Mik a acél szerkezetek építésének fázisai?

1. fázis: A tervezési szakasz és a kivitelezés előtti tervezés

A megfelelő kivitelezés előtti tervezés az acélszerkezetes projektek alapját képezi, mind szabályozási, mind műszaki szempontból. Ebben a szakaszban kezdődik a fogalmi követelmények átalakítása végrehajtási tervvá, és kezelik a későbbi szakaszokban felmerülő kockázatokat.

Szerkezeti mérnöki munka, BIM-koordináció és gyártásra kész részletezés

A szerkezeti mérnökök a tervező építész által készített terv alapján vesznek részt a szerkezet építésében, és ebből a tervből valósággá, valamint jogilag megfelelő szerkezetté alakítanak – az AISC 360 szabvány előírásainak megfelelően. Ugyanakkor figyelmet fordítanak a szerkezet erőforrás-hatékonyságára is, valamint arra, hogyan lehet javítani az épület földrengés-állóságán. A BIM-koordináció segítségével sok olyan tervezési ütközés – amely a különböző építőelemek között merül fel – korábban észlelhető. Ez azt jelenti, hogy ezeket az ütközéseket még a tényleges építkezés megkezdése előtt el lehet hárítani, így minimalizálva a helyszíni korrekciókat. Valójában ezzel a módszerrel a javítási munkák 15%-kal csökkenthetők, ami időt és pénzt takarít meg. A gyártáshoz szükséges utolsó, részletes kiviteli tervrajzok készülnek. Ezek a rajzok egyben a kivitelezés végső részleteit is tartalmazzák: a lézeres fémvágáshoz szükséges CAD-fájloktól kezdve a csavarlyukak méretezéséig (1,5 milliméteres tűréssel), valamint az ASTM-szabványnak megfelelő (tanúsított) anyagokig. A pontos részletek biztosítják a helyszíni illeszkedést és a kivitelezés egyszerűségét anélkül, hogy kiterjedt helyszíni beavatkozásra lenne szükség.

A verseny megkezdése előtt előnyhöz jut, ha kommunikál a helyi hatóságokkal. A területrendezési, környezetvédelmi és építésügyi szabályozások ismeretében a hatóságok elmagyarázhatják a problémákat, és hatékonyabban segíthetnek a szükséges dokumentumok beszerzésében. Az építkezés megkezdése előtti átvizsgálat döntő fontosságú, mivel például a következő kérdések merülhetnek fel: a daruk nem érik el a szükséges távolságot az építési pontból, anyagszállítási nehézségek lépnek fel, vagy időbeli ütemezési konfliktusok miatt fennáll a munkafolyamatok egymástól való függősége. A felek közötti jobb együttműködés a projekt szállítási határidejeinek figyelembevételével történik – ez a Szerződésbe Integrált Megközelítés. A tulajdonosok, a tervező szervezetek és az építési szolgáltatók érdekei és célkitűzései jobban összhangba kerülnek. Ennélfogva a legtöbb probléma előre megoldódik. Az építkezés megkezdődik, és a problémák eltűnnek. Az idő- és költségnövekedés mértéke ellenőrizhetővé válik a kiegészítő munkák esetében, és a tulajdonosok elérhetik a kívánt állapotot. A proaktív megközelítésnek köszönhetően a problémák kb. nyolcvan százaléka megoldódik. A teljes és egyértelmű dokumentáció hozzájárul a vitaforrások kiküszöböléséhez. A „Megmaradt, még megoldatlan” és „Megmaradt, továbbra is aggodalomra okot adó” ütemezési elemek száma a kívánt állapotban marad, így az idő visszavételére nincs szükség.

2. fázis: Külső helyszínen történő gyártás és minőségbiztosítás

Pontos gyártás: vágás, hegesztés és felület-előkészítés (ASTM A6/SSPC-SP6)

A nyers acél szerkezeti alkatrészekké alakítása három fő folyamaton keresztül történik, amelyek egyben három minőségellenőrzési pontot is jelentenek. Először az acéllemezeket precíziós plazma/lézeres vágási technológiával vágják le. Ez a vágási technológia ±2 mm-es vágási tűrést ér el, és döntő fontosságú a későbbi acélalkatrészek összeszerelése szempontjából. Másodszor, az AWS D1.1 szabvány szerint tanúsított hegesztők végzik az alkatrészek összekapcsolását. A hegesztési varratok teljes és megfelelő összeolvadásának biztosítása érdekében ultrahangos vizsgálatot alkalmazunk. Harmadszor, a felületelőkészítés tekintetében a SSPC-SP6 szabványt követjük, hogy 50–85 mikronos homokfúvásos horgonyprofil-t mélységet érjünk el. Ez a profil biztosítja a bevonat tapadásához szükséges megfelelő alapfelületet, valamint eltávolítja a gyári oxidréteget (mill scale) és a rozsdát az előkészítés részeként. Ebben a folyamatban a felületelőkészítés és a homokfúvás környezetét szigorúan ellenőrizzük, ami előnyös a kiszámíthatatlan, helyszíni munkaterületi előkészítési körülményekkel szemben. A szállítás előtt minden alkatrész koordináta-mérő gépen kerül ellenőrzésre annak biztosítására, hogy az összes rész megfelelően illeszkedjen a helyszínre az összeszerelés előtt.

Folyamatban lévő minőségellenőrzés és független harmadik fél általi ellenőrzési protokollok

Egy erős minőségellenőrzési (QC) rendszer kialakítása biztosítja, hogy a gyártás minden szakaszában azonosítsák és kezeljék a problémákat. A ellenőrzési pontoknál (Checkpoint QC) a minőségellenőrzési technikusok fizikai méréseket végeznek, a hegesztés-ellenőrök pedig digitális röntgenképekkel rögzítik a hegesztési varratokat. Váratlan minőségellenőrzési ellenőrzéseket ISO 17020-szabványnak megfelelő, független harmadik fél által végzett ellenőrök, valamint AISC 303 megfelelőségi tanácsadók hajtanak végre. Az ellenőrzés méretétől függően – ha alkalmazható – a nem romboló vizsgálatok (NDT) keretében mágneses részecskés felületi repedésvizsgálatot, keménységmérést (hőkezelés után) és bevonatvastagság-mérést is elvégeznek az ellenőrzési lista részeként. Az előző év biztonsági ellenőrzései azt mutatták, hogy a háromszintű minőségellenőrzési rendszer alkalmazása átlagosan 66%-kal csökkentette a hibákat egyetlen szakaszos ellenőrzéssel szemben. Teljes körű nyomkövetési rendszert használunk annak biztosítására, hogy minden alkatrész története dokumentálva legyen a nyersanyagok eredeti forrásától kezdve, a gyártási folyamat minden szakaszán keresztül egészen a gyártóüzemből történő szállításig.

3. fázis: Helyszín előkészítése és alapozás integrálása

A helyszín előkészítése a acél szerkezetek építésének egyik legkritikusabb lépése. A folyamat kezdetén az építőcsapat eltávolítja a helyszínről a régi építmények felesleges maradványait, valamint más típusú hulladékot és növényi biomasszát, például fákat és cserjéket. Miután a helyszínt megtisztították, a munkaterületet kiegyenlítik, hogy a talaj felszíne bármely irányban legfeljebb 25 mm-es eltérést mutasson. Különböző építési platformok és épületek különböző teherbírású alapozást igényelnek. Az épület alapozásának megkezdése előtt az építőmérnökök talajvizsgálatokat végeznek a talaj teherbírásának meghatározására. A talajelőkészítés során az építők több rétegben tömörítik a talajt, valamint elhelyezik a víz-, áram- és távközlési rendszerekhez szükséges vezetékek befogadására szolgáló csatornákat. Miután a talajt előkészítették, a betont hőkezeléssel kezelik, és az építők rögzítő csavarokat helyeznek el a gránitbetonba, hogy később pontosan illeszkedjenek az épület acélvázához. A beton teljes kikeményedése után az építők végleges ellenőrzést végeznek annak megállapítására, hogy a helyszín megfelel-e a megadott tűréshatároknak. Miután a helyszín teljes mértékben előkészítésre került, az építőmérnökök megkezdik az építési folyamat tényleges végrehajtását.

4. fázis: A szerkezet felállítása és a keretek stabilizálása

A felállítás sorrendje: elsőként a merevítőelemek, a szélterek előnyös kezelése

A merevítőelemekkel való kezdés kritikus fontosságú a szélben zajló acélszerkezetek stabil összeállításának építéséhez. A technika lényege, hogy a fő merevítőelemeket az első oszlopok elhelyezése után azonnal beillesztik. Ez a technika önállóan álló munkaterületet hoz létre, amely csökkenti a függőleges lehajlást, és minimalizálja a jövőbeni összeomlási kockázatot. A szélterek figyelembevételekor a kivitelezők működési szempontból inkább az egyes szélterek szakaszait izolálják és kezelik külön-külön, mintsem egyszerre próbálnák mindegyiket elkészíteni. Ez csökkenti a szerkezet teljes lehajlását. Ezeket az elveket a kivitelezési helyszíneken alkalmazzák. Javítják a munkavállalók biztonságát, a szerkezeti elemek megfelelő összeállításának megbízhatóságát, valamint a szerkezet összeállítási folyamatának általános integritását.

AISC 360 szabvány betartása: méretkalibrálás, oszlopok és gerendák pozicionálása, valamint a purlinok felszerelése

Minden mért érték eltérése a gyártási és szerelési folyamatokra vonatkozó AISC 360 7. fejezetében meghatározott tűréshatárokon belül marad. A felmérések azt mutatják, hogy az eltérések a burkolati elemek telepítésének megkezdése előtt a meghatározott határokon belül maradtak.

5. szakasz: Burkolati rendszer befejezése és projekt lezárása

Burkolat, hőhidak és előzetes átadási felülvizsgálat

A épület burkolata teljes befejezésének utolsó lépése a burkolati panelek felszerelése, amely az épület energiatakarékosságának javításához vezet. Első lépésként az épület burkolati kivitelezői egy korrózióálló rögzítőrendszer segítségével igazítják az épület paneleit, majd vízálló tömítést alkalmaznak minden illesztésnél az épület nedvességtől való védelme érdekében. A teljes építési folyamat során kulcskérdés a hőhidak képződése, amely a kereskedelmi épületekben az energia-veszteségek 30%-áért felelős. A hőhidak kiküszöbölése érdekében az építők szigetelik a szerkezeti kapcsolatokat úgy, hogy a rések teljesek és folyamatosak maradjanak. Egy projekt átadása előtt a projektcsapatnak egy 12 pontos vizuális ellenőrzési lista összes pontját teljesítenie kell, amely a rögzítőelemek meghúzását, a tömítést, a lefolyó rendszer működését és a levegőgátló réteg egységességét foglalja magában. Független tesztelők értékelik a levegőgátló réteg egységességét az ASTM E283 szabvány szerint. A méretek és távolságok megfelelőségét a kivitelezők ellenőrzik az AISC 360 irányelveknek megfelelően. A garancia dokumentálva és véglegesítve kerül. Mindezek a funkciók a szükséges záró lépések, amelyek biztosítják, hogy az épület burkolata vízhatlan legyen, megfeleljen az előírásoknak, lakható állapotban legyen, és energiatakarékos legyen, így évszakonként kényelmes környezetet nyújtjon a bent tartózkodóknak.

GYIK

Mi a kivitelezés előtti tervezés acél szerkezetes projekteknél?

A kivitelezés előtti tervezési fázis csökkenti az újrafeladatok kockázatát, mivel meghatározza a technikai és szabályozási kereteket, valamint átalakítja a fogalmi követelményeket részletes tervdokumentummá.

Milyen előnyök járnak a BIM-koordinációval a kivitelezés előtti fázisban?

A BIM-koordináció lehetővé teszi a tervezési problémák korai felismerését, így az újrafeladatok mértéke körülbelül 15%-kal csökken. Ez időt és pénzt takarít meg.

Mi az előnye a helyszínen kívüli gyártásnak a helyszíni munkával szemben?

A helyszínen kívüli munkavégzés során a munkakörnyezet jobban irányítható, így a munkát magasabb pontossággal és egyenletesebb minőséggel lehet elvégezni. A kedvezőtlen időjárási viszonyok negatív hatása is kisebb mértékű.

Mi a alapozási integrációs fázis, és mit foglal magában?

A szerkezeti alapozási fázis magában foglalja a terület felépítését, a terület lejtőkialakítását, a talajvizsgálatok elvégzését, az alatti közművek telepítését, valamint a beton öntését az alapozáshoz helyezett rögzítő csavarokkal.

Milyen módon biztosítják a szerkezeti stabilitást egy épület felállítása során?

A szerkezeti stabilitást elsősorban a merevítés-először megközelítéssel és a szélterek előzetes kihasználásával biztosítják a szerelési fázisban a szerkezet merevítéséhez.