Care sunt etapele construcției structurilor din oțel?

Faza 1: Planificarea și proiectarea pre-construcție

O planificare adecvată pre-construcție stabilește bazele, atât reglementare, cât și tehnice, pentru proiectele de structuri din oțel. Această etapă inițiază planificarea transformării cerințelor conceptuale în planuri de execuție și abordează riscurile care pot apărea în etapele ulterioare.

Inginerie structurală, coordonare BIM și detaliere pregătită pentru fabricare

Inginerii structuriști se implică în construirea unei structuri pe baza proiectului arhitectural și transformă acest proiect în realitate, obținând structuri care respectă cerințele legale, conform standardului AISC 360. Totuși, ei iau, de asemenea, în considerare optimizarea resurselor structurale și modul de îmbunătățire a rezistenței clădirii la cutremure. Prin coordonarea BIM, multe dintre conflictele legate de proiectare între elementele clădirii sunt identificate mai devreme. Aceasta înseamnă că pot fi rezolvate înainte de începerea oricărei construcții reale, minimizând astfel corecțiile efectuate pe șantier. De fapt, s-a demonstrat că această abordare reduce volumul de muncă suplimentară cu 15%, ceea ce înseamnă economisire de timp și de bani. Ultimele desene detaliate de execuție pentru fabricație sunt pregătite. Aceste desene reprezintă, de asemenea, detaliile finale pentru construcție și includ totul, de la fișierele CAD pentru tăierea metalică cu laser, până la specificațiile găurilor pentru șuruburi (cu o toleranță de ±1,5 mm) și materialele conforme standardului ASTM (certificate). Detaliile corecte asigură potrivirea perfectă pe șantier și ușurința construcției, fără a fi necesare ajustări extinse pe șantier.

Înainte de începerea competiției, aveți un avantaj comunicând cu autoritățile locale de reglementare. Cunoașterea reglementărilor privind zonarea, protecția mediului și construcții permite autorităților să explice problemele și să faciliteze mai bine obținerea documentației necesare. O revizuire efectuată înainte de începerea construcției este esențială, deoarece pot apărea probleme precum: brațul macaralelor care nu are o rază de acțiune suficientă din punctul de construcție, transportul materialelor sau interdependența lucrărilor datorită conflictelor de programare în timp. O colaborare mai bună între părți, în ceea ce privește livrările proiectului, este integrată contractual. Proprietarii, entitățile de proiectare și furnizorii de servicii de construcții își aliniază mai bine interesele și obiectivele. Prin urmare, majoritatea problemelor sunt rezolvate în prealabil. Construcția începe, iar problemele sunt eliminate. Creșterile de timp și costuri asociate lucrărilor suplimentare pot fi controlate, iar starea dorită este atinsă de către proprietari. Aproape optzeci la sută dintre probleme sunt rezolvate datorită abordării proactive. Documentația completă și neechivocă contribuie la eliminarea conflictelor. Populația de probleme rămase nerezolvate și de probleme rămase în continuare de interes, în cadrul programului, este menținută în starea dorită, fără a se impune o reluare a termenelor.

Faza 2: Fabricare în afara amplasamentului și asigurarea calității

Fabricare de precizie: tăiere, sudare și pregătirea suprafeței (ASTM A6/SSPC-SP6)

Transformarea oțelului brut în componente structurale implică trei procese principale, care reprezintă, de asemenea, trei puncte de control al calității. În primul rând, foi de oțel sunt tăiate folosind tehnologia de tăiere cu plasmă/laser de precizie. Această tehnologie de tăiere asigură o toleranță de tăiere de ±2 mm și este esențială pentru asamblarea ulterioară a componentelor din oțel. În al doilea rând, conform standardului AWS D1.1, sudori certificați vor asambla piesele. Se utilizează testarea prin unde sonore pentru a verifica fuziunea completă și corectă a sudurilor. În al treilea rând, în ceea ce privește pregătirea suprafeței, respectăm standardul SSPC-SP6 pentru a obține un profil de ancorare prin sablare de 50–85 microni. Acest profil asigură un suport adecvat pentru aderența stratului de acoperire și elimină, în același timp, crusta de laminare și rugină ca parte a procesului de pregătire. În cadrul acestui proces, controlăm mediul de pregătire și cel de sablare, ceea ce reprezintă un avantaj comparativ cu mediile imprevizibile de pregătire pe teren. Înainte de expediere, toate componentele sunt verificate cu ajutorul unei mașini de măsurare tridimensională (CMM), pentru a garanta potrivirea corespunzătoare a tuturor pieselor la locul de montaj, înainte de asamblare.

Protocoale de control calitate în curs de desfășurare și inspecție de către terțe părți

Construirea unui sistem robust de control al calității va asigura identificarea și rezolvarea problemelor la fiecare etapă a producției. Controlul calității la punctele de verificare implică măsurători fizice efectuate de tehnicienii de control al calității și capturarea de fotografii ale îmbinărilor de către inspectorii de sudură, cu ajutorul imaginilor digitale de sudură prin radiografie X. Auditurile surpriză de control al calității sunt efectuate de inspectori terți calificați conform ISO 17020 și de consultanți specializați în conformitate cu AISC 303. În funcție de dimensiunea auditului, dacă este cazul, evaluările ne-distructive (NDT) ale fisurilor de suprafață prin metoda particulelor magnetice, evaluările de duritate (după tratamentul termic) și măsurătorile grosimii stratului de acoperire sunt efectuate ca parte a listei de verificare a auditului. Auditurile de siguranță din anul anterior au indicat că utilizarea unui sistem de control al calității în trei niveluri ierarhice a redus defectele în medie cu 66% comparativ cu inspecțiile într-o singură etapă. Utilizăm un sistem complet de trasabilitate pentru a ne asigura că istoricul fiecărui component este documentat, începând de la punctul de origine al materialelor brute, trecând prin fiecare etapă a procesului de fabricație și până la momentul expedierii din unitatea de fabricație.

Faza 3: Pregătirea terenului și integrarea fundației

Pregătirea terenului este una dintre cele mai critice etape în construcția structurilor de oțel. La începutul procesului, echipa de construcții curăță terenul de orice resturi inutile ale unor structuri vechi, precum și de alte tipuri de deșeuri și biomase sub formă de arbori și tufișuri. Odată ce terenul a fost curățat, se nivelează zona de lucru pentru a asigura o suprafață plană a terenului, cu o abatere maximă de 25 mm în orice direcție. Platformele și clădirile de construcții diferite necesită capacități portante diferite. Înainte de începerea săpăturilor pentru fundații, inginerii de construcții efectuează teste ale solului pentru a determina capacitatea portantă a acestuia. În timpul procesului de pregătire a solului, muncitorii de construcții compactează solul în mai multe straturi, precum și amplasează eventualele canale necesare pentru sistemele de apă, energie electrică și comunicații. Odată ce solul a fost pregătit, betonul este supus unui tratament termic, iar muncitorii de construcții montează buloane de ancorare în betonul injectat, pentru alinierea ulterioară cu structura de oțel a clădirii. După ce betonul s-a întărit complet, muncitorii de construcții efectuează o inspecție finală pentru a verifica dacă terenul de construcție se încadrează în toleranțele specificate. Odată ce terenul de construcție este complet pregătit, inginerii de construcții încep procesul real de construcție.

Faza 4: Montarea structurii și stabilizarea cadrelor

Ordinea montării: contravântuirea în primul rând și prioritatea compartimentelor pentru vânt

Începerea cu contravântuirea este esențială pentru construirea unor ansambluri stabile din structuri de oțel în condiții de vânt. Această tehnică constă în inserarea imediată a contravântuirilor principale, imediat după amplasarea primelor stâlpi. Această tehnică creează o zonă de lucru autoportantă care reduce deflexiunile verticale și minimizează riscurile viitoare de prăbușire. În ceea ce privește compartimentele pentru vânt, constructorii preferă, din punct de vedere operațional, să izoleze și să monteze secțiunile compartimentelor pentru vânt individual, mai degrabă decât să încerce să le execute pe toate simultan. Acest lucru reduce deflexiunea generală a structurii. Aceste principii sunt aplicate pe șantierele de construcții. Ele îmbunătățesc siguranța lucrătorilor, fiabilitatea asamblării corecte a componentelor constitutive și integritatea generală a procesului de asamblare a structurii.

Conformitate cu AISC 360: Calibrare dimensională, poziționarea stâlpilor și a grinzilor de acoperiș, precum și montarea fâșiilor

Abaterile față de toate măsurătorile se încadrează în limitele de toleranță prevăzute de Capitolul 7 al standardului AISC 360 pentru procesele de fabricație și montare. Sondajele vor arăta că abaterile au fost menținute în limitele stabilite înainte de începerea instalării învelișului.

Faza 5: Finalizarea învelișului și încheierea proiectului

Înveliș exterior, punți termice și revizuire pre-livrare

Ultimul pas înainte de finalizarea completă a învelișului clădirii este montarea panourilor de fațadă, ceea ce duce la îmbunătățirea eficienței energetice a clădirii. În primul rând, executanții fațadelor clădirii vor alinia panourile clădirii folosind un sistem de fixare rezistent la coroziune, apoi vor aplica o etanșare impermeabilă pe toate rosturile pentru a proteja clădirea împotriva umidității. O problemă esențială de-a lungul întregului proces de construcție este puntea termică, care este responsabilă de 30 % din pierderile de energie în clădirile comerciale. Pentru a elimina punțile termice, constructorii izolează conexiunile structurale astfel încât golul să rămână plin și continuu. Înainte ca un proiect să poată fi predat, echipa acestuia trebuie să îndeplinească o listă de verificare cu 12 elemente vizuale, referitoare la strângerea elementelor de fixare, etanșarea, funcționarea sistemului de drenaj și integritatea barierei de aer. Integritatea barierei de aer este evaluată de testeri independenți conform standardului ASTM E283. Dimensiunile și distanțele sunt verificate de către executanți pentru a respecta Ghidurile AISC 360. Garanția este documentată și finalizată. Toate aceste funcții reprezintă pașii finali necesari pentru a asigura faptul că învelișul clădirii este etanș la apă, conform normelor în vigoare, gata pentru ocupare și eficient din punct de vedere energetic, oferind confort ocupanților pe tot parcursul anului.

Întrebări frecvente

Ce este planificarea pre-construcție în proiectele de structuri din oțel?

Faza de planificare pre-construcție reduce riscurile de refacere prin stabilirea primei etape a cadrelor tehnice și reglementare și prin transformarea cerințelor conceptuale într-un plan detaliat.

Ce avantaje aduce coordonarea BIM în faza pre-construcție?

Coordonarea BIM permite identificarea timpurie a problemelor de proiectare, ceea ce reduce refacerea cu aproximativ 15%. Acest lucru economisește atât timpul, cât și banii.

Care este beneficiul fabricării în afara șantierului comparativ cu lucrările efectuate pe șantier?

Atunci când se lucrează în afara șantierului, mediul este mai bine controlat, permițând finalizarea lucrărilor cu o precizie mai mare, precum și o consistență superioară. De asemenea, efectele negative ale vremii nefavorabile sunt mai puțin semnificative.

Ce este faza de integrare a fundației și ce cuprinde aceasta?

Faza de integrare a fundației cuprinde curățarea terenului, amenajarea terenului, efectuarea testelor de sol, instalarea utilităților subterane și turnarea betonului pentru fundație, cu buloane de ancorare poziționate.

Prin ce metode se asigură stabilitatea structurală în timpul ridicării unei clădiri?

Stabilitatea structurală este asigurată în principal prin abordarea „întâi contravântuirea” și prin utilizarea inițială a compartimentelor antivânt pentru contravântuirea structurii în faza de asamblare.