, че този подход намалява необходимостта от поправки с 15 %, което води до спестяване на време и пари. Подготвят се окончателните подробни строителни чертежи за производството. Тези чертежи са също така окончателните детайли за строителството и включват всичко – от CAD файловете за лазерно рязане на метал, спецификациите за отворите за болтове (с допуск от 1,5 мм) до материали, съответстващи на стандарта ASTM (сертифицирани). Правилните детайли гарантират точното съвпадане на елементите на площадката и улесняват строителството, без да се налага обширна корекция на място.

Преди започване на конкурса вие имате предимство чрез комуникация с местните управляващи органи. Познавайки зонирането, екологичните и строителните норми, органите могат да обяснят възникващите проблеми и по-ефективно да подпомогнат получаването на необходимата документация. Прегледът преди започване на строителството е от решаващо значение, тъй като могат да възникнат проблеми като: недостатъчна достигаемост на крановете от строителната площадка, транспортиране на материали или взаимозависимост на работите поради конфликти в разписанието по време. По-доброто сътрудничество между страните относно техните проектни доставки се осъществява чрез интегриран договор. Собствениците, проектиращите организации и изпълнителите на строителните работи имат своите интереси и цели по-добре уравновесени. Следователно, повечето проблеми се решават предварително. Започва строителството и проблемите се отстраняват. Увеличенията в продължителността и разходите за допълнителната работа могат да се контролират, а собствениците постигат желаното състояние. Близо осемдесет процента от проблемите се решават благодарение на проактивния подход. Пълната и недвусмислена документация допринася за елиминиране на конфликтите. Броят на останалите нерешени и останалите предмети на загриженост по графика се поддържа в желаното състояние, без да се налага повторно използване на времето.

Етап 2: Извънплощадково производство и осигуряване на качеството

Точно производство: рязане, заваряване и подготвяне на повърхността (ASTM A6/SSPC-SP6)

Преобразуването на суровата стомана в конструктивни елементи включва три основни процеса, които също представляват три точки за контрол на качеството. Първо, стоманените листове се режат чрез прецизни технологии за плазмено/лазерно рязане. Тази технология за рязане осигурява допуск при рязане от ±2 мм и е от критично значение за последващата сглобка на стоманените компоненти. Второ, според стандарта AWS D1.1 сертифицирани заварчици извършват съединяването на отделните части. За гарантиране на пълно и правилно срастване на заварките се прилага ултразвуково изпитване. Трето, по отношение на подготовката на повърхността прилагаме стандарта SSPC-SP6, за да се получи анкерен профил от 50 до 85 микрона. Този профил гарантира подходяща основа за адхезия на покритието и отстранява милиновата окалина и ръжда като част от подготовката. По време на този процес контролираме както самата подготовка, така и средата за пясъчно обработване – предимство в сравнение с непредсказуемите условия при полева подготовка на строителната площадка. Преди изпращане всички компоненти се проверяват чрез координатна измервателна машина, за да се гарантира правилното им съвпадане с проектните размери на мястото преди монтажа.

Контрол на качеството по време на производствения процес и протоколи за инспекция от трета страна

Създаването на здрава система за контрол на качеството ще гарантира, че проблемите се идентифицират и отстраняват на всеки етап от производствения процес. Контролът на качеството в контролните точки включва физически измервания, извършвани от техници по контрол на качеството, и фотографиране на заваръчните възли от инспектори по заваряване с помощта на цифрова рентгенова образна система за заварки. Необявени аудити по контрол на качеството се провеждат от трети страни – инспектори, квалифицирани според ISO 17020, и консултанти по съответствие с AISC 303. В зависимост от обхвата на аудита, при наличие на такъв, като част от проверочния списък се извършват оценки на повърхностни пукнатини чрез неразрушителни методи (НРМ), включващи магнитни частици, оценки на твърдостта (след термична обработка) и измервания на дебелината на покритието. Според данните от безопасностните аудити през предходната година прилагането на триелементна йерархична система за контрол на качеството намалило дефектите средно с 66 % в сравнение с едноетапните инспекции. Използваме комплексна система за проследимост, за да гарантираме, че историята на всеки компонент се документира от точката на произход на суровините, през всеки етап от производствения процес, до момента на изпращане от производствената площадка.

Етап 3: Подготовка на площадката и интеграция на фундамента

Подготовката на строителната площадка е един от най-критичните етапи при строителството на стоманени конструкции. В началото на процеса строителният екип почиства строителната площадка от ненужните остатъци от старите сгради, както и от други видове отпадъци и биомаса под формата на дървета и храсти. След като площадката бъде почистена, те изравняват работната площ, за да се осигури равна повърхност на земята с отклонение не повече от 25 мм във всяка посока. Различните строителни платформи и сгради изискват различна носима способност. Преди започването на изкопаването на фундаментите на сградата строителните инженери провеждат почвени изследвания, за да определят носимата способност на почвата. По време на процеса на подготовка на почвата строителните работници уплътняват почвата в няколко слоя, както и поставят необходимите кабелни канали за водоснабдяването, електроснабдяването и системите за комуникации. След като почвата бъде подготвена, бетонът се термично обработва, а строителните работници монтират котвени болтове в замазан с цимент бетон за бъдещо подравняване със стоманения каркас на сградата. След пълното затвърдяване на бетона строителните работници провеждат окончателна инспекция, за да установят дали строителната площадка отговаря на зададените допуски. Когато строителната площадка бъде напълно подготвена, строителните инженери започват действителния процес на строителство.

Фаза 4: Монтаж на конструкцията и стабилизиране на рамките

Ред на монтаж: първо монтиране на усилващи елементи и приоритетно изпълнение на ветроустойчивите секции

Започването с монтирането на усилващи елементи е от критично значение за строителството на стабилни сборки от стоманени конструкции при ветрови условия. Тази техника предвижда незабавното поставяне на основните усилващи елементи веднага след монтажа на първите колони. Това създава самонесеща работна зона, която намалява вертикалните деформации и минимизира риска от бъдещи обрушвания. При разглеждане на ветроустойчивите секции строителите оперативно предпочитат да изолират и монтират поотделно всяка ветроустойчива секция, вместо да се опитват да ги изпълнят едновременно. Това намалява общата деформация на конструкцията. Тези принципи се прилагат на строителните площадки и подобряват безопасността на работниците, надеждността на правилната сглобка на съставните компоненти и цялостната цялост на процеса на сглобяване на конструкцията.

Съответствие с AISC 360: Калибриране на размерите, позициониране на колони и ферми и монтаж на профили за покривни греди

Отклоненията от всички измервания са в рамките на допустимите отклонения, посочени в глава 7 на AISC 360 за процесите на производство и монтаж. Геодезическите проучвания ще покажат, че отклоненията са били поддържани в пределите на установените граници преди започването на инсталацията на ограждащата конструкция.

Етап 5: Завършване на ограждащата конструкция и приключване на проекта

Облицовка, топлинни мостове и преглед преди предаване

Последната стъпка преди пълното завършване на ограждащата конструкция на сградата е монтажът на облицовъчните панели, който води до подобряване на енергийната ефективност на сградата. Като първа стъпка изпълнителите на облицовката на сградата ще подравнят панелите чрез корозионноустойчиво фиксиращо устройство, а след това ще нанесат водонепроницаемо уплътнение по всички шевове, за да защитят сградата от влага. Ключов проблем през целия строителен процес е топлинното мостово преминаване, което отговаря за 30 % от енергийните загуби в търговските сгради. За елиминиране на топлинното мостово преминаване строителите изолират структурните връзки така, че зазорът да остане пълен и непрекъснат. Преди проектът да бъде предаден, трябва да бъде изпълнен 12-точков списък за визуална проверка на функционалността, който проектният екип трябва да удовлетвори по отношение на степента на затягане на фиксиращите елементи, уплътняването, работата на дренажната система и цялостността на въздушния бариеp. Независими изпитатели оценяват цялостността на въздушния бариеp според стандарта ASTM E283. Размерите и разстоянията се проверяват от изпълнителите, за да отговарят на насоките AISC 360. Гаранцията се документира и окончателно оформя. Всички тези функции са необходими завършващи стъпки, за да се осигури, че ограждащата конструкция на сградата е водонепроницаема, съответства на изискванията на нормативните актове, е готова за заемане и е енергийно ефективна, осигурявайки комфорт на обитателите й през цялата година.

Често задавани въпроси

Какво представлява предпроектното планиране в проекти за стоманени конструкции?

Етапът на предпроектно планиране намалява рисковете от повторна работа чрез установяване на първите технически и регулаторни рамки и превръщане на концептуалните изисквания в подробен проект.

Какви предимства носи координацията чрез BIM по време на предпроектния етап?

Координацията чрез BIM позволява ранно откриване на проектирането проблеми, като това намалява повторната работа с около 15 %. Това спестява както време, така и средства.

Каква е ползата от производството извън площадката в сравнение с работата на площадката?

При производството извън площадката работната среда е по-добре контролирана, което осигурява по-висока прецизност и по-добра последователност при изпълнението на работата. Неблагоприятното влияние на лошото време също е по-малко значимо.

Какво представлява етапът на интеграция на фундамента и какво обхваща той?

Етапът на интеграция на фундамента включва почистването на строителната площадка, изравняването на терена, провеждането на почвени изследвания, монтажа на подземните инженерни комуникации и бетонирането на фундамента с монтирани котвени болтове.

По какви начини се осигурява структурната устойчивост по време на вдигането на сграда?

Структурната устойчивост се осигурява предимно чрез подхода „първо разпори“ и първоначално използване на ветроустойчиви отсеки за разпорване на конструкцията по време на етапа на сглобяване.