Демонтаж и реконструкция металлоконструкций

Металлический каркас — конструкция долговечная и во многом «ремонтопригодная». Его можно усилить под новые нагрузки, надстроить, расширить пролётом, разобрать и собрать на другом месте. Именно поэтому реконструкция промышленных зданий со стальным каркасом часто оказывается выгоднее сноса и нового строительства. Но разбирать и перестраивать каркас сложнее, чем монтировать новый.

При демонтаже конструкция постепенно лишается связей, распорок и соседних элементов, её расчётная схема меняется на каждом шаге. Элементы, десятилетиями работавшие в одной схеме, могут оказаться перегружены, если удалить соседний. Реальное состояние металла, сварных швов и болтов часто отличается от чертежей, которых к тому же может не оказаться вовсе.

В статье — как подходить к демонтажу и реконструкции металлоконструкций, на что обращать внимание при обследовании, как организовать работы и когда старые конструкции можно использовать повторно.

Когда нужен демонтаж или реконструкция

• Смена технологии производства — требуется другой пролёт, высота, мостовой кран большей грузоподъёмности.
• Увеличение нагрузок — новое оборудование на перекрытиях, тяжёлая кровля, дополнительные коммуникации.
• Износ и повреждения — коррозия, деформации от ударов, усталостные трещины в подкрановых балках.
• Перенос здания — быстровозводимые ангары и склады разбирают для сборки на новом месте.
• Надстройка и пристройка — расширение площадей без остановки существующего производства.

Обследование — основа любых решений

Сбор исходных данных

Ищут проектную и исполнительную документацию, паспорта кранов, журналы эксплуатации. Если документации нет, выполняют обмерные работы и составляют обмерные чертежи с фактическими сечениями и узлами.

Визуальное и инструментальное обследование

Специалисты фиксируют дефекты: коррозионный износ с замером остаточных толщин ультразвуковым толщиномером, погибы и местные вмятины, трещины в сварных швах и основном металле, ослабленные и отсутствующие болты, отклонения колонн от вертикали, прогибы балок и ферм.

Определение свойств стали

Для старых каркасов марка стали часто неизвестна. Отбирают образцы для лабораторных испытаний — прочность, ударная вязкость, химический состав, свариваемость. Это критично, если планируется усиление сваркой: некоторые старые стали сваривать нельзя или можно только по особой технологии.

Поверочный расчёт

По результатам обследования выполняют расчёт каркаса по СП 16.13330 с фактическими сечениями и новыми нагрузками по СП 20.13330. Он показывает, какие элементы требуют усиления, какие можно оставить, а какие проще заменить.

Категории технического состояния

Проект демонтажа

Демонтаж металлоконструкций без проекта организации работ и проекта производства работ — прямой путь к аварии. В документации определяются:

1. последовательность разборки, обеспечивающая устойчивость оставшейся части на каждом этапе;
2. временные связи, подкосы, опоры и расчалки;
3. способы разъединения элементов — отвинчивание болтов, срезка заклёпок, газовая или плазменная резка;
4. выбор кранов и схемы строповки с учётом фактических масс;
5. опасные зоны, ограждения, защита соседних конструкций и оборудования;
6. порядок складирования и вывоза демонтированных элементов.

Порядок разборки

Разборка ведётся в порядке, обратном монтажу: ограждающие конструкции, кровля, прогоны, связи рядовых пролётов, фермы, подкрановые балки, колонны. Связевые блоки разбирают последними. Перед резкой элемента его стропят и слегка натягивают стропы, чтобы после разделения он не упал и не сместился.

Огневые работы

Резка старых конструкций сопряжена с пожарной опасностью: остатки масел, горючие утеплители, пыль. Оформляют наряд на огневые работы, убирают горючие материалы, выставляют пост с первичными средствами пожаротушения. Окрашенные старыми составами элементы при нагреве могут выделять вредные вещества — необходима защита органов дыхания.

Методы усиления при реконструкции

Увеличение сечения

К существующему элементу приваривают или прикрепляют на болтах дополнительные пластины, уголки, швеллеры. Сварку при усилении под нагрузкой выполняют по специальной технологии с ограничением погонной энергии и определённой последовательностью швов, чтобы не снизить несущую способность в процессе работ.

Изменение расчётной схемы

Установка дополнительных стоек, подкосов, шпренгелей уменьшает пролёт или перераспределяет усилия. Для ферм применяют шпренгельные системы, для балок — дополнительные опоры или затяжки.

Разгружение

Иногда эффективнее уменьшить нагрузку: заменить тяжёлую кровлю лёгкой, перенести оборудование, установить дополнительные несущие конструкции, воспринимающие новую нагрузку независимо от старых.

Замена элементов

Сильно повреждённые элементы заменяют новыми. Их изготавливают на заводе по обмерным чертежам, с учётом фактического положения узлов соседних конструкций. Точность обмеров здесь особенно важна.

Типичные находки при обследовании старых каркасов

Опыт показывает, что у зданий со стальным каркасом, простоявших несколько десятилетий, повторяются одни и те же проблемы. Знание их помогает заранее заложить время и бюджет на устранение.

Коррозия в зонах накопления влаги

Базы колонн, засыпанные грунтом или залитые полом, опорные узлы ферм под протекающими ендовами, нижние пояса ферм над мокрыми технологическими процессами — здесь потеря толщины бывает многократно выше средней по каркасу. Такие узлы вскрывают и обследуют в первую очередь.

Самовольные изменения

В процессе эксплуатации к конструкциям часто приваривают кронштейны, подвешивают тельферы и трубопроводы, вырезают раскосы для прохода коммуникаций. Каждое такое вмешательство фиксируют и проверяют расчётом — иногда именно оно, а не износ, стало причиной перегрузки.

Усталостные повреждения подкрановых балок

В балках под интенсивно работающими кранами появляются трещины в верхней зоне стенки у поясного шва и под рёбрами жёсткости. Их выявляют капиллярным или магнитопорошковым контролем и устраняют по специальной технологии либо заменяют балку.

Работа в действующих цехах

Реконструкция часто идёт без остановки производства. Это накладывает ограничения:

• работы ведутся по захваткам, с ограждением зоны от действующего оборудования;
• для монтажа используют мостовые краны цеха, мини-краны, лебёдки и подъёмники вместо автокранов;
• габариты новых элементов подбирают под ворота и проёмы, крупные узлы собирают внутри;
• огневые работы согласуют с технологическим режимом цеха;
• оборудование под зоной работ защищают настилами и укрытиями.

Повторное использование конструкций

Демонтированные металлоконструкции нередко можно использовать повторно — для сборки здания на новом месте или в качестве второстепенных элементов. Но решение принимается только после обследования.

Что проверить

• остаточные толщины и глубину коррозии;
• отсутствие трещин, особенно в узлах и у сварных швов;
• геометрию — погибы, скручивание;
• состояние отверстий и узловых деталей;
• соответствие элементов новым нагрузкам — снеговой и ветровой район на новом месте может отличаться.

Высокопрочные болты, бывшие в работе с контролируемым натяжением, повторно не применяют — их заменяют новыми. Элементы очищают, при необходимости правят, восстанавливают антикоррозийное покрытие.

Роль завода при реконструкции

При реконструкции заводу приходится работать не по «чистому» проекту, а с учётом реальной геометрии существующего каркаса. Мы изготавливаем элементы усиления и замены по обмерным чертежам, при необходимости выполняем подгоночные отверстия на месте или поставляем детали с технологическим припуском. Правку и восстановление демонтированных конструкций выполняем на гидравлических прессах, повторную окраску — в окрасочном цехе. Подробнее — в разделе услуги.

Итоги

Демонтаж и реконструкция металлоконструкций требуют больше инженерной работы, чем новое строительство. Обследование с определением фактических сечений и свойств стали, поверочный расчёт, проект демонтажа с временным раскреплением, продуманные методы усиления и аккуратная организация работ в действующих цехах — обязательные условия успеха. При правильном подходе старый каркас получает вторую жизнь, а заказчик — экономию времени и средств. Если вы планируете реконструкцию — обращайтесь, изготовим элементы усиления и замены под фактическую геометрию объекта.