Каковы этапы строительства стальных конструкций?

Этап 1: Предварительное планирование и проектирование

Адекватное предварительное планирование закладывает как нормативную, так и техническую основу для проектов стальных конструкций. На этом этапе начинается планирование перехода от концептуальных требований к реализации планов действий, а также осуществляется управление рисками на последующих этапах.

Строительная механика и проектирование несущих конструкций, координация BIM и детализация, готовая к изготовлению

Строительные инженеры-конструкторы участвуют в возведении зданий на основе проектов архитекторов, превращая эти проекты в реальные конструкции, отвечающие требованиям законодательства и нормативных документов AISC 360. При этом они также учитывают оптимизацию ресурсов при строительстве и способы повышения сейсмостойкости здания. Благодаря координации в среде BIM многие конфликты между элементами здания, выявляемые на стадии проектирования, обнаруживаются на раннем этапе. Это позволяет устранить их до начала фактического строительства, минимизируя необходимость корректировок на строительной площадке. Фактически, применение данного подхода позволило сократить объём переделок на 15 %, что означает экономию времени и средств. На завершающем этапе готовятся подробные рабочие чертежи для изготовления конструкций. Эти чертежи также служат окончательными детализированными документами для строительства и включают в себя всё необходимое: CAD-файлы для лазерной резки металла, спецификации отверстий под болты (с допуском ±1,5 мм) и материалы, соответствующие стандарту ASTM (с сертификатом соответствия). Правильно выполненные чертежи обеспечивают точное совмещение элементов на строительной площадке и упрощают процесс монтажа без необходимости проведения масштабных корректировок непосредственно на объекте.

До начала конкурса вы получаете преимущество, взаимодействуя с местными органами власти. Зная правила зонирования, экологические и строительные нормы, компетентные органы могут пояснить возникающие вопросы и более эффективно содействовать получению необходимой документации. Проведение проверки до начала строительства имеет решающее значение, поскольку могут возникнуть такие проблемы, как недостаточная досягаемость кранов из точки строительства, транспортировка материалов или взаимозависимость работ из-за конфликтов в графиках. Более тесное взаимодействие между сторонами в части их проектных поставок обеспечивается за счёт интеграции контрактов. Интересы и цели заказчиков, проектных организаций и подрядчиков по строительству оказываются лучше согласованными. В результате большинство вопросов решается заблаговременно. Начинается строительство, а проблемы устраняются. Прирост сроков и затрат на дополнительные работы можно контролировать, и заказчики достигают желаемого состояния. Благодаря проактивному подходу решается около восьмидесяти процентов всех вопросов. Полная и однозначная документация способствует устранению конфликтов. Количество нерешённых вопросов и остающихся предметов озабоченности в рамках графика поддерживается на желаемом уровне, при этом не происходит потери времени.

Этап 2: Производство вне площадки и обеспечение качества

Точное изготовление: резка, сварка и подготовка поверхности (ASTM A6/SSPC-SP6)

Превращение сырой стали в конструкционные компоненты включает три основных процесса, которые также являются тремя точками контроля качества. Во-первых, стальные листы разрезаются с использованием высокоточной технологии плазменной/лазерной резки. Эта технология резки обеспечивает допуск на резку ±2 мм и имеет решающее значение для последующей сборки стальных компонентов. Во-вторых, в соответствии со стандартом AWS D1.1 сертифицированные сварщики соединяют детали. Для обеспечения полного и правильного проплавления швов применяется ультразвуковой контроль. В-третьих, при подготовке поверхности мы соблюдаем стандарт SSPC-SP6, чтобы создать профиль дробеструйного травления глубиной 50–85 мкм. Такой профиль гарантирует надлежащую основу для адгезии покрытия, а также удаляет окалину и ржавчину в качестве подготовительного этапа. В ходе этого процесса мы контролируем параметры подготовки и дробеструйной обработки, что является преимуществом по сравнению с непредсказуемыми условиями подготовки на строительной площадке. Перед отгрузкой все компоненты проверяются на координатно-измерительной машине, чтобы гарантировать правильную подгонку всех деталей под строительную площадку до их сборки.

Контроль качества в процессе производства и протоколы инспекции третьей стороной

Создание надежной системы контроля качества обеспечит выявление и устранение проблем на каждом этапе производства. Контрольные точки контроля качества включают физические измерения, выполняемые техниками по контролю качества, и фотографирование сварных соединений инспекторами по сварке с использованием цифровой рентгенографии сварных швов. Неожиданные аудиты контроля качества проводятся независимыми инспекторами, аккредитованными в соответствии со стандартом ISO 17020, а также консультантами по соблюдению требований стандарта AISC 303. В зависимости от масштаба аудита, при необходимости, в рамках чек-листа аудита выполняются оценки поверхностных трещин методами неразрушающего контроля (НК) с применением магнитных частиц, измерения твердости (после термообработки) и измерения толщины покрытия. Результаты аудитов безопасности за предыдущий год показали, что использование трехуровневой системы контроля качества позволило в среднем сократить количество дефектов на 66 % по сравнению с одностадийными проверками. Мы используем комплексную систему прослеживаемости, обеспечивающую документирование всей истории каждого компонента — от места происхождения исходных материалов, через каждый этап производственного процесса, до момента отгрузки с производственного предприятия.

Этап 3: Подготовка площадки и интеграция фундамента

Подготовка площадки является одним из наиболее важных этапов строительства стальных конструкций. На начальном этапе бригада строителей очищает строительную площадку от ненужных остатков старых сооружений, а также других видов мусора и биомассы в виде деревьев и кустарников. После очистки площадки рабочая зона выравнивается таким образом, чтобы поверхность грунта была ровной с точностью до 25 мм в любом направлении. Различные строительные площадки и здания требуют разной несущей способности основания. Перед началом рытья котлованов под фундамент здания инженеры-строители проводят испытания грунта для определения его несущей способности. В процессе подготовки грунта строительные рабочие уплотняют грунт по нескольким слоям, а также прокладывают необходимые каналы (лотки) для систем водоснабжения, электроснабжения и связи. После завершения подготовки грунта бетон подвергается термообработке, а строительные рабочие устанавливают анкерные болты в бетон с цементно-песчаной заливкой для последующего совмещения с металлическим каркасом здания. По завершении полного набора прочности бетоном строительные рабочие проводят окончательный осмотр, чтобы убедиться, что строительная площадка соответствует заданным допускам. Как только площадка полностью подготовлена, инженеры-строители приступают к непосредственному строительному процессу.

Этап 4: Монтаж конструкции и стабилизация каркасов

Последовательность монтажа: первоочередное устройство раскосов и приоритетность ветровых отсеков

Начало с устройства раскосов имеет решающее значение для возведения устойчивых сборок стальных конструкций в ветреных условиях. Данная методика предполагает установку основных раскосов сразу после монтажа первых колонн. Такой подход создаёт самонесущую рабочую зону, снижающую вертикальные прогибы и минимизирующую риски последующего обрушения. При учёте ветровых отсеков строители оперативно предпочитают изолировать и монтировать отсеки по отдельности, а не пытаться выполнить их одновременно. Это снижает суммарный прогиб конструкции. Данные принципы применяются на строительных площадках. Они повышают безопасность работников, надёжность правильной сборки составных элементов и общую целостность процесса сборки конструкции.

Соблюдение стандарта AISC 360: калибровка геометрических размеров, позиционирование колонн и стропильных балок, а также монтаж прогонов

Отклонения от всех измерений находятся в пределах допусков, установленных главой 7 стандарта AISC 360 для процессов изготовления и монтажа. Результаты обследований покажут, что отклонения были сохранены в пределах оговорённых значений до начала установки ограждающей конструкции.

Этап 5: Завершение ограждающей конструкции и закрытие проекта

Облицовка, тепловые мосты и предварительный обзор перед сдачей

Последним этапом перед полным завершением строительства ограждающей конструкции здания является монтаж облицовочных панелей, что способствует повышению энергоэффективности здания. На первом этапе подрядчики по облицовке здания выравнивают панели с использованием крепёжной системы, устойчивой к коррозии, а затем наносят водонепроницаемый герметик на все стыки для защиты здания от влаги. Одной из ключевых задач на всём протяжении строительного процесса является предотвращение тепловых мостиков, ответственных за 30 % потерь энергии в коммерческих зданиях. Для устранения тепловых мостиков строители изолируют несущие соединения таким образом, чтобы изоляционный слой оставался сплошным и непрерывным. Перед передачей проекта заказчику команда проекта должна выполнить 12-пунктный контрольный перечень визуальных функций, включающий проверку затяжки крепёжных элементов, качества герметизации, работоспособности дренажной системы и целостности воздушного барьера. Независимые испытатели оценивают целостность воздушного барьера в соответствии со стандартом ASTM E283. Размеры и расстояния между элементами проверяются подрядчиками для обеспечения соответствия руководящим принципам AISC 360. Гарантийные обязательства документируются и окончательно оформляются. Все эти операции являются необходимыми заключительными этапами, обеспечивающими водонепроницаемость ограждающей конструкции здания, её соответствие нормативным требованиям, готовность к заселению, а также энергоэффективность и комфорт для occupants в течение всего года.

Часто задаваемые вопросы

Что такое предварительное проектирование в проектах стальных конструкций?

Этап предварительного проектирования снижает риски переделок за счёт установления первых технических и нормативных рамок, а также преобразования концептуальных требований в детальный чертёж.

Какие преимущества даёт координация на основе BIM на этапе предварительного проектирования?

Координация на основе BIM позволяет выявлять проблемы проектирования на ранних стадиях, что сокращает объём переделок примерно на 15 %. Это позволяет сэкономить как время, так и деньги.

В чём преимущество изготовления конструкций вне площадки по сравнению с выполнением работ на строительной площадке?

При работе вне площадки условия труда лучше контролируются, что обеспечивает более высокую точность изготовления, а также большую стабильность и однородность результатов. Негативное влияние неблагоприятных погодных условий также оказывается менее значительным.

Что представляет собой этап интеграции фундамента и какие работы он включает?

Этап интеграции фундамента включает расчистку площадки, выравнивание рельефа площадки, проведение испытаний грунта, прокладку подземных коммуникаций и заливку бетона для фундамента с установленными анкерными болтами.

Каким образом обеспечивается структурная устойчивость при возведении здания?

Структурная устойчивость обеспечивается в первую очередь посредством подхода «сначала раскрепление», а также путём первоначального использования ветровых отсеков для раскрепления конструкции на этапе сборки.