39518

Проектирование велотрека «МИНСК-АРЕНА

Дипломная

Архитектура, проектирование и строительство

В дипломном проекте определены расчетные и нормативные нагрузки на покрытие. Выполнен статический расчет несущих конструкций покрытия здания. Подобраны сечения рамно-арочной системы, подвесок, структурной плиты, которые обеспечивают их прочность, общую устойчивость, а также местную устойчивость элементов сечения.

Русский

2013-10-05

3.69 MB

38 чел.

РЕФЕРАТ

Стр135; рис19; табл.22; библ. наименований 12.

СТРОИТЕЛЬСТВО, МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ, РАСЧЕТ,
НАГРУЗКИ, РАМНО-АРОЧНАЯ СИСТЕМА, СТРУКТУРНАЯ ПЛИТА, ТЕХНОЛОГИЯ МОНТАЖА, ЭКОНОМИКА, ОГНЕСТОЙКОСТЬ, ОХРАНА ТРУДА, ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

В дипломном проекте определены расчетные и нормативные нагрузки на покрытие. Выполнен статический расчет несущих конструкций покрытия здания. Подобраны сечения рамно-арочной системы, подвесок, структурной плиты, которые обеспечивают их прочность, общую устойчивость, а также местную устойчивость элементов сечения. Запроектированы основные узлы крепления элементов. Определен объем работ по монтажу покрытия и разработана технологическая карта на укрупнительную сборку и монтаж арок. Определена стоимость общестроительных работ, разработаны локальная смета, объектная смета и сводный сметный расчет стоимости строительства. Произведен расчет стоимости объекта на текущий период (на апрель 2006г.). Рассмотрены вопросы охраны труда при производстве монтажа, определена степень огнестойкости здания. Разработана техника безопасности при монтажных работах. Выполнено исследование работы системы покрытия и сравнение вариантов решения конструктивной схемы

Перечень графического материала: 11 листов формата А1.


Ведомость объема дипломного проекта

 

Формат

Обозначение

Наименование

Количество листов

Примечание

Пояснительная записка:

142

А4

-

Титульный лист

1

А4

-

Задание по дипломному проектированию

1

А4

-

Реферат

1

А4

-

Ведомость объема дипломного проекта

1

А4

-

Содержание

2

А4

-

Введение

2

А4

-

Пояснительная записка

135

А4

-

Заключение

1

А4

-

Список используемых источников

1

А1

Архитектурно-строительная часть

План на отм 0.000

1

А1

Архитектурно-строительная часть

Фасад ,продольный разрез, поперечный разрез.

1

А1

Расчетно-конструктивная часть

Схема расположения конструкций покрытия, разрез 1-1.

1

А1

Расчетно-конструктивная часть

Фрагмент схемы расположения конструкций, разрез 2-2.

1

А1

Расчетно-конструктивная часть

Отправочный элемент А1,схема разбивки на отправочные элементы,разрез3-3,вид по А.

1

А1

Расчетно-конструктивная часть

Отправочный элемент А2,схема разбивки на отправочные элементы,разрез4-4,вид по Б.

1

А1

Расчетно-конструктивная часть

Отправочный элемент А3,схема разбивки на отправочные элементы,разрез5-5,вид по В.

1

А1

Расчетно-конструктивная часть

Отправочный элемент А4,

Разрез6-6,вид по Г.

А1

Расчетно-конструктивная часть

Узлы.

А1

Технологическая часть

Технологическая карта на укрупнительную сборку и монтаж арок.

1

А1

Научно-исследовательская работа

Сравнение вариантов конструктивного решения

1

ДП-112131/Т19.01-2006

Фамилия

Подп.

Дата

Разраб.

Лаптев

Ведомость объема
дипломного проекта

Лит.

Лист

Листов

Рук. пр-та.

Мартынов

У

1

Н. контр.

Мартынов

Т19.01.00
БНТУ,  г. Минск

Зав.каф.

Башкевич

содержание

[1]
1. Архитектурно-строительный раздел

[1.1] 1.1. Общая часть

[1.2] 1.2. Характеристика функционального назначения

[1.3] 1.3 Конструктивные решения

[2]
2. Расчетно-конструктивная часть

[2.1] 2.1 Расчетная схема системы покрытия.

[2.2] 2.2 Определение действующих нагрузок.

[2.3] 2.3 Результаты статического расчета

[2.4]
2.4 Расчет элементов рамно-арочной системы на прочность и устойчивость

[2.4.1] 2.4.1. Расчет поясов арки.

[2.4.2] 2.4.2 Расчет решетки.

[2.4.3] 2.4.3 Подбор сечения подвесок.

[2.4.4] 2.4.4 Расчет затяжки.

[2.5] 2.5 Подбор сечений элементов структурной плиты покрытия.

[2.6] 2.6 Расчет узлов.

[2.6.1] 2.6.1 Узел примыкания раскосов к поясам.

[2.6.2] 2.6.2 Монтажный стык верхнего пояса в коньке.

[2.6.3] 2.6.3 Узел сопряжения подвесок с аркой.

[2.6.4] 2.6.4 Монтажный стык частей полуарки.

[2.6.5] 2.6.5 Узел сопряжения подвесок с аркой.

[2.6.6] 2.6.6 Опорный узел.

[2.6.7] 2.6.7 Узел сопряжения затяжки с аркой.

[2.7] 3. Технология строительного производства

[2.8] 3.1. Подсчёт объёмов монтажных и вспомогательных работ

[2.9] 3.2. Обоснование метода производства монтажных работ.

[2.10] 3.3 Выбор монтажных кранов

[2.11]
3.4 Описание принятой технологии производства работ

[2.12]
3.5 Калькуляция трудовых затрат

[2.13]
3.6 Потребности в материально-технических ресурсах

[2.14]
3.7 Контроль качества и приемки работ.

[2.15]
3.8 Техника безопасности при монтаже

[2.16] 4. Экономическая часть

[2.17] 4.1 Локальная смета

[2.18] 4.2 Ведомость  объемов и стоимость общестроительных работ

[2.19] 4.3 Объектная смета

[2.20] 4.4 Сводный сметный расчет.

[2.21] 4.5 Расчет стоимости на текущий период

[2.22] 4.6 ТЭП объекта

[2.23] 4.7 ТЭП конструктивного решения арки

[3] 5. Охрана Труда

[3.1] 5.1. Разработка стройгенплана.

[3.2] 5.2. Охрана труда в технологической карте

[3.3] 5.3. Расчет опасной зоны работы крана

[3.4] 5.4. Противопожарные мероприятия

[3.5] 5.5 Характеристика здания по пожарной опасности.

[3.6] 5.6. Электробезопасность на стройплощадке.

[3.7] 5.7. Охрана окружающей природной среды.

[4] 6. Исследование работы системы покрытия велотрека «Минск-Арена»

[4.1] 6.1 Обоснование выбора конструктивной системы.

[4.2] 6.3 Краткое описание расчетной схемы.

[4.3] 6.4 Описание вариантов, принятых для сравнения.

[4.4] 6.5 Полученные результаты.

[5] Список использованных источников


Введение

Строительная отрасль занимает одно из ведущих мест в экономике страны. Это многопрофильная и многофункциональная структура. Стратегию развития отрасли определяет Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь. Со времени образования в 1994 г. этим органом государственного управления проведена большая работа по разработке и реализации государственной политики в области строительства, архитектуры, градостроительства, промышленности строительных материалов. Министерство занимается также вопросами инвестиционной деятельности в строительстве, технического нормирования, стандартизации, лицензирования, нормативно-правового регулирования, обеспечения государственного строительного надзора.

Научно-технический прогресс в области металлоконструкций покрытий зданий и сооружений связан с поиском новых типов конструкций, совершенствованием уже известных, определением их оптимальных параметров, поиском новых геометрических форм, отвечающих наилучшему их использованию, совершенствованием методов их расчета.

В повышении индустриальности строительства важнейшее место отводится внедрению легких металлических конструкций. Уменьшение массы конструкции приводит к снижению материалоемкости, затрат на изготовление и транспортировку. Становятся возможными и предварительная сборка, и блочный монтаж покрытий и перекрытий. Дальнейшее совершенствование процессов проектирования, изготовления, комплексной поставки и монтажа легких металлических конструкций зданий общественного назначения требует сочетания оптимальных показателей массы с минимальной трудоемкостью механизированного поточного изготовления.

Белорусские строители и производители строительных материалов, архитекторы и проектировщики готовы и открыты к взаимовыгодному деловому сотрудничеству. Нам есть, что предложить зарубежным партнерам. В то же время, мы заинтересованы в привлечении передового зарубежного опыта, технологий и инвестиций, создании совместных предприятий. С этой целью в республике продолжает совершенствоваться законодательная и правовая основа.


1. Архитектурно-строительный раздел

1.1. Общая часть

Дипломный проект: «Велотрек «МИНСК-АРЕНА» разработан на основании задания на дипломное проектирование.

Участок, отведенный под строительство, расположен в Центральном районе г.Минска на пересечении улицы Нарочанской с проспектом Победителей.

С севера участок ограничен проспектом Победителей, с юга – ул.Проектируемой, с запада – ул.Нарочанской, с востока – АФВиС.

Рельеф участка сложный.

На участке имеются существующие строения, подземные коммуникации и зеленые насаждения.

Уровень ответственности здания -  I.

Коэффициент надежности по ответственности Yn=1,0.

Степень огнестойкости – I (по СНиП 2.01.01-85*) и III (по СНБ 2.02.01-98).

Нормативные значения нагрузок приняты по СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия".

Нормативное значение веса снегового покрова на 1м2 горизонтальной поверхности принято для IIБ снегового района РБ Sо=1.2 кПа ( 120кгc/м2 ).

1.2. Характеристика функционального назначения

      Это первое крытое здание проектируемое в Республике Беларусь для велосипедного спорта. Длина дорожки по внутреннему периметру трека- 250 м, шириной- 7.5 м, радиус- 25м, наклон виража 42 град., наклон прямых линий- 13 град., предохранительная полоса по периметру- 5 метров.

      Объем здания разделен на 2 зоны: собственно велодром с зрительной частью на 2000 мест, техническими и служебными помещениями федерации велосипедного спорта и блоком раздевальных, хранения и ремонта велосипедов, складскими помещениями, саунами в нижней части объема.

      На отметке -4.200 запроектировано тренировочное поле для разминки спортсменов длиной 150 метров по внутренней стороне, предусмотрены пандусы для заезда спортсменов машины скорой площади непосредственно на внутреннее поле. Внутреннее поле можно использовать как игровое ( гандбол, теннис, легкоатлетический манеж и др. виды спорта).

       На первом этаже размещены кассы, медико-восстановительный центр комплекса, вестибюльная зона с гардеробами и санузлами для зрителей, кафе на 100 мест для спортсменов, помещения  допинг-контроля, административные помещения федерации. На втором этаже ( +4.800 ) запроектированы трибуны на 2000 зрителей, которые объединены обходными галереями, пресс-центр, комментаторские кабины, административные помещения федерации. На отметке +1.800 проектом предусмотрен проход, соединяющий закрытую автостоянку на 520 машиномест с входными группами сооружений комплекса «Минск-арена».

Над ним запроектированы спортивные залы: игровой, тренажеров, и хореографии с раздевальными, тренерскими помещениями и хранения инвентаря. Залы могут функционировать как для тренировок спортсменов.так и для занятий спортом населения.

В наружной отделке применены алюминиевые кассеты белого цвета и цвета «Металлик» витражная фасадная система. Во внутренней отделке применяются высококачественные материалы отечественного и импортного производства.

1.3 Конструктивные решения

В качестве основной несущей конструкции здания принята поддерживающая рамно-арочная система с затяжкой. Шаг арок – 12м. Сечение арки принято сквозное с двумя параллельными поясами с шириной раздвижки 2 м. Сечение поясов – составное трубчатое. Раскосы выполнены из круглых труб. Конструкция разбита на 8 отправочных элементов. Сопряжение выполнено на фланцах с использованием высокопрочных болтов.

За рамно-арочную систему с помощью подвесок подвешена структурная плита покрытия, на которую непосредственно укладывается кровля. Структурная плита представляет собой пространственную систему из ортогональных ферм. Сечение элементов - сварная прямошовная труба. Узел конструкции выполнен в виде сферы с выступающими резьбовыми стержнями для крепления элементов структуры. Кроме закрепления на подвесках, структура по контуру опирается на стойки таврового сечения с шагом 6 м.

Раскреплением арок в продольном направлении служат подвески.


2. Расчетно-конструктивная часть

2.1 Расчетная схема системы покрытия.

В состав расчетной схемы входят:

- Рамно-арочная система сквозного сечения с затяжкой;

- структурная плита покрытия;

Структурная плита покрытия по контуру опирается на стойки и дополнительно подвешена к арочной системе комплексом подвесок.

Расчетная схема (рис.2.1) смоделирована в программном комплексе «Лира вер. 9.2», созданном на основе метода конечных элементов, реализованной в форме перемещений.

Были использованы конечные элементы следующих видов:

  1.  В модели арки использован КЭ2 – Частный случай универсального конечного элемента 10. Предназначен для расчета плоских рам, расположенных в плоскости XOZ. Допустимый признак схемы – 2. В каждом узле присутствует 3 степени свободы:

- X –перемещение вдоль оси X;

- Z – перемещение вдоль оси Z;

- UY – поворот вокруг оси Y.

  1.  В модели структурной плиты покрытия использован КЭ4 – конечный элемент пространственной фермы частный случай универсального конечного элемента 10. Предназначен для расчета пространственных ферм. Допустимый признак схемы – 4. В каждом узле присутствует 3 степени свободы:

- X – перемещение вдоль оси X;

- Y – перемещение вдоль оси Y;

- Z – перемещение вдоль оси Z.

  1.  В остальных конструкциях системы использован КЭ10 – универсальный пространственный конечный элемент


Рис. 2.1 – Расчетная схема


2.2 Определение действующих нагрузок.

Таблица2.1 -Сбор нагрузок на 1 м2 покрытия

№ п/п

Вид нагрузки

Нормативная, кН/м2

gf

Расчетная, кН/м2

1. Постоянная

1

Вестопласт ЭКП (4.5 кг/м2)

0.04

1.30

0.06

2

Техноэласт ЭПП-4.5 (3.5 кг/м3)

0.03

1.30

0.04

3

Жесткие минераловатные плиты "PAROC"  d = 140 мм,

r = 150 кг/м3.

0.21

1.30

0.27

4

Пароизоляция: пленка "Juta"  t=2мм, p=75кг/м3

0.0015

1.30

0.0019

5

Стальной профнастил.

0.10

1.05

0.11

2. Временная длительная

6

Коммуникации

0.49

1.05

0.52

 

итого постоянная

0.88

 

0.99

3. Краткоременная

7

Снеговая

1.2

1.6

1.92

8

Равномерный нагрев (±40○С)

 

итого временная

1.2

 

1.92

*собственный вес конструкций учтен в ПК lira 9.2

Погонная нагрузка на покрытие составляет:

  •  Нормативная

  •  Расчетная

Снеговая нагрузка

Величина снеговой нагрузки зависит от района строительства. Полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию ригеля рамы следует определять по формуле:

qсн = s0 ·  · f  · B= 1.2 · 1 · 1.5 · 2 = 2.4 (кН/м), где

s0=1.2 (кПа)  — нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли для  снегового района I I Б (г. Минск).

=1 — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.

f  = 1.5 — коэффициент надежности по нагрузке для снеговой нагрузки.

B – грузовая площадь, равная расстоянию между прогонами 2 м.

2.3 Результаты статического расчета

Так как количество элементов расчетной схемы очень велико, для удобства чтения результатов была произведена унификация расчетных сочетаний усилий для отдельных групп элементов, которые в дальнейшем будут составлять группы унификации по принятым сечениям.

Результаты расчета представлены в виде таблицы усилий для элементов групп унификаций от действия расчетных сочетаний нагрузок.


Для элементов арки (пояса и раскосы)

Таблица 2.2

Таблица РСУ

 

Усилия

 

№ элем

№ сечен

Тип РСУ

Состав РСУ

Критерий

N
(кН)

My
(кН*м)

Qz
(кН)

№№ загруж

УНГ 41

0

0

0

0.000

0.000

0.000

84

1

1

длит

1

-523.212

215.819

-59.198

1 2 3

92

1

1

длит

2

-4136.377

-182.552

24.757

1 2 3

48

2

2

длит

5

1212.758

-325.018

-48.115

1 2 3 4

37

1

1

длит

6

-2458.447

294.962

-97.940

1 2 3

143

1

2

длит

13

931.156

-324.325

140.140

1 2 3 4

146

2

2

длит

14

952.356

-328.533

-142.521

1 2 3 4

47

1

2

длит

17

1215.782

-180.990

-21.221

1 2 3 4

94

2

1

длит

18

-4554.863

6.910

70.675

1 2 3

 

0

0

0

0.000

0.000

0.000

УНГ 21

0

0

0

0.000

0.000

0.000

71

2

1

длит

1

629.112

240.696

57.647

1 2 3

26

2

1

длит

2

-3774.004

33.821

-28.891

1 2 3

25

1

1

длит

6

-3772.886

281.373

-90.301

1 2 3

24

1

1

длит

13

-3728.544

101.895

88.467

1 2 3

25

2

1

длит

14

-3772.905

91.509

-92.533

1 2 3

72

1

1

длит

17

630.204

239.688

-87.577

1 2 3

 

0

0

0

0.000

0.000

0.000

УНГ 11

0

0

0

0.000

0.000

0.000

120

2

1

длит

1

419.328

2.106

0.487

1 2 3

121

1

1

длит

2

-336.227

-6.086

4.665

1 2 3

120

1

1

длит

5

418.905

0.050

0.946

1 2 3

121

2

1

длит

6

-336.681

6.691

4.237

1 2 3

96

2

1

длит

14

-353.169

-0.813

-1.816

1 2 3

96

1

1

длит

18

-353.608

3.763

-1.372

1 2 3

97

1

1

длит

1

494.490

124.549

-46.236

1 2 3

97

2

1

длит

5

492.400

-11.439

-48.505

1 2 3

 

0

0

0

0.000

0.000

0.000

УНГ 31

0

0

0

0.000

0.000

0.000

109

1

1

длит

1

745.291

5.210

-2.942

1 2 3

110

1

1

длит

2

-762.028

-10.664

7.347

1 2 3

109

2

1

длит

5

744.942

-4.080

-3.530

1 2 3

110

2

1

длит

6

-762.613

9.917

6.991

1 2 3

119

2

2

длит

14

-66.547

-7.358

-4.033

1 2 3 4


Для подвесок                                                                                           Таблица 2.3

Таблица РСУ

 

Усилия

 

№ элем

№ сечен

Тип РСУ

Состав РСУ

Критерий

N
(кН)

№№ загруж

УНГ 51

0

0

 

0

0.000

2319

2

1

длит

1

518.226

1 2 3

2319

1

1

длит

3

516.638

1 2 3

2321

1

2

длит

9

489.511

1 2 3 4

2319

1

2

длит

10

488.008

1 2 3 4

2322

1

1

длит

13

512.690

1 2 3

2322

2

1

длит

14

211.967

1 3 4

2322

1

1

длит

15

213.555

1 3 4

2322

2

1

длит

16

511.102

1 2 3

2321

1

1

длит

27

518.135

1 2 3

2321

2

2

длит

29

487.923

1 2 3 4

2322

2

1

длит

32

207.901

1 3 4

2320

1

1

длит

33

207.938

1 3 4

2320

2

1

длит

34

512.779

1 2 3

Для затяжки                                                                                            Таблица 2.4

Таблица РСУ

 

Усилия

 

 

№ элем

№ сечен

Тип РСУ

Кран/сейсм

Состав РСУ

Критерий

N
(кН)

My
(кН*м)

№№ загруж

УНГ 61

0

0

 

0

0.000

0.000

2329

1

1

-

длит

1

2809.132

43.587

1 2 3

2327

1

1

-

длит

5

2809.051

-165.296

1 2 3

2330

2

1

-

длит

14

2809.048

-162.903

1 2 3

2328

1

1

-

длит

17

2809.134

27.807

1 2 3

Для структурной плиты покрытия (унифицированная в ПК «ЛИРА» таблица РСУ)                                                                          Таблица 2.5

Таблица РСУ

 

Усилия

 

№ элем

№ сечен

Тип РСУ

Кран/сейсм

Состав РСУ

Критерий

N
(кН)

№№ загруж

УНГ 71

0

0

 

0

0.000

 

1730

1

1

-

длит

1

161.163

1 2 3

1754

1

1

-

длит

2

-179.659

1 2 3

170

1

1

-

длит

13

-0.822

1 2 3

170

2

1

-

длит

14

-0.822

1 2 3

1751

1

1

-

длит

31

90.402

1 2 3

1701

2

1

-

длит

32

-66.427

1 2 3

1701

1

1

-

длит

33

-66.427

1 2 3

1751

2

1

-

длит

34

90.402

1 2 3


2.4 Расчет элементов рамно-арочной системы на прочность и устойчивость

Предварительный расчет (подбор сечений элементов) производился программно с использованием компонента «ЛИР СТК», входящего в состав программного комплекса «ЛИРА» по расчетным сочетаниям усилий из статического расчета.

Конструирующая система «ЛИР СТК» работает в двух режимах – подбора сечений элементов стальных конструкций, таких как фермы, колонны и балки, и проверки заданных сечений в соответствии с действующими в мире нормативами. Допускается объединение нескольких однотипных элементов в конструктивный элемент. Система может функционировать в локальном режиме, позволяя проверить несколько вариантов при конструировании требуемого элемента.

Также была произведена унификация сечений элементов в пределах каждой отправочной марки арки.

2.4.1. Расчет поясов арки.

Проверка устойчивости поясов арки и раскосов производится как для центрально-сжатых элементов аналогично фермам.

Проверка будет выполнена для каждой отправочной марки (рис. 2.2) по наиболее невыгодному сочетанию усилий.

Рис. 2.2 – Схема разбиения на отправочные марки

Рис. 2.3 – К расчету сечений элементом сквозной арки.

Расчетные усилия для сжатых поясов для каждой отправочной марки взяты из таблицы РСУ статического расчета.

Для поясов принимаем сталь С345. В соответствии с табл. 51* [1] при t=2-10 мм Ryn=335 МПа, при t=10-20 мм Ryn=315 МПа; γc=1 (табл.6* примечание п.4 [2]); γn=1 (приложение 7 п1, п2 [2]).

Принятые сечения:

Отправочный элемент А1.

Сечение

 

Сечение: Труба электросварная прямошовная по ГОСТ 10704-91 273x9

Геометрические характеристики сечения

 

Параметр

Значение

A

Площадь поперечного сечения

74.644

см2

Av,y

Условная площадь среза вдоль оси Y

37.351

см2

Av,z

Условная площадь среза вдоль оси Z

37.351

см2

Iy

Момент инерции относительно оси Y

6510.564

см4

Iz

Момент инерции относительно оси Z

6510.564

см4

It

Момент инерции при стесненном кручении

13021.128

см4

iy

Радиус инерции относительно оси Y

9.339

см

iz

Радиус инерции относительно оси Z

9.339

см

Wy+

Максимальный момент сопротивления относительно оси Y

476.964

см3

Wy-

Минимальный момент сопротивления относительно оси Y

476.964

см3

Wz+

Максимальный момент сопротивления относительно оси Z

476.964

см3

Wz-

Минимальный момент сопротивления относительно оси Z

476.964

см3

Wpl,y

Пластический момент сопротивления относительно оси Y

953.929

см3

Wpl,z

Пластический момент сопротивления относительно оси Z

953.929

см3


Отправочный элемент А2.

Сечение

 

Сечение: Труба электросварная прямошовная по ГОСТ 10704-91 355.6x9

Геометрические характеристики сечения

 

Параметр

Значение

A

Площадь поперечного сечения

97.999

см2

Av,y

Условная площадь среза вдоль оси Y

49.021

см2

Av,z

Условная площадь среза вдоль оси Z

49.021

см2

Iy

Момент инерции относительно оси Y

14725.864

см4

Iz

Момент инерции относительно оси Z

14725.864

см4

It

Момент инерции при стесненном кручении

29451.728

см4

iy

Радиус инерции относительно оси Y

12.258

см

iz

Радиус инерции относительно оси Z

12.258

см

Wy+

Максимальный момент сопротивления относительно оси Y

828.226

см3

Wy-

Минимальный момент сопротивления относительно оси Y

828.226

см3

Wz+

Максимальный момент сопротивления относительно оси Z

828.226

см3

Wz-

Минимальный момент сопротивления относительно оси Z

828.226

см3

Wpl,y

Пластический момент сопротивления относительно оси Y

1656.453

см3

Wpl,z

Пластический момент сопротивления относительно оси Z

1656.453

см3


В соответствии с п. 5.33[2] В сквозных внецентренно-сжатых стержнях с решетками, расположенными в плоскостях, параллельных плоскости изгиба, кроме расчета на устойчивость стержня в целом по формуле  должны быть проверены отдельные ветви как центрально-сжатые стержни по формуле .

Проверка отдельных ветвей.

Расчетная длина в плоскости арки равна длине панели lef,x=4,154 м, из плоскости расчетная  длина принята равной расстоянию между раскрепляющими сжатые пояса из плоскости элементами  (подвесками) lef,y=24.815м.

lef,y=25.350м.

Проверка отправочного элемента А1.

Определим гибкость в плоскости конструкции:

по табл. 72 [2]

Выполним проверку устойчивости в плоскости арки

Условие выполняется.

Определим гибкость из плоскости конструкции:

по табл. 72 [2]

Выполним проверку устойчивости из плоскости арки

Условие выполняется.

Проверка отправочного  элемента 2

Определим гибкость в плоскости конструкции:

по табл. 72 [2]

Выполним проверку устойчивости в плоскости арки

Условие выполняется.

Определим гибкость из плоскости конструкции:

по табл. 72 [2]

Выполним проверку устойчивости из плоскости арки

Условие выполняется.

Далее проверим на устойчивость сечение сквозной арки в целом. Расчетные длины: для отдельных ,  (расстояние между закреплениями подвесок), для всего сечения в целом  (длина полуарки)

Рис. 2.4 – Сечение отправочного элемента А1.

Найдем моменты инерции данного сечения.

Найдем радиусы инерции:

Проверку устойчивости выполняем как для внецентренно-сжатого стержня. Приведем усилия, действующие в поясах к эквивалентными, как для одиночного стержня. Усилия в арке с параллельными поясами распределяются следующим образом:,при одинаковых сочетаниях усилий.

отсюда находим M и N: M=2419,557кНм, N=-1327,841 кН

Проверка устойчивости арки из плоскости:

В соответствии с п. 5.27* б [2] , где - расстояние от главной оси сечения, перпендикулярной плоскости изгиба, до оси наиболее сжатой ветви, но не менее расстояния до оси стенки ветви.

а=1м

найдем приведенную гибкость стержня

Где ,

Параметры a, b, l приняты в соответствии с рис.2 [2]

Рис. 2.5  К расчету устойчивости арки

,  площади соответственно сечения раскоса решетки и площадь сечения всего стержня.  

Найдем условную приведенную гибкость стержня

Далее по табл. 75 [2]  в зависимости от условной приведенной гибкости стержня и относительного эксцентриситета  0,117

 Условие выполняется.

Проверка устойчивости арки в плоскости:

В соответствии с п. 5.27* б [2] , где - расстояние от главной оси сечения, перпендикулярной плоскости изгиба, до оси наиболее сжатой ветви, но не менее расстояния до оси стенки ветви.

а=1м

найдем приведенную гибкость стержня

Где ,

Параметры a, b, l приняты в соответствии с рис.3 [2]

Рис. 2.6  К расчету устойчивости арки

,  площади соответственно сечения раскоса решетки и площадь сечения всего стержня.  

Найдем условную приведенную гибкость стержня

Далее по табл. 75 [2]  в зависимости от условной приведенной гибкости стержня и относительного эксцентриситета  0,293

 Условие выполняется

2.4.2 Расчет решетки.

Далее выполним проверку несущей способности раскосов (наиболее сжатого и наиболее растянутого) для каждого отправочного элемента.

Для первой отправочной марки

Сечение

 

Сечение: Труба электросварная прямошовная по ГОСТ 10704-91 83x5.5

Геометрические характеристики сечения

 

Параметр

Значение

A

Площадь поперечного сечения

13.391

см2

Av,y

Условная площадь среза вдоль оси Y

6.718

см2

Av,z

Условная площадь среза вдоль оси Z

6.718

см2

Iy

Момент инерции относительно оси Y

101.044

см4

Iz

Момент инерции относительно оси Z

101.044

см4

It

Момент инерции при стесненном кручении

202.087

см4

iy

Радиус инерции относительно оси Y

2.747

см

iz

Радиус инерции относительно оси Z

2.747

см

Wy+

Максимальный момент сопротивления относительно оси Y

24.348

см3

Wy-

Минимальный момент сопротивления относительно оси Y

24.348

см3

Wz+

Максимальный момент сопротивления относительно оси Z

24.348

см3

Wz-

Минимальный момент сопротивления относительно оси Z

24.348

см3

Wpl,y

Пластический момент сопротивления относительно оси Y

48.696

см3

Wpl,z

Пластический момент сопротивления относительно оси Z

48.696

см3

Сжатый элемент:

по табл. 72 [2]

В соответствии с табл. 19* [2] предельная гибкость

,

Выполним проверку

Условие выполняется.

Для растянутых элементов при статической нагрузке в соответствии с табл. 20* [2] >

Для второй отправочной марки

Сечение

 

Сечение: Труба электросварная прямошовная по ГОСТ 10704-91 127x5.5

Геометрические характеристики сечения

 

Параметр

Значение

A

Площадь поперечного сечения

20.994

см2

Av,y

Условная площадь среза вдоль оси Y

10.511

см2

Av,z

Условная площадь среза вдоль оси Z

10.511

см2

Iy

Момент инерции относительно оси Y

388.187

см4

Iz

Момент инерции относительно оси Z

388.187

см4

It

Момент инерции при стесненном кручении

776.373

см4

iy

Радиус инерции относительно оси Y

4.3

см

iz

Радиус инерции относительно оси Z

4.3

см

Wy+

Максимальный момент сопротивления относительно оси Y

61.132

см3

Wy-

Минимальный момент сопротивления относительно оси Y

61.132

см3

Wz+

Максимальный момент сопротивления относительно оси Z

61.132

см3

Wz-

Минимальный момент сопротивления относительно оси Z

61.132

см3

Wpl,y

Пластический момент сопротивления относительно оси Y

122.263

см3

Wpl,z

Пластический момент сопротивления относительно оси Z

122.263

см3

Сжатый элемент

по табл. 72 [2]

В соответствии с табл. 19* [2] предельная гибкость

,

Выполним проверку

Условие выполняется.

Для растянутых элементов при статической нагрузке в соответствии с табл. 20* [2] >

2.4.3 Подбор сечения подвесок.

Подбор производится по предельной гибкости для растянутых статически нагруженных элементов (λ=400). Расчет произведен в табличной форме. Маркировку подвесок см. лист №3,4 графической части.

Расчетная длина:

- для центральных подвесок

- для крайних подвесок

Сечение

 

Сечение: Труба электросварная прямошовная по ГОСТ 10704-91 114x5

Геометрические характеристики сечения

 

Параметр

Значение

A

Площадь поперечного сечения

17.122

см2

Av,y

Условная площадь среза вдоль оси Y

8.573

см2

Av,z

Условная площадь среза вдоль оси Z

8.573

см2

Iy

Момент инерции относительно оси Y

254.813

см4

Iz

Момент инерции относительно оси Z

254.813

см4

It

Момент инерции при стесненном кручении

509.627

см4

iy

Радиус инерции относительно оси Y

3.858

см

iz

Радиус инерции относительно оси Z

3.858

см

-центральные подвески

- крайние подвески

Для растянутых элементов при статической нагрузке в соответствии с табл. 20* [2] >

           >

2.4.4 Расчет затяжки.

Характер работы затяжки описывается как растяжение с изгибом. Изгиб возникает вследствие действия собственного веса конструкции.

Проверку выполним по формуле

Принимаем двутавр 30Б1 (ГОСТ 26020-83), сталь С345 Ry=335 МПа.

Сечение

Сечение: Двутавр нормальный по ГОСТ 26020-83 30Б1

Таблица 2.13 Геометрические характеристики

Параметр

Значение

A

Площадь поперечного сечения

41.92

см2

Av,y

Условная площадь среза вдоль оси Y

16.606

см2

Av,z

Условная площадь среза вдоль оси Z

15.889

см2

Iy

Момент инерции относительно оси Y

6328.0

см4

Iz

Момент инерции относительно оси Z

390.0

см4

It

Момент инерции при стесненном кручении

10.841

см4

Iw

Секториальный момент инерции

80589.848

см6

iy

Радиус инерции относительно оси Y

12.286

см

iz

Радиус инерции относительно оси Z

3.05

см

Wy+

Максимальный момент сопротивления относительно оси Y

427.568

см3

Wy-

Минимальный момент сопротивления относительно оси Y

427.568

см3

Wz+

Максимальный момент сопротивления относительно оси Z

55.714

см3

Wz-

Минимальный момент сопротивления относительно оси Z

55.714

см3

2.5 Подбор сечений элементов структурной плиты покрытия.

Элементы плиты выполнены из круглых сварных прямошовных труб. В целях унификации сечений принято два типоразмера: рядовые кристаллы и усиленные, в местах крепления подвесок и опирания на стойки.

Элементы структуры находятся в состоянии центрального растяжения/сжатия. Подбор сечений выполнен на ЭВМ в ПК «ЛИР СТК».

Результаты подбора представлены в виде таблицы результатов подбора ПК «ЛИР СТК». Далее для примера представлен ее фрагмент. Полностью она доступна в электронном виде на цифровом носителе, приложенном к дипломному проекту.


2.6 Расчет узлов.

Узлы сопряжение элементов ферм из круглых труб проектируем бесфасоночными, как менее трудоемкие и металлоемкие. При этом концы элементов решетки имеют фигурную форму, выполняемую фрезой, термической резкой или электроконтактным. При проектировании ферм стремились к тому, что бы  элементы решетки не пересекались между собой в узлах примыкания к поясам.

Бесфасоночные узлы рассчитываются:

А) на продавливание стенки пояса от совокупности воздействий, передаваемых примыкающими элементами решетки;

Б) на прочность примыкания каждого элемента решетки к поясу и смежным элементам решетки;

В) на прочность сварных швов, прикрепляющих элементы из труб к другим трубчатым элементам или плоским листам;

Г) на прочность сварных швов, прикрепляющие элементы решетки к поясу.

2.6.1 Узел примыкания раскосов к поясам. 

Расчет стенки поясной трубы на местный изгиб(продавливание).

Расчет поясной трубы на на местный изгиб производится в зоне примыкания каждого элемента решетки по следующим формулам:

,

,

- номер примыкающего элемента

- номер рассматриваемого примыкающего элемента

- .продольное усилие в примыкающем элементе

-коэффициент, принимаемый равным 1, если . В противном случае, т.е. при , этот коэффициент определяется по формуле

,

- при растяжении в рассматриваемом примыкающем элементе

- при сжатии

- продольное усилие и изгибающий момент в рассматриваемом примыкающем элементе в плоскости фермы в месте примыкания этого элемента к поясной трубе

- диаметры труб примыкающих элементов

В большинстве случаев , и тогда , при растяжении и  при сжатии

- угол между осью пояса и осями примыкающих элементов решетки , если ; , если , где

- диаметр поясной трубы;

- коэффициент влияния расположения каждого элемента решетки по отношению к рассматриваемому .При  . При расположении смежного и рассматриваемого элемента с одной стороны пояса коэффициент определяется по формуле

; - толщина стенки поясной трубы

при ;  при ; при

- наименьшее расстояние вдоль оси пояса между сварными швами, прикрепляющими к поясу рассматриваемый смежный элемент решетки.

-коэффициент влияния продольной силы в поясе. При растяжении .При сжатии

-наибольшее значение продольной силы в поясе от “носка” до “пятки” рассматриваемого примыкающего элемента

- площадь сечения пояса

Характеристику несущей способности стенки пояса  можно определить по формуле

-коэффициент условной работы, равный 1 при расчетном сопротивлении  и равный 0,9 при

Для расчета выберем самые нагруженные узлы в каждом отправочном элементе.

Отправочный элемент А1.

Рис 2.6 -Узел примыкания раскосов в отправочном эл-те А1

A).Расчет на местный изгиб

1).Проверка поясной трубы на местный изгиб в месте контакта с элементом 1 ( j=1 ).

Определим значение параметров входящих в прочностные формулы

-наибольшее значение продольной силы в поясе от “носка” до “пятки” рассматриваемого примыкающего элемента

- площадь сечения пояса

- диаметр поясной трубы;

, если ;

- коэффициент влияния расположения каждого элемента решетки по отношению к рассматриваемому .При  

;

- толщина стенки поясной трубы

- наименьшее расстояние вдоль оси пояса между сварными швами, прикрепляющими к поясу рассматриваемый смежный элемент решетки.

,

При ;

, при растяжении и  при сжатии

Проверку прочности выполним по формуле

Характеристику несущей способности стенки пояса  можно определить по формуле

-коэффициент условной работы, равный 1 при расчетном сопротивлении  

Прочность обеспечена.

Прочность обеспечена.

2).Проверка поясной трубы на местный изгиб в месте контакта с элементом 2 ( j=2 ).

Определим значение параметров входящих в прочностные формулы

-наибольшее значение продольной силы в поясе от “носка” до “пятки” рассматриваемого примыкающего элемента

- площадь сечения пояса

- диаметр поясной трубы;

, если ;

- коэффициент влияния расположения каждого элемента решетки по отношению к рассматриваемому .При  

;

- толщина стенки поясной трубы

- наименьшее расстояние вдоль оси пояса между сварными швами, прикрепляющими к поясу рассматриваемый смежный элемент решетки.

,

При , при растяжении и  при сжатии;

Проверку прочности выполним по формуле

Характеристику несущей способности стенки пояса  можно определить по формуле

-коэффициент условной работы, равный 1 при расчетном сопротивлении  

Прочность обеспечена.

Прочность обеспечена.

Б).Расчет на прочность элементов решетки в местах их примыкания к поясу фермы.

Расчет на прочность производится в поперечном сечении через “пятку”.Для проверки прочности используем следующую формулу:

- продольная сила в проверяемом элементе

- коэффициент равный , если  и  при

-площадь сечения рассматриваемого элемента

, если рассматриваемы элемент пересекается в узле с двумя элементами решетки, один из которых сжат, а другой растянут.В остальных случаях

при растяжении и  при сжатии

1). Проверка прочности элемента 1 (j=1).

Определим значение параметров входящих в прочностные формулы

т.к  то ,,,

Прочность обеспечена.

2). Проверка прочности элемента 1 (j=2).

Определим значение параметров входящих в прочностные формулы

т.к  то ,,,

Прочность обеспечена.

В).Расчет сварных швов.

Расчет сварных швов в узловых соединениях труб производим по следующим формулам

- коэффициент, определяемый в зависимости от катета сварного шва, вида сварки, диаметра сварочной проволоки и положения при сварке табл.34[1]. При ручной сварке .

-длинна сварного шва ( внешний периметр примыкания трубы решетки к трубе пояса )

Длинна сварного шва может быть определена по приближенной формуле

- катет углового шва

,- расчетное сопротивление углового сварного шва, соответственно, по металлу шва и по металлу границы сплавления

Расчет сварных соединений для элемента 1

Сварка производиться полуавтоматом в среде углекислого газа. По табл.55,56[1] принимается соответственно сварочная проволока св.08Г2С и расчетное сопротивление по металлу шва .

Наибольший катет сварного шва

Наименьший катет определяем по табл.38[1] и равен 5мм.

По табл.34[1] ,. Расчетное сопротивление по границе сплавления , где  по табл.51[1].

Коэффициенты условной работы сварного соединения принимаем равными

(п.11.2* [1]).

.

.

Так как , то расчет производиться только по металлу границы сплавления.

Длинна сварного шва для стержня равна.

Проверка прочности сварного шва для элемента 1

Прочность сварных соединений обеспечена.

Расчет сварных соединений для элемента 2

Сварка производиться полуавтоматом в среде углекислого газа. По табл.55,56[1] принимается соответственно сварочная проволока св.08Г2С и расчетное сопротивление по металлу шва .

Наибольший катет сварного шва

Наименьший катет определяем по табл.38[1] и равен 5мм.

По табл.34[1] ,. Расчетное сопротивление по границе сплавления , где  по табл.51[1].

Коэффициенты условной работы сварного соединения принимаем равными

(п.11.2* [1]).

.

.

Так как , то расчет производиться только по металлу границы сплавления.

Длинна сварного шва для стержня равна.

Проверка прочности сварного шва для элемента 1

Прочность сварных соединений обеспечена.


Отправочный элемент А2

Рис 2.7 -Узел примыкания раскосов в отправочном эл-те А1

A).Расчет на местный изгиб

1).Проверка поясной трубы на местный изгиб в месте контакта с элементом 1 ( j=1 ).

Определим значение параметров входящих в прочностные формулы

-наибольшее значение продольной силы в поясе от “носка” до “пятки” рассматриваемого примыкающего элемента

- площадь сечения пояса

- диаметр поясной трубы;

, если ;

- коэффициент влияния расположения каждого элемента решетки по отношению к рассматриваемому .При  

;

- толщина стенки поясной трубы

- наименьшее расстояние вдоль оси пояса между сварными швами, прикрепляющими к поясу рассматриваемый смежный элемент решетки.

,

При ;

, при растяжении и  при сжатии

Проверку прочности выполним по формуле

Характеристику несущей способности стенки пояса  можно определить по формуле

-коэффициент условной работы, равный 1 при расчетном сопротивлении  

Прочность не обеспечена.

Для увеличения несущей способности узла можно использовать три варианта:

  1.  поставить накладку;
  2.  увеличить диаметр рассматриваемого элемента;
  3.  увеличить толщину поясной трубы.

Второй вариант в данном примере может быть применен только при одновременном увеличении диаметра нижнего пояса. В данном примере второй и третий варианты, как менее экономичные, не рассматриваются.

Длину накладки назначаем таким образом, чтобы она выступала на 40…50мм за пределы узла, а в поперечном направлении накладка охватывает половину периметра поясной трубы.

При расчете узла с накладкой используется расчетное сопротивление металла накладки.

Требуемая толщина накладки  может быть определена из уравнения

,

где - значение левой части проверяемой формулы

при растяжении в рассматриваемом элементе

при сжатии в рассматриваемом элементе

( и  соответственно большая и меньшая величина из  и )

;

,.

Приведенная толщина: .

Тогда характеристика несущей способности пояса будет равна

Прочность обеспечена.

Прочность обеспечена.

2).Проверка поясной трубы на местный изгиб в месте контакта с элементом 2 ( j=2 ).

Определим значение параметров входящих в прочностные формулы

, так как элемент растянут

-наибольшее значение продольной силы в поясе от “носка” до “пятки” рассматриваемого примыкающего элемента

- площадь сечения пояса

- диаметр поясной трубы;

, если ;

- коэффициент влияния расположения каждого элемента решетки по отношению к рассматриваемому .При  

;

- толщина стенки поясной трубы

- наименьшее расстояние вдоль оси пояса между сварными швами, прикрепляющими к поясу рассматриваемый смежный элемент решетки.

,

При , при растяжении и  при сжатии;

Проверку прочности выполним по формуле

Характеристику несущей способности стенки пояса  можно определить по формуле

-коэффициент условной работы, равный 1 при расчетном сопротивлении  

Прочность не обеспечена.

Так как в узле в месте примыкания рассматриваемого элемента имеется накладка, то при определении несущей способности поясной трубы при растяжении в рассматриваемом элементе вместо толщины стенки пояса  использовать толщину накладки

Тогда характеристика несущей способности пояса будет равна

Прочность обеспечена.

Прочность обеспечена.

Б).Расчет на прочность элементов решетки в местах их примыкания к поясу фермы.

Расчет на прочность производится в поперечном сечении через “пятку”.Для проверки прочности используем следующую формулу:

- продольная сила в проверяемом элементе

- коэффициент равный , если  и  при

-площадь сечения рассматриваемого элемента

, если рассматриваемы элемент пересекается в узле с двумя элементами решетки, один из которых сжат, а другой растянут.В остальных случаях

при растяжении и  при сжатии

1). Проверка прочности элемента 1 (j=1).

Определим значение параметров входящих в прочностные формулы

т.к  то ,,,

Прочность обеспечена.

2). Проверка прочности элемента 1 (j=2).

Определим значение параметров входящих в прочностные формулы

т.к  то ,,,

Прочность обеспечена.

В).Расчет сварных швов.

Расчет сварных швов в узловых соединениях труб производим по следующим формулам:

- коэффициент, определяемый в зависимости от катета сварного шва, вида сварки, диаметра сварочной проволоки и положения при сварке табл.34[1]. При ручной сварке .

-длинна сварного шва ( внешний периметр примыкания трубы решетки к трубе пояса )

Длинна сварного шва может быть определена по приближенной формуле

- катет углового шва

,- расчетное сопротивление углового сварного шва, соответственно, по металлу шва и по металлу границы сплавления

Расчет сварного соединения для элемента 1

Сварка производиться полуавтоматом в среде углекислого газа. По табл.55,56[1] принимается соответственно сварочная проволока св.08Г2С и расчетное сопротивление по металлу шва .

Наибольший катет сварного шва

Наименьший катет определяем по табл.38[1] и равен 5мм.

По табл.34[1] ,. Расчетное сопротивление по границе сплавления , где  по табл.51[1].

Коэффициенты условной работы сварного соединения принимаем равными

(п.11.2* [1]).

.

.

Так как , то расчет производиться только по металлу границы сплавления.

Длинна сварного шва для стержня равна.

Проверка прочности сварного шва для элемента 1

Прочность сварных соединений обеспечена.

Расчет сварного соединения для элемента 2

Сварка производиться полуавтоматом в среде углекислого газа. По табл.55,56[1] принимается соответственно сварочная проволока св.08Г2С и расчетное сопротивление по металлу шва .

Наибольший катет сварного шва

Наименьший катет определяем по табл.38[1] и равен 5мм.

По табл.34[1] ,. Расчетное сопротивление по границе сплавления , где  по табл.51[1].

Коэффициенты условной работы сварного соединения принимаем равными

(п.11.2* [1]).

.

.

Так как , то расчет производиться только по металлу границы сплавления.

Длинна сварного шва для стержня равна:

Проверка прочности сварного шва для элемента 2

Прочность сварных соединений обеспечена.

2.6.2 Монтажный стык верхнего пояса в коньке.

Рис 2.8 –Узел стыка поясов арки

Монтажные стыки трубчатых элементов выполняем с применением сплошных фланцев, в этом случае труба приваривается одним кольцевым швом.

Толщину фланца назначаем из условия прочности при его работе на изгиб:

 Если   , то для используется другая формула

где - диаметр окружности, на которой расположены болты

- расстояние от оси болта до внешней грани поверхности пояса исходя из условия закручивания гаек принимается равным не менее , табл.39[1] где -диаметр болта. Данное условие продиктовано удобством закручивания гаек.

Монтажный стык нижнего пояса. В узле при растягивающих усилиях  рассчитаем болтовое соединение, с использованием предварительно напряженных высокопрочных болтов .Рекомендуемые диаметры 16…27мм.

Стык осуществляется на высокопрочных болтах диаметром 16мм. Из стали 40Х “Селект” с временным сопротивлением  табл.61[1]

Необходимое количество болтов определим по формуле:

где - усилие растяжения в соединяемых элементах

- временное сопротивление металла болта  табл.61[1]

- площадь сечения болта “нетто”   табл.62[1]

 принимаем

Исходя из условия закручивания гаек расстояние от оси болта до внешней грани поверхности пояса принимается равным не менее ,табл.39[1] где -диаметр болта. Данное условие продиктовано удобством закручивания гаек. =

Наименьший диаметр окружности, на которой можно расположить 6 болтов

при , будет равно

Тогда расстояние между болтами будет равно .

Исходя из требований по размещению болтов расстояние между болтами равно , табл. 39[1] при -диаметр отверстия под болты.

,.

Исходя из этих требований принимаем расстояние между болтами .

Тогда количество болтов с учетом требований по их размещению из условия максимального расстояния между   

Принимаем

Так как  , то толщину соединительного фланца определим как

Где -расчетное сопротивление стали С345.

Принимаем

Усилие предварительного натяжения болтов следует назначить равным

Расчет сварных швов прикрепляющих фланец  

Соединение труб с использованием угловых швов рассчитываются по формулам:

- по сечению шва

- по границе сплавления

- количество кольцевых швов

Сварка производиться полуавтоматом в среде углекислого газа. По табл.55,56[1] принимается соответственно сварочная проволока св.08Г2С и расчетное сопротивление по металлу шва .

Наибольший катет сварного шва

Наименьший катет определяем по табл.38[1] и равен 7мм.

По табл.34[1] ,. Расчетное сопротивление по границе сплавления , где  по табл.51[1].

Коэффициенты условной работы сварного соединения принимаем равными

(п.11.2* [1]).

.

.

Так как , то расчет производиться только по металлу границы сплавления.

Длинна сварного шва для стержня равна .

Прочность сварных швов обеспечена.

Верхний пояс.

Конструктивное решение этого узла принимаем по аналогии с узлом нижнего пояса. В этом узле кроме сжимающей силы действует еще узловой изгибающий момент. Поэтому вначале проверим возможность появления в узле растягивающих напряжений:

-площадь и момент сопротивления трубы

Знак «минус» говорит о том, что стыкуемый узел работает только на сжатие и, следовательно, болты не включаются в работу и выполняют лишь конструктивные функции. В связи с этим количество и диаметр болтов назначался бы конструктивно. Но поскольку в данный узел подходят две подвески, то определение количества и диаметра болтов будет производиться на усилие, возникающее в результате конструктивной особенности уза.

Стык осуществляется на болтах диаметром 16мм. Из стали 40Х “Селект” с временным сопротивлением  табл.61[1]

Необходимое количество болтов определим по формуле:

Где - меньшее из значений расчетного усилия для одного болта,

-расчетное усилие которое может быть воспринято одним болтом, на срез.

- расчетное усилие которое может быть воспринято одним болтом, на смятие.

,- расчетные сопротивления болтовых соединений на срез и смятие соответственно.

-наружный диаметр стержня болта

-расчетная площадь сечения стержня болта

- наименьшая сумарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении

- число расчетных срезов одного болта

- коэффициент условной работы болтового соединения табл.35[1]*

, для болтов класса точности А , класса прочности 5.6

, для болтов класса точности А , класса прочности 5.6

,для многоболтового соединения в расчете на срез и смятие при болтах класса точности А

- наружный диаметр стержня болта

- число расчетных срезов одного болта

- расчетная площадь сечения стержня болта табл.62[1]

- наименьшая сумарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении

. Принимаем

Исходя из условия закручивания гаек расстояние от оси болта до внешней грани поверхности пояса принимается равным не менее ,табл.39[1] где -диаметр болта. Данное условие продиктовано удобством закручивания гаек. =

Исходя из требований по размещению болтов наибольшее расстояние между болтами равно , табл. 39[1]     

наименьшее расстояние между болтами равно , табл. 39[1]     

Наименьший диаметр окружности, на которой можно расположить 6 болтов

при , будет равно

Тогда количество болтов с учетом требований по их размещению из условия максимального расстояния между   

Принимаем

Так как  , то толщину соединительного фланца определим как

Принимаем

Где -расчетное сопротивление стали С345.

Усилие предварительного натяжения болтов следует назначить равным

Расчет сварных швов

Сварка производиться полуавтоматом в среде углекислого газа. По табл.55,56[1] принимается соответственно сварочная проволока св.08Г2С и расчетное сопротивление по металлу шва .

Наибольший катет сварного шва

Наименьший катет определяем по табл.38[1] и равен 6мм.

По табл.34[1] ,. Расчетное сопротивление по границе сплавления , где  по табл.51[1].

Коэффициенты условной работы сварного соединения принимаем равными

(п.11.2* [1]).

.

.

Так как , то расчет производиться только по металлу границы сплавления.

Длинна сварного шва для стержня равна ровна .

где

Прочность сварных швов обеспечена.

2.6.3 Узел сопряжения подвесок с аркой.

Сопряжение подвесок представлено в виде цилиндрических шарниров (цапф) при плотном касании. При использовании стали С345 по табл. 52* [2] расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности  418 МПа, местному смятию в цилиндрических шарнирах 209 МПа.

Усилие в подвеске N=423,958кН.

Требуемую площадь цапфы определим из условия ее работы на срез     принимаем диаметр 36 мм

Требуемую толщина торцевой поверхности определим из условия ее работы на смятие:

По данным результатам назначаем толщину фланцев 28 мм и толщину прокладки 30 мм.

Найдем требуемую длину швов, прикрепляющих трубу подвески к соединительному элементу сечением 30x140мм

Принимаем катет шва 6мм. Характеристики сварного соединения приняты аналогично с соединением раскосов и поясов.

, количество швов n=4, следовательно требуемая длина l=398/4=99,5мм, принимаем 100мм

2.6.4 Монтажный стык частей полуарки.

Рис 2.9 –Узел стыка поясов арки

(Оба пояса сжаты). Стык нижнего пояса.

Конструктивное решение этого узлов принимаем по аналогии с узлами первой отправочной маркой. В этих узлах кроме сжимающей силы действует еще узловой изгибающий момент. Поэтому вначале проверим возможность появления в узлах растягивающих напряжений:

-верхний пояс

-нижний пояс

-площадь и момент сопротивления трубы.

Знак «минус» говорит о том, что стыкуемый узел работает только на сжатие и, следовательно, болты не включаются в работу и выполняют лишь конструктивные функции. В связи с этим количество и диаметр болтов для нижнего пояса назначается конструктивно. Но поскольку в данный узел к верхнему поясу подходят две подвески, то определение количества и диаметра болтов будет производиться на усилие, возникающее в результате конструктивной особенности уза.

Исходя из условия закручивания гаек расстояние от оси болта до внешней грани поверхности пояса принимается равным не менее ,табл.39[1] где -диаметр болта. Данное условие продиктовано удобством закручивания гаек. =

Исходя из требований по размещению болтов наибольшее расстояние между болтами равно , табл. 39[1]     

наименьшее расстояние между болтами равно , табл. 39[1]     

Наименьший диаметр окружности, на которой можно расположить 6 болтов

при , будет равно

Тогда количество болтов с учетом требований по их размещению из условия максимального расстояния между   

Принимаем

Так как в узле стыкуются элементы двух отправочных марок, а стыкуемые элементы имеют разные диаметры, то толщину соединительного фланца исходя из его работы на изгиб, определим как:

Принимаем

Где -расчетное сопротивление стали С345.

и - внешние диаметры сопрягаемых труб ()

Расчет сварных швов

Сварка производиться полуавтоматом в среде углекислого газа. По табл.55,56[1] принимается соответственно сварочная проволока св.08Г2С и расчетное сопротивление по металлу шва .

Наибольший катет сварного шва

Наименьший катет определяем по табл.38[1] и равен 6мм.

По табл.34[1] ,. Расчетное сопротивление по границе сплавления , где  по табл.51[1].

Коэффициенты условной работы сварного соединения принимаем равными

(п.11.2* [1]).

.

.

Так как , то расчет производиться только по металлу границы сплавления.

Длинна сварного шва для стержня равна ровна .

где

Прочность сварных швов обеспечена.

Верхний пояс.

Стык осуществляется на болтах диаметром 16мм. Из стали 40Х “Селект” с временным сопротивлением  табл.61[1]

Необходимое количество болтов определим по формуле:

Где - меньшее из значений расчетного усилия для одного болта,

-расчетное усилие которое может быть воспринято одним болтом, на срез.

- расчетное усилие которое может быть воспринято одним болтом, на смятие.

,- расчетные сопротивления болтовых соединений на срез и смятие соответственно.

-наружный диаметр стержня болта

-расчетная площадь сечения стержня болта

- наименьшая сумарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении

- число расчетных срезов одного болта

- коэффициент условной работы болтового соединения табл.35[1]*

, для болтов класса точности А , класса прочности 5.6

, для болтов класса точности А , класса прочности 5.6

,для многоболтового соединения в расчете на срез и смятие при болтах класса точности А

- наружный диаметр стержня болта

- число расчетных срезов одного болта

- расчетная площадь сечения стержня болта табл.62[1]

- наименьшая сумарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении

. Принимаем

Исходя из условия закручивания гаек расстояние от оси болта до внешней грани поверхности пояса принимается равным не менее ,табл.39[1] где -диаметр болта. Данное условие продиктовано удобством закручивания гаек. =

Исходя из требований по размещению болтов наибольшее расстояние между болтами равно , табл. 39[1]     

наименьшее расстояние между болтами равно , табл. 39[1]     

Наименьший диаметр окружности, на которой можно расположить 6 болтов

при , будет равно

Тогда количество болтов с учетом требований по их размещению из условия максимального расстояния между   

Принимаем

Так как в узле стыкуются элементы двух отправочных марок, а стыкуемые элементы имеют разные диаметры, то толщину соединительного фланца исходя из его работы на изгиб, определим как:

Принимаем

Где -расчетное сопротивление стали С345.

и - внешние диаметры сопрягаемых труб ()

Усилие предварительного натяжения болтов следует назначить равным

Расчет сварных швов

Сварка производиться полуавтоматом в среде углекислого газа. По табл.55,56[1] принимается соответственно сварочная проволока св.08Г2С и расчетное сопротивление по металлу шва .

Наибольший катет сварного шва

Наименьший катет определяем по табл.38[1] и равен 8мм.

По табл.34[1] ,. Расчетное сопротивление по границе сплавления , где  по табл.51[1].

Коэффициенты условной работы сварного соединения принимаем равными

(п.11.2* [1]).

.

.

Так как , то расчет производиться только по металлу границы сплавления.

Длинна сварного шва для стержня равна ровна .

где

Прочность сварных швов обеспечена.

2.6.5 Узел сопряжения подвесок с аркой.

Сопряжение подвесок представлено в виде цилиндрических шарниров (цапф) при плотном касании. При использовании стали С345 по табл. 52* [2] расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности  418 МПа, местному смятию в цилиндрических шарнирах 209 МПа.

Усилие в подвеске N=522,831кН.

Требуемую площадь цапфы определим из условия ее работы на срез     принимаем диаметр 40 мм

Требуемую толщина торцевой поверхности определим из условия ее работы на смятие:

По данным результатам назначаем толщину фланцев 28 мм и толщину прокладки 32 мм.

2.6.6 Опорный узел.

Рис 2.10 – Опорный узел

Стык осуществляется на высокопрочных болтах диаметром 16 мм из стали 40х «селект» с временным сопротивлением Rbun=110 кН/см2 (табл. 61[2]).

Правый стык находится в сжатом состоянии.

Исходя из условия закручивания гаек расстояние от оси болта до внешней грани поверхности пояса принимается равным не менее ,табл.39[1] где -диаметр болта. Данное условие продиктовано удобством закручивания гаек. =

Исходя из требований по размещению болтов наибольшее расстояние между болтами равно , табл. 39[1]     

наименьшее расстояние между болтами равно , табл. 39[1]     

Наименьший диаметр окружности, на которой можно расположить 6 болтов

при , будет равно ,

Тогда количество болтов с учетом требований по их размещению из условия максимального расстояния между   

Принимаем

Левый стык испытывает растяжение с усилием N=995,102 кН.

Необходимое количество болтов из условия прочности:

Необходимое количество болтов определим по формуле:

где - усилие растяжения в соединяемых элементах

- временное сопротивление металла болта  табл.61[1]

- площадь сечения болта “нетто”   табл.62[1]

 принимаем

Исходя из условия закручивания гаек расстояние от оси болта до внешней грани поверхности пояса принимается равным не менее ,табл.39[1] где -диаметр болта. Данное условие продиктовано удобством закручивания гаек. =

Наименьший диаметр окружности, на которой можно расположить 6 болтов

при , будет равно

Тогда расстояние между болтами будет равно .

Исходя из требований по размещению болтов расстояние между болтами равно , табл. 39[1] при -диаметр отверстия под болты.

,.

Исходя из этих требований принимаем расстояние между болтами .

Тогда количество болтов с учетом требований по их размещению из условия максимального расстояния между   

Принимаем

Так как  , то толщину соединительного фланца определим как

Где -расчетное сопротивление стали С345.

Принимаем

Усилие предварительного натяжения болтов следует назначить равным

2.6.7 Узел сопряжения затяжки с аркой.

Рис 2.11 – Сопряжение арки с затяжкой

Узел рассчитывается на растягивающее  усилие N=2809,051 кН. Сопряжение выполнено с использованием цилиндрического шарнира при плотном касании. При использовании для цапфы стали С345 по табл. 52* [2] расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности  418 МПа, местному смятию в цилиндрических шарнирах 209 МПа.

Требуемую площадь цапфы определим из условия ее работы на срез      принимаем диаметр 100мм

Требуемую толщина торцевой поверхности определим из условия ее работы на смятие:

Толщина стенки принята 70 мм плюс с двух сторон накладки по 35мм.

Расчет сварных швов.

Сварка производиться полуавтоматом в среде углекислого газа. По табл.55,56[1] принимается соответственно сварочная проволока св.08Г2С и расчетное сопротивление по металлу шва .

Наибольший катет сварного шва

Наименьший катет определяем по табл.38[1] и равен 8мм.

По табл.34[1] ,. Расчетное сопротивление по границе сплавления , где  по табл.51[1].

Коэффициенты условной работы сварного соединения принимаем равными

(п.11.2* [1]).

.

.

Так как , то расчет производиться только по металлу границы сплавления.

, количество швов n=4, следовательно, требуемая длина l=2000/4=500мм.

Толщина стенки двутавра затяжки 11мм. Для обеспечения выполнения узла необходимо приварить с каждой стороны накладку толщиной (40+20+20-11)=69мм.

Сечение соединительного элемента. Толщину принимаем t=40мм, тогда ширина равна


3. Технология строительного производства

Согласно задания на проектирование в данном дипломном проекте необходимо разработать технологическую карту процесса сборки и монтажа арок на проектную отметку.

Карта разработана в соответствии с требованиями:

    СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции»;

    СНиП III-4-80* «Техника безопасности в строительстве»;

СНиП 3.01.01-85 «Организация строительного производства».

В технологической карте представлены технология и организация работ по монтажу арок, методы контроля качества, материально технические ресурсы и безопасные методы условий труда.

3.1. Подсчёт объёмов монтажных и вспомогательных работ

Таблица 3.1 Подсчёт объёмов монтажных и вспомогательных работ

№

Наименование строительных процессов

Единицы измерения

Количество

Примечание

1

Подготовка и сортировка конструкций

1 т

210

2

Укрупнительная сборка стальных конструкций

1 т

520

3

Монтаж арок

1 шт

10

3.2. Обоснование метода производства монтажных работ.

Выбор метода производства монтажных работ производится исходя из объёмно-планировочной и конструктивной характеристик здания и предварительно выбранных способов производства работ. Монтаж сборных конструкций должен производиться с соблюдением требований: последовательности монтажа, обеспечивающей устойчивость и геометрическую неизменяемость смонтированной части здания на всех стадиях монтажа, прочность монтажных соединений, комплектности установки конструкций каждого участка здания, позволяющей производить на смонтированном участке последующие работы; безопасности монтажных работ. Для монтажа арок целесообразно использовать два самоходных крана, монтируемых конструкции на двух условно выделенных захватках.

3.3 Выбор монтажных кранов

Исходными данными при выборе монтажного механизма являются конструктивные и сборочные (монтажные) чертежи здания с указанием весов сборных элементов и сведения об имеющихся монтажных механизмах, а также сроки работ и местные условия строительства. При выборе механизмов необходимо знать, что наилучший технико-экономический эффект может быть достигнут лишь при учете конструктивных и эксплуатационных особенностей каждого монтажного механизма, его производительности, трудоемкости и стоимости монтажа и демонтажа, трудоемкости и стоимости устройства дорог и подкрановых путей, стоимости машино-смены, расхода горючего и электроэнергии.

При выборе механизмов в первую очередь необходимо максимально использовать оборудование, имеющееся на месте строительства и на ближайших машинопрокатных базах. Лишь при строительстве особо важных объектов или при больших объемах работ может оказаться рациональным привлечение других машин, несмотря на крупные затраты, связанные с их приобретением, доставкой и монтажом. Для выявления целесообразности привлечения таких машин следует производить соответствующие технико-экономические расчеты.

Определение требуемых технических параметров самоходного стрелового крана. Требуемая грузоподъёмность крана:

Q=qэл.+qтр.=21+0.8=21.8т.

qэл.- масса монтируемого элемента (часть арки);

qтр - масса строповочной оснастки.

Требуемая высота подъема крюка крана:

,

где ho = 27м.-.расстояние от уровня стоянки крана до опоры сборного элемента (верхней части арки);

hз = 1м - запас по высоте, необходимый для установки элемента и проноса над ранее смонтированными конструкциями;

hэ=2м - высота элемента в монтажном положении;

hс= 3м - высота строповки в рабочем положении от верха монтируемого элемента до крюка крана.

Минимально необходимый вылет крюка крана:

,

,

где с= 6 м - максимальное расстояние от центра тяжести монтируемого элемента (элемента арки) до выступающей части крана со стороны здания;

b - расстояние от оси вращения крана до выступающих в сторону крана частей здания, r1 = 4 м - радиус поворотной части платформы крана.


Таблица 3.2 Технические характеристики крана

Масса крана общая

169 200  кг

(стрела 20 м + противовес 55,1 т)

Базовой машины

105 000 кг

(без стрелы и противовеса)

55 000 кг

Машинное отделение

2 х 25 000 кг

Гусеничный ход

Противовеса

55 100  кг

(из блоков 13500,2х10600,4х5100 кг)

20 м основная стрела

9 065  кг

(3550+1915+3600=9065)

11,7 м вставки

2 850  кг

6 м вставки

1 915  кг

5т крюк

130  кг

5т крюк

130  кг

Лебедки 2 по 35 т

                  

Канат - 150 м на каждой лебедке

Давление на грунт

0.97  кг/см2

Скорость передвижения

3 - 5,4 км/ч

Уклон при работе                  3  градуса

Уклон при перемещении    22  градуса (40%)

Скорость ветра  не более    10  м/с

Ветровая нагр узка               25  кг/м2

Таблица 3.3 Технологические характеристики крана

Показатель

Libhererr HS 883 HD

Максимальный грузовой момент, кНм

4510

Вылет крюка, м:

наибольший

наименьший

при наибольшей грузопод.

44.0

8.0

8.0

Грузоподъемность, т, при вылете крюка:

наибольшем

наименьшем

2.30

4.51

Высота подъема крюка, м, при вылете:

наибольшем

наименьшем

43.0

17.2

База, м

5.5

Колея, м

4.0


3.4 Описание принятой технологии производства работ

Образование стержневых систем на строительной площадке осуществляется из отдельных отправочных марок заводского изготовления.

Перевозка металлических конструкций, элементов арки и затяжки, на приобъектный склад осуществляется бортовыми автомобилями с полуприцепами общего назначения (МАЗ 504А, КамАЗ 5320, ЗИЛ 131). Доставка  полуарок осуществляется автопоездом на базе тягача КрАЗ 258 и полуприцепа для перевозки длинномерных изделий (ПК 1724).

До начала монтажа на стройплощадку должны быть доставлены необходимые конструктивные элементы арки. Конструкции укладывают в местах, предусмотренных стройгенпланом, в непосредственной близости к месту установки в зоне действия монтажного крана. 

Площадки, где складируются конструкции, должны быть выровнены, хорошо уплотнены и иметь небольшой уклон для отвода дождевых вод Укрупнительная сборка полуарки осуществляется на стендах укрупнительной сборки и производится на подкладках установленных по уровню в зоне действия монтажного крана.

При монтаже арок с затяжкой на восприятия усилий, возникающих при опирании монтажного блока, используют временные опоры телескопической конструкции. В этом случае элементы арки и затяжки монтируют по отдельности. После монтажа очередного пролета арки, закрепления узлов и натяжения затяжек осуществляют раскружаливание, в процессе которого  плавно на временных опорах опускают домкраты и другие поддерживающие элементы,в результате чего нагрузка от собственной массы монтируемой конструкции полностью передаётся на опорные проектные элементы, а временные монтажные опоры освобождаются от нагрузки. Опоры опускают ниже уровня затяжки и перемещают по ходу монтажа в последующие пролёты.

В состав непосредственно процесса монтажа конструкций входят следующие основные операции: захват (строповка) сборных элементов, подъем при помощи монтажного крана, установка в проектное положение на опоры, временное закрепление, выверка положения конструкций и окончательное закрепление.

Для строповки 1/2части арки следует применять балочную траверсу (ПК Главстальконструкция) с самобалансирующими подвесками разной длины, подобранной таким образом, чтобы полуарка подавалась к месту установки в близком к проектному положении. Подвески траверсы крепятся к петлям универсальных стропов с прокладками, которые захватывают полуарку. Полуарка с помощью оттяжек соответствующими концами заводится на опоры, где производится сборка шарнирных опорных узлов, при этом методом монтажа предусмотрена возможность дистанционной расстроповки захватов. Рабочее место для монтажников при монтаже обеспечивается с помощью автовышек. При выборе данного способа обеспечения рабочего места одним из основных, и определяющих факторов являлось, во-первых высоты монтажных узлов сопряжения укрупненных элементов полуарок, как на опорах, так и в середине пролета, а во-вторых обеспечение удобства и соответствующей скорости монтажа при работе монтажников на ряду с соответствующей техникой безопасности.

Технология монтажа.

Весь монтаж условно разделен на две захватки. Технологический процесс на первой захватке, представляющей собой блок размером 12х90м. состоит их следующих операции:

-До начала монтажа прибывшие с завода-изготовителя и складированные непосредственно внутри периметра возводимого объекта, элементы полуарок укрупняются до размеров, равных монтажному элементу, представляющему собой полуарку.

-Две укрупненные полуарки по средствам временных связей, так называемых связевых ферм, объединяются(укрупняются) до блока, размером 12х45м.

-Монтаж производиться двумя кранами, расположенными с противоположных сторон по отношению друг к другу, стоянки кранов при данном методе монтажа расположены вдоль пролета монтируемой ячейки.

-Одна сторона блока опирается на смонтированные и выверенные колоны, вторая на временные телескопические вышки, расположенные в углах условного монтируемого блока, место расположения телескопических вышек выверено в плане и по высоте и у вязано с монтированной ячейкой.

-После монтажа первой ячейки краны переезжают вдоль пролета на второю стоянку, повторяется процесс укрупнения сначала до монтажных размеров полуарок, а потом две полуарки укрупняются по средствам временных связей до монтажного блока, монтаж повторяется.

-После монтажа двух блоков, полученная система является геометрически не изменяемой, телескопические вышки складываются и передвигаются на следующие по ходу монтажа стоянки.

-Монтаж на первой захватке заканчивается собранной геометрически не изменяемой, жесткой ячейкой размером 12х45м.

Технологический процесс на второй и последующих захватках состоит из следующих операций:

-До начала монтажа прибывшие с завода-изготовителя и складированные непосредственно внутри периметра возводимого объекта, элементы полуарок укрупняются до размеров, равных монтажному элементу, представляющему собой полуарку.

-При монтаже на этих захватках два крана движутся вдоль здания, либо поперек по отношению к пролету, параллельно друг другу, монтаж также осуществляется параллельно.

-Каждый кран со своей стоянки монтирует укрупненный до монтажного элемент арки способом “на себя“ , устойчивость монтируемых элементов обеспечивается за счет временных связей, соединяющих смонтированный на первой захватке укрупненный блок и монтируемый элемент.

-Одина сторона полуарки опирается на смонтированные и выверенные колоны, вторая на временную телескопическую вышку, расположенную в середине пролета, место расположения телескопических вышек выверено в плане и по высоте и у вязано с монтированной аркой.

-После монтажа арки краны переезжают вдоль здания на последующую стоянку, повторяется процесс укрупнения сначала до монтажных размеров полуарок, монтаж повторяется.

-Монтаж на второй захватке заканчивается собранной аркой, по средствам временных связей, объединенной в геометрически не изменяемую жесткую систему.

К укрупнительной сборке приступают после монтажа металлических колонн для каждой арки. Сборку выполняют у места подъема арки на стендах укрупнительной сборки, при этом выверенные по высоте и в плане и расположенные под узловыми элементами колонны и телескопические вышки. Сборка производится отдельными блоками. Схему см. лист 9 графической части.

Перед подачей на сборку узловые элементы очищают от консервирующей смазки. В процессе сборки резьбовые отверстия защищают от попадания песка и грязи, сопрягаемые поверхности деталей стержневых и узловых элементов тщательно протирают. Болты перед ввинчиванием очищают от консервирующей смазки и смазывают железным суриком.

Подъем конструкции на рабочую отметку рекомендуется производить только после проверки правильности выполнения всех соединений и соответствия собранной конструкции монтажной схеме КМД.

Монтаж собранных элементов осуществляется двумя кранами с одинаковыми техническими характеристиками, расположенными с двух сторон здания. При этом кран последовательно должен осуществлять манипуляции по повороту стрелы, подъему или опусканию стрелы и подъему или опусканию грузозахватных приспособлений. Эти операции должны производиться краном, повторяясь довольно часто для обеспечения принятых методов монтажа.

При монтаже в намеченное место арок подводят траверсы, оснащенные стропами и закрепляют их к элементам конструкции. Закрепляют оттяжки из пенькового каната. Блок приподнимают на 15 – 20 см от земли и выдерживают в таком положении в течении 15 – 20 мин для проверки надежности узлов строповки и траверс. После проверки прочности такелажа поднимают элемент в проектное положение: сначала выше оголовков колонн и временных стоек на 0.2...0.4 м, затем маневрированием стрелы крана и ручных оттяжек устанавливают на опорные оголовки колонн и временных стоек.


3.5 Калькуляция трудовых затрат

Составим калькуляцию трудовых затрат и заработной платы. Затраты труда (трудоёмкость) производства работ определяются по формуле:

, чел.-дн.

Заработная плата определяется по формуле:

, руб.

где Нвр — норма времени по ЕНиР , чел.-дн;

 Nсм — количество рабочих часов в смене;

Сед — расценка по ЕНиР;

 V — объём работ.

Таблица 3.4 Калькуляция трудовых затрат на монтаж арок.

№

Наименование
работ

Ед. измер.

§ ЕНиР

Объем
работ

Нвр на ед. измерения

Затраты труда на весь объём

Расценки на ед., руб.

З/п на V, руб.

Состав

звена чел.

чел.ч.

маш. час

чел. дни

маш. см

1

Подготовка и сортировка конструкций

1 т

Е5-1-3

210

0,65

0,32

17,1

8,4

2 монт;
1 маш-

2

Укрупнительная сборка конструкции

1 эл

Е5-1-3

80

0.18

0.04

1,8

0,4

0.195

15,6

5 монт;
1 маш-т

Добавка на 1 т

1 т

Е5-1-3

420

0.55

0.11

28,875

5,775

0.585

245,7

3

Монтаж арок

1 эл

Е5-1-6

10

0.3

0.1

0,375

0,125

0.346

3,46

3 монт;
1 маш-т

Добавка на 1 т

1 т

Е5-1-6

420

1,1

0.33

57,75

17,325

1.15

483


3.6 Потребности в материально-технических ресурсах

Ведомость потребности в материально-технических рисунках представлена в таблице 4.1.

Таблица 3.5 - Ведомость потребности в оборудовании, инструменте,

инвентаре и приспособлениях

Наименование

Марка, ГОСТ,      ТУ

Кол-во

Техническая

характеристика

1

2

3

4

Электрогайковёрт

ИЭ-3115А

2

Ключ гаечный коликовый для болтов

ТУ 36-1023-74

2

Лом монтажный ЛМ-24

ГОСТ 1405-72

2

Кувалда тупоносая

ГОСТ 11401-75

2

P = 4 кг

Ящик для инструмента

ТУ 36-1026-73

2

Ящик для болтов

2

Рулетка стальная

РС-30 ГОСТ 7502-69

2

Длина 30 м

Молоток слесарный

ГОСТ 2310-70

2

Траверсы

Смотри графическую часть

Канат пеньковый для оттяжек и временного раскрепления

4

Диаметр 15,9 мм,
длина 25 м

Рулетка измерительная

РЗ-20

ГОСТ 7502-80*

1

Длина ленты 20 м

Канат пеньковый

ГОСТ 2688-80

1

Длина-50м,диаметр 10…12 мм

Ограждение защитное

ГОСТ 12.4.059-78

1

Длина 500 м,

высота 1,1 м


3.7 Контроль качества и приемки работ.

Приемку конструкций необходимо производить в соответствии с требованиями СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции».

При производстве СМР контроль необходимо осуществлять в следующем порядке:

  •  входной контроль документации;
  •  приемочный контроль площадок, зданий, сооружений и конструктивов для производства СМР;
  •  входной контроль материалов;
  •  операционный контроль;
  •  инспекционный контроль.

В основу контроля качества монтажа строительных конструкций должны быть положены требования точности выполнения отдельных конструкций и сооружения в целом, соблюдение действующих норм и правил изготовления, монтажа и приемки сборных конструкций.

На стройплощадке контроль осуществляется монтажной организацией, частично заказчиком, и ведется с момента приемки конструкций на склад, заканчивая сдачей сооружения в эксплуатацию. По прибытии конструкций на склад проверяют их качество, основные геометрические размеры, маркировку и риски. Контролируют правильность хранения конструкций на складах и у мест монтажа.

Сложные узлы сооружений подвергают контрольной сборке на заводе-изготовителе. При контрольной сборке стальных конструкций проверяют правильность выполнения монтажных отверстий, качество произведенной рассверловки, подготовку кромок, марки, геометрические размеры элементов и т.д.

В процессе строительства контролируют соблюдение технологии и последовательности монтажа, обеспечивающих прочность и устойчивость монтируемых элементов, точность их установки, соблюдение проектных геометрических размеров при монтаже и качество стыков. Обращают внимание на правильность расположение фундаментов, точность их опорных поверхностей, качество установки опорных плит под колонны и их подливки.

Точность установки отдельных конструкций и геометрических размеров частей сооружений устанавливают при помощи геодезических инструментов с проверкой соблюдения монтажных допусков, предусмотренных в СНиП 3.03.01-87. При отсутствии контроля качества монтажа стальных конструкций необходимо проверить соблюдение требований к сварке, постановке болтов и пленке соединений.

Предельные отклонения фактического положения смонтированных конструкций не должны превышать значений, приведенных в табл. 4,2


Таблица 3.6. - Предельные отклонения

Параметр

Предельные отклонения, мм

Контроль

(метод, объем,

вид регистрации)

Колонны и опоры

1. Отклонения отметок опорных поверхностей колонны и опор от проектных

2. Разность  отметок  опорных поверхностей соседних колонн и опор по ряду и в пролете

3. Смещение осей колонн и опор относительно разбивочных осей в опорном сечении

4. Отклонение осей колонн от вертикали в верхнем сечении при длине колонн, мм:

св. 4000   до 8000

„   8000    „  16 000

„ 16 000  „  25 000

„ 25 000  „  40 000

5. Стрела прогиба (кривизна) колонны, опоры и связей по колоннам

6. Односторонний зазор между фрезерованными   поверхностями в стыках колонн

Фермы, ригели, балки, прогоны

7. Отметки опорных узлов

8. Смещение ферм, балок ригелей с осей на оголовках колонн из плоскости рамы

9. Стрела прогиба  (кривизна) между точками закрепления сжатых участков пояса фермы, и балки ригеля

10. Расстояние между осями ферм, балок, ригелей, по верхним поясам между точками закрепления

11. Совмещение осей нижнего и верхнего поясов ферм относительно друг друга (в плане)

12. Отклонение стоек фонаря и фонарных панелей от вертикали

13. Расстояние между прогонами

балки

5

3

5

10

12

15

20

0,0013 расстояния между точками закрепления, но

не более 15

0,0007 поперечного размера сечения колонны

при этом площадь контакта должна составлять не менее

65 % площади поперечного сечения

10

15

0,0013 длины закрепленного участка, но не более 15

15

0,004 высоты фермы

8

5

Измерительный, каждая колонна и опора, геодезическая исполнительная схема

То же

„

„

Измерительный, каждый элемент,

журнал работ

То же

Измерительный, каждый узел,

журнал работ

Измерительный, каждый элемент, геодезическая исполнительная схема

Измерительный, каждый элемент,

журнал работ

То же

„

„

„


Все технологические операции сварки подлежат непрерывному контролю.

Качество сварных швов контролируют:

  •  наружным осмотром;
  •  сверлением с последующим травлением вскрытой поверхности с целью установления провара корня шва и отсутствия внутренних дефектов;
  •  проверкой на плотность;
  •  механическим испытанием пробных или контрольных образцов;
  •  просвечиванием радиоактивными ампулами, рентген контролем, электромагнитным и ультразвуковым методами.

В соответствии фактического натяжения высокопрочных болтов проектному, контролируют путем проверки крутящих моментов, с которыми эти болты поставлены.

При сдаче и приемке конструкций, изготовленных  и смонтированных с применением высокопрочных болтов, должны быть предъявлены журнал контроля качества подготовки поверхностей соединяемых деталей; журнал постановки высокопрочных болтов; сертификаты на высокопрочные болты, гайки и шайбы. Клепку отдельных участков принимают ежедневно. Приемка заклепок, поставленных во время монтажа, отмечается в специальном журнале с указанием даты и наименованием соединения


3.8 Техника безопасности при монтаже

Работы по укрупнению арки и ее монтажу выполняют с соблюдением правил СНиП III-4-80* "Техника безопасности в строительстве", рабочих чертежей, проекта производства работ. Необходимо пользоваться инструкциями по эксплуатации применяемых машин.

До подъема арки производят статическое испытание кранов нагрузкой на 25% превышающей его расчетную грузоподъемность, с целью проверки его грузовой устойчивости: поднимают груз на 100...150 мм и выдерживают его в этом положении в течение 10...15 мин.

До установки арки на стойки нахождение людей под ней запрещено. При установке на колонны (в процессе выверки и выполнения проектного крепления) блок дополнительно поддерживают с помощью кранов.

Не разрешается производить установку арок на проектную отметку при ветре более 10 м/с.

К работе на высоте допускаются лица не моложе 18 лет, монтажники со стажем работы не менее 1 года и с разрядом не ниже 4-го.

Монтажники должны быть обеспечены спецодеждой установленного образца, предохранительными поясами, касками и специальной обувью.

Запрещается подъём сборных конструкций, не имеющих монтажных петель, а также маркировки или меток, обеспечивающих их правильное зацепление и монтаж (надпись "вверх"). Запрещаются также строповка в произвольном месте.

Во всех возможных случаях следует применять в стропах полуавтоматические замки, обеспечивающие возможность расстроповки с земли. При этом исключается технологический процесс подъёма рабочих на устанавливаемые конструкции, при выполнении которого отмечены случаи нарушения правил по технике безопасности (поспешное и недостаточно прочное закрепление переставных лестниц и др.).

Строповку элементов сборных конструкций надо производить так, чтобы они подавались к месту установки в положении, максимально близком к проектному.

Расстроповку конструкций, установленных в проектное положение,  необходимо производить только после временного или постоянного надежного их закрепления по проекту болтами, с установкой связей, распорок, расчалок и т. п.

Расчалки  необходимо прикреплять к специальным якорям или конструкциям способами, исключающими ослабление натяжения, и располагают за пределами движения транспорта и монтажных механизмов

Надёжность закрепления захватных устройств должна контролироваться.

Во время опускания стропов для зацепления монтажного элемента такелажникам запрещается находится под стопами и ловить их руками. Такелажник всегда должен находится со стороны, противоположной направлению подачи стропов к месту их использования. Принимать стропы можно только после опускания монтажного элемента над местом его установки не более чем на 30 см выше проектного положения.

На монтажной площадке должен быть установлен порядок обмена условными сигналами между лицом, руководящим подъёмом, и машинистом. Все сигналы даёт только один человек: бригадир, звеньевой или такелажник. Сигнал "стоп - аварийный" может подать любой работник, заметивший опасность.

Каждый член монтажной бригады должен в совершенстве знать значение сигналов, подаваемых машинисту монтажного крана. Понимание поданного сигнала даёт возможность рабочему быстро среагировать и своевременно подготовиться к выполнению следующей рабочей операции или движению. Значение сигналов во многом способствует обеспечению безопасности работ.


4. Экономическая часть

4.1 Локальная смета

4.2 Ведомость  объемов и стоимость общестроительных работ

4.3 Объектная смета

4.4 Сводный сметный расчет.

4.5 Расчет стоимости на текущий период

4.6 ТЭП объекта

4.7 ТЭП конструктивного решения арки

Сводный сметный расчет (ССР) стоимости строительства предприятий, зданий и сооружений является документом, определяющим стоимость строительства на стадии проектирования.

ССР составляется по установленной форме 1 4.

Строительство объекта осуществляется в городе Минске.

Сметная документация составлена в базисных ценах 1991 года.

Накладные расходы составляют 80,2%, плановые накопления – 145,1% согласно нормам, утверждённым Постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 06.07.2001 г. № 997 и приказом Министерства архитектуры и строительства от 28.02.2002 г. № 7.

Норматив средств на строительство временных зданий и сооружений составляет 11,9% согласно [5].

Норматив средств на дополнительные затраты при производстве строительно-монтажных работ в зимнее время составляет 4,95% согласно [5]. При чем удельный вес заработной платы 0,581, эксплуатации машин и механизмов - 0,0,301, заработной платы машинистов - 0,09, материалов - 0,118.

Объект "Велотрек  "Минск-Арена" "

Таблица 5.1.                  Локальная смета N1 на общестроительные работы

 

в базисных ценах 1991г.

№

Обоснование

Наименование видов работ и ресурсов

Кол-во

Ед.изм.

Стоимость   ед.изм. / всего   , руб.

Заработная плата рабочих

Эксплуатация машин и механизмов

Материальные ресурсы

Общая стоимость

Всего

В т.ч. зарплата машиниста

1

2

3

4

5

6

 

 

А. Подземная часть

 

 

Раздел 1-Земляные работы

 

 

 

 

 

 

 

1

Е1-18-4

Разработка грунта с погрузкой на автомобили-самосвалы экскаватором с ковшом вместимостью, грунт 1 группы 0,25м3)

34.2

1000 м³

 

54.87

517.07

182.21

0

571.94

 

1 877

17 684

6 232

0

19 560

2

Е1-13-4

Разработка грунта в отвал экскаватором с ковшом вместимостью, грунт 1 группы 0,25м3)

9.14

1000 м³

 

21.84

312.5

114.47

0

334.34

 

200

2 856

1 046

0

3 056

3

Е1-164-1

Разработка грунта вручную в траншеях  глубиной до 2м без креплений с откосами, грунт 1 группы

2.6

100 м³

 

302.5

0

0

0

302.5

 

787

0

0

0

787

4

Е1-27-1

Засыпка траншей и котлованов бульдозером мощностью 59(80) квт(лс) приперемещении грунта до 5м, грунт 1 группы

9.14

1000 м3

 

0

70.15

21.62

0

70.15

 

0

641

198

0

641

5

Е1-166-1

Засыпка вручную траншей, пазух, котлованов и ям, грунт 1 группы

2.6

100 м³

 

219.66

0

0

0

219.66

 

571

0

0

0

571

6

Е1-134-1

Уплотнение грунта пневмотрамбовками, группа грунта 1-2

5.2

100 м³

 

80.48

67.83

22.85

0

148.31

 

418

353

119

0

771

 

ИТОГО по разделу 1

 

3 852

21 534

7 594

0

25 386

 

 

 

Раздел 2-Фундаменты

 

 

 

 

 

 

7

Е6-1-1

Устройство бетонной подготовки из бетона В3,5

3.79

100 м³

 

313.98

93.1

24.2

3239.82

3646.9

 

1 190

353

92

12 279

13 822

8

Е6-1-6

Устройство фундамента ж/б из бетона В15 общего назачения под колонны объемом до 5 м³

12.56

100 м³

 

1143.32

676.86

176.55

4032.93

5853.11

 

14 360

8 501

2 217

50 654

73 515

9

Е6-1-20

Устройство ленточных монолитных фундаментов из бетона В7,5

3.52

100 м³

 

687.77

428.58

112.68

3535.07

4651.42

 

2 421

1 509

397

12 443

16 373

10

Е7-1-3

Гидроизоляция бетонных поверхностей полимер-цементным составом ГКЖ-10

3.52

100 м²

 

214.01

79.14

54.84

189.12

482.27

 

753

279

193

666

1 698

 

ИТОГО по разделу 3

 

18 724

10 641

2 899

76 042

105 407

 

ИТОГО по подземной части

 

22 577

32 175

10 493

76 042

130 794

 

 

 

 

 

 

 

Б. Надземная часть

 

 

Раздел 3-Монтаж каркаса.

 

продолжение табл.5.1

 

 

 

11

Е9-17-4

Монтаж колонн  зданийвысотой до 25м и массой до 1т

82

т

 

35.84

34.51

8.9

2.26

72.61

 

2 939

2 830

730

185

5 954

12

С201-24100

Стоимость стальной колонны

82

шт.

 

 

 

 

40.88

40.88

 

 

 

 

3 352

3 352

13

Е9-33-1

Монтаж арок полигонального и криволинейного очертания из листовой стали и проката

420

т

 

43.99

32.54

6.27

13.16

89.69

 

18 476

13 667

2 633

5 527

37 670

14

С201-10500

Стоимость стальных конструкций

420

т

 

 

 

 

640.64

640.64

 

 

 

 

269 069

269 069

15

С101-010112

Стоимость высокопрочных болтов

2.4

т

 

 

 

 

2208

2208

 

 

 

 

5 299

5 299

13

Е9-22-2

монтаж структурной плиты

728

т

 

43.99

34.95

9.13

2.53

81.47

 

32 025

25 444

6 647

1 842

59 310

14

С201-10500

Стоимость стальных конструкций

728

т

 

 

 

 

640.64

640.64

 

 

 

 

466 386

466 386

 

ИТОГО по разделу 3

 

53 439

41 940

10 010

945 625

847 040

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 4-Стены и перегородки

 

 

 

 

 

 

 

16

Е6-17-9

Устройство ж/б стен и перегородок из бетона класса В15 высотой до 6м и толщиной до 300мм

12.54

100 м³

 

2495.51

546.94

110.58

4896.96

7939.41

 

31 294

6 859

1 387

61 408

99 560

17

C147-3

Стоимость арматуры ккласса А III

17

кг

 

 

 

 

0.43

0.43

 

 

 

 

7

7

18

Е8-7-5

Кладка перегородок неармированных толщиной в 1:2 кирпича при высоте этажа до 4м из крпича керамического обыкновенного

8.87

100 м²

 

317.36

51.59

12.93

833.18

1202.13

 

2 815

458

115

7 390

10 663

 

ИТОГО по разделу 4

 

34 109

7 316

1 501

68 805

110 230

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 5-Заполнение проемов

 

продолжение табл.5.1

 

 

 

19

Е9-44-1

Монтаж оконных блоков при высоте здания до 50м

10.12

т

 

241.54

120.63

17.57

85.41

447.58

 

2 444

1 221

178

864

4 530

20

С206-1600

Оконные блоки

240

шт

 

 

 

 

89.65

89.65

 

 

 

 

21 516

21 516

21

С206-127700

Наличники оконные

850

шт

 

 

 

 

12.21

12.21

 

 

 

 

10 379

10 379

22

С101-011601

Винты самонарезные

1.2

т

 

 

 

 

1198.8

1198.8

 

 

 

 

1 439

1 439

23

Е10-23-2

Установка блоков в наружных и внутренних дверных проемах в каменных стенах

15.26

100 м²

 

245.02

113.5

27.12

56.09

414.61

 

3 739

1 732

414

856

6 327

24

С203-22000

Блоки дверные

385

м²

 

 

 

 

39.0

39

 

 

 

 

15 015

15 015

25

С101-88700

Скобяные изделия

250

комплект

 

 

 

 

1.79

1.79

 

 

 

 

448

448

26

Е9-45-1

Монтаж витражей с двойным остеклением

8.34

т

 

721.92

140.21

21.2

41.04

903.17

 

6 021

1 169

177

342

7 532

27

С206-55700

Конструкции витражей аллюминевые (стойки вертикальные)

280

шт

 

 

 

 

6.77

6.77

 

 

 

 

1 896

1 896

28

С101-011601

Винты самонарезающие

0.86

т

 

 

 

 

1198.8

1198.8

 

 

 

 

1 031

1 031

 

ИТОГО по разделу 5

 

12 204

4 122

768

53 785

70 111

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 6-Кровля

 

продолжение табл.5.1

 

 

 

29

Е9-42-1

Монтаж кровельного покрытия из профилированного листа при высоте здания до 25м

180

100м²

 

88.66

39.4

8.73

10.14

138.2

 

15 959

7 092

1 571

1 825

24 876

30

П101-78000

Стоимость сортового и фасонного горячекатанного проката

240

т

 

 

 

 

20.53

20.53

 

 

 

 

4 927

4 927

31

П101-011602

Стоимость крепежных деталей

5.2

т

 

 

 

 

270.6

270.6

 

 

 

 

1 407

1 407

 

ИТОГО по разделу 6

 

15 959

7 092

1 571

8 160

31 210

 

 

 

 

Раздел 7-Полы

 

 

 

 

 

 

32

Е11-1-2

Уплотнение грунта щебнем

315

100м²

 

17.41

2.96

1.04

70.98

91.35

 

5 484

932

328

22 359

28 775

33

Е11-2-9

Устройство уплотненных трамбовками подстилающих бетонных слоев

180

м³

 

9.11

0

0

38.58

47.69

 

1 640

0

0

6 944

8 584

34

Е11-15-2

Устройство полов бетонных толщиной 150 мм

180

100м²

 

9.11

55.200

20.700

556.110

620.42

 

1 640

9 936

3 726

100 100

111 676

34

Е11-11-1

Устройство выравнивающих стяжек

180

100м²

 

90.23

6.820

13.150

107.130

204.18

 

16 241

1 228

2 367

19 283

36 752

34

Е11-52-1

Устройство покрытий из керамических плиток

58

100м²

 

214.17

1.750

0.440

794.190

1010.11

 

12 422

102

26

46 063

58 586

 

ИТОГО по разделу 7

 

8 764

10 868

4 054

129 403

244 374

 

 

 

 

Раздел 8-Отделочные работы

 

продолжение табл.5.1

 

 

 

35

Е15-61-3

Улучшенная штукатурка стен цементно-известковым раствором

28.35

100м²

 

213.43

19.63

13.67

92.02

325.08

 

6 051

557

388

2 609

9 216

36

Е15-152-4

Окраска водными составами внутри помещений силикатная

35.12

100м²

 

38.62

0.05

0.03

8.79

47.46

 

1 356

2

1

309

1 667

37

Е15-155-1

Окраска фасадов силикатная с лесов в подготовкой поверхности

85.13

100м²

 

52.59

0.56

0.35

15.55

68.7

 

4 477

48

30

1 324

5 848

38

E15-72-4

Масляная окраска металлических поверхностей белилами с добавлением колера

31.2

100м²

 

179.28

0.05

0.03

34.57

213.9

 

5 594

2

1

1 079

6 674

 

ИТОГО по разделу 8

17 478

607

419

5 320

23 405

 

ИТОГО по наземной части

141 952