способ монтажа колонн и устройство для захвата колонн

Формула изобретения

1. Способ монтажа колонн безригельного каркаса здания, включающий закрепление монтируемой колонны с помощью захватной рамки с гибким стропом, подъем монтируемой колонны с приданием ей вертикального положения с последующим опусканием ее в кондуктор, закрепленный на оголовке установленной колонны, и выравниванием ее по вертикали, не снимая гибкого стропа, до стыковки монтируемой колонны с установленной колонной, после чего производят фиксацию монтируемой колонны при помощи стяжек, снимают гибкий строп, затем выполняют сварку, отличающийся тем, что перед подъемом монтируемой колонны предварительно в горизонтальном положении устанавливают монтажные столики под плиты перекрытия верхних этажей, гибкий строп закрепляют, охватывая ровно половину поперечного сечения колонны с одной стороны, а с другой стороны вторую равную половину поперечного сечения колонны п-образной металлической скобой с проушинами, формируя захватную рамку путем пропуска в эти проушины гибкого стропа, монтируемую колонну опускают до касания ее нижней торцевой поверхности с прокладкой на верхней торцевой поверхности установленной колонны, при этом в качестве прокладки используют жестко закрепленную металлическую пластину квадратной формы, площадь которой в 0,4 раза меньше площади торцевых поверхностей стыкуемых колонн, стяжки закрепляют с одной стороны к проушинам монтажных столиков, а второй к башмакам, прикрепленным к поверхности плит перекрытий, снятие гибкого стропа производят с помощью дополнительного дистанционного троса, пропущенного предварительно в кольца, прикрепленные к п-образной металлической скобе, сварку выполняют по периметру стыка торцевых поверхностей колонн прерывистым швом в диагонально противоположной последовательности, оставляя зазоры между сварными швами 20-25 мм, в которые подают цементно-песчаный раствор до заполнения стыка между торцевыми поверхностями колонн.

2. Устройство для захвата колонн, включающее подъемный крюк с гибким стропом, захватную рамку, отличающееся тем, что захватная рамка составлена из п-образной металлической скобы с проушинами, охватывающей с одной стороны ровно половину поперечного сечения монтируемой колонны, и гибкого стропа, пропущенного через проушины этой скобы и охватывающего вторую равную половину поперечного сечения колонны с другой стороны, концы гибкого стропа зафиксированы на подъемном крюке с возможностью стягивания гибкого стропа подъемным крюком совместно с п-образной металлической скобой, прижимая и зажимая их к граням колонны, при этом п-образная скоба снабжена двумя кольцами, в которые пропущен дистанционный трос для демонтажа гибкого стропа и п-образной металлической скобы после установки колонны на проектную отметку и ее фиксации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и предназначено для использования при возведении многоэтажных зданий с колоннами жилого, общественного и производственного назначения, преимущественно с натяжением арматуры в построечных условиях.

Известно стыковое соединение сборных железобетонных колонн и способ его выполнения [патент RU №2233368, заявл. 17.10.2002], которое включает концевые участки стыкуемых колонн с плоскими торцами, эти концевые участки содержат косвенное армирование в виде поперечных сварных сеток и хомутов, концевые участки стержней продольной арматуры колонн, обрываемой в стыке. В концевых участках колонн выполнены каналы, заполненные высокопрочным раствором и содержащие арматурные стержни-коротыши. Между торцами колонн в зазоре имеется центрирующая прокладка. По торцам стыкуемых колонн выполнены торцовые стальные пластины, снабженные по контуру в плане по поверхности контакта с бетоном колонн стальным окаймлением, эти пластины содержат сквозные отверстия для пропуска арматурных стержней-коротышей. В зазоре также размещены вкладыши в виде отдельных стальных пластин. Торцовые стальные пластины стыкуемых колонн по боковым поверхностям объединены накладкой в виде стальной полосы, а воздушное пространство зазора заполнено высокопрочным раствором.

Недостатком известного стыкового соединения является сложность его выполнения в конструктивном отношении, а также трудоемкость выполнения стыкования колонн, требующего особой точности при их изготовлении.

Известно устройство для монтажа колонн [авт.св. №893802, заявл. 12.04.1979], содержащее траверсу, подвешенную к ней посредством гибких тяг прямоугольную раму, состоящую из соединенных между собой балок, и расстроповочное приспособление, включающее в себя стержень, снабженный тросом дистанционного управления и предохранительной планкой. Причем соединение балок в трех углах рамы выполнено посредством шарниров, а в четвертом углу выполнены соосные отверстия для стержня.

Недостатком известного устройства является использование его только для колонн с выступающими консолями, а также сравнительно высокая его материалоемкость.

Известно устройство для монтажа колонн с консолями [авт.св. №1414951, заявл. 28.01.1987], включающее траверсу с гибкими подвесками, на осях которых закреплена захватная рамка, снабженная размещенными между осями подвесок консолями с рифлеными опорными площадками и фиксирующими приспособлениями, каждое из которых выполнено в виде двуплечего Г-образного рычага с перпендикулярно закрепленным к нему кронштейном, причем одно плечо рычага установлено на оси гибкой подвески, а другое закреплено к последней, при этом каждая опорная площадка расположена симметрично относительно плоскости, проходящей через ось гибких подвесок, а кронштейны рычагов ориентированы навстречу друг другу.

Недостатком известного устройства является использование его только для колонн с выступающими консолями, сложность конструкции захвата и быстрый износ фиксирующих элементов в зоне их контакта. Большая материалоемкость.

Известен захват для подъема и монтажа колонн [авт.св. №1375554, заявл. 20.06.1985], содержащий прямоугольную рамку с проушинами и противовесом и п-образную скобу, соединенную с рамкой посредством гибкой связи. Прямоугольная рамка выполнена из четырех отрезков трубы, образующих ее стороны, сваренных между собой под прямым углом. На стороне рамки, снабженной противовесом, и противоположной ей стороне установлены на кронштейнах ролики для облегчения снятия рамки с колонны, при этом на первой стороне ролики установлены в ее нижней части, а на второй в верхней. На двух других противоположных друг другу сторонах закреплены проушины для зацепки рамки крюками стропов грузозахватного устройства. П-образная скоба состоит из балки, в средней части которой за проушину закреплен другой конец гибкой связи, на концах консолей балки закреплены вертикальные полки, имеющие отверстия для установки фиксирующего устройства в виде стержня.

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции и наличие монтажного отверстия в нижней части колонны, при этом такая схема строповки не обеспечивает строго вертикального расположения колонны при подъеме и дальнейшем перемещении ее к месту установки, что требует значительной трудоемкости в случае регулирования колонны в кондукторе при выставлении ее по вертикали.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является способ монтажа колонн безригельного каркаса здания [Данилов Н.Н. и др. Технология строительных процессов. Москва. «Высшая школа», 1997, с.270-272, 282, 283], включающий закрепление монтируемой колонны с помощью захватной рамки с гибким стропом, подъем монтируемой колонны с приданием ей вертикального положения с последующим опусканием в кондуктор, закрепленный на оголовке установленной колонны, и выравниванием ее по вертикали, не снимая гибкого стропа, до стыковки монтируемой колонны с установленной, после чего производят фиксацию монтируемой колонны при помощи стяжек, снимают гибкий строп, затем выполняют сварку.

Недостатком способа является трудоемкость демонтажа гибкого стропа после установки и фиксации колонны в проектном положении, а также отсутствие предварительного крепежа монтажных приспособлений.

Задачей разрабатываемого способа монтажа колонн является совершенствование технологии монтажа колонн с минимальными трудозатратами с помощью технического устройства, требующего незначительных материальных затрат.

Технические результаты, которые могут быть получены при использовании заявляемого изобретения для способа монтажа колонн:

- сокращение времени монтажа;

- предварительная фиксация технологической оснастки на стройплощадке до установки колонн;

- минимальное отклонение осей колонн;

- минимальное количество монтажников для устройства для захвата колонн:

- простота эксплуатации;

- низкая материалоемкость;

- малые габариты;

- удобство демонтажа.

Решение указанной задачи и достижение вышеперечисленных результатов стало возможным

для способа монтажа колонн, включающего закрепление монтируемой колонны с помощью захватной рамки с гибким стропом, подъем монтируемой колонны с приданием ей вертикального положения с последующим опусканием ее в кондуктор, закрепленный на оголовке установленной колонны, и выравниванием ее по вертикали, не снимая гибкого стропа, до стыковки монтируемой колонны с установленной колонной, после чего производят фиксацию монтируемой колонны при помощи стяжек, снимают гибкий строп, затем выполняют сварку, при этом перед подъемом монтируемой колонны предварительно в горизонтальном положении устанавливают монтажные столики под плиты перекрытия верхних этажей, гибкий строп закрепляют, охватывая ровно половину поперечного сечения колонны с одной стороны, а с другой стороны вторую равную половину поперечного сечения колонны п-образной металлической скобой с проушинами, формируя захватную рамку путем пропуска в эти проушины гибкого стропа, монтируемую колонну опускают до касания ее нижней торцевой поверхности с прокладкой на верхней торцевой поверхности установленной колонны, при этом в качестве прокладки используют жестко закрепленную металлическую пластину квадратной формы, площадь которой в 0,4 раза меньше площади торцевых поверхностей стыкуемых колонн, стяжки закрепляют с одной стороны к проушинам монтажных столиков, а второй к башмакам, прикрепленным к поверхности плит перекрытий, снятие гибкого стропа производят с помощью дополнительного дистанционного троса, пропущенного предварительно в кольца, прикрепленные к п-образной металлической скобе, сварку выполняют по периметру стыка торцевых поверхностей колонн прерывистым швом в диагонально противоположной последовательности, оставляя зазоры между сварными швами 20-25 мм, в которые подают цементно-песчаный раствор до заполнения стыка между торцевыми поверхностями колонн;

для устройства для захвата колонн, включающего подъемный крюк с гибким стропом, захватную рамку, при этом захватная рамка составлена из п-образной металлической скобы с проушинами, охватывающей с одной стороны ровно половину поперечного сечения монтируемой колонны, и гибкого стропа, пропущенного через проушины этой скобы и охватывающего вторую равную половину поперечного сечения колонны с другой стороны, концы гибкого стропа зафиксированы на подъемном крюке с возможностью стягивания гибкого стропа подъемным крюком совместно с п-образной металлической скобой, прижимая и зажимая их к граням колонны, при этом п-образная скоба снабжена двумя кольцами, в которые пропущен дистанционный трос для демонтажа гибкого стропа и п-образной металлической скобы после установки колонны на проектную отметку и ее фиксации.

Изобретательским шагом является создание способа монтажа колонн, обеспечивающего дополнительное ускорение темпов строительства сборно-монолитных зданий позволяющего проводить предварительную фиксацию монтажных столиков на колонны согласно проектным отметкам для плит перекрытий последующих этажей непосредственно на стройплощадке, что обеспечивает расширение фронта работ, снижая трудозатраты и обеспечивая сокращение времени на подготовительные операции для монтажа верхних этажей, при этом отсутствует необходимость подъема монтажников для установки каждого монтажного столика.

Подъем колонн и дальнейшее их перемещение осуществляют устройством для захвата, представляющем простое и очень эффективное средство, которое с легкостью монтируют и также просто демонтируют, при этом демонтаж производят непосредственно снизу, находясь на смонтированном диске плит перекрытий без применения подъемных средств для подъема монтажников на высоту.

Устройство для захвата колонн позволяет достичь строго вертикального положения монтируемой колонны при подъеме и дальнейшем перемещении ее к месту установки. Соединение стыка колонн с выполнением электродуговой сварки прерывистым швом в диагонально противоположной последовательности исключает отклонение оси колонны от вертикали и смещение колонн в плане. Применение прокладки в виде металлической пластины, которая в 0,4 раза меньше площади торцевой поверхности колонны, позволяет с минимальными трудозатратами выставить колонну по вертикали в кондукторе и избежать внецентренного сжатия, вызванного отклонением оси колонн от вертикали, а также исключить несоблюдение высотных отметок колонн. Применение всей совокупности обозначенных конструктивных решений в заявляемом изобретении позволяет достичь строго вертикального положения колонны, начиная от подъема и заканчивая жесткой фиксацией колонны, это значительно снижает трудозатраты на монтаж и сокращает время.

Заполнение зазора между стыкуемыми торцевыми поверхностями колонн цементно-песчанным раствором между сварными швами повышает надежность соединения, защищая контактную зону стыка колонн от коррозии.

Фиксация колонн при помощи стяжек требует незначительных затрат, поскольку стяжки одним концом закрепляют непосредственно к монтажным столикам, установленным ранее, а вторым к специальным башмакам, которые удобны в монтаже и располагаются на смонтированном диске плит перекрытий.

Заявляемый способ монтажа колонн позволяет снизить трудозатраты до минимума, поскольку операции по захвату и перемещению колонны к месту установки осуществляют два монтажника. Причем демонтаж захвата после установки колонны в проектное положение производит один монтажник, находясь внизу на диске плит перекрытий, используя для этого только дистанционный трос.

Заявляемое изобретение иллюстрируют следующие фигуры.

Фиг.1. Изображена колонна в фазе монтажа; кондуктор, гибкий строп, подъемный крюк, п-образная металлическая скоба с кольцами, монтажная петля, дистанционный трос, стяжки, монтажные столики, башмаки, плиты перекрытия, прокладка, установленная колонна.

Фиг.2. Фрагмент подъема монтируемой колонны, содержащей монтажную петлю, прокладку и монтажный паз совместно с устройством для захвата, включающим гибкий строп, п-образную металлическую скобу с кольцами и дистанционным тросом.

Фиг.3. Торцевая поверхность установленной колонны; прокладка, последовательность выполнения сварных швов, зазоры.

Монтаж колонны осуществляют устройством для захвата (фиг.1), включающим подъемный крюк 1 с гибким стропом 2, захватную рамку (не показана), состоящую из п-образной металлической скобы 3 с проушинами (не показаны), охватывающей с одной стороны ровно половину поперечного сечения монтируемой колонны 4, расположенной на строительной площадке (не показана), где предварительно закреплены монтажные столики 5 за счет выполненных монтажных пазов 6 согласно проектных отметок размещения плит перекрытий 7 (фиг.1-2), а гибкий строп 2, пропущенный через проушины п-образной металлической скобы 3, расположенной рядом с монтажной петлей 8 (фиг.1-2), охватывает вторую равную половину поперечного сечения колонны 4 с другой стороны, при этом концы гибкого стропа 2 зафиксированы на подъемном крюке 1. П-образная металлическая скоба 3 снабжена двумя кольцами 9, в которые пропущен дистанционный трос 10. На смонтированном диске (не показан) плит перекрытий 7, сформированном соединением установленных колонн 11 и плит перекрытий 7 путем натяжения канатной арматуры (не показана), размещен и зафиксирован на оголовке (не показан) установленной колонны 11 кондуктор 12, опирающийся на плиты перекрытия 7 (фиг.1), причем торцевая поверхность установленной колонны 11 содержит жестко прикрепленную прокладку 13 (фиг.1-3). Стяжки 14 закреплены с одной стороны к проушинам (не показаны) монтажных столиков 5, а со второй стороны к башмакам 15, которые установлены на плитах перекрытий 7. Окончательная фиксация монтируемой колонны выполнена с помощью прерывистых сварочных швов (не показаны) в диагонально противоположной последовательности 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 с зазорами 24 между сварными швами (фиг.3).

Способ монтажа осуществляют следующим образом. При подъеме подъемного крюка 1 стягивают гибкий строп 2 пропущенный в проушины (не показаны) п-образной металлической скобы 3, совместно прижимая и зажимая их к граням (не показаны) монтируемой колонны 4, и начинают постепенный подъем совместно с монтажными столиками 5 до момента, когда эта колонна затянет гибкий строп 2 с п-образной металлической скобой 3 силой собственного веса (фиг.2) и примет вертикальное положение. После чего осуществляют перемещение монтируемой колонны 4 к месту ее установки, плавно опуская в кондуктор 12 (фиг.1), до касания ее нижней торцевой поверхности (не показана) с прокладкой 13, жестко прикрепленной к верхней торцевой поверхности (не показана) установленной колонны 11, что дает возможность регулировки вертикали. Не опуская полностью монтируемую колонну 4 на прокладку 13 (фиг.1-3), производят выравнивание осей стыкуемых колонн 4 и 11 (фиг.1) с помощью регулировочных винтов (не показаны) кондуктора 12. После совпадения проектных отметок производят предварительную фиксацию монтируемой колонны 4 винтами (не показаны) кондуктора 12, дополнительную фиксацию этой колонны выполняют с помощью стяжек 14, которые с одной стороны закрепляют проушинам (не показаны) монтажных столиков 5, прикрепленных к монтируемой колонне, а с второй стороны к башмакам 15, закрепленным на плитах перекрытий 7. После дополнительной фиксации монтируемой колонны 4 производят демонтаж захвата (не показан), для чего полностью опускают гибкий строп 2 до окончательной его разгрузки, потом с помощью дистанционного троса 10 сдергивают п-образную металлическую скобу 3, находясь непосредственно на диске плит перекрытий 7, до момента, когда гибкий строп 2 выйдет из проушин указанной п-образной скобы 3, высвобождая захват с монтируемой колонны 4 (фиг.1).

После указанных выше операций выполняют окончательную фиксацию с помощью электродуговой сварки стыковых поверхностей монтируемой колонны 4 и установленной колонны 11 по периметру прерывистыми швами (не показаны) в диагонально противоположной последовательности 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 (фиг.3), оставляя зазор 24 между сварными швами, равный 20-25 мм. В полученный зазор производят инъектирование специального цементно-песчанного раствора до заполнения межстыкового пространства смонтированных колонн. По завершении процесса замоноличивания стыка колонн переходят к монтажу следующей, которую монтируют аналогичным образом.

Устройство для захвата колонн позволяет обеспечить строго вертикальное положение монтируемой колонны после ее подъема и при дальнейшем ее перемещении к месту установки. Применение прокладки в виде металлической пластины меньшей площади в 0,4 раза по сравнению с торцевыми поверхностями колонн, позволяет с легкостью выполнять регулировку вертикального расположения колонны посредством перемещений ее в кондукторе, предоставляя необходимое количество степеней свободы, поскольку прокладка размещена строго по центру торцевой поверхности колонн. Сваривание периметра стыковых поверхностей колонн в строго обозначенной последовательности 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 (фиг.3) исключает смещение осей колонн от проектного положения при схватывании металла в зоне стыка колонн. Вся совокупность обозначенных технических решений позволяет достичь строго вертикального расположения колонны на протяжении всего технологического процесса монтажа колонны.

Заявляемый способ монтажа колонн в значительной степени сокращает время на возведение каркаса здания, так как вся технологическая оснастка, монтируемая под плиты перекрытия верхних этажей, которая также необходима для фиксации монтируемых колонн, устанавливается на строительной площадке предварительно до монтажа колонн. Устройство для захвата колонн легко монтируется и еще с наименьшей трудоемкостью демонтируется по завершению фиксации монтируемой колонны. Применение прокладки с соотношением площадей, равным 0,4 к торцевой поверхности, позволяет свободно маневрировать в кондукторе перемещением колонны, не создавая трудностей, что соответственно экономит время и значительно облегчает процесс регулировки вертикали.

Практическая применимость изобретения показана на примере конкретного использования.

Пример.

При возведении безригельного каркаса зданий и сооружений с натяжением арматуры в построечных условиях монтируют колонны следующим образом. Непосредственно на строительной площадке на монтируемые колонны производят крепление монтажных столиков за счет выполненных в ней монтажных пазов согласно с проектным размещением плит перекрытий, которые устанавливают впоследствии на эти столики. Затем осуществляют подъем монтируемых колонн с помощью захвата, включающего в себя п-образную металлическую скобу с прикрепленными к ней кольцами, в которые предварительно пропущен дистанционный трос, эту скобу размещают в верхней части монтируемой колонны рядом с монтажной петлей, при этом ее размещают на монтируемой колонне так, чтобы она охватывала ровно половину поперечного сечения этой колонны с одной стороны. Затем в проушины этой скобы протаскивают гибкий строп, который охватывает вторую равную половину поперечного сечения монтируемой колонны, и концы его закрепляют на подъемном крюке. После этого осуществляют плавный подъем колонны, до того момента пока она не затянет гибкий строп с п-образной металлической скобой и прижмет их силой собственного веса к граням монтируемой колонны. Затем монтируемую колонну перемещают к месту установки подъемной машиной, плавно опуская ее в кондуктор, закрепленный на оголовке установленной колонны и опирающийся на смонтированные плиты перекрытия. Монтируемую колонну опускают до тех пор, пока она не коснется прокладки, выполненной в виде металлической пластины квадратной формы, которая в 0,4 раза меньше площади торцевых поверхностей стыкуемых колонн. Затем производят выравнивание осей колонн с помощью регулировочных винтов кондуктора, добиваясь вертикального положения монтируемой колонны с одновременной фиксацией соответствующего расположения ее в этом кондукторе. Дополнительную фиксацию колонны осуществляют при помощи стяжек, которые с одной стороны крепят к проушинам монтажных столиков, размещенных на монтируемой колонне, а с другой к башмакам, прикрепленным к плитам перекрытий. После монтажа необходимого числа стяжек к монтируемой колонне производят демонтаж захвата, для чего сдергивают п-образную металлическую скобу посредством дистанционного троса, находясь непосредственно на плитах перекрытий возведенного этажа. Затем выполняют электродуговую сварку по периметру торцевых поверхностей стыкуемых колонн прерывистым швом, начиная с любого угла и продолжая в строго диагонально противоположной последовательности. Причем зазор между сварными швами оставляют 20-25 мм. При таком выполнении соединения стыка силы схватывания металла между собой оказывают взаимное противодействие, что исключает смещение колонны от вертикали.

По завершении процесса сварки стыковых поверхностей выполняют замоноличивание стыка, для чего в зазор между сварными швами подают цементно-песчанный раствор до заполнения межстыкового пространства смонтированных колонн. Произведенный таким способом монтаж колонн позволяет значительно снизить трудозатраты и ускорить темп строительства в целом.

Характеристики:

Время монтажа одной колонны, час	0,92
Время демонтажа захвата, мин	5,0
Время сварки стыковых поверхностей, час	1,2÷1,3
Время инъектирования межстыкового пространства, мин.	3,0
Количество монтажников не более, чел.	3,0
Отклонение осей колонн от проектного положения, %	±5,0
Масса захвата, кг	18÷20,0

Заявляемый способ монтажа колонн и устройство для захвата колонн сокращают сроки возведения зданий, поскольку в среднем время монтажа одной колонны составляет 0,92 часа, а демонтаж захвата занимает считанные 5 минут. Стыкование колонн заявляемым способом позволяет обеспечить качественный монтаж с отклонением осей колонн от вертикали не более 5,0%, включая в работу совокупность применения прокладки совместно с выполнением электродуговой сварки по периметру торцевых поверхностей колонн прерывистым швом в диагонально противоположной последовательности. Такое соединение повышает не только качество монтажа самих колонн, но и повышает несущую способность возводимого каркаса, поскольку отклонение от вертикали создает дополнительные эксцентриситеты в приложении продольных сил, вызывая внецентренное сжатие. Применение заявленного захвата для колонн позволяет осуществлять подъем и дальнейшую транспортировку к месту монтажа, а также произвести демонтаж захвата непосредственно с установленного диска плит перекрытий, используя для этого одного монтажника. При этом снижаются как трудоемкость, так и материалоемкость вследствие использования конструкции захвата малой массы, равной всего 18÷20 кг, а предварительная фиксация монтажных столиков на колонны по проектным отметкам для плит перекрытий каждого этажа выполняется непосредственно на стройплощадке, обеспечивая во всей перечисленной совокупности дополнительное ускорение темпов строительства зданий и сооружений.