Монтажні допуски сталевих конструкцій: що перевіряють під час приймання змонтованих колон, балок і опор

Основні й функціональні допуски: чим вони різняться

ДСТУ EN 1090-2:2019 ділить геометричні допуски на два типи. Основні допуски пов’язані з міцністю й стійкістю: це відхили, на які спирається розрахунок конструкції. Функціональні стосуються підгонки, зовнішнього вигляду й роботи вузлів. Обидва типи обов’язкові (п. 11.1).

Основні допуски однакові для всіх. Функціональні мають два класи: клас 1 м’якший, клас 2 жорсткіший. Якщо в технічних умовах на виконання клас не названо, діє клас 1 (п. 11.3.2). Клас 2 призначають окремим елементам або частинам конструкції, наприклад там, де до каркаса кріпиться скляний фасад і потрібно зменшити зазори та обсяг підгонки.

Не в кожній таблиці є обидва типи. Для башт і щогл (табл. В.24) наведено лише основні допуски, для балок у будівлях (табл. В.16) лише функціональні.

Усі числа в стандарті — допустимі відхили без урахування пружних деформацій від власної ваги компонентів. Якщо замовнику потрібні інші значення, їх оформлюють як спеціальні допуски: у технічних умовах називають параметр, допустиме значення й елементи, до яких воно належить (п. 11.1).

Клас виконання й клас допусків: це різні параметри

Стандарт визначає чотири класи виконання, EXC1–EXC4. Вимоги зростають від EXC1 до EXC3, а EXC4 спирається на EXC3 і додає спеціальні вимоги проєкту. Клас називає проєкт у технічних умовах на виконання (п. 4.1.2).

Клас допусків 1 або 2 — окремий пункт тих самих технічних умов (пп. 4.1.1 і 4.1.4). Числа в таблицях В.15–В.25 залежать від класу допусків, а колонки з EXC там немає. Тому EXC3 не робить колону рівнішою: якщо клас допусків не названо, діятиме клас 1 і при EXC3.

Клас виконання впливає на документацію. Результати геодезичної зйомки завершеної конструкції для EXC3 і EXC4 потрібно документувати (п. 12.7.3.1). Для EXC2–EXC4 технологію відновлення покриття, пошкодженого під час розвантаження, транспортування чи монтажу, оформлюють документально (п. 9.6.3), а виконавець має мати документацію із забезпечення якості з планом контролю й процедурою поводження з невідповідностями (п. 4.2.1). Детальні записи вимірювань під час приймання потрібні лише тоді, коли це зазначено в технічних умовах.

Обидва параметри задає проєкт або замовник, а не виробник. Ми виготовляємо конструкції за кресленнями замовника, тому клас виконання й клас допусків мають бути в кресленнях КМ чи технічних умовах до початку виготовлення, а не з’ясовуватися на приймання.

Від чого міряють: система координат, контрольні точки, умови

Відхили змонтованих елементів відлічують від їхніх проєктних позначок за ISO 4463. Якщо позначок немає, міряють від допоміжної системи координат. Стандарт розрізняє первинну систему (зазвичай на весь майданчик), вторинну (сітка осей конкретної споруди) і позначки окремих елементів, наприклад колон (п. 11.2.3.1).

Розбивку головних осей об’єкта оформляють документально, і саме вона служить вихідною для розміщення конструкцій та оцінювання відхилів опор. Координати основи з вишукувань вважають достовірними, лише якщо вони відповідають критеріям приймання ISO 4463-1. Температуру, до якої приводять розбивку й вимірювання, потрібно вказати, а в результати вносять поправку на температуру (пп. 9.4.1 і 12.7.3.1).

Положення колони й опори міряють у визначених точках: для елемента, що стоїть у межах 10° від вертикалі, це центр перерізу на кожному кінці; для елементів у межах 45° від горизонталі — центр верхньої поверхні на кожному кінці. Для решти точки вказують монтажні схеми (п. 12.7.3.3).

Міряють при дії на конструкцію лише власної ваги, якщо не вказано інше. Умови вимірювання (вітер, нагрів, тимчасові навантаження) мають бути визначені заздалегідь. Кожне окреме значення повинно вкладатися в допуск, а алгебраїчна сума окремих значень не може перевищувати допуск на конструкцію загалом (пп. 12.7.3.2 і 12.7.3.4).

До монтажу: фундамент, анкерні болти, опорні частини

Спочатку перевіряють опори: фундаменти, анкери, опорні частини. Стандарт вимагає оглянути й виміряти їх до початку монтажу, а невідповідності задокументувати й виправити (п. 9.5.1). Монтаж дозволено починати лише тоді, коли положення та висотні позначки опор відповідають критеріям п. 11.2 або коли вимоги відповідно змінено, а результати геодезичної зйомки опор оформлено документально (п. 9.5.2).

Для групи фундаментних болтів основний допуск такий: центр групи не повинен відхилятися від заданого положення більше ніж на ±6 мм відносно розбивної сітки координат. Групу регульованих болтів оцінюють від положення найкращого збігу із заданим, а не від крайнього болта (п. 11.2.3.2).

Таблиця В.23 додає допуски на окремі болти, плити й рівень фундаменту. Вони функціональні й однакові для обох класів.

Для болтів, у вузлі яких регулювання передбачене чи не передбачене, стандарт дає окремі рядки таблиці. Яка із двох ситуацій у проєкті, показує вузол на кресленні.

Отвори в опорній плиті й нівелювальні гайки

Отвори в опорних плитах призначають із зазором, що погоджує допуски фундаменту з допусками сталевої конструкції. Інколи для цього між гайкою анкера та плитою ставлять шайби великого діаметра (п. 11.2.3.3).

Якщо положення плити регулюють нівелювальними гайками під плитою, їх можна лишити як постійні, якщо в технічних умовах не сказано іншого. Гайки добирають так, щоб конструкція була стійкою під час монтажу й не пошкодити різьбу болтів (п. 9.5.4). Про сам вузол — у статтях про анкерні болти, метричну різьбу анкерів, закладні та вихідні дані для фундаменту.

Колони й опори: нахил, положення, прямолінійність

Для колон одноповерхових будівель і колон на висоту одного поверху в каркасі стандарт дає таблицю В.17, для колон, суцільних на кілька поверхів, — В.18, положення колон у плані — В.20. Нижче лише ті рядки, які зазвичай потрібні при прийманні. h — висота колони між рівнем основи й верхом, L — відстань між осями.

Рядки взято з таблиць В.15, В.17 і В.20. Для колон, суцільних на кілька поверхів, діє таблиця В.18 з іншими формулами.

Як це виглядає в міліметрах

Для колони заввишки 6 м допуск ±h/300 дає ±20 мм, а ±h/500 — ±12 мм. Між класами різниця майже вдвічі (20 проти 12 мм), і вона помітна тільки там, де до колони щось кріплять з малим зазором. Нахил міряють у двох взаємно перпендикулярних напрямках, поки опору ще можна підрегулювати: після зняття стропів і затягування гайок виправляти пізно. Це описано й у статті про приймання багатогранних опор.

Орієнтири для підкранових колон і баз докладніше — у статті про допуски підкранових балок і ступінчастих колон.

Балки: рівні, прямолінійність, будівельний підйом

Для балок майже всі допуски функціональні: вони визначають, чи зійдуться вузли й підгонка, а не міцність. Єдиний основний допуск — прямолінійність балки, що працює на згин, і стиснутого елемента без розкріплення: ±L/750 (табл. В.25).

Таблиці В.15, В.16 і В.25. Основний допуск стосується обох класів.

Прогини, підйом і температура

Точність у процесі будівництва тлумачать з урахуванням очікуваних прогинів, будівельних підйомів, підгонки, пружних переміщень і температурного розширення (п. 12.7.3.6). Якщо передбачено значне переміщення конструкції, яке впливає на результати перевірки (наприклад, для напружених конструкцій), діапазон допустимих значень положення задають окремо. Про болтові з’єднання балок — у статті болтові з’єднання сталевих конструкцій.

Щогли й башти: таблиця В.24

Для башт і щогл є окрема таблиця В.24: усі її значення основні, функціональних допусків там немає. Рядки описують ґратчасті конструкції з поясами, розпірками й в’язями.

Скрученість не перевіряють на баштах із постійним боковим навантаженням. Допуски вертикальності — значення за замовчуванням: технічні умови можуть замінити їх менш жорсткими, якщо вони відповідають проєктним допущенням щодо вертикальності.

А багатогранні опори?

Таблиця В.24 розрахована на ґратчасті башти й щогли. Для опор-труб, зокрема багатогранних, вертикальність і положення в плані задає проєкт; так само сказано в статті про приймання багатогранних опор. Порядок підйому й закріплення описано в статті про збірку й монтаж опор, а портали ВРП — у статті про монтаж порталу.

Стики з повним обпиранням і регулювальні прокладки

Якщо проєкт вказує поверхню з повним обпиранням, після суміщення змонтованих елементів поверхні мають зійтися так (основний допуск, класи 1 і 2): місцевий кутовий зсув не більше 1/500, а зазор 0,5 мм на щонайменше двох третинах площі й до 1,0 мм максимум локально (табл. В.19, п. 11.2.3.5).

У болтовому стику внапуск, де після початкового затягування зазор перевищує задані межі, його зменшують регулювальними прокладками, якщо в технічних умовах це не заборонено. Прокладки роблять із м’якої листової сталі за EN 10025-2 завтовшки до 3 мм; у будь-якому місці стику їх не більше трьох. За потреби прокладки фіксують кутовим швом або стиковим із неповним проплавленням по торцях, щоб не випали (рис. 5 стандарту).

Прокладки мають таку саму довговічність, як конструкція; при покритті їх захищають так само (п. 9.6.5.3). Постійні з’єднання не виконують, поки на достатній частині конструкції не перевірено вирівнювання, горизонтальність і вертикальність, а тимчасові з’єднання не утримують елементи.

Геодезична перевірка: як і чим

Геодезичну зйомку ведуть від розбивної системи координат об’єкта: до монтажу — опор, після нього — завершеної конструкції. Місця й періодичність вимірювань вносять у план контролю (п. 12.7.3.4). Перевірки критичних розмірів, до яких поставлено спеціальні допуски, додають до плану контролю й випробувань окремо.

Методи й обладнання обирають із переліків ISO 7976-1 і ISO 7976-2, а точність оцінюють за відповідною частиною ISO 17123. Допустимі й методи лазерного сканування. Головне, щоб обраний метод давав точність, потрібну для критеріїв приймання (п. 12.7.3.1).

Що вносять у виконавчу схему

Стандарт не дає форми виконавчої схеми, а вимагає документувати результати. Склад полів уточнюють проєкт і план контролю; зазвичай у схему вносять:

• осі й позначки розбивної системи, від яких міряли, і температуру, до якої приведено розбивку;
• для кожного анкерного болта виміряне й проєктне положення в плані, виступ і нахил, для групи — зсув центра;
• рівні опорних плит і спосіб регулювання: нівелювальні гайки, прокладки, товщина підливання;
• нахил кожної колони чи опори в двох напрямках, дату, час і умови вимірювання;
• рівні й положення балок та вузлів, підйом ферм, якщо проєкт їх вимагає;
• метод і прилад, яким міряли;
• відхили, що вийшли за допуск, і що з ними зробили: виправлення, перерахунок чи рішення проєктувальника;
• перелік невиправлених невідповідностей, якщо конструкцію приймають із ними.

У довідковому переліку до плану забезпечення якості (додаток С) до записів про виконання віднесено результати геодезичної зйомки перед монтажем, результати зйомки геометрії конструкції із записами про дії щодо невідповідностей і завірені акти про завершення монтажу та здачу-приймання. Записи зберігають щонайменше п’ять років або довше, якщо цього вимагає проєкт.

Якщо відхил більший за допуск

Основний допуск, виміряний за межею допустимого, вважають невідповідністю. Іноді відхил можна прийняти, якщо його враховано під час повторного розрахунку конструкції; якщо ні, невідповідність потрібно виправити (п. 11.2.1).

Загальний порядок такий (п. 12.3). Спершу виправляють методами, які допускає стандарт, і перевіряють знову. Якщо виправити не вийшло, оцінюють, чи прийнятна невідповідність з огляду на функцію компонента. Далі, за процедурою невідповідностей, до конструкції можна внести зміни. В усіх інших випадках компонент не використовують.

Неспівпадіння отворів у болтових стиках на об’єкті виправляють переважно розточуванням або фрезеруванням; інші методи різання допустимі тільки з окремою перевіркою (п. 9.6.5.3). Якщо недостатню підгонку не усунути прокладками, окремі елементи можна замінити, при цьому має бути враховано надмірні зусилля в ґратчастих компонентах. Якщо конструкцію передають із невиправленими невідповідностями, їх вносять до переліку (п. 12.7.3.7).

Що залежить від виробника і що вказати у кресленнях

Монтажний допуск складається з допусків виготовлення, розбивки та монтажу, і виготовлення стоїть у цьому балансі першим: для положення з’єднань визначальне значення мають допуски на виготовлення (п. 12.7.3.2). Те, що перевіряють у цеху, потім видно на об’єкті: довжини, положення й діаметри отворів, перпендикулярність фланців до осі, прямолінійність. Порядок цехового контролю розібрано в статті про контроль якості металоконструкцій.

Стандарт називає метою контрольного складання переконатися, що компоненти підходять один до одного (пп. 9.6.4 і 6.10). Монтажне марковання й знак орієнтації там, де форма її не підказує, потрібні за п. 9.6.2; для елементів масою понад 5 т у кресленнях вказують масу (п. 9.6.1). Ці позиції задають у КМД.

У технічних умовах і кресленнях до виготовлення варто вказати:

• клас виконання;
• клас допусків 1 чи 2 для всієї конструкції або для окремих частин;
• спеціальні допуски, якщо вони потрібні: параметр, значення й елементи, до яких належать;
• систему координат, позначки опор і температуру, до якої приводять вимірювання;
• обсяг і місця вимірювань, чи потрібне детальне документування;
• чи допустимі регулювальні прокладки в стиках з повним обпиранням.

Креслення КМ і КМД розробляємо ми або надсилає замовник: проєктування КМ і КМД, виготовлення металоконструкцій. Монтаж виконує ліцензована будівельна компанія-партнер за проєктом виконання робіт. Якщо конструкція вже стоїть і є сумніви щодо її положення чи стану, допоможе технічне обстеження.

Типові помилки під час приймання

• міряють анкери вже після встановлення колони: фундамент і болти перевіряють до виклику техніки, а підганяти фланець чи плиту на місці означає перекласти помилку на конструкцію;
• відхил анкера відлічують від проєктного положення лише групи, а не від розбивної сітки: група виглядає «ідеальною» сама відносно себе, але зсунута відносно осей;
• не називають клас допусків: за замовчуванням діє клас 1, а замовник очікував точності класу 2;
• плутають клас виконання з класом допусків: EXC не робить допуски жорсткішими, він змінює вимоги до документації та контролю;
• міряють вертикальність при вітрі чи на сонці: нагрітий з одного боку стовбур зміщується, тому стандарт вимагає вказати умови, а вертикальність щогли міряють у безвітряну погоду;
• тримають колону лише на анкерах без відтяжок: стандарт забороняє закріплювати колони від перекидання тільки фундаментними болтами, якщо такий режим роботи не перевірено (п. 9.6.5.1);
• збільшують зазор у стику прокладками понад дозволене: не більше трьох прокладок завтовшки до 3 мм;
• пишуть у схемі «в допуску» без цифр: у разі суперечки потрібні виміряні значення, а не підпис.

Нормативи й чинність

Монтажні допуски, порядок геодезичної перевірки й вимоги до опор викладено в ДСТУ EN 1090-2:2019 «Виконання сталевих та алюмінієвих конструкцій. Частина 2. Технічні вимоги до сталевих конструкцій» (EN 1090-2:2018, IDT). Стандарт прийнято наказом ДП «УкрНДНЦ» від 10.05.2019 № 117, він чинний з 01.07.2020 і замінив ДСТУ Б EN 1090-2:2014.

ISO 4463, ISO 7976-1, ISO 7976-2 та ISO 17123 — міжнародні стандарти, на які ДСТУ EN 1090-2 посилається щодо розбивки й вимірювань; чи діють їхні національні версії, перевіряють перед посиланням у проєктній документації. Числа в цій статті наведено для орієнтування: на об’єкті діють клас виконання, клас допусків і спеціальні допуски, указані в проєкті, та чинний текст стандарту.