Проект строительства завода по производству тяжелых промышленных стальных конструкций в Караганде, Казахстан.
Этот проект, расположенный в Караганде, Казахстан, представляет собой крупномасштабный промышленный комплекс из стальных конструкций, предназначенный для тяжелой промышленности, комплексного технологического обслуживания, вспомогательного оборудования и долгосрочного расширения производства.
В отличие от стандартного склада или цеха легкой промышленности, этот проект требовал более прочной стальной конструкции. Здание должно было выдерживать большие производственные площади, тяжелое технологическое оборудование, соединения трубопроводов, системы вентиляции, доступ для технического обслуживания и обеспечивать стабильную работу в условиях холодного климата.
Для удовлетворения этих требований мы предложили решение в виде прочной стальной конструкции с большими пролетами промышленных зданий, скоординированными зонами поддержки инженерных коммуникаций, оптимизированной кровельной системой и практичной общей планировкой завода. При проектировании конструкции особое внимание уделялось высокой несущей способности, устойчивости на этапе строительства, снеговой нагрузке, защите от коррозии и эффективному монтажу для проекта значительного масштаба и сложности.
Данные проекта
| Элемент | Технические данные |
|---|---|
| Название проекта | Проект завода по производству тяжелых промышленных стальных конструкций в Караганде |
| Страна | Казахстан |
| Расположение | Караганда, Казахстан |
| Тип проекта | Тяжелые промышленные стальные здания / Заводы по производству стальных конструкций |
| Основное приложение | Тяжелое промышленное производство, эксплуатация технологических процессов, обеспечение коммунальных услуг, техническое обслуживание и хранение. |
| Структурная система | Многопролётный массивный стальной каркас + система кровельных ферм + стальные опорные конструкции для инженерных коммуникаций |
| Длина главного здания | Примерно 360 м |
| Ширина главного здания | Примерно 240 м |
| Основная крытая площадь | Примерно 86 400 м² |
| Общая площадь стальной конструкции | Приблизительно 105 000 м², включая вспомогательные стальные конструкции. |
| Главный несущий пролет | 4 пролета × 36 м / частичная зона пролета 42 м |
| Максимальный локальный пролет | Примерно 48 м |
| Межколоночный интервал | модульная сетка 9 м / 12 м |
| Высота карниза | Примерно 18 м |
| Максимальная высота крыши | Примерно 26 м |
| Высота опоры местного оборудования | Примерно 32 м |
| Потребление стали | Приблизительно 95–125 кг/м² |
| Основной сорт стали | Низкотемпературная конструкционная сталь, эквивалентная стали Q355D / S355J2. |
| Вторичный сорт стали | сталь Q235 / эквивалентная сталь S235 |
| Способ подключения | Сварка в цеху + сборка болтами на месте |
| Класс болтов | Высокопрочные болты 10.9S / Обычные болты 8.8 |
| Кровельная и стеновая система | Изолированные металлические облицовочные панели для эксплуатации в условиях низких температур. |
| Обработка поверхности | Дробеструйная обработка Sa 2.5 + высокопрочное антикоррозионное покрытие |
| Уровень исполнения | Тяжелые промышленные стальные конструкции, соответствующие стандарту EN 1090-2 EXC2 / отдельным зонам EXC3. |
| Период изготовления | Примерно 75 дней |
| Доставка материалов на объект | Примерно через 28–35 дней после отправки партии. |
| Период монтажа стальных конструкций на площадке | Примерно 150 дней |
| Завершение проекта | 2024 |
Концепция конструктивного проектирования
Основная цель этого проекта заключалась в создании стабильной, высокопрочной и расширяемой стальной конструкционной системы для эксплуатации в тяжелой промышленности.
В основной производственной зоне была применена многопролетная конструкция из массивного стального каркаса с кровельными фермами. Такая планировка обеспечила большие рабочие зоны для технологических линий, установки оборудования, погрузки и разгрузки материалов, а также доступа для технического обслуживания. По сравнению с легкой портальной рамной системой, решение с массивным стальным каркасом обеспечило лучшую адаптивность к промышленным нагрузкам, системам вентиляции, установленным на крыше, соединениям трубопроводов и будущим изменениям технологических процессов.
При проектировании конструкции также учитывались особенности холодного климата Караганды. На этапе проектирования и детализации были рассмотрены такие факторы, как накопление снега, воздействие ветра, прочность материалов при низких температурах, монтаж в условиях сезонных ограничений и долговечность покрытия.
Стандарты проектирования и инженерии
Проект был разработан с учетом местных инженерных норм Казахстана и практики проектирования стальных конструкций на основе Еврокода. Основные проектные решения включали:
В Казахстане действуют стандарты СП РК EN, основанные на Еврокоде, для проектирования строительных конструкций; СП РК EN 1993-1-1:2005/2011 охватывает общие правила и правила для стальных зданий, а СП РК EN 1991-1-4:2005/2011 — ветровые нагрузки. EN 1090-2:2018+A1:2024 устанавливает технические требования к выполнению работ по монтажу стальных конструкций, а ISO 12944-5:2019 описывает системы защитной окраски, обычно используемые для защиты стальных конструкций от коррозии.
Для окончательного выполнения проекта местный инженер-проектировщик должен подтвердить принятые снеговые нагрузки, ветровые нагрузки, сейсмические параметры, температурное воздействие и нагрузки от промышленных операций в соответствии с утвержденной проектной документацией Казахстана.
Материалы и изготовление
Поскольку данный проект расположен в регионе с холодным климатом, основные несущие элементы были выбраны с учетом их прочности при низких температурах. В качестве основных несущих элементов использовались... Конструкционная сталь, эквивалентная Q355D / S355J2 включая основные колонны, кровельные фермы, массивные балки, рамы жесткости, зоны крепления оборудования и основные соединительные элементы.
Использовались вторичные элементы. сталь Q235 / эквивалентная сталь S235 включая прогоны, балки, опоры каркаса стен, вспомогательные платформы, локальные распорки и неосновные элементы каркаса.
Процесс изготовления включал в себя:
Для проекта такого масштаба критически важна была стабильность качества изготовления. Повторяющиеся модули каркаса, массивные ферменные соединения, длиннопролетные элементы крыши и интерфейсы для крепления инженерных коммуникаций требовали строгого контроля размеров перед отгрузкой, чтобы уменьшить суммарные отклонения при монтаже на объекте.
Сварка и контроль качества
Процесс сварки контролировался в соответствии с утвержденными процедурами WPS и PQR. Различные методы сварки выбирались в зависимости от толщины элемента, типа соединения, уровня нагрузки и последовательности изготовления.
К основным методам сварки относились:
Приведенный рабочий процесс сварки и контроля качества:
При проектировании тяжелых промышленных стальных конструкций основное внимание в контроле качества уделялось размерам сварных швов, непрерывности сварного шва, качеству проплавления, контролю деформаций, выравниванию отверстий для болтов, прямолинейности колонн, прогибу фермы и точности соединительных пластин.
В связи с эксплуатационными требованиями проекта, критически важные сварные швы на основных колоннах, кровельных фермах, рамах жесткости, зонах крепления оборудования и узлах передачи тяжелых нагрузок проверялись более тщательно.
Система защиты от коррозии и воздействия низких температур
Для реализации проекта требовалась защитная система, подходящая для тяжелой промышленной эксплуатации, а также для холодного, сухого и сезонно снежного климата Караганды.
Процесс антикоррозионной обработки включал в себя:
| Процесс | Технические требования |
|---|---|
| Подготовка поверхности | Взрывное воздействие на Sa 2.5 |
| Ссылка на поверхность | ISO 8501-1 |
| Грунтовка | Эпоксидная грунтовка с высоким содержанием цинка, приблизительно 75 мкм. |
| Промежуточный слой шерсти | Эпоксидное слюдистое покрытие из оксида железа, приблизительно 100–125 мкм. |
| Верхнее покрытие | Полиуретановое финишное покрытие, приблизительно 60–80 мкм. |
| Общая толщина сухой пленки | Приблизительно 240–280 мкм |
| Целевая среда | Промышленные зоны C4 высокого уровня / отдельные промышленные зоны C5-I |
| Зона особого контроля | Зона сопряжения трубопроводной эстакады, зона вентиляции, открытые стальные конструкции и зоны доступа для технического обслуживания. |
Для отдельных участков открытых стальных конструкций, зон опор трубопроводов, вентиляционных рам и зон промышленного взаимодействия толщина покрытия контролировалась более строго, чтобы снизить нагрузку на техническое обслуживание в долгосрочной перспективе.
Система покрытий была выбрана не только из-за коррозионной стойкости, но и с учетом промышленной долговечности, устойчивости к перепадам температур и длительной эксплуатации в условиях интенсивного производства.
Координация BIM-моделирования и детализации
Этот проект требовал более высокого уровня детализации и координации, чем стандартный стальной склад. Стальная конструкция должна была взаимодействовать с технологическим оборудованием, вентиляционными установками на крыше, системами трубопроводов, коридорами для технического обслуживания, облицовкой стен, снеготводом и будущими требованиями к эксплуатации предприятия.
Наш рабочий процесс по детальной обработке данных был сосредоточен на следующем:
Основная цель заключалась в снижении неопределенности на площадке до начала изготовления. В крупных промышленных проектах ошибки проектирования часто обходятся дорого, поскольку они влияют не только на монтаж стальных конструкций, но и на установку оборудования, технологические трубопроводы, координацию инженерных систем и ввод в эксплуатацию.
Доставка и общение с клиентами
На начальном этапе взаимодействия с клиентом основное внимание было уделено нескольким операционным требованиям:
Исходя из этих требований, наша инженерная группа скоординировала общую компоновку конструкции, сетку колонн, пролет фермы, систему поддержки кровли, раму для размещения оборудования, интерфейс трубопроводной эстакады, систему облицовки и спецификацию антикоррозионной защиты.
Перед началом изготовления заказчик ознакомился с чертежами общего расположения, схемой расположения анкерных болтов, 3D-моделью стальных конструкций, деталями тяжелых соединений, компоновкой кровельной системы, интерфейсом трубопроводной эстакады и последовательностью монтажа. Стальные компоненты доставлялись партиями в соответствии с приоритетами монтажа на площадке, что помогло монтажной бригаде контролировать график, складские площади и последовательность подъема.
Проблемы и решения в строительстве
1. Масштабная планировка объектов тяжелой промышленности
Проект предусматривал очень большую производственную площадку с множеством конструктивных зон. Для организации производственного пространства, инженерных коммуникаций, каркаса крыши и планирования будущего расширения была применена многопролетная система тяжелых стальных каркасов.
2. Эксплуатационные характеристики конструкции в условиях холодного климата
Холодный климат Караганды требовал тщательного учета снеговой нагрузки, влияния температуры, прочности материалов, водоотвода с крыш и ограничений при строительстве в зимнее время.
3. Тяжелое соединение и контроль деформации
Для основных каркасов, кровельных ферм и элементов, поддерживающих оборудование, требовался строгий контроль последовательности сварки и измерение размеров, чтобы уменьшить деформации и повысить точность сборки на площадке.
4. Координация процессов и вспомогательных служб
Стальная конструкция должна была согласовываться с трубопроводами, вентиляционными каналами, зонами размещения оборудования и доступом для технического обслуживания. Это потребовало заблаговременного контроля взаимодействия на этапе детализации.
5. Поставка партиями и монтаж на крупных объектах.
Ввиду масштаба проекта стальные элементы были разделены по зонам монтажа и доставлены партиями. Это помогло улучшить управление складскими запасами на площадке, планирование использования кранов и обеспечить непрерывность монтажа.
Результат проекта
Завершенный проект представляет собой высокопроизводительную, прочную и расширяемую систему стальных конструкций для тяжелого промышленного производства в Караганде, Казахстан.
Благодаря использованию высокопрочных конструкций, низкотемпературных материалов, детализации с помощью BIM-технологий, контролируемому изготовлению и поэтапному планированию монтажа, проект обеспечил эффективное строительство и долгосрочную эксплуатацию в промышленном секторе.
Этот проект демонстрирует нашу способность поставлять стальные конструкции для крупных промышленных предприятий, объектов тяжелой промышленности, промышленных зданий, приспособленных к холодному климату, интегрированных в инженерные сети стальных конструкций, а также для сложных зарубежных промышленных проектов.
