ВВЕДЕНИЕ. Обучение на монтажника стальных и железобетонных конструкций
Строительство (строительная деятельность) является одной из важнейших отраслей материального производства, обеспечивающей формирование среды обитания людей, улучшение условий их жизни. Строительная деятельность направлена на выполнение работ по возведению и конструктивным изменениям зданий и сооружений, реставрации, капитальному и текущему ремонту, монтажу, демонтажу и сносу зданий и разборке конструкций. При этом должны обеспечиваться качество работ, безопасность объектов строительства для жизни и здоровья граждан, сохранность имущества и окружающей среды.
В строительстве накоплен большой опыт по возведению уникальных производственных комплексов, выдающихся инженерных сооружений, оригинальных по архитектуре жилых и гражданских зданий.
Десятки веков человек стремится строить все более высокие здания и сооружения. Вспомним библейский миф о попытке построить в Вавилоне такую высокую башню, чтобы верхушка ее доставала до самого неба. Человеческая гордыня вызвала гнев Бога, и он смешал языки, чтобы люди не могли между собой договориться. Это вызвало замешательство среди строителей башни и они вынуждены были отказаться от своего дерзкого замысла. Сегодняшние технологии позволяют реализовывать грандиозные замыслы. На Тайване в 2003 г. вырос до 509 м самый высокий небоскреб мира Taipei 101 (Тайбэй), а в Дубае (ОАЭ) к ноябрю 2008 г. побьют тайваньский рекорд - закончат строительство башни Burj Dubai Tower высотой свыше 800 м.
В течение многих веков изменялись конструктивные решения зданий и сооружений и используемые в конструкциях материалы. Сейчас в основном применяются каменные материалы, сталь, алюминиевые сплавы, бетон, железобетон, дерево и пластмассы. Соответственно из них выполняют каменные, деревянные, металлические (стальные и алюминиевые), бетонные, железобетонные конструкции и конструкции с применением пластмасс.
С древних времен начали применять каменные конструкции. Первые сооружения из необработанных естественных камней, возведенные с помощью примитивных орудий труда, относятся еще к каменному веку. Камень был основным материалом для строительства зданий вплоть до середины XX в. Он доступен, прост в обработке, обладает высокой огнестойкостью, неприхотлив в эксплуатации, долговечен. К недостаткам традиционных каменных конструкций относятся большая масса, низкая прочность на растяжение, высокая теплопроводность, значительная трудоемкость возведения. Недостатки устраняются широким внедрением новых эффективных материалов -пустотелых и слоистых камней. Широко применяется облегченная (эффективная) кладка со слоем утеплителя (пенополистирола, жестких минеральных плит, насыпного керамзита и пр.), армированная кладка.
Деревянные конструкции из цельной древесины применяются издревле наряду с каменными, в основном в малонагруженных сооружениях, в зданиях с агрессивной средой (склады минеральных удобрений). Используются также металлодеревянные конструкции, часть элементов в которых выполнена из дерева, часть - из металла (стали).
Деревянные конструкции доступны, создают благоприятный микроклимат в помещениях, легко обрабатываются, имеют хорошие теплоизоляционные свойства. К недостаткам этих конструкций относятся возгораемость, подверженность гниению, малая долговечность (биоповреждаемость), относительно малая механическая прочность. Области применения деревянных конструкций значительно расширились с применением клееной древесины. Высокая прочность клееной древесины при малом весе позволяет ей успешно конкурировать с конструкциями из стали и бетона.
Металлические конструкции обладают высокой прочностью, возможностью создания самых различных форм при высокой технологичности, сравнительной легкостью, водо- и газонепроницаемостью. Они ремонтопригодны, хорошо приспособлены для усиления и реконструкции. К недостаткам этих конструкций относятся подверженность коррозии, малая огнестойкость, высокая стоимость. Область применения металлических конструкций: тяжело нагруженные, большепролетные и высотные здания и сооружения; инженерные сооружения для хранения жидкостей и газов; здания и сооружения в труднодоступных районах; линии электропередачи и др.
Железо бетонные конструкции начали применяться со второй половины XIX в. Они долговечны, имеют высокую механическую прочность и огнестойкость при относительно малом расходе стали на арматуру и низких эксплуатационных расходах. К недостаткам этих конструкций относятся наличие мокрых процессов, необходимость времени для набора прочности, большие масса и теплопроводность, слабая морозостойкость в водонасыщенном состоянии. Область применения железобетонных конструкций весьма обширна: объекты жилищно-гражданского назначения, производственные здания, подземные сооружения (каналы, туннели, фундаменты), гидротехнические сооружения, бункера и др.
При выборе материала для конструкций сравнивают различные варианты по их технико-экономическим показателям (стоимости, долговечности, индустриальности, огнестойкости, эксплуатационным расходам и др.).
Основными и наиболее распространенными материалами в строительстве являются сталь и железобетон.
Сталь - сплав железа с углеродом имеет высокие механические характеристики и однородность структуры. Ее применяют при повышенных нагрузках, больших пролетах и высотах зданий и сооружений.
Железобетон представляет собой комплексное сочетание бетона и стальной арматуры, монолитно соединенных и совместно работающих в конструкции.
Бетон - камневидный материал, представляющий собой затвердевшую бетонную смесь и воспринимающий в основном сжимающие усилия.
Арматура - стальные и неметаллические стержни, сварные сетки, каркасы, предназначенные для усиления бетона и восприятия растягиващих усилий. Бетон также придает жесткость конструкции и защищает арматуру от коррозии.
Железобетонные конструкции подразделяют на монолитные (возводимые на строительной площадке с применением монолитного бетона), сборные (заводского изготовления) и сборно-монолитные, для которых используют сборные (ненапрягаемые и предварительно напряженные) конструкции и монолитный бетон.
Сборка и установка готовых элементов (конструкций) и частей (узлов) зданий, сооружений и технологического оборудования называется монтажом.
Монтаж строительных конструкций является ведущим технологическим процессом при возведении сборных зданий и сооружений. Продолжительность выполнения монтажных работ определяют темпы смежных строительных работ и сроки сдачи объектов в эксплуатацию. Качество монтажных работ обеспечивает точность сборки здания, его внешний вид и долговечность.
Одним из главных направлений научно-технического прогресса в строительстве является механизация строительно-монтажных работ, когда обеспечивается замена ручных средств труда машинами и механизмами.
Монтажные работы, при выполнении которых как минимум одна основная операция производится с помощью машин, агрегатов, установок и другого оборудования, а также механизированного инструмента, относятся к механизированным.
Все трудоемкие основные и вспомогательные процессы монтажа конструкций должны быть комплексно механизированы. Это значит, что работы по погрузке конструкций на транспортные средства, транспортированию их к месту монтажа, разгрузке, укрупнительной сборке, подъему и установке на место выполняются комплектами строительных машин, оборудования, средств малой механизации, необходимой монтажной оснастки, инвентаря и приспособлений.
Внедрение комплексной механизации и автоматизации производства привело к перераспределению трудовых функций рабочих. Физический труд за человека выполняют машины, а ему все больше приходится заниматься планированием, организацией и контролем технологических процессов.
При современном уровне развития строительной техники нельзя стать хорошим строителем без знания передовой технологии и организации работ, без систематического повышения квалификации. Строительное производство динамично. Появляются новые материалы, механизмы, более совершенные технологические процессы, требующие постоянного пополнения знаний, напряженной умственной деятельности. Для возведения безопасных и долговечных строений необходимы квалифицированные рабочие кадры, имеющие соответствующее образование и достаточный опыт работы. Умения и навыки выполнять работу высококачественно с требуемой производительностью формируются на познавательном интересе.
За счет прогрессивной организации труда, умелого применения рациональных приспособлений и инвентаря, а также средств механизации можно добиться сокращения продолжительности и улучшения качества строительства, снижения затрат труда и расхода материалов, полностью исключить потери материалов. Это обеспечивает повышение конкурентоспособности производителей на рынке труда.