Błedy wykonawcze podczas realizacji konstrukcji stalowych.pdf

Budownictwo i Architektura 4 (2009) 63-72

Błędy wykonawcze podczas realizacji

konstrukcji stalowych

Małgorzata Litwin, Marcin Górecki

Politechnika Lubelska, Wydział Inżynierii Budowlanej i Sanitarnej,

Katedra Konstrukcji Budowlanych, Nadbystrzycka 40, 20-618 Lublin,

e-mail: litwin.malgorzata@gmail.com, mrc.gorecki@gmail.com

Streszczenie: Konstrukcje stalowe posiadają wiele zalet, które często przesą-

dzają o ich zastosowaniu w realizowanych obiektach. Jednocześnie wymagają one

dużej dokładności zarówno w zakresie projektowania jak i wykonania. Niezbędna

precyzja jest często przyczyną błędów projektowych i wykonawczych. W niniejszym

artykule opisano błędy wykonawcze, które najczęściej występują podczas realizacji

konstrukcji stalowych. Artykuł wzbogacony jest o fotograie z realizacji obiektów,

w których materiałem konstrukcyjnym jest stal. Przedstawione są najczęściej popeł-

niane błędy.

Słowa kluczowe: konstrukcje stalowe, błędy wykonawcze.

1. Wprowadzenie

W ostatnich latach sytuacja na rynku polskim sprzyjała realizacji wielu obiek-

tów handlowych i przemysłowych. Materiał, jaki wykorzystywano do wznoszenia

tego typu budowli to przede wszystkim: żelbet, stal i drewno. Głównym zadaniem

konstruktorów, podczas projektowania obiektów handlowych i przemysłowych jest

pokonanie znacznych rozpiętości, niezbędnych ze względów użytkowych. Dodat-

kowo projektanci muszą podporządkowywać się pewnym trendom stylistycznym

narzucanych przez architektów. Krótkie terminy, przewidziane na projektowanie

i realizację zadania, również utrudniają pracę projektantów. Jednak w wielu przy-

padkach, ostatecznym czynnikiem, który decyduje o tym czy dany obiekt powsta-

nie, jest czynnik ekonomiczny.

Uwzględniając powyższe kryteria, okazuje się, że konstruktorzy stają przed

trudnym zadaniem projektowym. Bardzo często po przeanalizowaniu wszystkich

możliwości podejmują decyzje o zastosowaniu w obiekcie konstrukcji stalowej.

Istotny wpływ na taki wybór mają liczne zalety konstrukcji stalowych, takie jak

krótki czas budowy, czy niższy koszt realizacji obiektu w porównaniu do obiek-

tów o konstrukcji murowej czy żelbetowej. Ponadto obiekty o konstrukcji stalowej

mają bardzo szerokie zastosowanie, mogą być także zlokalizowane na mniej stabil-

nych podłożach, na których nie ma możliwości wybudowania obiektu w technolo-

gii tradycyjnej. Ze względu na swoje zalety konstrukcje stalowe w różnym stopniu

pojawiają się w każdym obiekcie. Pełnią one funkcje głównych konstrukcji nośnych

lub mniej znaczących konstrukcji pomocniczych, ale zawsze wymagają dokonania

wielu szczegółowych obliczeń. Decydując się na zastosowanie konstrukcji stalo-

wej projektanci powinni również bardzo dokładnie przemyśleć sposób połączenia

Małgorzata Litwin, Marcin Górecki

poszczególnych elementów konstrukcji, a także sposób ich montażu oraz zabezpie-

czenia przed wpływem wysokiej temperatury.

Konstrukcje stalowe w odróżnieniu od konstrukcji żelbetowych czy muro-

wych, charakteryzują się większą precyzją projektową i wykonawczą, co wiąże

się z dużą pracochłonnością prac projektowych i wykonawczych. Ponadto ma to

również wpływ na zwiększone prawdopodobieństwo wystąpienia błędów zarówno

w fazie projektowej, jaki i montażowej. Potwierdzeniem powyższych założeń jest

katastrofa, jaka wydarzyła się w Chorzowie podczas trwania wystawy gołębi pocz-

towych w hali Międzynarodowych Targów Katowickich zimą 2006 roku. Pomimo

tak ogromnej tragedii, nadal obserwuje się błędy wykonawcze, które mogą dopro-

wadzić do awarii konstrukcji.

W niniejszym artykule opisano błędy, jakie pojawiają się najczęściej na etapie

realizacji konstrukcji stalowych.

2. Opis najczęstszych błędów wykonawczych

występujących podczas realizacji konstrukcji stalowych

Błędy, jakie mają miejsce w trakcie realizacji konstrukcji stalowych wywołane

są różnymi czynnikami. Ze względu na duże zróżnicowanie konstrukcji stalowych,

również powstające nieprawidłowości mają różnoraki charakter.

W odniesieniu do połączeń śrubowych częstym błędem pojawiającym się

w fazie realizacji konstrukcji jest brak konsekwencji w doborze śrub w odniesieniu

do założeń projektowych. Nieprawidłowość ta może objawiać się zmianą średnicy

śruby lub zmianą jej klasy, co odpowiada zmianie nośności połączenia [1]. Taki błąd,

nie wykryty poprzez osoby sprawujące kontrolę nad robotami budowlanymi, może

mieć bardzo poważne skutki, prowadzące nawet do zawalenia się konstrukcji.

Innym, bardzo istotnym błędem w zakresie połączeń śrubowych jest zamiana

śrub sprężających na zwykłe. Doprowadza ona do całkowitej zmiany schematu

pracy takiego połączenia - inna praca śrub w połączeniu niesprężonym i sprężo-

nym. W połączeniu sprężonym zakładkowym, po dobraniu śrub o odpowiedniej

nośności stan naprężenia powoduje wzajemne tarcie elementów łączonych, dzięki

czemu przekazywana jest siła. Zamiana łączników na śruby do połączeń niespręża-

nych powoduje przenoszenie sił za pośrednictwem trzpieni śrub. Trzpień jest wtedy

ścinany w jednej lub dwu płaszczyznach, dodatkowo jest też zginany, co powoduje

występowanie sił rozciągających w trzpieniu. Do tego schematu pracy należy dodać

jeszcze docisk trzpienia śruby do ścianki otworu, co przekłada się na deformację

otworu z jednoczesnym pogrubieniem jego brzegów. W połączeniach doczołowych

zamiana śrub do połączeń sprężanych na śruby do połączeń niesprężanych powo-

duje pominięcie stanu granicznego użytkowania, czyli rozwarcie styku.

W połączeniach śrubowych poważnym błędem jest także nie przestrzeganie

zachowania odpowiedniej długości śrub [1, 2] jak pokazano to na Fot. 1. Bardzo

często błąd ten występuje w połączeniach doczołowych, przy których korygowano

inną nieprawidłowość. Niejednokrotnie w trakcie montażu konstrukcji stalowej

okazuje się, że elementy nie przylegają do siebie. W celu zapewnienia styku blach

czołowych dokłada się blaszki o odpowiedniej grubości. Jednak nie zawsze korygo-

wana jest też długość śruby, która ze względu na zmianę grubości łączonych blach

powinna być również odpowiednio zwiększona.

Błędy wykonawcze podczas realizacji konstrukcji stalowych.

Fot. 1. Przykład zastosowania śrub o nieodpowiedniej długości.

Photo 1. The example of incorrect bolts length.

Prawidłowe wykonanie rysunków montażowych konstrukcji stalowych ma

również bardzo duże znaczenie na etapie ich realizacji. Rysunek wykonawczy

elementu, będącego fragmentem konstrukcji, na którym niedokładnie oznaczono

jedną spoinę lub błędnie odczytano jej oznaczenie, może doprowadzić do całkowi-

tej zmiany pracy układu konstrukcyjnego.

W odróżnieniu od błędów wywołanych w drodze nieporozumienia projektant

– wykonawca, możemy wyróżnić błędy ewidentnie popełniane w wyniku braku

dokładności podczas wykonywania prac związanych z montażem konstrukcji.

Częstą nieprawidłowością w tym zakresie jest złe wykonanie samej spoiny, która

wykazuje wady takie jak na przykład obecność pęcherzy powietrznych, nadmierny

przetop lub jego brak [2]. Nierzadko również obserwuje się skrócenie spoin

w stosunku do projektu. Efektem tych niezgodności jest zmniejszona nośność

wykonywanych połączeń.

Błędy związane ze złym wykonaniem spoiny, mogą mieć także inne skutki. Na

Fot. 2 przedstawiono oparcie płatwi stalowej na dźwigarze stalowym. Nieprawi-

dłowo przygotowana spoina pozioma łącząca pas górny dźwigara z blachą czołową

spowodowała przyleganie punktowe płatwi do dźwigara. Skutkiem takiego oparcia

jest występowanie na tym styku siły skupionej odbiegającej od założeń projekto-

wych.

Brak dokładności podczas wykonywania połączeń wiąże się również z doko-

nywaniem poszerzeń lub wręcz dodatkowych otworów podczas samej realizacji

konstrukcji. Powinno się tego dokonywać w taki sposób, aby unikać koncentracji

naprężeń. Na Fot. 3 przedstawiono błędnie wykonane nacięcia, które prowadzą do

koncentracji naprężeń w narożach wykonanego otworu.

Małgorzata Litwin, Marcin Górecki

Fot. 2. Oparcie płatwi na dźwigarze.

Photo 2. Support of the roof beam on the girder.

Fot. 3. Nieprawidłowo wykonane nacięcie.

Photo 3. The incorrect cut gap.

Popełniony błąd podczas realizacji wcześniejszego etapu, nie skorygowany

w odpowiednim momencie przed przestąpieniem do montażu konstrukcji stalowej,

powoduje powstawanie kolejnych nieprawidłowości oraz występowanie miejsc,

w których naprawa jest utrudniona. Fot. 4 przedstawia zamocowanie stalowego

rygla w ścianie żelbetowej. Przesunięcie ściany żelbetowej spowodowało wystąpie-

nie niezamierzonego odstępu od rygla stalowego. Śruba kotwiąca ma do spełnie-

nia dodatkowe zadanie, polegające na przeniesieniu obciążenia, działającego na

pewnym mimośrodzie w stosunku do ściany, powodującego ścianie i zginanie.

Błędy wykonawcze podczas realizacji konstrukcji stalowych.

Fot. 4. Zamocowanie stalowego rygla w ścianie żelbetowej.

Photo 4. Joint of steel and reinforced concrete construction.

Częstym błędem występującym na etapie realizacji konstrukcji jest również

niewykonanie stężeń przewidzianych w projekcie konstrukcyjnym. Niejednokrotnie

zdarza się również, iż wykonane stężenia nie są odpowiednio naciągnięte (Fot. 5)

lub zostają zabetonowane podczas robót budowlanych (Fot. 6, Fot. 7), co sprawia,

że nie spełniają one swojej funkcji.

Fot. 5. Brak naciągu stężenia.

Photo 5. Bracing without tension.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: