Подкрановые балки и ступенчатые колонны: допуски на изготовление и контроль

Для каких конструкций эти ориентиры

Цифры в статье относятся к типовому решению, сложившемуся для одноэтажных производственных зданий с мостовыми электрическими кранами общего назначения грузоподъёмностью до 50 т. Балки: разрезные сварные двутавровые из трёх листов, пролёт 6 и 12 м, лёгкий, средний и тяжёлый режимы работы кранов. Колонны: ступенчатые сварные со сплошностенчатой надкрановой частью и решётчатой подкрановой; здания высотой от 10,8 до 18 м, пролёты 18–36 м, один ярус кранов.

Расчётная температура наружного воздуха для таких решений доходит до минус 65 °C, сейсмичность — до 9 баллов. Для зданий со среднеагрессивными средами шаг колонн берут не менее 12 м, а наружную ветвь колонн — только швеллерного сечения.

Это ориентиры, а не требования действующей нормы. Для кранов грузоподъёмностью свыше 50 т, других пролётов, коробчатых балок или нетиповых колонн допуски задаёт проект, а действующие документы приведены в конце статьи. О том, что требовать от изготовления любой конструкции, см. контроль качества металлоконструкций.

Подкрановая балка: что требуют при изготовлении

Балки бывают рядовые и концевые, примыкающие к торцам здания и температурным швам. Состоят они из верхнего и нижнего поясов, стенки, рёбер жёсткости и опорных рёбер. Все детали изготавливают по чертежам КМД.

Поясные швы выполняют автоматической сваркой с плавным переходом к основному металлу. В швах, соединяющих верхний пояс со стенкой, нужен полный провар стенки на всю толщину. Все швы непрерывные. Заводские стыки листов поясов и стенки делают встык без накладок и двусторонней сваркой; односторонняя допускается только с подваркой корня. Поверхность стыковых швов в поясах зачищают заподлицо с основным металлом, а зачистку можно ограничить местами, где ляжет крановый рельс и где пояс соединяется со стенкой.

Кромки поясов после машинной кислородной резки не должны иметь неровностей более 0,3 мм. Торец опорного ребра обрабатывают механически. Балки грунтуют и красят.

Допуски балки: линейные размеры

Все отклонения в миллиметрах. Они относятся к номинальным размерам по чертежу: длина балки определяется между наружными гранями опорных рёбер, высота — от наружной грани верхнего пояса до торца опорного ребра.

Допуски балки: форма и положение поверхностей

Здесь ограничивают то, что не видно в размерной цепочке, но ломает работу узла: прямолинейность поясов, перпендикулярность, вогнутость стенки. Именно эти параметры определяют, как ляжет крановый путь и как ляжет опорное ребро на колонну.

Ступенчатая колонна: устройство и требования

Колонны бывают двух видов: с односторонним подкрановым уступом для крайнего ряда и с двусторонним для среднего. Каждый вид изготавливают в двух исполнениях: для зданий без проходов вдоль крановых путей и с проходами. У колонн среднего ряда с проходами надкрановая часть смещена относительно продольной разбивочной оси, чтобы было место для прохода с одной стороны.

Надкрановая часть и ветви подкрановой имеют двутавровое сечение, решётка подкрановой части — двухплоскостная из одиночных уголков. Для наружной ветви колонн крайнего ряда допускается швеллер. Торцы надкрановой и подкрановой частей и верхнюю плоскость плит баз обрабатывают механически по указаниям чертежа, шероховатость там задают особо.

Сварку выполняют автоматическую и полуавтоматическую; ручная допускается для монтажных соединений. К плитам баз приваривают планки с отверстиями для специальных анкерных болтов, которыми колонну выверяют и закрепляют в проектном положении перед подливкой бетона. На базах накернивают риски, нужные для установки. Колонны грунтуют и красят.

Допуски колонны: линейные размеры

Отклонения в миллиметрах, оба знака. Две последние группы строк относятся к стыкам надкрановой и подкрановой частей, где отверстия и зазоры решают, сойдётся ли колонна на монтаже.

Допуски колонны: форма и положение поверхностей

Размер, к которому привязан допуск, — длина элемента (для прямолинейности), размер сечения (для торцов) или ширина полки. Допуски на торцы строгие, потому что торец работает на передачу усилия, и неперпендикулярность даёт неравномерный контакт в стыке.

Допуски после монтажа

Монтаж на объекте выполняет партнёрская строительная компания, но проектировщик и заказчик должны знать, к чему готовится колонна. Ориентиры для смонтированных колонн: отметка верха плиты базы ±1,5 мм; взаимное смещение плит баз по вертикали 0,6 мм при размере до 1000 мм, 0,8 мм для 1000–1500 мм и 1,3 мм для больших; уклон плиты базы 0,2 мм при размере до 250 мм, 0,3 мм для 250–500 мм, 0,5 мм для свыше 500 мм; смещение осей ветвей подкрановой части относительно разбивочных осей внизу 5 мм; отклонение колонны от вертикали в верхнем сечении 15 мм.

Эти числа показывают, зачем на заводе столько внимания базам. Каждая десятая доля миллиметра, занятая отклонением базы, потом раскладывается на вертикальность всей колонны.

Что проверяют на заводе

Контроль линейных размеров, формы и положения поверхностей, качества сварных соединений и подготовки поверхности под защитные покрытия выполняют до грунтования. После грунтования уже не измеришь так, как нужно. Размеры проверяют универсальными средствами: рулетками, штангенциркулями, угольниками, шаблонами, линейками.

Балки принимает технический контроль изготовителя поштучно. Сварные швы колонн проверяют внешним осмотром и измерением всех швов. Стыковые швы, соединяющие надкрановую часть колонны с подкрановой, дополнительно контролируют ультразвуком на первой и на каждой двадцать пятой колонне; радиографический контроль мы не выполняем — если проект его требует, сообщите на этапе запроса. Если колонны поставляют частями, первую и каждую десятую колонну собирают контрольно, чтобы убедиться, что отверстия и торцы сходятся.

Для колонн среднего ряда на сборку изготавливают шаблон: один на двадцать колонн, но не менее двух.

Комплектность, маркировка, хранение

Балки и колонны поставляют комплектно. В комплект балок входят монтажные прокладки толщиной 6 мм (по количеству балок) и техническая документация. Балки для среднего ряда колонн поставляют блоками из двух балок, соединённых тормозным устройством по верхнему поясу, с вертикальными связями на время транспортирования. В комплект колонн входят отправочные элементы (надкрановые и подкрановые части), анкерные планки по 4 шт. и плиты баз по 2 шт. на колонну и шаблоны. Плиты баз можно отправить отдельно раньше.

На каждой балке и на каждом отправочном элементе колонны наносят несмываемой краской номер заказа, номер чертежа КМД и условное обозначение по КМД с порядковым номером изготовления. На балке знаки ставят на наружной стороне опорного ребра выше монтажной прокладки и на наружной стороне нижнего пояса посередине. На колонне — в двух местах на каждой части, на плите базы — на обработанной плоскости.

При перевозке и хранении балки и колонны кладут на деревянные подкладки: не тоньше 50 мм при перевозке и не тоньше 150 мм при хранении, с прокладками не тоньше 25 мм, длиннее габарита опирания не менее чем на 100 мм. Штабель балок высотой до 2,3 м, колонн до 2 м. Монтажные прокладки соединяют с опорными рёбрами временными болтами.

Что указать на чертеже КМД

Проектировщик берёт допуски из действующих документов, но на чертеже их надо связать с конкретной конструкцией. Минимальный перечень: расчётная температура и класс стали; режим работы кранов и грузоподъёмность; обозначения сварных швов с характером (стык, угловой, полный провар) и требование к контролю; какие торцы и плоскости плит баз обрабатывают механически и какая шероховатость; координаты и допуски отверстий под крепление рельсов, тормозных конструкций, анкерных планок; нужна ли контрольная сборка и шаблоны; требования к покрытию.

Отдельно указывают, что считать базой для измерения, и если требования жёстче типовых, это должно быть прописано, а не подразумеваться. О стали для таких конструкций см. выбор марки стали. Чертежи КМ и КМД разрабатываем мы: проектирование КМ и КМД; балки и колонны по чертежам заказчика изготавливаем: изготовление металлоконструкций. Если балки уже в эксплуатации и нужно оценить рельсовый путь или состояние узлов, это техническое обследование.

Нормативы и действительность

Расчёт и конструирование подкрановых балок и колонн выполняют по ДБН В.2.6-198:2014 «Стальные конструкции. Нормы проектирования» (действующий; редакция с Изменением № 1 от 2022 года). Требования к выполнению стальных конструкций, допуски на геометрию и порядок контроля содержит ДСТУ EN 1090-2:2019 «Выполнение стальных и алюминиевых конструкций. Часть 2. Технические требования к стальным конструкциям» (действует с 01.07.2020). Предельные прогибы балок крановых путей и горизонтальные прогибы колонн от крановых нагрузок см. в статье о предельных прогибах и перемещениях.

Действительность и действующая редакция каждого из этих документов требуют проверки. Значения допусков в таблицах этой статьи — ориентиры для типовых конструкций, сложившиеся в практике изготовления; для конкретного объекта допуски и классы точности устанавливает проект, и их нужно сверять с действующим документом, а не с этой статьёй.