Stal od zarania dziejów była materiałem wszechstronnie wykorzystywanym przez człowieka. Umiejętność uzyskiwania stopów o konkretnych własnościach mechanicznych jeszcze bardziej poszerzyło zakres stosowania stalowych elementów konstrukcyjnych. W dzisiejszych czasach nie trudno dostrzec ewolucję jaką przeszło budownictwo z zastosowaniem stali - dziś mało który przedsiębiorca decyduje się na budowanie magazynów w tradycyjnej technologii murowanej. Lite mury są z powodzeniem zastępowane przez wielowarstwowe płyty z odpowiednią warstwą izolacyjną a belki i inne elementy nośne zostały zastąpione przez słupy i dźwigary stalowe, co nie tylko znacząco zmniejsza koszt całej inwestycji, ale pozwala także zwiększyć przestrzeć użytkową obiektu. W niniejszym artykule po krótce scharakteryzujemy zasady dotyczące montażu konstrukcji stalowych. 

Wymagania ogólne i dokumentacja wymagana w trakcie montażu konstrukcji stalowych

Zasady podstawowe

 Montaż jest to procesem budowlanym, który polega na  scalaniu pojedynczych elementów konstrukcji w zespoły i układy konstrukcyjne. Zespół elementów tworzy kilka elementów stalowych połączonych w zakładzie zajmującym się prefabrykacją lub na placu budowy.

 

o   Zespołem elementów nazywa się kilka ele­mentów prętowych połączonych w wytwórni lub na placu budowy w celu ułatwienia monta­żu lub umożliwienia transportu.

o   Zespołem wysyłkowym, zwanym także ele­mentem wysyłkowym, nazywa się część kon­strukcji scalaną w wytwórni i wysyłaną jako całość na miejsce montażu.

o   Układem konstrukcyjnym nazywa się ele­menty połączone ze sobą w sposób zapewnia­jący stateczność oraz umożliwiający ich wza­jemną współpracę w przenoszeniu obciążeń i oddziaływań.

o   Konstrukcje stalowe należy montować z możliwie dużych zespołów i układów kon­strukcyjnych, dostosowanych do rodzaju i no­śności środków transportowych oraz sprzętu montażowego.

 

• Koordynacja i uzgodnienia wstępne

 

o   Elementy, zespoły i układy konstrukcyjne powinny być trwale i widocznie oznakowane, zgodnie z oznaczeniami podanymi na rysun­kach montażowych. Przed przystąpieniem do scalania elementów należy uprzednio napra­wić wszystkie ich uszkodzenia, które mogły powstać w czasie transportu i składowania.

o   W każdym stadium montażu konstrukcja powinna mieć zdolność przeniesienia sił wy­wołanych wpływami atmosferycznymi oraz obciążeniami montażowymi, sprzętem i mate­riałami. Dodatkowe stężenia i zakotwienia montażowe zaprojektowane przez wykonawcę odpowiednio do przyjętej metody montażu po­winny być uzgodnione z projektantem kon­strukcji.

 

Wymagania ogólne i szczegółowe dotyczące montażu konstrukcji stalowych są zawarte m.in. w normie PN-B-06200:1997 oraz w wa­runkach technicznych wykonania i odbioru robót budowlano-montażowych.

 

Dopuszczalne odchyłki rozmieszczenia podpór i śrub fundamentowych

Kontrola wstępna

o   Przed rozpoczęciem montażu wykonawca po­winien skontrolować stan i dokładność wyko­nania fundamentów, podpór i zakotwień.

o   Na placu budowy powinny być spełnione wszystkie   niezbędne   warunki   określone

      w projekcie , w tym dotyczące podpór konstrukcji.

o   Fundamenty, śruby fundamentowe i inne podpory konstrukcji muszą być wykonane zgodnie z projektem i wymaganiami szczegó­łowymi (p. 6.8 i 7.6 w PN-B-06200; 1997).

o   Podpory konstrukcji muszą być odpowied­nio przygotowane przed rozpoczęciem monta­żu i utrzymywane przez cały czas montażu w stanie zapewniającym przekazywanie ob­ciążeń.

 Dopuszczalne odchyłki

o   Dopuszczalne odchyłki rozmieszczenia pod­pór śrub fundamentowych w stosunku do wy­maganego położenia i poziomu podano w w/w normie.

o   Punkt centralny grupy śrub fundamento­wych nie powinien mieć większego odchyle­nia od właściwego położenia niż ±

6 mm

.

o   Dopuszczalna odchyłka położenia śruby w grupie śrub fundamentowych jest mierzona w odniesieniu do punktu centralnego grupy śrub.

Dopuszczalne odchyłki montażowe słupów i belek

Słupy

o   Osie slupów w planie na poziomie górnej po­wierzchni stóp fundamentowych powinny być usytuowane z dokładnością ±

5 mm

w stosun­ku do projektowanego położenia Rozwiązanie konstrukcyjne stopy fun­damentowej i zakotwienia słupa powinno umożliwić regulację położenia słupa w tym za­kresie. Spód stopy słupa powinien być usytu­owany z dokładnością ±

5 mm

w stosunku do wymaganego poziomu.

o   Dopuszczalne odchyłki ustawienia i położe­nia poszczególnych słupów podano w normie

o   W odniesieniu do sąsiadujących slupów w budynkach wielokondygnacyjnych należy przyjmować:

a) średnią arytmetyczną odchyłek w planie każdych 6 wzajemnie powiązanych słupów wg normy (dotyczy to wzajemnie pro­stopadłych kierunków),

b) pochylenie słupa pomiędzy kondygnacja­mi w grupie 6 wzajemnie poważanych słu­pów wg normy

Belki

o   Dopuszczalne odchyłki osi i poziomu belek podane w tablicy 12.5-4 odnoszą się również do nachylonych elementów, których odchył­ki są mierzone w stosunku do wymaganej płaszczyzny położenia.

o   Poziom belek należy mierzyć od rzeczywi­stego poziomu stropu.

o   Dopuszczalna odchyłka od wstępnej strzalki wygięcia zmontowanej belki w środku jej rozpiętości wynosi 1/500 rozpiętości wzglę­dem punktów podparcia belki.

o   Odchylka od wstępnej strzalki wygięcia zmontowanego podciągu nie powinna prze­kraczać 1/300 rozpiętości względem punktów podparcia podciągu.

o   Dopuszczalna odchylka końca belki wspor­nikowej mierzona w stosunku do punktu podparcia wynosi 1/300 wysięgu (długości) belki.

• Szczelina w styku kołnierzowym segmentów

nie powinna być większa niż 2 mm , o ile w pro­jekcie nie zostaną przewidziane uszczelnienia pozwalające na złagodzenie tego wymagania.

•  Wgniecenie lub inne deformacje miejsco­we   płaszcza   trzonu   w  połowie   długości

l, - 4v'r-t od tworzącej albo od łuku o promie­niu r nie powinno być większe niż w₀ = 0,01 l_s (gdzie r, t - promień i grubość płaszcza trzonu

•   Miejscowe  deformacje płaszcza trzonu w pobliżu styków spawanych spoinami czoło­wymi, wynikające np. z odkształceń spawalni­czych, mierzone w kierunku prostopadłym do spoin nie powinny być większe niż l_s z

500 mm

. W pozostałych miejscach płasz­cza komina lub wieży cylindrycznej, miejsco­we deformacje mierzone po obwodzie lub w kierunku  tworzącej  należy przyjmować 500 s l_s <

2000 mm

.

• Owalizację kształtu przekroju poprzeczne­go trzonu o średnicy d można określić w pro­centach jako u wg wzoru

u <, 2%, gdy d <; 500 mm , u <, 0,5%, gdy d 2 1250 mm

.

(W przypadku pośrednich wartości d - moż­na stosować interpolację liniową). ~ Mimośród w stykach spawanych blach p tasz­czą o grubości t nie powinien być większy niż 0,2 t lub

3 mm

.

12.5.6. Niektóre wymagania szczegółowe

• Montaż słupów na fundamentach

o   Ustawienie i wypionowanie słupa w miejscu jego usytuowania wymaga najczęściej zasto­sowania odpowiednich pakietów podkładek stalowych umieszczonych pod blachą podsta­wy słupa. Łączna powierzchnia pakietów pod­kładek stalowych powinna stanowić co naj­mniej 15% powierzchni blachy podstawy słupa z tym, że na każdą śrubę fundamentową po­winny przypadać po 2 pakiety. Górna po­wierzchnia pakietów powinna odpowiadać po­ziomowi dolnej powierzchni blachy podstawy słupa. Rozmieszczenie pakietów stałych po­winno umożliwić otoczenie ich podlewką ce­mentową na szerokości nie mniejszej niż

25 mm

. Bezpośrednio przed wykonaniem pod-lewki cementowej należy oczyścić przestrzeń do wypełnienia pod blachą podstawy słupa.

o   Podlewki zaleca się wykonać (o ile w projek­cie nie podano inaczej) z cementu portlandz­kiego marki nie niższej niż 35, uzależniając ich skład od grubości warstwy podlewki t: £ < 25 mm

- zaczyn cementowy, 25 s t <50 mm
- płynna zaprawa cemento­wa 1:1,

T 2

50 mm

- wilgotna zaprawa cemen­towa nie słabsza niż o sto­sunku 1:2 lub beton z drob­nym kruszywem marki nie niższej niż B25.

o   Podlewki specjalne, np. z cementu ekspan­dującego lub żywic, powinny być wykonywane wg szczegółowych instrukcji stosowania po­twierdzonych aprobatą techniczną.

o   Podlewki cementowe można wykonywać tyl­ko w temperaturze dodatniej, chyba że w instrukcji producenta podano inaczej. Zaprawę do wykonania podlewki należy przed użyciem wymieszać i stosować odpowiednio do konsy­stencji: w stanie ciekłym do podlewania i w stanie wilgotnym do podbijania, tak aby wolna przestrzeń pod blachą podstawy została całkowicie wypełniona. Jeżeli odległość wy­pełnienia od krawędzi blachy podstawy prze­kracza

150 mm

, należy przewidzieć otwory od­powietrzające w tej blasze.

• Montażowe połączenia śrubowe elemen­tów konstrukcji

o   W polączeniach śrubowych zakładkowych szczelina w styku niesprężanym nie powinna przekraczać

2 mm

, a w styku sprężanym l mm. Stosowane przekładki w złączach zakładko­wych nie powinny być cieńsze niż

2 mm

.

o   Otwory na śruby zaleca się dopasowywać za pomocą przebijaka, a w razie konieczności za­stosować rozwiercanie.

o   W śrubowych polączeniach doczołowych, w których wymagany jest docisk na całej po­wierzchni styku, szczeliny w styku blach czo­łowych po dokręceniu śrub nie powinny być większe niż:

A ^

0,5 mm

- na co najmniej 2/3 pola po­wierzchni styku, A_max = l mm - tylko lokalnie.

o   Osie elementów lączonych doczolowo, które się nie pokrywają, powinny spełniać warunek podany w póz. 7 tablicy 12.5-3., przed pomia­rem szczelin. W przypadku występowania szczelin o większych szerokościach należy sto­sować odpowiednio dopasowane przekładki ze stali niestopowej, które mogą być ustabilizo­wane spoinami czołowymi lub pachwinowymi. Liczba przekładek w jednym miejscu nie po­winna być większa niż 3.

o   Wykonanie połączeń śrubowych powinno być zgodne z projektem, wymaganiami norm PN-B-03200: 1990 i PN-B-06200: 1997. Jeżeli w dokumentacji projektowej nie ustalono inaczej, to w odniesieniu do wykonywania po­łączeń doczołowych i ciernych sprężonych śrubami o wysokiej wytrzymałości obowiązu­ją warunki techniczne podane w/w normach.

12.5.7. Kontrola montażu i odbiór końcowy

• Uwaga ogólna

Podane tu wymagania ogólne i szczegółowe, a także dopuszczalne odchyłki montażowe ele­mentów konstrukcji stalowych mają charakter podstawowy i odnoszą się w zasadzie do kon­strukcji stalowych obciążonych w sposób przeważające statyczny w budownictwie po­wszechnym i specjalnym oraz w budowlach inżynierskich nie ujętych w odrębnych nor­mach - czyli głównie do konstrukcji klasy 3 wg klasyfikacji przyjętej w PN-B-06200: 1997.

•   Kontrola  montażu  konstrukcji  powinna obejmować:

o   kontrolne pomiary geodezyjne przed rozpo­częciem montażu, podczas montażu i po je­go ukończeniu,

o   stan podpór oraz śrub fundamentowych i ich usytuowanie,

o   zgodność metody montażu z projektem mon­tażu i spełnienie wymagań bezpieczeństwa pracy,

o   stan elementów konstrukcji przed monta­żem i po zmontowaniu,

o   wykonanie i kompletność polączeń, wykona­nie powłok ochronnych,

- naprawy elementów, konstrukcji, połączeń i powłok ochronnych oraz usuwanie innych nieprawidłowości.

• Odbiór końcowy

Po zakończeniu prac montażowych przepro­wadza się kontrolę wykonania i badania osta­teczne, które są podstawą odbioru końcowego konstrukcji. Kontrola i badania powinny być wykonywane zgodnie z planem kontroli i ba­dań opracowanym przez wykonawcę. Zakres kontroli i badań należy dostosować do rodzaju konstrukcji i wymaganego poziomu jakości.

Wszystkie kontrole, badania i korekty pokon­trolne powinny być udokumentowane przez wykonawcę robót.

 

Źródła: 

PN-B-06200:1997. Konstrukcje stalowe bu­dowlane. Warunki wykonania i odbioru. Wy­magania podstawowe

PN-B-03200:1990. Konstrukcje stalowe. Ob­liczenia statyczne i projektowanie

PN-B-03215:1998. Konstrukcje stalowe. Po­łączenia z fundamentami. Projektowanie i wy­konanie