Монтаж металлоконструкций: этапы, документы, допуски и контроль качества

Монтаж металлоконструкций — это сборка стального каркаса из готовых элементов в проектное положение. Работа делится на этапы, каждый закрывается своим документом. Нарушите порядок — каркас может встать криво, а объект не получится сдать: не будет исполнительной документации.

Проект: КМ и КМД

КМ (конструкции металлические) — расчет и принципиальные решения от проектировщика: сечения, узлы, марки стали, нагрузки, генеральные размеры.

КМД (конструкции металлические деталировочные) — рабочие чертежи от завода: каждая деталь, каждое отверстие, спецификация метизов, монтажные марки, схемы отгрузки. Монтажник работает по КМД, а не по КМ.

Между стадиями завод согласует-с проектировщиком отступления, если они появились при деталировке. Монтаж по несогласованному КМД — риск, что узлы не сойдутся.

ППР и подготовка площадки

До выхода на площадку монтажная организация разрабатывает ППР — проект производства работ, а на подъемы — ППРк, с расчетом строповки, выбором крана и схемой его стоянок. В ППР расписано, каким краном, в какой последовательности, с каких точек и в какую смену ведут монтаж, где складируют конструкции, как организовано укрупнение.

Готовят площадку: подъездные пути под кран и тралы, площадку укрупнительной сборки, зоны складирования по маркам.

Техника и бригада

Основной механизм на монтаже — кран. Тип подбирают в ППРк по массе самого тяжелого элемента и по вылету стрелы до дальней точки монтажа:

• автомобильный кран — мобильный, быстро переезжает, подходит для легких и средних каркасов;
• гусеничный кран — работает-с грузом на весу и-с большим вылетом, нужен для тяжелых ферм и высоких зданий;
• башенный кран — для многоэтажных и протяженных объектов, когда автокран не достает.

Плюс вышки-туры и автовышки для работы на узлах, монтажные лестницы и площадки, средства подмащивания. Звено монтажников — обычно 4-6 человек: стропальщик, монтажники на приеме и выверке, сварщик или бригада по высокопрочным болтам. Плюс машинист крана и ИТР со стороны монтажной организации.

Складирование и приемка на площадке

Конструкции раскладывают по монтажным маркам в порядке подачи на монтаж, на подкладках, чтобы не было контакта-с грунтом. Зимой и в межсезонье на металле образуется конденсат и наледь — перед подъемом узлы очищают, контактные поверхности под высокопрочные болты держат сухими и чистыми. Мелкие метизы и накладки хранят по комплектам, чтобы не искать их на высоте.

Виды стальных каркасов

• Рамный каркас — жесткость обеспечивают жесткие узлы «колонна-ригель», рамы работают как единое целое. Меньше связей внутри пролета, свободнее планировка.
• Связевой каркас — узлы шарнирные, устойчивость держат вертикальные и горизонтальные связи. Проще узлы, но связи занимают часть стен и пролетов.
• Каркас-с фермами — колонны плюс стропильные фермы по покрытию, типовое решение для одноэтажных производственных зданий и складов-с большими пролетами.

Схему выбирает проектировщик на стадии КМ, от нее зависят и узлы, и последовательность монтажа, и где можно ставить ворота и проемы.

Приемка каркаса заказчиком: на что смотреть

Даже без специальных знаний заказчик может проверить на приемке несколько вещей:

• есть ли исполнительная схема и подписанные акты на скрытые работы;
• заполнены ли журналы монтажа, затяжки болтов, сварочных работ;
• нет ли видимых отклонений колонн от вертикали «на глаз» по длинной стене;
• целое ли антикоррозийное покрытие, подкрашены ли монтажные царапины и стыки;
• совпадает ли фактическое расположение связей и ворот-с проектом.

Серьезные дефекты геометрии видны по исполнительной схеме — там прямо написаны отклонения и допуск.

Этап 1. Приемка фундаментов и конструкций

Монтаж начинается-с приемки фундаментов у строителей. Геодезист проверяет отметки опорных поверхностей, положение анкерных болтов в плане и по высоте, расстояния между осями. Ушедшие анкерные болты — частая причина простоя: колонна на них не встанет, узел приходится переделывать резкой и наплавкой. Приемку закрывают актом-с исполнительной схемой фундаментов.

Параллельно принимают конструкции-с завода: комплектность по спецификации КМД, отсутствие деформаций после перевозки, состояние заводского антикоррозийного покрытия, читаемость монтажных марок. Погнутые при транспортировке элементы правят или отбраковывают, поврежденное покрытие подкрашивают.

Этап 2. Геодезическая разбивка

На фундаментах выносят монтажные оси и рабочие отметки, закрепляют их. От этой разбивки зависит вся геометрия каркаса, поэтому ее принимают отдельным актом-с ведомостью координат.

Этап 3. Установка и выверка колонн

Колонны ставят на опорные плиты или прямо на анкерные болты через гайки, выверяют по вертикали двумя теодолитами или электронным тахеометром в двух плоскостях, закрепляют.

Предельные отклонения берут из таблицы 4.9 СП 70.13330: у колонны высотой до 15 м ось по верху может уходить от вертикали не больше чем на 15 мм, при высоте 15-25 м — не больше 25 мм. Смещение оси в опорном сечении относительно разбивочной оси нормирует та же таблица.

Сразу после выверки первой пары колонн между ними ставят вертикальные связи — без них каркас неустойчив и первый же порыв ветра может его сложить. Подливку под опорные плиты делают безусадочным раствором после окончательной выверки, а не до.

Этап 4. Ригели, фермы, прогоны, связи

На колонны монтируют стропильные фермы или ригели рам, затем прогоны, связи по покрытию, распорки. Тяжелые фермы собирают внизу — это укрупнительная сборка — и поднимают целым блоком, иногда двумя кранами по схеме из ППРк.

Каждый элемент сначала сажают на монтажные болты, проверяют геометрию всего пролета — пролеты, отметки низа ферм, прямолинейность — и только потом переходят на проектный крепеж. Пока ярус не раскреплен связями, следующий не начинают.

Этап 5. Монтажные стыки

Стыки выполняют так, как указано в КМД: на высокопрочных болтах или сваркой.

Высокопрочные болты. Контактные поверхности готовят до состояния, которое дает расчетный коэффициент трения: дробеструйная очистка, газопламенная обработка, стальные щетки — метод указан в проекте. Замасленные или окрашенные поверхности в узле недопустимы. Болты натягивают на расчетное усилие — по крутящему моменту тарированным ключом-либо по углу поворота гайки. Результат заносят в журнал, часть соединений проверяют выборочно.

Сварные стыки. Варит аттестованный сварщик по аттестованной технологии. Ответственные швы проверяют неразрушающим контролем — ультразвуком, реже радиографией. При отрицательных температурах сварку ведут-с предварительным подогревом кромок; ниже предельной по проекту температуры монтажную сварку не выполняют.

Этап 6. Антикоррозийная защита и огнезащита стыков

Монтажные соединения, сварные швы и места повреждения заводского покрытия очищают и окрашивают по проектной системе. Если по проекту нужна огнезащита, монтажные узлы обрабатывают вместе-с остальным каркасом, по отдельному проекту огнезащиты.

Этап 7. Исполнительная документация

По ходу монтажа ведут журнал монтажных работ, журнал затяжки высокопрочных болтов, журнал сварочных работ. На скрытые работы — подливку, стыки, которые зашьются обшивкой, — оформляют акты освидетельствования.

В конце геодезист снимает исполнительную схему: фактическое положение конструкций-с отклонениями от проекта. Если отклонения в пределах СП 70.13330, каркас принимают по акту. Исполнительная схема нужна дальше всем: обшивке, кранам, инженерным сетям — они привязываются к факту.

Контроль качества: что проверяют

Что	Чем	Норма
Вертикальность колонн, геометрия каркаса	Тахеометр, исполнительная схема	Предельные отклонения по СП 70.13330
Натяжение высокопрочных болтов	Тарированный ключ, выборочно	Расчетное усилие по проекту
Сварные швы	Визуально, УЗК	ГОСТ на швы, проект
Антикоррозийное покрытие	Визуально, толщиномер	Проектная система, толщина
Соответствие узлов	Сверка-с КМД	Полное

Типичные ошибки

• Монтаж-с колес, без приемки фундаментов — потом оси не совпадают.
• Смонтированный ярус без связей — каркас держится на честном слове.
• Высокопрочные болты, затянутые обычным ключом без контроля усилия, — соединение не работает как расчетное.
• Контактные поверхности в болтовом узле под краской или маслом — фрикционное соединение не держит.
• Ободранное при строповке покрытие без подкраски — коррозия стартует-с монтажных царапин.
• Монтажная сварка на морозе без подогрева — трещины в швах.

Региональный контекст

Для Красноярска, Ачинска, Норильска, Якутска сталь заказывают в северном исполнении — с гарантированной ударной вязкостью при отрицательных температурах. Обычная сталь на морозе становится хрупкой.

В сейсмических Иркутске, Улан-Удэ, Кызыле и Чите узлы каркаса проектируют по СП 14.13330: соединения делают более вязкими, добавляют связи, контроль монтажных стыков строже — при землетрясении работают именно они.

Частые вопросы

Чем отличается КМ от КМД?
КМ — принципиальный проект от проектировщика: что делаем и почему. КМД — деталировочные чертежи от завода: как именно каждую деталь изготовить и собрать. Монтаж ведут по КМД.

Можно ли монтировать металлокаркас зимой?
Да, в Сибири это обычная практика. Ограничения касаются сварки — подогрев кромок, запрет ниже предельной температуры без мероприятий — и подливки под плиты, куда добавляют противоморозные компоненты или греют.

Какие допуски на вертикальность колонн?
Их задает таблица 4.9 в СП 70.13330 — для колонны высотой до 15 метров отклонение по верху не превышает 15 мм, при высоте от 15 до 25 метров — 25 мм. Прочие допуски положения смонтированных конструкций собраны в той же таблице.

Чем контролируют натяжение высокопрочных болтов?
Тарированным динамометрическим ключом по крутящему моменту или методом угла поворота гайки. Результат пишут в журнал, часть болтов проверяют выборочно.

Что такое исполнительная схема и зачем она нужна?
Чертеж-с фактическим положением смонтированных конструкций и отклонениями от проекта. Без нее каркас не принять и дальше работать нельзя.

Кто отвечает за геометрию каркаса?
Монтажная организация — за монтаж по проекту и в пределах допусков. Но если фундаменты приняты-с отклонениями по акту, ответственность за подгонку узлов делят-с тем, кто делал фундаменты.

Нужна ли аттестация сварщиков и технологии?
Да, ответственные конструкции варят аттестованные сварщики по аттестованной технологии, с контролем швов неразрушающими методами.

Сколько человек в монтажной бригаде?
Обычно звено 4-6 монтажников плюс машинист крана и линейный ИТР. На крупных объектах работают несколько звеньев параллельно, каждое на своем захвате.

Что делать, если анкерные болты установлены-с отклонением?
Решение принимает проектировщик: в пределах небольшого отклонения ставят подкладки и корректируют опорную плиту, при большом — срезают и переустанавливают болты или усиливают узел по отдельному чертежу. Самовольно рассверливать отверстия в базе колонны нельзя.

Кран нужен на весь период монтажа?
Нет, кран работает только на подъемах: колонны, фермы, тяжелые блоки. Прогоны, связи и мелочь ставят-с вышек и лестниц, поэтому в графике кран заказывают на конкретные периоды, а не на весь срок стройки.

Про обшивку каркаса — в статье Монтаж сэндвич-панелей. Про защиту стального каркаса от огня — Огнезащита металлоконструкций.

Промсистема ведет полный цикл: проектирование металлоконструкций в стадиях КМ и КМД, изготовление и монтаж каркаса быстровозводимых зданий — складов, цехов, ангаров.