Строительная ферма

1. Введение

     Фермой называется система стержней соединенных между собой в узлах и образующих геометрически неизменяемую конструкцию. При узловой нагрузке жесткость узлов несущественно влияет на работу конструкции, и в большинстве случаев их можно рассматривать как шарнирные. В этом случае все стержни ферм испытывают только растягивающие или сжимающие осевые усилия.

Фермы экономичнее балок по расходу  стали, но более трудоемки в изготовлении. Эффективность ферм по сравнению  со сплошностенчатыми балками тем  больше, чем больше пролет и меньше нагрузка.

Для их производства разработано несколько  комплексных способов: агрегатно-поточный, конвейерный, кассетный, прокатный, стендовый и др.  

2. Технология производства железобетонных ферм

1). Агрегатно-поточный метод. Изделие в процессе изготовления последовательно проходит все технологические этапы с заданными остановками на каждой операции. Технологические операции агрегатно-поточного производства выполняют в такой последовательности. Внутреннюю поверхность формы или поддона очищают, смазывают и краном подают на пост оснащения изделия арматурой и закладными деталями. После этого форму или поддон мостовым краном переносят на формующий агрегат. Приготовленную форму заполняют бетонной смесью из бетоноукладчика при включенном вибраторе. Изделия формуют из жестких смесей при вибрировании одновременно с пригрузом 5000- 6000 н/см2.

После формования изделий поддон или форму  с бортами транспортируют в камеру тепловлажностной обработки. Затем  изделия проходят технический контроль. Обнаруженные дефекты устраняют, изделия маркируют и вывозят на склад готовой продукции. В зимний период изделия перед вывозкой на склад выдерживают в течение нескольких часов в цеху.

При изготовлении плоских изделий все  производственные операции на формовочных постах по заглаживанию поверхности изделий, уплотнению бетонной смеси пригрузом, установке бортооснастки и другие могут быть автоматизированы.

Этот  способ выгодно использовать на заводах  средней мощности, в особенности  
при выпуске изделий широкой номенклатуры.

Рис. 1. Технологическая схема агрегатно-поточного производства ферм.

1-мостовойкран; 2-бетоноукладчик; 3-виброплощадка;  
4-формоук-ладчик; 5-самоходная тележка для вывоза готовых  
изделий; 6-тележка-прицеп; 7 - установка для электротермического натяжения стержней; 8-  
камеры пропаривания; 9- стенд для контроля и ремонта изделий; 10- стенд для сборки утеплённых панелей; 11- раздаточный бункер; 12- формы;  
13-сварные арматурные сетки; 14- площадка складирования готовой  
продукции. 

2). Конвейерное производство. Применяют на заводах большой мощности при выпуске однотипных изделий ограниченной номенклатуры. При этом способе технологич. линия работает по принципу пульсирующего конвейера, т. е. формы с изделиями перемещаются от поста к посту через строго определённое время, необходимое для выполнения самой длительной операции.

При конвейерном производстве изделие  в процессе его изготовления перемещается ритмично от одного рабочего места  к другому. Все процессы на рабочих  местах механизированы. Конвейеры, в зависимости от вида движения, могут быть пульсирующего действия (тележечные) и непрерывного. Изделия изготовляются поэтапно, одновременно на всех постах конвейера, расположенного вдоль ярусных тоннельных камер термообработки. В последнее время конвейерные линии производства сборного железобетона оборудуют камерами нового типа - шахтными, щелевыми и другими.

Рис. 2 Технологическая схема конвейерного производства стропильных ферм

1- распакетировщик;  
2- кантователь; 3- механизм закрытия бортов и смазки форм;  
4- фактуроукладчик; 5- бетоноукладчик; 6- виброплощадка;  
7- раствороукладчик; 8- пакетировщик; 9 - тоннельная камера твердения;  
10- кран-балка; 11-камера обработки фактурного слоя готовых панелей;  
12 - отделение подготовки песка; 13 - вывозная тележка; 14  
- установка для изготовления вентиляционных панелей; 15 - установка  
для изготовления карнизных блоков; 16 - ямные камеры твердения;  
17 - центральный пульт управления; 18 - вспомогательный пульт  
управления; 19 - отделение подготовки фактуры; 20 - ленточный  
транспортёр заполнителей; 21 - пневмоосадительная установка для  
цемента; 22 - винтовой конвейер для цемента; 23 - бункера  
для компонентов раствора; 24 - растворосмесители; 25 - бункера  
для компонентов лёгкого бетона; 26 - смесительные роторные бегуны;  
27 - самоходная раздаточная вагонетка; 28 - бункера для компонентов  
тяжёлого бетона; 29 - бетоносмесители принудительного действия;  
30 - приготовление добавок к бетону; 31 - баки для воды.

     3). Стендовый способ. Стендовый способ (формовка в неперемещаемых формах) особенно выгоден при изготовлении изделий значительного веса и размеров. Продвижение таких изделий по технологическому потоку для выполнения отдельных операций привело бы к большой затрате труда и энергии. В некоторых случаях перемещать формы вообще практически невозможно (например, при изготовлении арок, ферм больших размеров).

Если  изделие остается «на месте» в  период всего технологического цикла, то исключаются многочисленные трудоемкие транспортные операции. Вторым преимуществом стендового способа является простота применяемого оборудования, а также незначительные капиталовложения и возможность организовать производство в кратчайшие сроки. В связи с этим стендовый способ широко применяется как в заводских, так и в полигонных условиях.

Заводской способ отличается от полигонного тем, что в первом случае все технологические  процессы выполняют в здании, тогда  как при полигонном в помещении  только приготовляют бетон; формуют же изделия на открытых стендах или в ямных камерах, где происходит их твердение. На зарубежных заводах стендовый способ применяется наиболее широко.

Недостатком стендового способа является низкая механизация технологического процесса и, следовательно, высокая трудоемкость. В этом отношении конвейерный способ имеет большие преимущества, так как позволяет механизировать все важнейшие технологические операции. Однако чрезвычайно высокие капитальные затраты на оборудование и отсутствие гибкости в переходе на выпуск новых типов изделий являются существенным недостатком конвейерного способа.

4). Способ непрерывного вибропроката. Это полностью механизированный и автоматизированный процесс производства железобетонных изделий, выполняется на установке непрерывного действия - вибропрокатном стане. Вибропрокатный стан представляет собой движущийся конвейер, состоящий из формующей ленты , натяжной и приводной станций, формующей и калибрующей секции, а также секции тепловой обработки. На непрерывно движущуюся формующую ленту, выполненную из объемных или плоских пластин, распылителем наносят смазку, после чего укладывают арматурные каркасы и подается бетонная смесь. Бетоноукладчик равномерно распределяет ее по ширине формующей ленты. Уплотнение происходит за счет вибрации вибробалки, расположенной под формующей лентой. 

   Маркировка  ферм

В марках ферм:

• буквы обозначают тип конструкций (ФБ - ферма безраскосная, ФСМ - ферма стропильная с одновременным бетонированием поясов и решеток);
• арабские цифры 18, 24 - пролет ферм;
• римские цифры - типоразмер опалубки;
• арабские цифры 1,2…13,14 - номер группы нагрузок;
• буквы и цифры в конце - вид напрягаемой арматуры (AIV, AIIIB - стержневая арматура, В - проволока, П - пряди);

   Наличие в строке нескольких видов напрягаемой  арматуры показывает, что ферма при  тех же размерах может быть изготовлена  с каждой из них 
 
Марки ферм с индексом Н, рассчитанные на установку плит покрытия шириной только 3 м. Установка на них плит шириной 1,5 м не допускается. Марки ферм без индекса Н рассчитаны на установку плит шириной 1,5 и 3 м. Фермы изготавливают с напрягаемой арматурой 
 
Подстропильные фермы применяют при расположении колонн каркаса зданий через 12 м. Их изготавливают из прдварительно-напряженного железобетона в виде балок или ферм пролетом 12 м. Наиболее распространены подстропильные фермы, в которых стропильные конструкции опираются на их нижние пояса 
Марки подстропильных ферм состоят из букв ПФ (подстропильная ферма). Цифр 1, 2, 3, 4. характеризующих несущую способность, и индексов B, AIII, AIV, П, AV, AтV и AтVI, определяющих класс предварительно-напряженнойарматуры 
В марках ферм, предназначенных для установки у поперечных температурных швов и торцов зданий, добавлена буква К. Масса рядовых ферм - 11 и 3 т, масса ферм, устанавливаемых у торцов и поперечных температурных швов - 11 т. 

3. Приёмка ферм 

Приемка ферм - по ГОСТ 13015.1 и ГОСТ 20213-89. При  этом фермы принимают: по результатам  периодических испытаний - по показателям прочности, жесткости и трещиностойкости ферм, морозостойкости бетона, пористости уплотненной смеси легкого бетона, а также по водонепроницаемости бетона ферм, предназначенных для эксплуатации в условиях воздействия агрессивной газообразной среды; 
по результатам приемо-сдаточных испытаний - по показателям прочности бетона (классу или марке бетона по прочности на сжатие, передаточной и отпускной прочности), средней плотности легкого бетона, соответствия арматурных и закладных изделий рабочим чертежам, прочности сварных соединений, точности геометрических параметров, толщины защитного слоя бетона до арматуры, ширины раскрытия технологических трещин.  

Периодические испытания нагружением по прочности, жесткости и трещиностойкости предварительно напряженных ферм в соответствии с требованиями ГОСТ 13015.1 проводят перед началом их массового изготовления и в дальнейшем - при внесении в них конструктивных изменений или изменении технологии изготовления. 
Испытания ферм нагружением в процессе серийного производства проводят не реже раза в год.  

4. Транспортирование и хранение железобетонных стропильных ферм 

1). Транспортировать  и хранить фермы следует в  соответствии с требованиями  ГОСТ 13015.4 и настоящего стандарта. 
2). Фермы следует транспортировать в вертикальном (рабочем) положении или с небольшим уклоном (до 10°). 
3). Фермы должны храниться на специально оборудованных складах в вертикальном положении в кассетах рассортированными по типоразмерам и маркам. 
При установке ферм в кассетные стеллажи должна быть обеспечена возможность захвата и подъема каждой фермы для погрузки и монтажа. 
4). При транспортировании и хранении фермы должны устанавливаться на инвентарные подкладки из дерева или других эластичных материалов. Подкладки следует укладывать по плотному и тщательно выровненному основанию.

 На  складах конструкций выполняются  следующие операции: разгрузка прибывающих  конструкций; сортировка конструкций  по объектам и маркам; проверка качества конструкций и составление рекламаций поставщикам на обнаруженные дефекты; проверка и исправление маркировки; очистка конструкций и закладных деталей от наплывов бетона, грязи и ржавчины; устранение мелких дефектов и повреждений, допущенных при транспортировке; укрупнительная сборка конструкций; подготовка элементов к монтажу (обстройка монтажными приспособлениями, раскантовка в удобное для монтажа положение и т. п.); отгрузка и отправка конструкций на монтаж; учет поступления и отгрузки конструкций.  
 
Территория склада должна быть спланирована с уклонами для стока и отвода воды, с трамбовкой щебнем верхнего слоя грунта, хорошо освещена для возможности производства работ в любое время суток.  
 
Центральные склады оборудуются самоходными кранами, преимущественно козловыми, грузоподъемность которых принимается в соответствии с максимальной массой складируемых элементов. На складе необходимо предусмотреть расположение железнодорожных путей или автодороги в зависимости от принятого способа подачи конструкций на склад и со склада на монтаж.