Технология и организация монтажа строительных конструкций (Пространственные структуры и стеновые панели): Проект с расчетом ТЭП и КК на основе актуальных СП РФ

Введение: Цели, задачи проекта и характеристика объекта

В современном индустриальном строительстве монтажные работы представляют собой ключевой, наиболее ответственный и ресурсоемкий этап. От эффективности организации и точности выполнения монтажа несущих и ограждающих конструкций напрямую зависит общая продолжительность строительства, безопасность эксплуатации и экономические показатели проекта. В условиях постоянно растущих требований к надежности и скорости возведения объектов, разработка детальной технологической карты (ТК) или проекта производства работ (ППР), основанного на актуальных нормативно-технических документах, становится не просто требованием, а обязательным условием инженерной практики. Игнорирование этого принципа приводит к неточностям в расчетах, несоблюдению требований безопасности и, как следствие, невозможности сдачи объекта в эксплуатацию.

Данный проект сфокусирован на разработке технологических решений для монтажа двух ключевых конструктивных элементов промышленного цеха: пространственной стержневой конструкции (структурного покрытия) и навесных стеновых панелей (ограждающие конструкции). Пространственная структура, благодаря своей жесткости и легкости, обеспечивает перекрытие больших пролетов, а современные стеновые панели — быстрое возведение эффективного теплового контура здания.

Цель работы: Разработка полного раздела курсового проекта (Технологической карты) по монтажу строительных конструкций, включающего обоснование выбора методов и средств механизации, детализированный расчет требуемых ресурсов, а также определение ключевых Технико-экономических показателей (ТЭП) и мероприятий по Контролю Качества (КК) и Технике Безопасности (ТБ).

Задачи проекта:

1. Определить исчерпывающую нормативно-техническую базу проекта (СП, ГОСТ).
2. Разработать оптимальную технологическую последовательность монтажа укрупненными блоками пространственной стержневой конструкции (Вариант №13).
3. Выполнить подбор монтажного крана и определить состав звена для монтажа стеновых панелей (до 15 м²).
4. Рассчитать трудозатраты, машинное время и общие ТЭП проекта на основе ГЭСН/ФЕР и МДС 81-33.2004.
5. Детализировать требования к операционному и приемочному контролю качества и мероприятиям по охране труда.

Нормативно-правовое и техническое обеспечение монтажных работ (Фундамент проекта)

Строительное производство в Российской Федерации строго регулируется системой технических регламентов и стандартов. Инженерный проект, претендующий на практическую применимость, должен быть неразрывно связан с актуальным нормативным полем.

Общие требования к организации и контролю

Основополагающим документом, регламентирующим общий порядок ведения работ, является СП 48.13330.2019 «Организация строительства». Этот Свод Правил определяет требования к разработке организационно-технологической документации (ППР, ТК), строительному контролю, а также ответственность участников строительства.

В части контроля производства и приемки работ по монтажу конструкций ключевую роль играет СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции» (актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87). Этот документ устанавливает жесткие предельные отклонения и допуски, которые являются критериями качества при приемке работ.

Например, для обеспечения пространственной устойчивости каркаса цеха, таблица 4.9 СП 70.13330.2012 устанавливает следующие критические допуски:

• Предельно допустимое смещение осей колонн относительно разбивочных осей в опорном сечении: ±5 мм.
• Отклонение осей колонн от вертикали в верхнем сечении, критически важное для высоких конструкций (длиной 16 000 мм до 25 000 мм), не должно превышать ±15 мм.

Соблюдение этих допусков подтверждается геодезической исполнительной съемкой, которая, согласно требованиям, должна предоставляться в табличной и графической форме.

Специфические требования к пространственным конструкциям

Пространственные стержневые конструкции (структуры), используемые для покрытий, обладают уникальной геометрией и чувствительны к точности сборки и монтажа. Ранее они регулировались общими СНиП, но в настоящее время для них выпущен специализированный документ: СП 523.1325800.2023 «Конструкции покрытий пространственные металлические. Правила изготовления и монтажа».

Этот Свод Правил является обязательным для проектирования и выполнения работ по монтажу структурных покрытий, устанавливая:

1. Требования к точности изготовления элементов.
2. Условия для выполнения укрупнительной сборки (наземных стендах).
3. Схемы строповки и подъема, исключающие деформацию конструкций.

Таким образом, разработка проекта опирается на три столпа нормативной базы: СП 48.13330.2019 (Организация), СП 70.13330.2012 (Общая технология и допуски) и СП 523.1325800.2023 (Специфика структур). Это обеспечивает юридическую и техническую состоятельность всего комплекса работ.

Технология и организация монтажа пространственной стержневой конструкции (Вариант №13)

Пространственные стержневые конструкции (структуры) — это системы, в которых нагрузки распределяются по трем измерениям, что придает им высокую жесткость при относительно малой массе. Для покрытия цеха (Вариант №13) наиболее рациональным и экономически оправданным является метод монтажа укрупненными блоками.

Технологическая последовательность укрупнительной сборки

Монтаж укрупненными блоками предполагает, что структурный элемент покрытия собирается на земле, в зоне действия крана, на специальных монтажных стендах, а затем целиком поднимается и устанавливается на проектную отметку. Этот подход минимизирует риски, связанные с высотными работами, и позволяет добиться высокой точности сборки в контролируемых условиях.

Типовой блок структурного покрытия (например, типа «ЦНИИСК») собирается поэтапно:

Этап	Наименование операции	Описание и требования
I	Установка стенда и сборка нижнего пояса	На подготовленный горизонтальный стенд устанавливаются опорные узлы и элементы нижнего пояса (растянутая зона). Обеспечение плоскостности — критично.
II	Установка наклонных элементов (решетки)	Монтаж диагональных (наклонных) стержней, соединяющих нижний и верхний пояса. Одновременно устанавливаются узловые элементы будущего верхнего пояса.
III	Сборка верхнего пояса	Соединение узловых элементов стержнями верхнего пояса (сжатая зона). Проверяется геометрическая неизменяемость блока и натяжение связей.
IV	Геодезический контроль и сварка	Выполнение контрольных замеров геометрических параметров. Сварка/болтовое соединение элементов. Монтаж узлов строповки и временных диафрагм.

Критическое требование к точности сборки: Согласно СП 523.1325800.2023, точность укрупнительной сборки должна быть строго выдержана. Для блока с типовым пролетом (например, длиной 18 м) предельное отклонение по длине блока не должно превышать ±6 мм, а по ширине — ±3 мм. Если эти допуски нарушены на земле, невозможно будет обеспечить точную стыковку блоков на высоте. Почему эти миллиметры так важны? Потому что пространственные структуры функционируют как единая система, и малейший перекос одного блока создает напряжения, которые могут критически снизить несущую способность всей конструкции.

Обеспечение точности и схемы строповки (Критический контроль)

Последовательность монтажа укрупненными блоками на проектной отметке (колонны/фермы) должна быть кольцевой или секционной, обеспечивая немедленное включение соседних конструкций в работу, что повышает общую пространственную жесткость.

Особое внимание уделяется правилам строповки:

1. Расположение узлов подвязки: При монтаже решетчатых конструкций (фермы, структурные блоки) узлы подвязки стропов должны располагаться исключительно в узлах конструкции. Строповка за отдельные стержни или пояса между узлами категорически запрещена, так как это вызывает местный изгиб стержня, не рассчитанного на внеузловое приложение нагрузки, и может привести к разрушению элемента или потере устойчивости при подъеме.
2. Грузозахватные приспособления: Для равномерного распределения подъемных нагрузок и исключения сжатия/деформации структурного блока необходимо использовать специальные траверсы (пространственные или линейные) и устанавливать временные диафрагмы или дополнительные связи в местах крепления стропов.

После установки блока на опорные конструкции проводится его временное закрепление (фиксация) и последующая окончательная сварка/болтовое соединение с ранее смонтированными элементами.

Подбор монтажного крана и состав рабочего звена для установки стеновых панелей (до 15 м²)

Монтаж навесных стеновых панелей, особенно современных сэндвич-панелей, требует точности позиционирования, номенклатурной совместимости грузозахватных приспособлений и высокой маневренности крана. Эти требования критически влияют на выбор подъемного механизма.

Расчет и обоснование параметров крана

Выбор монтажного крана осуществляется на основе двух главных критериев: требуемой грузоподъемности ($Q_{\text{кр}}$) и требуемой высоты подъема крюка ($H_{\text{кр}}$) на максимальном рабочем вылете.

В качестве примера рассмотрим расчет для наиболее тяжелой стеновой сэндвич-панели с площадью до 15 м² (например, 12 м × 1.2 м). Примем удельный вес панели 25 кг/м².

1. Расчет требуемой грузоподъемности ($Q_{\text{кр}}$)

Формула:

Q_кр = m_сп + m_гзп

где:

• $m_{\text{сп}}$ — масса монтируемой конструкции (стеновой панели).
• $m_{\text{гзп}}$ — масса грузозахватных приспособлений (траверса, вакуумный захват).

Исходные данные:

• Масса панели ($m_{\text{сп}}$): $12 \text{ м} \times 1.2 \text{ м} \times 25 \text{ кг/м}^2 \approx 360 \text{ кг}$.
• Масса типовой траверсы с вакуумными присосками ($m_{\text{гзп}}$): Примем $600 \text{ кг}$ (с запасом).

Расчет $Q_{\text{кр}}$:

Q_кр = 360 кг + 600 кг = 960 кг (или 0.96 т)

Требуемая грузоподъемность крана должна быть не менее 0.96 т на требуемом вылете.

2. Расчет требуемой высоты подъема крюка ($H_{\text{кр}}$)

Формула:

H_кр = h_ст + h_гзп + h_мз

где:

• $h_{\text{ст}}$ — высота установки (высота монтажной отметки, например, $12 \text{ м}$).
• $h_{\text{гзп}}$ — высота грузозахватного приспособления (траверсы), примем $3 \text{ м}$.
• $h_{\text{мз}}$ — монтажный запас (зазор), не менее $0.5 \text{ м}$.

Расчет $H_{\text{кр}}$:

H_кр = 12 м + 3 м + 0.5 м = 15.5 м

Таким образом, для монтажа стеновых панелей необходимо выбрать самоходный кран, который обеспечивает грузоподъемность не менее 1 т при высоте подъема крюка не менее 15.5 м на требуемом рабочем вылете (определяется стройгенпланом).

Определение состава и квалификации звена

Эффективность монтажа стеновых панелей напрямую зависит от квалификации рабочих и четкого распределения обязанностей. Для монтажа навесных стеновых панелей площадью до 15 м² обычно формируется звено из 4-х монтажников, работающих в синхронном режиме с машинистом крана.

Типовой состав звена:

Профессия и разряд	Количество	Основные функции
Монтажник конструкций 5 разряда (Бригадир)	1 чел.	Руководство звеном, координация работ на высоте, контроль качества, точное позиционирование панели.
Монтажник конструкций 4 разряда	2 чел.	Строповка/расстроповка панелей на земле и на высоте, предварительное закрепление.
Монтажник конструкций 3 разряда	1 чел.	Подготовка панелей к подъему (очистка, нанесение герметика), работа на земле и подача инструмента.
Машинист крана 6 разряда	1 чел.	Управление краном, точное выполнение команд бригадира.

Общее количество рабочих, непосредственно участвующих в операции (без учета вспомогательного персонала), составляет 5 человек. Распределение работ на два полузвена (на земле и на высоте) обеспечивает непрерывность процесса и сокращение времени цикла. Разве не рационально ли заранее продумать, как минимизировать простои крана за счет более оперативной подготовки панелей на земле?

Расчет технико-экономических показателей (ТЭП) монтажных работ

Технико-экономические показатели (ТЭП) служат для оценки эффективности принятых проектных решений, сравнения вариантов механизации и определения сметной стоимости работ.

Определение ресурсных показателей

Основой для расчета продолжительности работ и прямых затрат являются Государственные Элементные Сметные Нормы (ГЭСН) и соответствующие Федеральные Единичные Расценки (ФЕР). Эти нормативы содержат данные о трудозатратах в человеко-часах (чел.-ч) и времени использования машин в машино-часах (маш.-ч) на единицу измерения работы (например, 1 т конструкций или 100 м² стеновых панелей).

Пример (гипотетический, основанный на ГЭСН):
Допустим, необходимо смонтировать 100 т пространственных конструкций. Согласно норме ГЭСН 09-03-001-01 «Монтаж металлических пространственных конструкций покрытия», на 1 т конструкций установлены следующие ресурсные показатели:

• Трудозатраты рабочих-строителей: $18.5 \text{ чел.-ч/т}$.
• Машинное время (для крана): $1.2 \text{ маш.-ч/т}$.

Расчет общих ресурсных затрат:

• Общие трудозатраты ($Т_{\text{тр}}$): $100 \text{ т} \times 18.5 \text{ чел.-ч/т} = 1850 \text{ чел.-ч}$.
• Общее машинное время ($Т_{\text{маш}}$): $100 \text{ т} \times 1.2 \text{ маш.-ч/т} = 120 \text{ маш.-ч}$.

На основе этих данных рассчитывается общая продолжительность работ ($П_{\text{раб}}$) и фонд оплаты труда рабочих.

П_раб = Т_тр / (N × К_смен) (в сменах)

где $N$ — количество рабочих в звене, $К_{\text{смен}}$ — продолжительность смены (8 часов).

Расчет сметной стоимости и накладных расходов

Прямые затраты (оплата труда, эксплуатация машин, материалы) составляют основу сметной стоимости.

Стоимость эксплуатации машин: Стоимость машино-смены или машино-часа крана ($C_{\text{маш-см}}$) определяется на основе актуальных расценок, включенных в Федеральный сборник сметных норм и расценок на эксплуатацию строительных машин и автотранспортных средств (ФСЭМ), который является частью действующей Федеральной сметной нормативной базы (ФСНБ-2022).

Общепроизводственные (накладные) расходы: Эти расходы, включающие административно-хозяйственные и общестроительные затраты, рассчитываются косвенным методом в процентах от сметных затрат на оплату труда рабочих (строителей и механизаторов).

Методика расчета накладных расходов строго регламентирована МДС 81-33.2004 «Методические указания по определению величины накладных расходов в строительстве».

Согласно Приложению 4 к МДС 81-33.2004, для монтажных работ процент накладных расходов ($Н$) может составлять, например, 85% от фонда оплаты труда рабочих-строителей.

Формула расчета себестоимости монтажных работ ($C_{\text{себ}}$):

C_себ = C_ОТ + C_маш + C_мат + C_нар

где:

• $C_{\text{ОТ}}$ — оплата труда рабочих.
• $C_{\text{маш}}$ — стоимость эксплуатации машин.
• $C_{\text{мат}}$ — стоимость материалов (вспомогательных).
• $C_{\text{нар}}$ — накладные расходы, рассчитываемые как $C_{\text{ОТ}} \times \text{Норматив } Н$.

Ключевой ТЭП для сравнения: Для экономического обоснования выбора крана и метода монтажа используется показатель удельных приведенных затрат ($З_{\text{уд}}$) на единицу продукции (например, 1 т смонтированных конструкций):

З_уд = C_себ / V

где $V$ — объем смонтированных конструкций в натуральном выражении. Минимальное значение $З_{\text{уд}}$ указывает на наиболее экономически эффективный вариант, подтверждая верность выбранного метода монтажа укрупненными блоками.

Контроль качества (КК) и техника безопасности (ТБ) при монтаже

Обеспечение качества и безопасности являются неотъемлемыми частями технологического проекта. Невозможно сдать объект в эксплуатацию без подтверждения соответствия смонтированных конструкций проектным допускам и нормам охраны труда.

Операционный и приемочный контроль качества

Строительный контроль при монтажных работах осуществляется в соответствии с требованиями СП 48.13330.2019 и СП 70.13330.2012 и включает три основных этапа:

1. Входной контроль: Проверка качества поступающих на площадку конструкций (наличие паспортов, сертификатов, отсутствие дефектов) и проектной документации. Для стеновых панелей проверяется целостность покрытия, геометрические размеры и комплектность крепежа.
2. Операционный контроль: Контроль в процессе выполнения монтажных опера��ий. Включает контроль точности установки колонн, ферм, пространственных блоков и панелей в проектное положение, контроль затяжки болтовых соединений и правильности выполнения сварных швов. Результаты операционного контроля фиксируются в Журнале работ по монтажу строительных конструкций.
3. Приемочный контроль: Оценка соответствия готовых конструкций проекту и нормативным требованиям. По итогам приемочного контроля составляются акты освидетельствования скрытых работ и акты приемки ответственных конструкций.

Специфические требования к контролю сварных соединений (СП 70.13330.2012):

Приемочный контроль качества сварных соединений, выполненных на монтаже, включает визуальный осмотр, а для ответственных конструкций (например, узлов пространственных структур) — физические методы контроля (ультразвуковой, радиографический).

Согласно СП 70.13330.2012, требуемый объем физического контроля устанавливается в зависимости от метода сварки:

• При ручной или механизированной сварке объем контроля составляет не менее 5% от общего числа однотипных стыков.
• При автоматизированной сварке объем контроля снижается до 2%.

Организационно-технические мероприятия по охране труда

Требования к технике безопасности при строительстве регламентируются Правилами по охране труда при строительстве, реконструкции и ремонте, утвержденными Приказом Минтруда России от 11.12.2020 № 883н. Важно отметить, что данный Приказ действует до 1 сентября 2031 года (с учетом последней редакции от 29.04.2025).

Ключевые мероприятия, которые должны быть включены в проект монтажа, особенно при работе на высоте:

1. Работы на высоте: Монтаж конструкций, как пространственных, так и стеновых панелей, часто проводится на высоте более 1,8 м. Рабочие должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты от падения с высоты (системы страховки, привязи).
2. Ограждения: Рабочие места и проходы к ним, расположенные на высоте более 1,3 м и на расстоянии менее 2 м от границы перепада высот, должны быть обязательно защищены инвентарными ограждениями (перилами).
3. Обучение и допуск: К работам по монтажу конструкций и работе на высоте допускаются лица, прошедшие соответствующее обучение, инструктаж и медицинский осмотр.
4. Безопасность грузоподъемных операций: Строгое соблюдение схем строповки, запрет на пребывание людей в зоне перемещения грузов, использование сигнальщика (монтажник 5 разряда) при маневрировании крана.

Соблюдение этих правил, особенно в части ограждений и страховки, не просто формальность; это прямое требование законодательства, нарушение которого влечет за собой административную и уголовную ответственность, а главное — предотвращает несчастные случаи на объекте.

Заключение

Разработанный технологический раздел курсового проекта представляет собой комплексное инженерное решение, полностью соответствующее актуальным нормативным требованиям Российской Федерации, включая новейший СП 523.1325800.2023.

Проектная часть работы подтвердила:

1. Нормативную состоятельность: Технология монтажа базируется на фундаментальных Сводах Правил (СП 70.13330, СП 48.13330) и учитывает специфические требования к точности укрупнительной сборки и строповки пространственных конструкций (исключительно в узлах).
2. Технологическую эффективность: Обоснован выбор метода монтажа укрупненными блоками для пространственной структуры и рассчитаны оптимальные параметры крана ($Q_{\text{кр}} \ge 0.96 \text{ т}$, $H_{\text{кр}} \ge 15.5 \text{ м}$) для монтажа стеновых панелей, что обеспечивает высокую производительность.
3. Экономическую обоснованность: Расчет ТЭП с использованием актуальных ресурсных показателей ГЭСН/ФЕР и методики МДС 81-33.2004 позволяет точно определить прямые и накладные затраты, обеспечивая экономическую эффективность принятых проектных решений.
4. Безопасность и качество: Детализация операционного и приемочного контроля, включая требование 5% физического контроля сварных швов, и строгое следование Приказу Минтруда № 883н гарантируют соответствие готовых конструкций проекту и высокий уровень охраны труда на строительной площадке.

Принятые решения по организации, механизации и ресурсному обеспечению являются оптимальными для данного типа объекта, обеспечивая заданный темп строительства при безусловном соблюдении требований к качеству и безопасности. Это означает, что не только будет достигнута проектная прочность, но и сдача объекта будет максимально быстрой и беспроблемной для застройщика.

Список использованной литературы

1. Технология строительных процессов / под ред. Н. Н. Данилова. М.: Высшая школа, 1997.
2. Технология строительного производства / под ред. Н. Н. Данилова. М.: Стройиздат, 1991.
3. Швиденко В. И. Монтаж строительных конструкций. М.: Высшая школа, 1987.
4. Косоруков Н. И. Проектирование организации производства строительно-монтажных работ в гражданском строительстве. М.: Высшая школа, 1980.
5. Хамзин С. К., Карасев А. К. Технология строительного производства. Курсовое и дипломное проектирование. М.: Высшая школа, 1989.
6. Марионков К. С. Основы проектирования производства строительных работ. М.: Стройиздат, 1968.
7. Технология строительного производства. Справочник / под ред. С. Я. Луцкого, С. С. Атаева. М.: Высшая школа, 1991.
8. ЕНиР Сб.4. Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы. М.: Стройиздат, 1969-1983.
9. СНиП IY-2-82. Сметные нормы и правила. М.: Стройиздат, 1982-1983.
10. Строительные краны. Справочник / под ред. В. Н. Станевского. Киев: Будивельник, 1989.
11. Серова Т. М. Подбор средств механизации для монтажа жилых крупнопанельных зданий. М.: Стройиздат, 1992.
12. Справочное пособие по строительным машинам. Машины грузоподъемные для строительно-монтажных работ. М., 1994.
13. Строительное производство. Справочник строителя. Т. 2: Организация и технология работ. М.: Стройиздат, 1989.
14. Возведение многоэтажных промышленных зданий унифицированных габаритных схем. М.: Стройиздат, 1969.
15. СНиП 1.04.03-85*. Нормы продолжительности строительства.
16. СП 70.13330.2012. Несущие и ограждающие конструкции. Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87 (с Изменениями № 1, 3-7).
17. СП 48.13330.2019. Организация строительства. СНиП 12-01-2004 (с Изменением N 1).
18. СП 523.1325800.2023. Конструкции покрытий пространственные металлические. Правила изготовления и монтажа.
19. Приказ Министерства труда и социальной защиты РФ от 11.12.2020 № 883н «Об утверждении Правил по охране труда при строительстве, реконструкции и ремонте».
20. Монтаж навесных панелей наружных стен [Электронный ресурс] // Gip.su. URL: http://gip.su/articles/article/montazh-navesnykh-paneley-naruzhnykh-sten (дата обращения: 23.10.2025).
21. Технологические карты (Монтаж наружных крупнопанельных стен) [Электронный ресурс] // Meganorm.ru. URL: https://meganorm.ru/Index/1/1579/1579075.htm (дата обращения: 23.10.2025).
22. Проектирование установки монтажных кранов на строительной площадке [Электронный ресурс] // ПГТУ. URL: https://pstu.ru/files/339/file/Proektirovanie_ustanovki_montazhnyh_kranov_na_stroitelnoj_ploshchadke.pdf (дата обращения: 23.10.2025).
23. Михайлов А. Ю. Организация строительного производства. Часть II. Стройгенплан: учеб.- метод. пособие [Электронный ресурс]. URL: https://klgtu.ru/upload/iblock/93d/93d8b248a39a79919f96b052069b2d07.pdf (дата обращения: 23.10.2025).
24. Выбор крана для монтажа стеновых панелей, Технико-экономическое обоснование [Электронный ресурс] // Studbooks.net. URL: https://studbooks.net/835467/stroitelstvo/vybor_krana_montazha_stenovyh_paneley (дата обращения: 23.10.2025).
25. Соколов Г. К. Технико-экономические показатели строительных объектов [Электронный ресурс] // СКБ-Высота. URL: https://skb-visota.ru/blog/tehniko-ekonomicheskie-pokazateli-stroitelnyh-obektov/ (дата обращения: 23.10.2025).
26. Методика определения сметной стоимости строительства с применением федеральных единичных расценок (ФЕР) [Электронный ресурс] // ФГИС ЦС Минстроя РФ. URL: https://fgiscs.minstroyrf.ru/… (дата обращения: 23.10.2025).
27. Указания по применению ФЕР-2001. МДС 81-36.2004 [Электронный ресурс]. URL: https://www.kontur-normativ.ru/document/5558 (дата обращения: 23.10.2025).
28. Применение и разработка элементных сметных норм и расценок (ГЭСН) [Электронный ресурс]. URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_104443/ (дата обращения: 23.10.2025).