83220

Проектирование химводоочистки кузнецкой ТЭЦ

Дипломная

Энергетика

Термическая дистилляция исходной воды на семикорпусной выпарной установке с последующей доочисткой дистилата для подпитки энергетических котлов; конденсатоочистки возвращаемого с производства конденсата от маслопродуктов; химводоочистки для подпитки теплосети с открытым водозабором.

Русский

2015-03-12

1.75 MB

10 чел.

Содержание

Введение

  1.  Архитектурно-строительная часть
  2.  Исходные данные
  3.  Технологический процесс
  4.  Генеральный план
  5.  Объемно-планировочные решения
  6.  Архитектурно-конструктивные решения
    1.  Производственная часть
    2.  Двухэтажная часть
  7.  Расчетно-конструктивный раздел
  8.  Расчет предварительно-напряженной ребристой плиты покрытия
    1.  Исходные данные
    2.  Определение нагрузок
    3.  Расчет полки плиты
    4.  Расчет поперечных ребер
    5.  Расчет плиты по прочности в стадии эксплуатации
    6.  Определение геометрических характеристик поперечного

сечения плиты

  1.  Предварительное напряжение арматуры и его потери
    1.  Расчет по образованию трещин
    2.  Определение прогиба плиты
    3.  Расчет плиты в стадии изготовления, транспортирования и монтажа
  2.  Расчет балки покрытия
    1.  Исходные данные
    2.  Расчетная схема балки
    3.  Расчет нагрузок
    4.  Определение усилий в сечениях балки
    5.  Предварительный подбор продольной арматуры
    6.  Определение геометрических характеристик поперечного

сечения балки

  1.  Предварительное напряжение арматуры и его потери
    1.  Расчет прочности балки в стадии эксплуатации
    2.  Расчет балки в стадии изготовления, транспортирования

и монтажа

  1.  Расчет балки по образованию трещин
    1.  Расчет балки по раскрытию трещин
    2.  Расчет по закрытию нормальных трещин
    3.  Определение прогиба балки
  2.  Технологически-организационный раздел
  3.  Технологическая карта на монтаж элементов каркаса  

производственной части

  1.  Схема расположения элементов каркаса
    1.  Спецификация монтируемых элементов
    2.  Ведомость основных монтажных приспособлений
    3.  Методы монтажа конструкций
    4.  Расчет основных параметров монтажных кранов
    5.  Технико-экономическое сравнение вариантов применения

монтажных кранов

  1.  Транспортные средства
    1.  Калькуляция трудовых  затрат и заработной платы
    2.  Указания к производству работ по монтажу конструкций каркаса производственной части
    3.  Техника безопасности при производстве монтажных работ
  2.  Технологическая карта на устройство монтажных фундаментов под

колонны

  1.  Определение объемов работ
    1.  Выбор оборудования и монтажных приспособлений

для выполнения работ

  1.  Компоновка опалубочной формы
    1.  Выбор схемы бетонирования
    2.  Калькуляция трудовых затрат и заработной платы
    3.  Указания по производству работ
    4.  Техника безопасности при производстве бетонных работ
  2.    Разработка и проектирование сетевого графика строительства
    1.  Ведомость объемов работ
    2.  Ведомость трудоемкости работ и потребности машино-смены
    3.  Определение трудоемкости выполнения работ
    4.  Ведомость потребности в материалах, полуфабрикатах,

конструкциях и изделиях

  1.  Карточка-определитель работ
    1.  Расчет параметров сетевого графика
  2.     Разработка и проектирование строительного генерального плана
    1.  Расчет потребности во временных зданиях на

строительной площадке

  1.  Расчет электроснабжения строительной площадки
    1.  Расчет водоснабжения
    2.  Расчет площадей складов
    3.  Технико-экономические показатели
  2.  Экономический раздел
  3.  Локальная смета №1 на общестроительные работы
  4.  Локальная смета №2 на санитарно-технические работы
  5.  Локальная смета №3 на электромонтажные работы
  6.  Локальная смета №4 на слаботочные работы
  7.  Объектная смета №1 на строительство корпуса
  8.  Сводный сметный расчет на строительство корпуса водоочистки Кузнецкой ТЭЦ
  9.  Экологичность и безопасность проекта
  10.  Охрана труда
    1.  Анализ опасных и вредных производственных факторов
    2.  Мероприятия по обеспечению безопасности и безвредных условий труда
    3.  Расчет средства защиты
  11.  Промышленная экология
    1.  Анализ воздействия на окружающую среду
    2.  Мероприятия по защите окружающей среды
    3.  Расчет средства защиты
  12.  Чрезвычайные ситуации
    1.  Возможные причины аварий, чрезвычайных ситуаций
    2.  Мероприятия по защите человека от аварий, чрезвычайных ситуаций
    3.  Меры по ликвидации чрезвычайных ситуаций

Список использованной литературы

Введение

Кузнецкая ТЭЦ предназначена для теплоснабжения промышленных предприятий и жилищно-коммунального сектора Кузнецкого и частично центрального и Орджоникидзевского районов в городе Новокузнецке. Расширение Кузнецкой ТЭЦ позволит удовлетворить возросшую потребность города в тепле.

Расширяемая часть КТЭЦ располагается на земельном участке, прилегающем к существующей площадке ТЭЦ. В расширяемой части в первую очередь решено осуществить строительство водогрейной котельной с поэтапным вводом котлов.

Для обеспечения нормальной работы системы теплоснабжения и водогрейных котлов предусмотрена водоподготовка, в которую входит:

  1.  термическая дистилляция исходной воды на семикорпусной выпарной установке с последующей доочисткой дистилата для подпитки энергетических котлов;
  2.  конденсатоочистки возвращаемого с производства конденсата от маслопродуктов;
  3.   химводоочистки для подпитки теплосети с открытым водозабором.

    Основной частью комплекса химводоочистки  является корпус водоочистки, разработка которого представлена в данном дипломном проекте.

1.Архитектурно- строительная часть

1.1 Исходные данные

Площадка строительства расположена в Кузнецком районе города Новокузнецка кемеровской области. В топографическом отношении площадка неровная, особенно ее южная часть.

Климат района континентальный, характеризуется холодной зимой и жар ким летом.

Нормативный скоростной напор ветра для второго района на высоте до 10м — 0.3кПа.

Нормативная масса снегового покрова для четвертого район— 1.5кПа.

Расчетная зимняя температура наружного воздуха - 39°С

Максимальная нормативная глубина промерзания – 2.0м.

Установившийся уровень грунтовых вод зафиксирован на отметке 207.800. грунтовые воды обладают слабой агрессивностью по отношению к бетонам нормальной плотности на любых марках цемента. Сезонный уровень колебания грунтовых вод— 0.6÷1.0м.

Уровень чистого пола первого этажа — отметка 0.000 соответствует абсолютной отметке 210.000.

Строительный объем здания — 35640м³.

Производительность — 2900м³/ час.

Сейсмичность—8 баллов.

1.2 Технологический процесс

Корпус химводоочистки предназначен для химической очистки воды, которая  требуется в связи с наличием  в “сырой” воде различных примесей, что может

стать причиной нарушения нормальной работы котельного агрегата и всей системы теплоснабжения в целом.

«Сырая»  вода с прудоохладителя по цирководоводам поступает к водоподогревателю в фильтровальный зал, где нагревается. От водоподогревателя вода по трубопроводам, в которые из склада реагентов подается кислота, поступает в декарбонизаторную установку, где путем продувки воздухом вентилятором удаляется углекислота. Затем вода забирается насосом и направляется на Nа- катионитные фильтры первой и второй ступени для дальнейшего умягчения, откуда поступает в деаэратор питательной воды.

Так как со временем катионит истощается, то производят его регенерацию первоначальных свойств пропусканием через фильтры раствора соли.

Для осветления воды примененяется осветлитель (наружное баковое хозяйство) со взвешенным осадком, который играет роль фильтра. Он способствует лучшему осветлению воды и служит катализатором процесса умягчения, коагуляции и обесцвечивания воды.

Для окончательной очистки предварительно осветленной воды, она направляется в фильтры (фильтровальный зал).

1.3 Генеральный план

 Генплан разработан для комплекса химводоочистки  на прилегающей к ТЭЦ территории.

В соответствии со схемой технологического процесса и для уменьшения протяженности трубопроводов баки и осветлители наружного бакового хозяйства с корпусом ХВО располагаем в непосредственной близости.

Корпус ХВО обеспечивает очистку воды для подпитки теплосети. Для подготовки воды для водогрейного котла планируется в будущем расширить корпус.

Вдоль здания корпуса проложена эстакада технологических трубопроводов, соединяющая его с водогрейной котельной и жилищно-коммунальным сектором.

Для доставки соли выбран железнодорожный транспорт. В связи с этим от железнодорожной ветки проложено ответвление  внутрь склада соли. Для внутриплощадочных перевозок принят автомобильный транспорт. Для осуществления перемещения по территории промышленного предприятия проложены дороги с асфальтовым покрытием шириной 3.5м.

Со стороны административно-бытовой части корпуса (двухэтажная часть) расположена зона отдыха для работающих, рядом отведено место для стоянки автомобилей.

Для благоустройства территории производят озеленение территории посадкой хвойных и лиственных деревьев, кустарников, устройством газонов. Лиственные деревья двухрядной посадки выполняют роль защитного озеленения. По периметру здания выполнена отмостка из асфальтобетона.

Качество генплана характеризуется его технико-экономическими показателями, которые включают следующие данные:

  1.  Площадь участка — 26.5Га;
  2.  Площадь застройки—14.7Га;
  3.  Площадь озеленения — 2.6Га
  4.  Площадь автодорог и мощеных частей территории—5.5Га;
  5.  Коэффициент застройки (%):

  1.  Коэффициент использования территории:

  1.  Процент озеленения:(%):

1.4 Объемно-планировочное решение

Производственная часть корпуса водоочистки представляет собой одноэтажное бескрановое отапливаемое здание, в котором расположены основные производственные помещения. Освещение помещений смешанное: естественное - через оконные проемы и кровельные плафоны и искусственное.

Здание прямоугольное,  имеет размеры в плане 60х66 м,  оборудовано подвесными кран-балками грузоподъемностью 1.0; 3.0; 3.2 и 5.0т и тельферами грузоподъемностью по 1.0т.

Для въезда железнодорожных вагонов в складе соли проложены железнодорожные пути и предусмотрены раздвижные ворота с дистанционным управлением.

В здании корпуса размещены помещения: экспресс лаборатория, РУСН, щит КИП, лаборатории металлов и механических испытаний, фильтровальный зал, помещения баков и насосная кислоты и щелочи, РБУ, склады соли, фосфата, полифосфата, парафина, гипса, мела, сульфита, фильтровальных материалов, мастерские и кладовые.

Производственные помещения отделены друг от друга разделительными перегородками. Сообщение между помещениями осуществляется через дверные проемы.

В пролете Ж-К в осях 4-5 и по ряду Г в осях 5-10 предусмотрено перекрытие на отметке 3.600, на которой расположены венткамера и кладовые.

По противопожарным требованиям в корпусе водоочистки предусмотрены распашные ворота в пролете К-М и в осях 10-11, 11-12, 12-13 по ряду А. Эвакуация людей осуществляется через ворота и дверной проем, расположенный в пролете Е-Ж.

Привязка колонн средних рядов к осям – центральная. Привязка колонн к крайним продольным осям – нулевая, т.е. наружные грани колонн совмещают с продольной разбивочной осью. Привязка к поперечным разбивочным осям: оси сечения колонн, за исключением колонн в торцах здания, должны совмещаться с поперечными разбивочными осями, а геометрические оси торцевых колонн смещают с поперечных осей внутрь здания на 500мм. Примыкание одноэтажной идвухэтажной части корпуса осуществляется на двух колоннах со вставкой 920мм. При этом ось колонн одноэтажной части смещают с поперечной разбивочной оси на 500мм.

Административно-бытовые помещения расположены в пристроенной к корпусу двухэтажной части. Здание прямоугольной формы в плане имеет размеры 12х60 м. Сетка колонн 6х6 м. Высота этажа 3,6 м.

В двухэтажной части размещены помещения лаборатории металлов, вентиляционные устройства, помещения служебного назначения. Для питания работающих предусмотрена комната приема пищи. Для рабочих предусмотрены гардероб и душевые.

Сообщение с производственной частью корпуса осуществляется через противопожарные двери на отметке 0.000 во всех пролетах, кроме среднего, в котором дверной проем расположен на отметке 3.600. Эвакуация людей из двухэтажной части осуществляется через дверные проемы в осях 2-3 и в пролетах К-Л, И-К.

1.5.  Архитектурно-конструктивные решения

1.5.1. Производственная часть

Каркас привязанной части корпуса ХВО выполнен в номенклатуре сборного железобетона для одноэтажных промышленных зданий.

Конструктивная схема – каркасная рамно-связевая. В поперечном направлении здание представляет собой многопролетную раму с жестким защемлением колонн с фундаментами и шарнирным соединением ригеля (балки) с колонной. В продольном направлении жесткость здания обеспечивается за счет жесткости самих колонн и жесткого диска покрытия.

Так как здание корпуса хиводоочистки расположено в сейсмическом районе, между железобетонными балками в покрытии установлены стальные связи как для зданий с расчетной сейсмичностью 8 баллов.

Фундаменты.

Фундаменты приняты свайные из забивных свай сечением 30х30 см и монолитных ростверков.

Фундаментные балки. Для опирания самонесущих стен применяем балки фундаментные длиной 6 м, которые устанавливаются на бетонный столбик.

Колонны.

Для здания без опорных кранов высотой до 9.6м применяем железобетонные колонны прямоугольного сечения для пролета 12м и шага крайних и средних колонн 6м.

Балки покрытия.

В качестве несущих конструкций покрытия для скатной кровли выбраны железобетонные стропильные решетчатые балки пролетом 12м.

Плиты покрытия.

Плиты покрытия выбраны сборные железобетонные ребристые предварительно напряженные для покрытия производственных зданий размером 3х6 и 1.5х6 м.

Кровельные плафоны. Для организации верхнего освещения применяем односкатные кровельные светопрозрачные  плафоны со сборными стеклопакетами и одинарным остеклением размерами в плане 3х6м.

Для обеспечения безопасности работающих при установке, ремонте и обслуживании плафона, а также от возможного падения внутрь помещения разбитого стекла служит защитная сетка. Предусмотрена возможность установки жалюзийных решеток.

Фахверк. Для крепления стеновых панелей применяют колонны торцевого фахверка из двух швеллеров, соединенных металлическими пластинами на сварке.

Для заполнения пространства у угловых колонн устанавливаются приколонные фахверковые стойки из двух швеллеров.

Стеновое ограждение.Наружное стеновое ограждение запроектировано из железобетонных трехслойных панелей толщиной 300мм длиной 6м и длиной 12м. трехслойная панель состоит из железобетонных слоев, обжимающих внутренний слой пенополистирола. Все узлы крепления стеновых панелей выполнены по типу узлов для сейсмических районов. Швы между панелями заполняются: в середине – вкладышами из полужестких минераловатных плит, по краям прокладками из ирнитового шнура на водостойкой мастике.

Для стеновых панелей выполняем теплотехнический расчет.

Окна. Для наружного остекления приняты стальные оконные переплеты с номинальными размерами по фасаду 4.8х 1.8м. Принято двойное остекление оконных переплетов.

Перегородки.

Панели  перегородок запроектированы железобетонными

толщиной 100 мм. Горизонтальные и вертикальные швы перегородок заполняются цементным раствором марки 50 с затиркой с обеих сторон.

Для ограждения опасных мест применяют сетчатые перегородки высотой 2.4 м.

Ворота, двери.

Для сообщения между производственной и административно- бытовой частью корпуса запроектированы противопожарные двери серии ДМП 01/90 выполненная из стальной рамы (коробки двери) и распашной створки, покрытых с обеих наружных сторон стальным облицовочным листом толщиной 1мм. Короб створок двери заполнен негорючим теплоизоляционным составом.

Для сообщения между производственными помещениями предусмотрены одностворчатые деревянные двери или двустворчатые, или противопожарные. Размер дверей: одностворчатые 900 х 200, двустворчатые 1520 х 2300.

Для входа в здание и эвакуации людей запроектированы распашные ворота размером 4800 х 5400 с калиткой.

Доля въезда железн6одорожных вагонов предусмотрены металлические раздвижные ворота с дистанционным управлением.

Полы.

Так как конструктивное решение полов связано с конкретным назначением производственного помещения, то на отдельных участках здания выполнены различные по конструкции полы.

Таблица 1- Экспликация полов

Номер

помещения

Тип

пола

Элементы пола

и их толщина

Площадь

пола, м²

1

2

3

4

1,2,3,7,9,11,12,26,27,28,31,32,33,34,35,36

1

- керамическая плитка-10 мм;

- раствор кислотоупорный, силикатный 10 мм;

-подстилающий бетонный слой 15 мм;

-грунт основания;

1234,0

4

2

-линолеум поливинилхлоридный трудно воспламеняющейся-5мм;

-клей КН-2;

-стяжка –ц.-п. раствор-40 мм;

-подстилающий бетонный слой -100мм;

-грунт основания

19,6

8,10,4351,52

3

- керамическая плитка-10 мм;

-раствор кислотоупорный, силикатный 10 мм;

-подстилающий бетонный слой 100 мм;

- грунт основания

293.8

37,39,42,46,44,47, 48, 50, 53

4

-линолеум-5 мм;

-клей КН-2- 1 мм;

-стяжка- ц.п. раствор- 54 мм;

-конструкция перекрытия;

338,0

38,40,

45,55,

57,56

5

бетонное покрытие;

-стяжка-ц.-п. раствор 40мм;

-конструкция перекрытия

139.0

38,45,

55

6

-покрытие-бетон-30 мм;

-стяжка- ц.п. раствор-20 мм;

-грунт основания

45.3

49,50

7

-керамическая плитка;

-раствор кислотоупорный, силикатный;

-стяжка- ц.п. раствор- 40 мм;

-конструкция перекрытия;

7.4

4

8

-керамическая плитка;

-раствор кислотоупорный, силикатный-10мм;

-гидроизоляция обмазочная из изола 2 слоя;

-стяжка ц.п. раствор – 20 мм;

-конструкция перекрытия

3.7

13,15,16,22

23,24

9

-керамическая плитка;

-раствор кислотоупорный, силикатный;

-гидроизоляция обмазочная из изола 2 слоя;

-подстилающий бетонный слой-100 мм;

-грунт основания

2007

14,20,21,19,

29,30

10

-бетонное покрытие;

-подстилающий бетонный слой-100 мм;

-грунт основания

599.0

17,18

11

-керамическая плитка;

-раствор кислотоупорный, силикатный;

-подстилающий бетонный слой-100 мм;

-грунт основания

217.0

25

12

бетонное покрытие;

-подстилающий бетонный слой-100 мм;

-грунт основания

28.8

1.5.2  Двухэтажная часть

Каркас – сборный железобетонный. Конструктивная схема - каркасная связевая. Ветровые нагрузки в продольном и поперечном направлении воспринимаются диафрагмами жесткости. Планировочная структура: регулярная сблокированная с одноэтажным зданием.

Фундаменты

Фундаменты и свайные основания выполняются под весь корпус. Фундаменты аналогичны фундаментам производственной части.

Колонны. Колонны запроектированы двуярусные высотой в два этажа сечением 40х40 см. с консолями.

Ригели. Ригели пролетом 6.0 м высотой  таврового сечения с одной или  двумя полками для опирания плит перекрытий. Стык ригеля с колонной со скрытой консолью на ванной сварке.

Плиты перекрытия

Перекрытия запроектированы из многопустотные железобетонные плиты размерами  0.9х5.6, 1.2х5.6, 1.5х5.6

1.6 Теплотехнический расчет наружных стен

Наружные стены здания запроектированы  из трехслойных железобетонных панелей с гибкими связями. Наружный и внутренний слой образованы из конструктивного  бетона марки М 150. В качестве утепляющего слоя - экструзионный пенополистерол «Пеноплекс», тип 35.

Теплотехнический расчет выполнен в соответствии со СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

Стеновое ограждение состоит:

а) штукатурка ρ = 1700 кг/м3

б) железобетон ρ = 2500 кг/м3

в) рубероид ρ = 600 кг/м3

г) утеплитель пенополистерол «Пеноплекс», тип 35 ρ = 35 кг/м3

Разрез наружной стены представлен на рисунке 1

Рисунок 1 – Конструкция стены

Определяем среднюю температуру  и продолжительность отопительного периода для г. Новокузнецка : tht=-8 ºC, Zht=228 сут.

По формуле находим градусо-сутки отопительного периода:

Dd= (tint-thtZht,             (1.1)

где  tint- расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, ºC.

Dd=(20-(-8))·228=6384 ºC· сут.

Теперь определим требуемое сопротивление теплопередаче:

Rreq=a·Dd+b=0,003·6384+1,2=3,115 м2 ·°C/Вт,                             (1.2)

Сопротивление теплопередачи стены по глади рассчитывается по формуле:

Rк=Rsi+Rk+Rsb=1/αint+∑δi /λi+1/ αext,                                      (1.3)

где αintи αext- коэффициенты теплообмена, величины, численно равные поверхностной плотности теплового потока при перепаде температур между поверхностью и окружающей средой в один градус Цельсия соответственно для внутренней и наружной поверхностей.

αint=8,7 Вт/(м2 ºC), αext=23 Вт/(м2 ºC).

где Rк - сумма термических сопротивлений всех слоев материалов ограждающей конструкции, м2 ·°C/Вт и определяется по формуле:  

         Rк=∑δi/λi,                                                       (1.4)

где δi- толщина слоя, м;

λi-расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/( м2 ºC).

Rштук = 0,015/0,76 = 0,02 м2 ·°C/Вт

Rжб = 0,3/1,69 = 0,177 м2 ·°C/Вт

Rруб= 0,004/0,17  = 0,023 м2 ·°C/Вт

Rутепл = 0,12/0,029 = 4,138 м2 ·°C/Вт

Rперг = 0,002/0,17 = 0,012 м2 ·°C/Вт

Rк= Rштук + Rжб + Rруб + Rутепл + Rперг=0,02+0,118+0,012+4,138+0,012=4,370(м2 ·°C/Вт),

R0=0,1149+4,370+0,0435=4,528 (м2 ·°C/Вт),

С учетом неоднородности ограждающей конструкции стены в виде теплопроводных включений крепежных элементов  в соответствии с толщиной стены 0,5 м принимаем минимальный коэффициент неоднородности r=0,74

Общее сопротивление теплопередачи стены  с условием коэффициента теплопроводности составит:

R0r=R0·r=4,528 ·0,74=3,351 (м2 ·°C/Вт)                                   (1.5)

Получаем, что R0r=3,351 м2 ·°C/Вт>Rreq=3,115 м2 ·°C/Вт, условие выполняется.

Эти ограждающие конструкции можно применять при строительстве в городе Новокузнецке.

  1.  Расчетно конструктивный раздел

В соответствии с заданием необходимо запроектировать ребристую железобетонную предварительно-напряженную плиту покрытия и колонну среднего ряда.  

В связи с тем, что проектируемое здание находится в зоне с температурой воздуха ниже - 43°С, на конструкции накладываются ограничения по марке стали и марке бетона, которые должны соблюдаться при их проектировании и изготовлении. В частности марка бетона по морозостойкости для всех конструкций  F150. Сталь для подъемных петель ВСт3сп2 и т.п.

2.1  Расчет предварительно напряженной ребристой плиты покрытия

2.1.1 Исходные данные

Выполняем расчет и конструирование сборной ж/б предварительно напряженной ребристой плиты покрытия размером 3х6 м для отапливаемого многопролетного производственного здания корпуса химводоочистки. Для изготовления плиты предусмотрен бетон класса В30.

Напрягаемую арматуру принимаем из горячекатанной арматурной стали класса А-V. Рулонная сетка полки и продольных ребер - из арматурной проволоки класса Вр-I, плоские сетки поперечных ребер - из той же проволоки и из горячекатанной арматуры класса А- III. Петли для подъема плиты – арматурная сталь класса А- I.

К трещиностойкости плиты покрытия предъявляются требования 3-й категории.

Расчетные характеристики материалов: бетон класса В30:  Rb = 17Мпа; Rbt = 1.2Мпа; Rb,ser = 22Мпа;  Rbt,ser =1.8 Мпа;  Eb = 30 000 Мпа; арматуры класса А- V: Rs =680 Мпа; Rsc = 400 Мпа; Rs,ser = 785 Мпа; Es = 190 000 Мпа;s = 6,33 Мпа; арматуры класса А –III: Rs = Rsc = 365 Мпа; Es = 200 000 Мпа;  арматура класса BpI диаметром 3 мм : Rs= Rsc = 375 Мпа; Rsw = 300 Мпа; то же, диаметром 4 мм: Rs = Rsc = 370 Мпа; Rsw = 295 Мпа;то же, диаметром 5 мм:  Rs = Rsc = 360 Мпа; Rsw = 290 Мпа; то же, при любом диаметре:  Es =170 000 Мпа;   = 5.67 Мпа;  арматура класса A- I: Rs = 225 Мпа.

2.1.2  Сбор нагрузок на плиту

Рисунок 14 – Конструкция кровли

Рисунок 14 – Конструкция кровли

На плиту действуют постоянные (от покрытия) и временные нагрузки (от снегового покрова). Так как здание бесфонарное, а уклон кровли менее 25 %, то по [таблице 5, приложения 3 СНИП 2.01.07 - 85] принимаем коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузки на покрытие μ = 1,0.

Полное нормативное значение:  S = Sоμ = 1,5∙1 = 1,5 кПа

длительная часть  0,3 ∙ 1,5 = 0,45 кПа

кратковременная часть 1,5 - 0,45 = 1,05 кПа

Сбор нагрузок на плиту приведен в таблице 2.

Таблица 2 – Сбор нагрузок на плиту

Вид нагрузки

Нормативная

нагрузка, кПа

Коэффициент

надежности по нагрузке,

γf

Расчетная нагрузка

при γn=1;

γf>1

Постоянная, в том числе:

водоизоляционный ковер

стяжка из асбестоцементного листа (δ=10 мм, Р = 1700 кг/м³)

минераловатные плиты утеплителя (δ=200 мм,  Р = 200 кг/м³)

пароизоляция

стяжка из цем-песч. раствора

(δ=20 мм, р = 1800 кг/м³)

ж/б плита 3х6 м, с учетом монолитных швов

Временная (снеговая):

длительная

кратковременная

2.49

0.15

0.17

0.40

0.05

0.36

1.36

1.50

0.45

1.05

-

1.3

1.3

1.2

1.3

1.3

1.1

1.4

1.4

1.4

2.93

0.19

0.22

0.48

0.07

0.47

1.50

2.10

0.63

1.47

Полная:

продолжительная

кратковременная

3.99

2.94

1.05

-

-

-

5.03

3.56

1.47

2.1.3  Характеристика бетона и арматуры

Для изготовления панели применяется тяжёлый бетон класса В25 (плотность железобетона равна 2500 кг/м³).Плита армируется - сварной рулонной сеткой, поперечные ребра – плоскими сварными сетками, продольные ребра – плоскими сварными сетками и стержнями из горячекатаной арматуры класса А-V. Рулонная сетка полки выполнена из арматурной проволоки класса Вр-I, а плоские сетки поперечных ребер – из арматурной проволоки класса Вр-I и горячекатаной арматурной стали класса A-III. Петли для подъема плиты – из арматурной стали класса A-I.

К трещиностойкости плиты покрытия предъявляют требования 3-й категории.

Характеристики бетона и арматуры:

Для плиты принимаем бетон тяжелый, класса В25:

Rb = 14,5 МПа,Rbt= 1,05 МПа,Rbser = 18,5 МПа, Rbtser = 1,6 МПа,

Ев= 30000 МПа.

Арматура класса А-V: Rs= 680 МПа, Rsc= 400 МПа, Rs ser= 785 МПа

Es= 190000 МПа,  αs = 5,67.

Арматура класса А-III: Rs = 365 МПа,  Rsc = 365 МПа,Es = 200000 МПа.

Арматура класса Вр-I:d =3мм-Rs=Rsc=375 МПа, Rsw = 300 МПа

Es= 170000 МПа ;   αs= 5,67.

АрматураклассаВр-I:    d = 4мм-Rs  = Rsc= 370 МПа, Rsw= 295 МПа

Es= 170000 МПа;αs= 5,67.

АрматураклассаВр-I:   d = 5мм - Rs=Rsc=360 МПа,Rsw= 290 МПа

Es= 170000 МПа,  αs= 5,67.

АрматураклассаА-I: Rs= 225 МПа.

2.1.4 Расчет полки плиты

Пролеты в свету и их соотношения:

- для средних пролетовL1= 0,91 м;L2= 2,77м =>L2/L1 = 2,77/0,91 = 3,05

- для крайних пролетов L1=0,95 м;L2 = 2,77 м =>L2/L1 = 2,77/0,95 = 2,92

Полку плиты рассчитываем как однорядную, многопролетную плиту. Средние и крайние пролеты рассматриваются как плиты, защемленные по двум сторонам. Так как отношения пролетов более двух, то рассчитываем плиту по балочной схеме.

Схема армирования полки плиты приведена на рисунке 15.

Рисунок 15 – Схема армирования полки плиты

Расчетная нагрузка на полку состоит из веса водо и теплоизоляционного ковра, веса полки и снеговой нагрузки:

q = 0,19 + 0,22 + 0,48 + 0,07 + 0,47 + 0,025∙25∙1∙1,1 + 2,1 = 4,22 кПа

Изгибающий момент для полосы шириной 1м определяется с учетом частичной заделки в ребрах по формулам:

- для средних пролетов

- для крайних пролетов

Полку плиты армируем арматурой Ø4 Вр-I.

,  υ= 0,912

Согласно [7, п. 5.20] расстояние между осями рабочих стержней в средней части пролета плиты и над опорой должно быть не более 200 мм.

Принимаем 6Ø4 Вр-I с шагом 200 мм; As = 0,76 см².

2.1.5  Расчет поперечных ребер

Армирование крайних и поперечных ребер высотой 125 мм принято одинаковым, поэтому расчет выполняют только для более нагруженных промежуточных ребер.Расчетная схема ребрапоказана на рисунке 16.

Рисунок 16 – Расчетная схема ребра

Определение нагрузок и усилий.

Величина расчетного пролета принята равной расстоянию между осями продольных реберL = 2,87м. Расчетная нагрузка на ребро состоит из нагрузки от полки плиты, собранной с грузовой площади шириной 0,98м, и из веса поперечного ребра.

Нагрузка от веса ребра:

Нагрузка, собранная с грузовой площади:

Общая нагрузка на ребро:

Изгибающий момент в середине пролета:

Поперечная сила на опоре:

Подбор сечения арматуры

Рисунок 17 – Поперечное сечение ребра

Ребро армируют одной плоской сварной сеткой. Рабочая арматура из стали А-III, остальная из проволоки класса Вр-I. Учитываемая в расчете ширина полки при hf'= 2,5см > 0,1  h =1,25см:  

bf'= b + 2L/6 = 0,1 + 2∙2,87/6=1,06м.

Средняя ширина ребра:  

b = 0,5·(0,1 + 0,05) = 0,75м.

Приняв а = 2,5см, получаем рабочую высоту ребра h0 = 10см = 0,1м.

Поскольку нагрузки малой суммарной продолжительности отсутствуют, принимаем γb2= 0,9.    Тогда Rb = 0,9 14,5 = 13,05МПa; Rbt=0,95 МПa.

По формулам:

Определяем положение границы сжатой зоны из условия:

MMf' = Rbbf' ∙hf' ∙ (h0 - 0,5∙h') + RscAs’ ∙ (h0 as’) + δscAsp’∙( h0 -  asp’)

т.к. M = 0,0051 MH∙м ≤ Mf = 13,05∙1,06∙0,025∙(0,1-0,5∙0,025)+0+0 = 0,034 MH∙м, граница сжатой зоны проходит в полке.  Площадь сечения растянутой арматуры вычисляют как для прямоугольногo сечения шириной b = bf' = 1,06м по формуле:

υ = 0,981

Принимаем 1Ø14 А-III; AS = 1,54 см².

Проверяем необходимость постановки расчетной поперечной арматуры по условию:

При отсутствии продольных сил φn=0, принимая с = 0,25∙L = 0,25∙2,87 = 0,72 м, получаем:

Принимаем  Qb,u= 0,0043 MH.

Поскольку Q=0,00617 MH>Qb,u=0,0043 МH, поперечная арматура по расчету не нужна и ее назначают в соответствии с конструктивными требованиями.

2.1.6  Расчет плиты по прочности в стадии эксплуатации

Рисунок 18 – Расчетная схема плиты

Величину расчетного пролета принимаем из условия, что оси опор нахо-дятся на расстоянии 3см от торцов плиты.

Определение расчетных усилий

L = 5,96-2∙0,03 = 5,90 м

Расчетная нагрузка на 1м плиты (таблица  ):

q = 5,03∙3 = 15,09 кН/м

Изгибающий момент в середине пролета:         

М = 15,03∙5,90²/8 = 65,4 кН∙м

Поперечная сила на опоре:

Q = 0,5∙15,03∙6 = 45,09 кН

Расчет прочности нормальных сечений

Действительное П-образное сечение плиты приводим к эквивалентному тавровому.

Рисунок19 – Эквивалентное сечение плиты

Средняя ширина ребра:

b= 0,5∙(7,5+11)∙2= 185см. В расчет вводим всю ширину полки, так как hf' < 0,1h =0,036м; hf' = 0,025. Принимая а=4см, находим рабочую высоту сечения:

h0 = 0,30-0,04 = 0,26м

Проверяем условие: Q ≤ 0,3∙φω1∙φb1Rbbh0, обеспечивающее прочность бетона стенки по сжатой полосе между наклонными трещинами. Принимаем ориентировочный коэффициент поперечного армирования μω=0,001, по формулам получаем:

φω = 1 + 5∙as∙ μω = 1 + 5∙ 5,67∙ 0,001 = 1,03

φbl = 1-β ∙ Rb = 1 - 0,01 ∙ 13,05 = 0,87

Тогда Q = 0,04509 ≤ 0,3∙1,03∙0,8∙13,05∙0,185∙0,26 = 0,169MH - условие выполняется, т.е.размеры поперечного сечения плиты достаточны.

Ориентировочно принимаем величину предварительного напряжения арматуры с учетом всех потерь: δsp = 450 МПа. С учетом этого по формулам получаем:

Из условия:

MMf' = Rbbf' ∙hf' ∙ (h0  - 0,5∙hf') + RscAs'(h0as') + δscAsp'∙(h0 -  asp)

M = 0,0654MH∙м ≤ Mf = 13,05∙2,095∙0,025∙(0,26-0,5∙0,025)+0+0 = 0,024 MH∙м

Следовательно, граница сжатой зоны проходит в полке и сечение рассчитывается как прямоугольное шириной b = bf' = 2,95м. Площадь сечения арматуры в продольных ребрах определяем без учета ненапрягаемой арматурыпо формуле:

Сжатая арматурапорасчетуне нужна. По[10, таблица 3.5] принимаем:

υ=0,987; ξ=0,025.Определяем коэффициент условий работы арматуры по формуле:

Принимаем:γS6= 1,15

Определяем площадь сечения предварительно напряженной арматуры продольных ребер по формуле:

Принимаем:  2Ø16 A-V;AS= 4 см².

Расчет  прочности  наклонных  сечений

Необходимость постановки расчетной поперечной арматуры проверяют из условия, обеспечивающего прочность плитыбез развития наклонных трещин, то есть при отсутствиипоперечной арматуры:

Усилие предварительного напряжения, с учетом γsp= 0,9,  равно:

Ро= 0,9 ∙450 ∙0,00038= 0,154 МH

Вычисляем коэффициент φn учитывающий влияние продольной силы на прочность наклонного сечения, по формуле:

Определяем величину Qb,u, принимая с = 0,25∙L = 0,25∙5,9 = 1,48м. Так как

принимаем Qb,u= 0,037 MH ипроверяем условие:

Так как Q = 0,04509 MH>Qb,u= 0,037 МH, необходим расчет поперечной арматуры. Вычисляем величину поперечной силы Qb, воспринимаемой бетоном сжатой зоны. Так как при bf'= b + 3 ∙hf'= 0,185 + 3 ∙ 0,025 = 0,26 м по формуле:

принимаемφf= 0,5

Из условия:

=>

Приc = cb  = 1,48 по формуле:

Определяем интенсивность поперечного армирования у опор плиты по формуле:

Принимаемqω1 = 0,088 МН/м

Определяем длину проекции опасного наклонного сечения:

Уточняем величину qω1при с = 0,52м.

Так какокончательно принимаем qω1=0,088 MH/м.

Определяем максимальный шаг поперечных стержней:

По конструктивным соображениям на приопорных участках назначаем шаг поперечных стержней: Sω1 = 0,15м согласно [7, п.5.27].

Определяем требуемую площадь сечения поперечных стержней из арматуры Вр-IØ 4мм:

Этой площади сечения соответствует 4Ø4 Вр-I с Аω = 0,5см².

Уменьшаем шаг поперечныхстержней, принявsω1 = 0,08м, тогда:

Принимаем 2Ø4 Вр-I с Аω = 0,25см², шаг 80мм.

Далее выясняем, на каком расстоянии от опоры и как может быть увеличен шаг поперечных стержней. Предполагаем, что на каком-то расстоянии от опоры он может быть принятsω2=15м, а в пролете, в соответствии с конструктивными требованиями поперечная арматура вообще не ставится (h ≤ 300мм).

Интенсивность поперечных стержней 2Ø4 Вр-Iна этих участках составит:

обе интенсивности не удовлетворяют условию.

Длина участка с шагом  Sω1 = 0,08м составит:

- принимаем L1= 0,56

Определяем величину поперечной силы в конце участка:

Длина участка с шагомsω2 = 0,15м составит:

- принимаем  

L2=0,25∙L - L1=0,25∙5,87-0,56 =1,05м

Длина участка с шагомsω3 = 0,2м;5,87 - 2 ∙ (0,64 + 1,05) = 2,65м.

Наклонное сечение на действие изгибающего момента не рассчитываем, так как надежная анкеровка продольных стержней обеспечивается конструктивными мероприятиями.

2.1.7 Определениегеометрических характеристик поперечного

сеченияплиты

Определим геометрические характеристики эквивалентного таврового сечения плиты.

Площадь сечения:

Ared=А + αs∙ Аs = (bf' - b)∙hf'+ b ∙ h + αs∙ Аs1 + αs' ∙ Аs2

Ared= (2,95 - 0,185)∙0,025 + 0,185∙0,3 + 5,67∙0,000076∙3 + 6,33∙0,000402 = 0,0691 + 0,0555 + 0,0013 +0,0025 =0,1284м²

Статический момент сечения относительно нижней грани рёбер:

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней и верхней граней:

y' = h - y = 0,3 - 0,223 = 0,077м

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до центров тяжести сечений арматуры:

ysp= y - 0,04 = 0,223 - 0,04 = 0,183м

ys = y' - 0,0135 = 0,077 - 0,013 = 0,064м

Момент инерции сечения плиты относительно его центра тяжести:

Момент сопротивления для нижней грани:

Момент сопротивления для верхней грани:

Расстояние от центра тяжести сечения до верхней ядровой точки:

Расстояние от центра тяжести сечения до нижней ядровой точки:

Далее вычисляем моменты сопротивления приведенного сечения бетона с учетом  неупругих  деформаций  растянутого  бетона:

Получаем:  

Определяем положение нулевой линии, когда растянyтaя зона находится вверху сечения:

После преобразования уравнения:

х = 0,202м

h - х = 0,3 - 0,202 = 0,098м

2.1.8   Предварительное напряжение арматуры и его потери

Назначаем величинупредварительного напряженияарматуры равной

δsp=740 МПа. Учитываем, что допустимое отклонение при механическом способе натяжения арматуры:

Δδsp= 0,05∙740 = 37 МПа

δsp + Δδsp = 740 + 37 = 777 МПа <Rs,ser= 785 МПа

δsp - Δδsp = 740 - 37 = 703 МПа < 0,3 ∙ Rs,ser= 0,3 ∙ 785 = 235,5 МПа

Определяем потери предварительного напряжения арматуры по [4, таблица 2.4]:

Потери от релаксации напряжений арматуры:   δ1= 0,1∙740 - 20 = 54 МПа

Потери от температурного перепада отсутствуют, т.к. арматура и форма нагреваются в одинаковой степени: δ2= 0 МПа

Потери от деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств, при  L = 7м и λ = 1,25 + 0,15 ∙ 16 = 3,65мм:

δ3= 3,65 . 190000/7000 = 99 МПа

Потери на трение арматуры при натяжении: δ4= 0 МПа

Потери от деформаций стальной формы в связи с отсутствием данных о технологии изготовления и конструкции формы принимаем:δ5 = 30 МПа

Сумма всех этих потерь:

δloss= 54 + 0 + 99 + 0 + 30 = 183 МПа

Предварительное напряжение арматуры перед обжатием бетона:

δsp= 740 - 183 = 557 МПа

Усилие предварительного напряжения:        

Р0= δsp ∙Asp= 557 ∙ 0,000402 = 0,22 MH

Максимальный изгибающий момент от веса плиты:

Md= 1,36 ∙ 3 ∙ 5,872/8 = 17,6 кН∙м  = 0,0176МН∙м

Определяем максимальные сжимающие напряжения бетона от действия силыP0 при Md=0:

Поскольку Rbp= 0,7∙ 25 = 17,5 МПаиδbp/ Rbp = 8,65/ 7,5 = 0,49 < 0,95 -

[10, таблица 2.6], тонапряжения в бетоне не превышают максимально допустимых.

Определяем потери от быстронатекающей ползучести 6етона, для этого вычисляем напряжения в бетоне на уровне центра тяжести сечения напрягаемой арматуры от действия силы Р0 и изгибающего момента от веса плиты:

Поскольку        δbp / Rbp= 4,92/17,5 = 0,28 < α = 0,7- [4, таблица 2.4] - то

Δ6 = 0,85 ∙ 40 ∙ 0,28 = 9,5 МПа.

Следовательно, первые потери:

δloss= 183 + 9,5 = 192,5 МПа.

Напряжения в бетоне при обжатии на уровне центра тяжести сечения верхней ненапрягаемой арматуры:

Напряжения в верхней арматуре от быстро натекающей ползучести:

δs' = 0,85 ∙ 40 ∙ 0,6/17,5 = 1,2 МПа

Усилие предварительного обжатия с учетом первых потерь:

Р01 = (740 - 192,5) ∙ 0,000402 - 1,1∙ 0,000228 = 0,22 MH

Потери от усадки бетона, подвергнутого тепловой обработке:

δ8 = 0,85∙40 = 34 МПа

Потери от ползучести бетона находят в зависимости от величины δbp/ Rbp. Для предварительно напряженной арматуры δbp/ Rbp. <а, поэтому:

δ9= 0,85∙ 50∙0,28 =35,7 МПа

Суммарная величина потерь напряжений:

δloss= 192,5 + 34 + 35,7 = 262 МПа.

Напряжения в верхней ненапрягаемой арматуре:

от усадки бетона:

от ползучести:

суммарные с учетом напряжений от быстро натекающей ползучести:

2.1.9  Расчет  плиты  по  образованию  трещин

В соответствии с [10, таблица 2.2] для конструкций, к трещиностойкости которых предъявляются требования 3-ей категории, расчет по образованию трещин выполняют для выявления необходимости проверки по раскрытию трещин и случая расчета по деформациям. При этом принимаем коэффициент точности  натяжения  арматуры γsp = 1 и коэффициент надежности по нагрузке γf= 1.

Усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь:

Р01 = (740 - 262) ∙ 0,000402 – 40 ∙ 0,000228 = 0,183 MH

Эксцентриситет приложения усилия обжатия относительно центра тяжести приведенного сечения:

еор= [(740 - 262) ∙ 0,000402 ∙ 0,183 + 40 ∙ 0,000228 ∙ 0,064]/ 0,183 = 0,189м

Распределенная нагрузка на плиту:    

q = 3,99 ∙ 3 = 11,97 = 12 кН/м

Изгибающий  момент  от  нагрузки в середине пролета плиты:

М = 12 ∙ 5,872/8 = 51,7 кН∙м

По формулам:

Принимаем φ = 1, поэтому r = ant .  

Так как Мcrc = 55 >М = 51,7 кН·м - в нормальных сечениях плиты трещин не образуется и расчет по их раскрытию не выполняется.

Расчет по деформациям выполняем без учета трещин в растянутой зоне.

Проверяем возможность образования верхних трещин.

Усилие предварительного обжатия с учетом первых потерь:

РО1=0,22 МН.

Максимальный изгибающий момент от веса плиты:

Мd= 0,0176 МH·м

следовательно верхние трещины не образуются.

Для выяснения необходимости расчета по раскрытию наклонных трещин проверяем, образуются ли такие трещины в пределах длины зоны передачи напряжений. Приопорный участок плиты покрытия показан на рисунке 21.

Рисунок20 – Приопорный участок плиты покрытия

Расчет по образованию наклонныхтрещин выполняем для двух сечений плиты: у грани опоры (сечение 1) и на расстоянии Lp от торца (сечение 2). В обоих случаях проверку осуществляем для уровня центра тяжести сечения

у = уred = 0,223 м).

Так как между местом приложения опорной реакции и рассматриваемыми сечениями поперечной нагрузки может не бьть, для обоих случаев принимаем:

Q = Qmax = 0,5·3·3.99·5.87 = 35,13 к·Н

Определяем значение РО в рассматриваемых сечениях. Для этого вычисляем длину зоны передачи напряжения Lp, имея ввиду, что ωр =0,25 и =10 по [10, таблица 5.26]:

Для сечения 1,Lx = 100 см, в этом сечении:

Для сечения 2, Lx =Lp, следовательно    

Определяем нормальные напряжения на уровне центра тяжести сечения при у = 0:

Так как напряжения сжимающие, то при расчетеи они будут подставлены со знаком" - ".

Для определения касательных напряжений, вычисляем статический момент приведенной площади части сечения, расположенной выше центра тяжести сечения, относительно нулевойлинии:

Sred= (2,95 - 0,185).0,025.0,0645 + 0,5.0,185.0,0772 + 0,0013 .0,064 = 0,0051

Тогда касательные напряжения:

Поскольку предварительно напряженная поперечная арматура отсутствует, то δур =0.

Определяем местные сжимающие напряжения вблизи места приложения опорных реакций. Для сечения 1:

Знак" - " показывает, что эти напряжения сжимающие.

Для сечения 2:

то есть  

Определяем главные растягивающие и главные сжимающие напряжения. Для сечения 1:

Для сечения 2:

По [10, таблица 4.3] для бетона класса В25 определяем коэффициент

yb4= 0,5 - учитывающий влияние двухосного напряженного состояния на прочность бетона.

Так как . - проверяем условие: 1

Для обоих сечений условие выполняется, следовательно, на участке элемента в пределах длины зоны передачи напряжений нaклонные трещины не образуются.

2.1.10  Определение  прогиба  плиты

В соответствии с [10, таблица 2.3] для элементов покрытия зданий производственного назначения прогиб ограничивают эстетическими требованиями, а предельно допустимый при длине плиты до 6м равен L/150 пролета То есть

flim = 5,87/150= 0,04 м. для рассматриваемой конструкции L/h =5,87/0,3=20 >10, поэтому полный прогиб плиты принимают равным прогибу fм, обусловленному деформациями изгиба.

На участках где не образуются нормальные к продольной оси трещины, полная величина кривизны:

Распределенная нагрузка на плитy при = 1:

q=3,99·3=11,97 =12 кН/м

Изгибающий момент от этой нагрузки в середине пролета плиты:

М = 12 ·5,872 / 8 = 51,7 кН'м

Кривизна от полной нагрузки:

Кривизна, обусловленная выгибом элемента от непродолжительного действия усилия предварительного обжатия:

Относительные деформации бетона, вызванные его усадкой и ползучестью от усилия предварительного обжатия, на уровне центра тяжести сечения растянутой арматуры:

Относительные деформации бетона, вызванные его усадкой и ползучестью от усилия предварительного обжатия, на уровне крайних волокон бетона:

Принимаем Так как потери в напрягаемой арматуре, если бы она имелась, нарассматриваемом уровне от усадки и ползучести бетона равны нулю.

Кривизна обусловленная выгибом плиты от усадки и ползучести бетона:

Прогиб плиты в середине пролета:

То есть прогиб меньше предельно допустимого значения.

  1.  Расчет плиты в стадии  изготовления, транспортирования и монтажа

Изготовление, хранение, транспортирование и монтаж плиты предусмотрены в условиях, которые не требуют дополнительного армирования по сравнению с работой в стадии эксплуатации. Поднимают плиту при разопалубке, монтаже и т.п. при помощи монтажных петель, установленных в продольных ребрах на расстоянии 1м от торцов. Поскольку нагрузка на плиту от ее веса с учетом коэффициента динамичности 1,4 меньше нагрузки в стадииэксплуатации:

1,36·3 1,4 = 5,71 кН/м < 15,09 кН/м,

Прочность и трещиностойкость ее в зоне действия положительных изгибающих моментов в этих условиях обеспечена.

Необходимо проверить прочность и трещиностойкость плиты в местах расположения монтажных петель, где возникают отрицательные изгибающие моменты от веса плиты, суммирующиеся с моментами от действия сил предварительного обжатия. Расчетная схема плиты для рассматриваемой стадии показана на 22.

Рисунок21 – Расчетная схема плиты покрытияв стадии

изготовления и подъема

Характеристики бетона при передаточной прочности:

10,3МIIa, 0,96:МIIa, 13,3 МIIa,1,2МIIa,

= 26400 МIIa.

При проверке плиты в стадии обжатия вводят коэффициент условий работы бетона = 1,2 согласно [4, таблица 1.19].

Проверка прочности

Проверяют прочность нормальных сечений при внецентренном сжатии. Усилие предварительного обжатия определяют с учетом первых потерь при коэффициенте точности натяжения арматуры =1,1 для механического способа натяжения арматуры.

Определяем усилие в напрягаемой арматуре:

          Поскольку монтажные петли расположены на расстоянии 1м от торца, невыгоднейший момент от веса, растягивающий верхнюю грань, будет возникать при подъеме плиты.

При коэффициенте динамичности 1,4 (вес плиты 2,4 т = 24 кН):

Md = (0,5·24·12·1.4):12= 2 кН·м

В наиболее обжатой зоне расположена арматура класса А-V площадью А'sp =4,02 см2 (2Ǿ16). Ненапрягаемую арматуру, расположенную в этой зоне, в расчете не учитываем, так как она не удовлетворяет конструктивным требованиям. В менее обжатой зоне арматура состоит из продольных стержней сетки (17Ǿ4 Вр-I) площадью As = 2,14 см2. Равнодействующая усилий в арматуре менее обжатой зоны отстоит от верхней грани на расстоянии 1,35 см, следовательно:

ho = 0,3 - 0,013 = 0,287 м

Центр тяжести сечения напрягаемой арматуры отстоит от нижней грани на расстояние 4 см. Тогда

е =ho - а'sp + М/Ncon = 0,287 - 0,04 + 2 109 = 0,265м

Расчетное сопротивление 6етона, соответствующее передаточной прочности, с учетом коэффициента = 1,2:    10,3·1,2 = 12,4 МПа

Определяем высоту сжатой зоны, принимая ширину ребра на уровне центра тяжести сечения напрягаемой арматуры:

см=0.164 м

При Asp = 0 и А's =0:

м

Учитывая, что проверяем прочность:

Так как

прочность плиты в стадии изготовления обеспечена.

Проверка трещиностойкости нормальных сечений

Трещиностойкость растянyтoй зоны рассмотренного выше сечения проверяем следующим образом.

Усилие в напрягаемой арматуре определяем в данном случае с учетом первых потерь и коэффициента точности натяжения γsp = 1:

РО = (δsp,l - δloss) Asp'= (740 -192,5). 0,000402 = 0,22 МН

Изгибающий момент в сечении от веса плиты (без учета коэффициента динамичности):

Определяем напряжения в наиболее сжатых волокнах бетона:

принимаем φ=0.83 тогдаrb=0.83·0.131=0.109 м.

Так как

на концевых участках плиты в стадии изготовления трещин не образуется и, следовательно, проверка ширины их раскрытия не нужна.

  1.  Расчет балки покрытия

2.2.1 Исходные данные

         Выполняем расчет и проектирование предварительно напряженной двускатной балки покрытия номинальным пролетом 12 м. расстояние между балками вдоль здания 6 м.

         Изготовление балки предусмотрено в рабочем положении. Бетон тяжелый класса В 40, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении. Натяжение арматуры – на упоры стенда. Обжатие бетона происходит при передаточной прочности, составляющей 0.7 В. в качестве напрягаемой применены арматурные канаты класса

К – 19. Для сварных сеток принята арматура классов AI и  AIII, а также арматурная проволока Вр – I.

         Расчетные характеристики материалов:

для бетона класса В 40 : Rb= 22.5 МПа; Rb, ser= 29.0 МПа; Rbt= 1.35 МПа; Rbt, ser= 2.05 МПа; Eb= 32500 МПа;

для арматуры класса AI: Rs= 225 МПа; Rsw= 180 МПа; Es= 210 000 МПа;

для арматуры класса AIII диаметром 6…8 мм: Rs= 335 МПа; Rsw= 285 МПа; Es= 200 000 МПа;

для арматуры класса AIII диаметром 10…40 мм: Rs= Rsс = 365 МПа; Rsw= 295 МПа; Es= 200 000 МПа;

для проволоки Вр – I диаметром 5 мм: Rs= Rsс =  360 МПа; Rsw= 290 МПа; Es= 170 000 МПа;

для канатов класса К – 19 диаметром 14 мм: Rs= 1150 МПа; Rs, ser= 1400 МПа;  Rsс=  400 МПа;  Es= 180 000 Мпа.

К трещиностойкости балки предъявляется требования второй категории.

2.2.2 Расчетная схема балки

         К нижнему поясу балки на расстоянии а1 = 1.5 м от оси крепятся крановые пути кран – балок грузоподъемностью  Qr = 5.0 т = 50 кН.

         Полагаем, что положение талий на обеих кран- балках во всех случаях будет одинаковым, а расстояние между крюками равно предельному значению, т.е. S = 4 м. Давление на крановый путь от каждой концевой балки принимаем в виде сосредоточенной силы, действующей в плоскости кран – балки.

         Наибольшая нагрузка на железо – бетонную балку покрытия будет при расположении какой – либо кран – балки в плоскости с балкой покрытия. Это расположение кран - балок принимается при расчете. Положение талий в целях упрощения расчета принята посередине кран – балок. Усилия в балке покрытия от всех нагрузок при этом положении лишь незначительно отличаются от усилий при положении талей в крайнем положении кран – балок.

Опорное давление кран – балок,  передающееся на концевые балки:

Давление обоих колес концевых балок, передающееся на подкрановые балки:

Наибольшее опорное давление подкрановых балок , передающееся на балку покрытия :

         Исходя из общих рекомендаций и существующих конструкций  назначены следующие размеры сечения балки: габаритная высота балки в коньке h = 1.2 м  на опоре  ширина

         Ненапрягаемую сжатую арматуру, устанавливаемую из конструктивных соображений, в целях упрощения расчета и без большей погрешности в расчетах не учитываем.

 

 2.2.3 Расчет нагрузок

         Все расчетные нагрузки определены в таблице с учетом коэффициента надежности по назначению конструкций = 0.95. Так как уклон кровли 1:2 ( 50 < 150 ), то по СНиП (5) принимаем коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузки на покрытие  = 1.

Нагрузка на балку от плит покрытия в местах опирания их продольных ребер передается в виде сосредоточенных грузов. Так как в пролете балки действуют три одинаковых сосредоточенных грузов, нагрузку условно можно считать равномерно распределенной.

         Вес балки покрытия 54 кН, длина балки 11.96 м. Нагрузка от веса балки на 1 м ее длины составляет, кн/м:

Нормативная …q1,n= 54 : 11.96 = 4.52

Расчетная, при  = 1…qd = 4.52  0.95 = 4.29

То же, при

Нагрузка на 1 м2 покрытия

Вид нагрузки

Нагрузка, кПа

Коэф. Надежости по нагрузкам,

Расчетная нагрузка при

 , кПа

нормативная

Расчетная при

Постоянная:

3.970

3.770

-

4.520


Продолжение таблицы

Временная (снеговая):

в т.ч. длительная

кратковременная

1.50

0.45

1.05

1.43

0.43

0.99

1.4

1.4

1.4

1.995

0.602

1.386

полная:

в т.ч. продолжи-

тельно действующая

кратковременная

5.47

4.42

1.05

5.20

4.21

0.99

-

-

-

6.515

5.129

1.386

         Распределенную по длине балки нагрузку собираем с грузовой площади и суммируем с нагрузкой от веса конструкции. С учетом изложенного расчетная нагрузка при  :

Постоянная q = 3.77  6 + 4.29 = 26.91

Временная:  длительная = 0.43  6 = 2.58

Кратковременная= 0.99  6 = 5.94

Продолжительно действующая q + = 26.91 + 2.58 = 29.49

Полная (продолжительно действующая и кратковременная):

   При полная расчетная нагрузка q = 6.515  6 + 43.81 кН/м

  1.  Определение усилий в сечениях балки

         В качестве расчетных принимаем следующие сечения:

0 – 0… на грани опоры

| – |… в месте подвески подвесного транспорта

||-||… на расстоянии 0.37 пролета от опоры (опасное сечение при изгибе)

||| - |||…  в середине пролета

         Опорное давление подкрановых балок на балку покрытия от нормативных нагрузок:

         Опорное давление подкрановых балок  от расчетных нагрузок RAопределяем по той же формуле, только входящие в нее члены умножаем на коэффициенты перегрузок: n1= 1.1 – для подкрановой балки; n2= 1.2 – для элементов подвесного транспорта:

         Так как влияние второго крана на общую крановую нагрузку невелико, коэффициент сочетаний примем hc= 1

         Изгибающий момент в сечениях балки

где ℓх– расстояние от оси опоры до рассматриваемого сечения. Вычисленные значения изгибающих моментов в расчетных сечениях балки приведены в таблице.

Изгибающий момент в сечениях балки

Сечение балки

x/ℓ0

x, м

Значение моментов, кНм, при нагрузках

Расчетная при= 1

Полных расчетных при > 1

Продолжительно действующая

полных

0 – 0

0.013

0.15

146.5

151.7

158.9

|-|

0.115

1.35

326.9

368.5

427.0

|| -||

0.370

4.33

591.5

686.3

819.9

||| -|||

0.50

5.85

625.6

727.2

870.6

         Поперечные силы на опоре, кН:

От продолжительно действующих расчетных нагрузок  при = 1…

Q= 0.5  29.49  11.7 = 172.5

От полной нагрузки при= 1…Q = 0.5  35.43  11.7 = 207.3

От полной расчетной нагрузки при > 1… Q = 0.5  43.81  11.7 = 256.3

2.2.5 Предварительный подбор продольной арматуры

         Для двускатных балок с уклоном верхнего пояса 1 : 12, воспринимающих равномерно распределенную нагрузку, опасное сечение находиться на расстоянии 0.37 ℓот опоры. Продольную арматуру подбираем по усилиям, действующих в этом сечении. Размеры поперечного сечения балки : b = 0.2 м, hs = 0.89 м. высота балки переменна по длине. В рассматриваемом сечение

.

         Геометрические характеристики бетонного сечения: Аb = 0.2  1.26 = 0.252 м2; Sb=0.252  0.5  1.26 = 0.1588 м; уb = 0.1588 : 0.252 = 0.630;

h – yb = 1.26 – 0.630 = 0.630 м; Ib = 0.2  1.263/12 = 0.0333 м4; Wred,b= 0.0333 : 0.630 = 0.0529 м3; an,t = 0.0529 : 0.252 = 0.209 м

При = 0, ˈ= 0 определяем:

         Напрягаемую арматуру располагаем только в растянутой зоне. Принимаем а = 0.1 м, поэтому ysp = yba =  0.630 – 0.1 = 0.530 м

         Находим площадь напрягаемой арматуры из условия надежного закрытия трещин при М= 0.5915:

Zp = 0.61 (ysp + an,t) = 0.61 (0.530 + 0.209) = 0.452 м;

Определяем количество арматуры из условия ее упругой работы:

Zp = 0.94 Z = 0.94  0.945 = 0.888 м;

Принимаем 8 14 к – 19 (Аsp= 8  1.35 = 10.8 см2). В верхней (сжатой) полке на расстоянии 0.03 м от верхней грани продольную ненапрягаемую арматуру в количестве 4 12 А – IIIsp= 4.5 см2 = 0.000452 м2)

2.2.6 Определение геометрических характеристик поперечных сечений балки.

          Геометрические характеристики определены для сечений балки. Расчет характеристик выполняем по формулам приведенным ниже:

s= Es/Eb;  Ared= bhx+ sАsp+ sАspˈ; Sred = Sb+ sАspa + sАspˈ(hx- aˈ); yred= Sred/ Ared; Wred,b= Ired/ yred; Wred,t= Ired/ (h - yred); an,t= Wred,b/ Ared; an,b= Wred,t/ Ared; Wpl,b= Wred,b; Wpl,t= Wred,t; = 1.75

Результаты вычислений приведены в таблице.

Геометрические характеристики сечений балки

Вычисляемые величины

Единица измерения

Значение величин в сечениях балки

0 - 0

I - I

II - II

III - III

x+ 0.125

м

0.275

1.475

4.455

5.975

hx

м

0.915

1.015

1.260

1.39

Ared

м2

0.1919

0.2119

0.2609

0.2869

Sred

м3

0.1104

0.1326

0.1956

0.2338

yred

м

0.575

0.626

0.749

0.815

h - yred

м

0.340

0.389

0.511

0.575

ysp

м

0.475

0.526

0.649

0.715

Продолжение таблицы

ysˈ

м

0.310

0.359

0.481

0.545

Ired

м4

0.01277

0.01743

0.03334

0.04476

Wred,b

м3

0.02220

0.02784

0.04451

0.05492

Wred,t

м3

0.03755

0.04481

0.06524

0.07784

an,t

м

0.114

0.131

0.171

0.191

an,b

м

0.196

0.211

0.250

0.271

Wpl,b

м3

0.0385

0.0487

0.0779

0.0961

Wpl,b

м3

0.0385

0.0487

0.0779

0.0961

2.2.7 Предварительное напряжение арматуры и его потери  

          Назначаем величину первоначального (без учета потерь) предварительного напряжения арматуры sp= 1300 МПа. Допустимое отклонение предварительного напряжения при механическом способе натяжения

sp= 0.05 sp= 0.05  1300 = 65 МПа. Следовательно,

sp+ sp= 1300 + 65 = 1365 МПа <Rs,ser= 1400 МПа; sp- sp= 1300 – 65 = 1235 МПа < 0.3 Rs,ser= 0.3  1400 = 420 МПа.

Потери от релаксации напряжений в арматуре

1= (0.21 sp/ Rs,ser – 0.1) sp= (0.21  1300 : 1400 – 0.1) 1300 = 123.5 МПа.

Потери от температурного перепада между упорами стенда и бетоном при

t = 600 С : 2= 1.25t= 1.25  60 = 75 МПа.

Потери от деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств, при ℓ= 2 мм и

ℓ= 14 м : 3= ℓЕs/ℓ= 2  180 000 : 14 000 = 25.7 МПа.

         Трения арматуры об огибающие устройства нет из – за отсутствия последних, поэтому 4= 0. Арматура натягивается на упоры стенда и потери из – за деформации стальной формы отсутствуют, т.е. 5= 0.

Суммарные потери до обжатия бетона

loss= 123.5 + 75 + 25.7 + 0 + 0 = 224.2 МПа, а предварительное напряжение арматуры sр= 1300 – 224.2 = 1075.8 МПа.

Усилие предварительного обжатия Р0= 1075.8  0.001544 = 1.1661 МН

Дальнейшее определение потерь ведут в следующей последовательности для каждого сечения:

  1.  изгибающий момент  в сечении от веса балки при

= 1 : = gdx (ℓ0 - ℓx ) 0.5;

  1.  напряжение в бетоне при обжатии на уровне напрягаемой (нижней) и ненапрягаемой (верхней) арматуры:

;

;

  1.  Передаточная прочность бетона Rbp= 0.7 B = 0.7  40 = 28 МПа. Потери от быстронатекающей ползучести бетона с учетом коэффициента 0.85 (пропаренный бетон) : 6= 0.85  40 bp/Rbp, если bp/Rbp> = 0.75

Так как bs> 0, величины предварительных сжимающих напряжений в ненапрягаемой арматуре равна нулю, т.е. s= 0

Первые потери loss= 224.2 + 6

  1.  Предварительное напряжение в напрягаемой арматуре с учетом первых потерь (при sp= 1) : sp,1=sp- loss
  2.  Усилие предварительного обжатия с учетом этих потерь

Р01=sp,1Аsp – 0.

  1.  Потери в напрягаемой арматуре, вызванные усадкой бетона :

8= 0.85  50 = 42.5 МПа.

  1.  Потери от ползучести бетона :9  = 0.85  150 bp/Rbp.

Ненапрягаемая арматура sˈрасположена в растянутой при обжатии зоне, поэтому s= 0

  1.  Общие потери: loss= 123.5 + 75.0 + 25.7 + 0 + 0 +6+8+ 9 > 100 МПа.
  2.  Предварительное напряжение арматуры после проявления всех потерь

(приsp= 1) : sp,2=sp-loss.

         Результаты вычисления напряжения в арматуре для всех сечений приведены в таблице.

         Для сечений, расположенных в пределах длины зоны передачи напряжений ℓр, величины напряжений в арматуре необходимо умножить на коэффициент условий работыsp. Так как величины предварительного напряжения арматуры с учетом потерь, появившихся до обжатия бетона,

sp= 1075.8 МПа <Rs= 1150 МПа, при р= 1 и

мм = 0.892м. Т.е. сечение 0 – 0 находится в пределах зоны передачи напряжений, поэтому для этого сечения s5= (ℓx+ 0.125) / ℓр= 0.275/ 0.892 = 0.308. Для остальных сечений s5= 1.0

Потери предварительного напряжения арматуры от усадки и ползучести бетона

Вычисляемые величины

Единицы измерения

Значение величин в сечениях

0 – 0

I – I

II –II

III – III

x+ 0.125

м

0.275

1.475

4.455

5.975

s5

-

0.308

1

1

1

s5Р0

МН

0.3592

1.1661

1.1661

1.1661

МНм

0.00372

0.02997

0.06845

0.07341

bp

МПа

8.08

23.11

17.87

16.21

bs

МПа

- 2.18

- 6.51

- 5.46

- 5.19

6

МПа

9.8

32.4

21.7

19.7

sp,1

МПа

321.5

1043.4

1054.1

1056.1

Р0,1

кН

347.2

1126.8

1138.4

1140.6

8

МПа

13.1

42.5

42.5

42.5

9

МПа

36.8

105.2

81.4

73.8

loss

МПа

283.9

404.3

369.8

360.2

sp,2

МПа

335.7

895.7

930.2

939.8

2.2.9 Расчет прочности балки в стадии эксплуатации

         Проверяем размеры сечения из условия, обеспечивающего прочность бетона по сжатой полосе между наклонными трещинами. Рассмотрим два сечения: II и IIII. Величину внешней поперечной силы принимаем равной Q = 345.9 кН. Так как поперечное армирование пока не известно, принимаем (в запасе) =0, тогда1= 1.

         При отсутствии нагрузок малой суммарной продолжительности принимаем b2= 0.9, поэтому

Rb = 0.9  22.5 = 20.25 МПа; Rbt= 0.91.35 МПа;  b1= 1 – 0.01  20.25 = 0.798

Для сечения II:

b = 0.2 м, h0= 0.915 м, Qu= 0.25  1  0.798  20.25  0.2 0.915 = 0.739 МН >Q= 0.346 МН.

Для сечения IIII:

b = 0.2 м, h0= 1.160 м, Qu= 0.25  1  0.798  20.25  0.2  1.160 = 0.937 МН >Q = 0.346 МН.

         Принятые размеры поперечного сечения достаточны.

         Прочность проверяем для опасного сечения IIII.  Установившееся предварительное напряжение арматуры определяем с учетом коэффициента точности натяжения:

Так как Мbt= Rbt,serWpl,b= 2.05  0.0779 = 0.159 МНм;

Мrp= Р02 (ℓop+ an,t) = 930.2 (0.649 + 0.481) 0.00108 = 1.3352 МНм,

и следовательно Мbt/ Мrp= 0.159 : 1.1352 = 0.140 < 0.25, принимаем

sp= 0.034 < 0.5 и sp= 1 – 0.034 = 0.966.

         Определяем граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:

W = –  Rb = 0.85 – 0.08  20.25 = 0.688;

s1= Rs + Rsc- spР02= 1150 + 400 – 0.966  930.2 = 651.4 МПа;

Принимая в первом приближении s6 =𝜂= 1.15, проверяем условие:

           Так как = х/ h0= 0.312 : 1.160 = 0.269 <R= 0.462

Так какsp,6 = 2 – 1 – 2 ( – 1) /R= 2  1.15 – 1 – 2 (1.15 – 1)  0.269 : 0.462 = 1.02 < = 1.15, принимаем s6 = 1.02, отсюда  

Несущая способность рассматриваемого сечения

Мu= Rbbx (h0– 0.5 х) + Rsc(h0– аs') = 20.25 0.2  0.272  (1.160 – 0.5  0.272) + 365 (1.160 – 0.03) 0.000452 = 1.314 МНм > Мх = 0.819 МНм, т.е. прочность сечения IIII обеспечена.

         Проверяем прочность наклонных сечений. Так как для сечения у опоры Q= 172.5 кН <Q  0.82 = 256.3  0.82 = 210.2 кН, то расчетное сопротивление бетона Rbпринимаем с учетом коэффициента b2= 1.1 (т.е. Rb= 24.8 МПа) и расчет ведем на действие силы Q = 256.3 кН : АSW= 78.5 мм2 (1  10 А – III)

w1= 1 + 5 w= 1 + 5  5.54  0.00262 = 1.072;  = 0.01;

b1= 1 - Rb = 1 – 0.01  24.8 = 0.725;  0.3 w1b1Rbb0 = 0.3  1.072  0.725  24.8  200  915 = 1058,2 кН>Q = 256.3 кН,

т.е. прочность наклонной полосы между наклонными трещинами обеспечена.

         Проверяем наклонное сечение ас длиной проекции, равной расстоянию от опоры до первого груза С1= 1.35 м. Для этого сечения

Q= 129.4 кН < 0.82 Q = 0.82  159.6 = 130.9 кН, т.е. расчетное сопротивление бетона принимаем с учетом коэффициента b2= 1.1 - Rbt = 1.5 МПа, и расчет выполняем на действие силы Q = 159.6 кН. Определяем значение Мbи Qb: при b2= 2.0 и ƒ = 0.5, sp= 0.9 и Р = 967.4 кН, отсюда с учетомsp Р = 0.9  967.4 = 870.6 кН;

Принимаем n= 0.32

Так как 1 +ƒ +n> 1.5, принимаем 1 +ƒ +n= 1.5; Мb = b2(1 + ƒ+n) 2= 2  1.5  1.5  200  9152 = 753.5  10 Нмм; Qb= Mb/c = 753.5 : 1.35 = 558.2 кН

Значение qswравно:

т.е. значение Mb не корректируется.

Так как С0 = 2.2 м > С1 = 1.35 м, принимаем С0 = С1 = 1.35 м

         Проверяем условие прочности наклонного сечения: +  С0 = 558.2  103+ 149.2  1350 = 759.6 кН >Q = 159.6 кН, т.е. прочность наклонного сечения обеспечена.

         Выясняем необходимость расчета прочности наклонных сечений по изгибающему моменту. Проверяем нормальное сечения, проходящее через конец зоны передачи напряжений, т.е. на расстоянии 0.892 м от торца балки. Геометрические характеристики этого сечения принимаем средними между сечениями 0 – 0  и II, т.е. ℓ0р =  уsp = 0.501 м; аn,t= 0.123 м; Wpℓ,b= 0.0436 м3. Полные потери преднапряжения принимаем такими же, как для сечения II, т.е. loss= 404.3 МПа.

         Момент от внешних нагрузок в рассматриваемом сечении М = 0.5  43.81  0.892 (11.7 – 0.892) = 211.2 кНм = 0.211 МНм; усилие предварительного обжатия Р02 = 0.966 (1300 – 404.3) 0.00108 = 0.9345 МН; момент образования трещин Мcrc= 0.9345  (0.501 + 0.123) + 1.215  0.0436 = 0.636 МНм > М = 0.211МНм.

Так как трещины не образуются, прочность сечения по изгибающему моменту не рассчитываем.

2.2.10  Расчет балки в стадии изготовления, транспортирования и монтажа

         Балку стропим за две точки по длине на расстоянии 3725 мм от торцов. Это сечение принимаем расчетным в стадии изготовления и подъема балки.

Характеристики бетона при передаточной прочности:= 15.8 МПа; = 1.16 МПа; = 20,6 МПа; = 1.74 МПа; = 29200 МПа.

         При проверки прочности вводим коэффициент условий работы бетона b8= 1.1. Для этого сечения: hх = 1.213 м; Аred= 0.2515 м2; уsp= 0.625 м; аn,t= 0.163 м; аn,b= 0.242 м; Wpℓ,b= 0.1067 м3; sp,1= 1053.2 МПа; . loss= 373.9 МПа.

         Проверяем прочность нормальных сечений. Так как усилие предварительного обжатия в данном случае – неблагоприятный фактор, принимаем коэффициент точности натяжения s1> 1, т.е. s= 1 + 0.034 = 1.034. Следовательно, Ncon= (sp,1-loss)= (1.034  1053.2 – 373.9)  0.00108 = 0.772 МН.

         Находим изгибающие моменты от веса конструкции, растягивающих верхнюю грань, в местах установки монтажных петель с учетом коэффициента динамичности 1.4 при = 1:

М = 0.5  4.29  3.7252 1.4 = 41.7 кНм = 0.0417 МНм.

         Рабочая высота сечения h0= 1.213 – 0.03 = 1.183 м

         Расчетное сопротивление бетона, соответствующее передаточной прочности, с учетом коэффициента 8= 1,1,= 15,8  1.1 = 17.4 МПа.

Определяем W =0.85 – 0.008  17.4 = 0.711;

Определяем высоту сжатой зоны:

Так как= х/ h0 = 0.269 : 1.183 = 0.228 <= 0.538, то проверяем прочность из условия:

Nconℓ  b  x ( h0– 0.5х) + (h0– as)

Эксцентриситет продольной силы:

е = h0–+ M/ Ncon = 1.183 – 0.1 + 0.0417 6 0.772 = 1.137 м

Прочность сечения при= 0:

17.4  0.2  0.269 (1.183 – 0.5  0.269) = 0.982 МНм >Ncon е =0.772  1.137 = 0.878 МНм, т.е. прочность сечения обеспечена.

         Определяем момент образования верхних трещин при обжатии в расчетном сечении. К трещиностойкости этой части балки предъявляют требования третей категории.

Усилие предварительного обжатия с учетом первых потерь и при

sp= 1    Р01= (1300 – 246.8)  0.00108 = 1.1375 МН.

Изгибающий момент в сечении от веса балки без учета коэффициента динамичности и при = 1:

М2 = 0.5  4.29  3.7252= 29.76 кНм = 0.02976 МНм

Напряжение в крайних сжатых волокнах бетона:

b = [P01(an,t+ an,b) +  2 Rbt,ser Wred,b ] / Wred,t = [1.1375 (0.163 + 0.242) + 2  1.74  0.0410] / 0.06096 = 9.89 МПа

=  1.6 – b/Rb,ser= 1.6 – 9.89 : 20.6 = 1.12 > 1.0

Следовательно,

rb= an,b=  1.0  0.242 = 0.242 м.

Расчет по образованию трещин выполняем по условию:

Р01= (ℓор - rb) +M = 1.1375 (0.625 – 0.242) + 0.02976 = 0.4654 МНм, т.е. >Wpl,t= 1.74  0.1067 = 0.1857 МНм,

т.е. в стадии изготовления и подъема балки образуются верхние трещины и необходима проверка ширины их раскрытия.

Расчет по раскрытии трещин выполняем при = 1 и при sp= 1. Коэффициенты приведения: s= 180 000 : 29200 = 6.43;

s= 200 000 : 29200 = 7.14

   Далее определяем: ℓsp= h0- - asp= 1.213 – 0.03 – 0.10 = 1.083 м;

Мs = Р01* ℓsp+ M = 1.1375  1.083 + 0.02976 = 1.262 МНм;

=ƒ (1 –/ 2) = 0.083(1 – 0.06 : 2  1.183) = 0.081;

s,tot= Мs/Р01 = 1.262 : 1.1375 = 1.109 м;

Так как Z< 0.97 ℓs,tot= 0.97  1.109 = 1.075 м, принимаем Z = 1.024 м.

    Определяем величину sи s:

При = 1 (внецентренное сжатие), ƒ = 1 (непродолжительное действие нагрузок), 𝜂= 1 (стержневая арматура периодического профиля) и d =12 мм ширина раскрытия трещин:

2.2.11 Расчет балки по образованию трещин.

         Выясняем необходимость проверки по непродолжительному раскрытию трещин, по их закрытию и для определения случая расчета по деформациям.

Определяем моменты образования трещин в сечениях для выяснения необходимости проверки по раскрытию и закрытию трещин. В процессе расчета прочности нормальных сечений sp= 0.034, поэтому расчет ведем приsp=0.966

         Усилия предварительного напряжения с учетом только первых потерь и с учетом всех потерь:

Р01= 0.966 ( 1300 – 245.9) 0.00108 = 1.099 Мн;

Р02= 0.966 (1300 – 369.8) 0.00108 = 0.970 МН.

Так как = = 0, усилия обжатия совпадают с центром тяжести напрягаемо арматуры, т.е. ℓор= Уsp= 0.649 м

         Натяжения в крайнем сжатом волокне бетона при образовании трещин в растянутой зоне:

b= [Р02(an,t  + an,b ) + 2 Rbt,ser Wred,b]/ Wred,t =  [ 0.970 (0.171 + 0.250) + 2  2.05 0.04451] /0.6524 = 9.1 МПа

Так как = 1.6 – b/Rb,ser= 1.6 – 9.1 : 29.0 = 1.29 > 1, принимаем = 1. Следовательно, r = an,t= 0.171 м

         Так как в сжатой зоне имеются начальные трещины,  учитываем снижение величины Мcrcв растянутой зоне:

принимаем m= 0.45;

λ= (1.5 – 0.9 /) (1 -m) = (1.5 – 0.9 : 0.878) ( 1 – 0.45) = 0.251 > 0

Момент образования трещин:

Мcrc= (1 –λ) [Rbt,ser+ Р02(ℓор+ rt )] = (1 – 0.251)  [2.05  0.0779 + 0.970 (0.649 + 0.171)] = 0.7151 МНм < М = 0.8199 МНм

         Таким образом рассчитано сечение IIII. Аналогично выполняем расчет и для других сечений балки. Результаты приведены в таблице. При этом для сечения 0 – 0, расположенного в пределах длины зоны передачи напряжений, усилие Р01 и Р02 определяем с учетом коэффициента условий работы арматуры s5 = 0.308

         Из таблицы следует , что расчет по раскрытию и закрытию трещин необходим для сечений IIII  и IIIIII. В остальных сечениях трещины отсутствуют.

         Вычисляем момент образования трещин в сечении IIII для выяснения случая расчета по деформациям. Последовательность та же, что и раньше, но расчет выполняем при ƒ = 1 и s5 = 1.

Р01= (1300 – 245.9) 0.00108 = 1.138 МН;

Р02= (1300 – 369.8) 0.00108 = 1.004 МН

Моменты образования трещин в нормальных сечениях балки

вычисляемые величины

Единица измерения

Значение величин для сечений

0 – 0

I – I

II – II

III – III

Выяснение необходимости расчета по раскрытию (закрытию)

Р01

МН

0.335

1.089

1.099

1.102

Р02

МН

0.350

0.934

0.970

0.980

Мd

МНм

- 0.0000483

- 0.00391

- 0.04022

- 0.07341

m

1.0

0.45

0.45

0.45

1.01

0.964

0.878

0.849

λ

0.0

0.312

0.251

0.242

Мcrc

МНм

0.2851

0.4909

0.7151

0.8223

М

МНм

0.1589

0.4270

0.8199

0.8706

Выяснение случая расчета по деформациям

Р01

МН

0.347

1.127

1.138

1.141

Р02

МН

0.362

0.967

1.004

1.014

m

1.0

0.45

0.45

0.45

λ

0.0

0.312

0.251

0.242

Мcrc

МНм

0.2921

0.5058

0.7362

0.8457

М

МНм

0.1517

0.3685

0.6863

0.7272

m=  0.45; = 0.878;  λ= (1.5 – 0.9 : 0.878) ( 1 – 0.45) = 0.251

   Принимаем =  1.0 и r = 0.171 м.

Момент образования трещин:

Мcrc= (1 – 0.251) [2.05  0.0779 + 1.004 (0.649 + 0.171)] = 0.7362 МНм >

М = 0.6863МНм

         Аналогично ведем расчет и для других сечений. Так как для всех сечений выполняется условие М Мcrc, балк5у по деформациям рассчитываем как сплошное тело.

         Расчет по прочности наклонных сечений выполняем при= 1 и

sp= 1. Рассмотрим сечение в конце длины зоны передачи напряжения р = 0.892 м. проверку осуществляем на уровне центра тяжести сечения. Принимаем для расчета Q = 207.3 кН = 0.2073 МН.

         Нормальные напряжения в центре тяжести его

x= Р02/ Аred= 0.737 : 0.2019 = 3.65 МПа (сжатие)

Так как предварительно напряженная поперечная арматура отсутствует, yp= 0. При = х/hx= 0.977 : 0.892 = 1.095 > 0.7 : у,loc= 0.

         Статический момент приведенной площади части сечения, расположенной выше его центра тяжести, относительно нулевой линии:

Sred= 0.2  0.6012/2 = 0.03606 м3

Касательные напряжения:

Главные растягивающие и главные сжимающие напряжения:

= (- 1.825    3.079) МПа;

mt= - 1.825 + 3.079 = 1.254 МПа;

mc= - 1.825 - 3.079 = - 4.904 МПа.

Так как <b4 Rb,ser=  11.6 МПа и mt<Rb,ser= 2.05 МПа, то наклонные трещины  на рассматриваемом уровне не образуются.

2.2.12 Расчет балки по раскрытию трещин

           Расчет выполняем по непродолжительному раскрытию трещин в сечениях IIII и IIIIII на действие всей нагрузки при = 1 и = 1.

          Определяем ширину раскрытия трещин для сечения IIIIII.

При ss=  (0.00108 / 0.2  1.29) 5.54 = 0.023, вычисляем значение Z.

           В связи с наличием верхних трещин снижаем величину Р02, умножая ее на коэффициент (1 – λ) :Р02= 1.141 (1 – 0.242) = 0.865 МН

           Так как точка приложения усилия обжатия Р02совпадает с центром тяжести сечения напрягаемой арматуры,sр = 0. Поэтому:

Мs= M = 0.7272 МНм;

=0.075; ƒ= 0;= 0; s,tot= Мs/ Р02=

=  0.7272 : 0.865 = 0.841 м;

= = 0.00108 /0.2  1.29 = 0.00419

Приращение напряжений в арматуре на уровне ее центра тяжести:

а на уровне нижнего ряда умножаем на коэффициент е:

   При = 1 (изгибаемый элемент),= 1 (непродолжительное действие нагрузки) и 𝜂 = 1.2 (для канатов):

Также решается задача и для сечения IIII. Здесь = 0.0258; Р02= 0.852 МН; ℓsр= 0; Мs= M = 0.6863 МНм; s= 0.088; ƒ = 0;  = 0; ℓs,tot= 0.806 м; ξ= 0.637; Z = 0.791 м; e=  1.079; se=  15.62 МПа;  = 0.00466; аcrc= 0.015 мм.

Т.о., в обоих расчетных сечениях ширина раскрытия трещин меньше предельно допустимой аcrc,sh= 0.15 мм.

  1.  Расчет по закрытию нормальных трещин.

         Рассматриваем сечение IIIIII, которое в отношении трещиностойкости находиться в наименее благоприятных условиях.

         Определяем момент закрытия трещин при = 1 и = 0.966. Так как

Так как

sp,2 se=  939.8  24.4 = 964.2 МПа 0.8 Rs,ser 0.8  1400 1120 мПа

условия выполняются, что гарантирует от возникновения необратимых деформаций в арматуре.

Т.о. при действии постоянных и длительных нагрузок трещины, образовавшиеся при полной нагрузке, надежно закрыты.

  1.  Определение прогиба балки.

         Прогиб балки определяем как для сплошного тела.

         Двускатная балка представляет собой стержень переменного сечения. Определяем кривизну в сечениях 0 – 0 (у опоры), II  (в месте подвески подвесного оборудования) и IIIIII  (в середине пролёта). Расчет выполняем при  1 и  1.

         Последовательность определения кривизны показана для сечения

IIIIII. В этом сечение момент от продолжительно  действующей части нагрузки М = 0.6256 МНм, а от непродолжительно действующей

МshМ М =0.7272  0.6256 = 0.1016  МНм.

         Кривизна от внешней нагрузки:

Кривизна при выгибе от усилий  предварительного обжатия с учетом всех потерь:

         Деформации верхних и нижних волокон, вызванные усадкой и ползучестью бетона от его обжатия:

ξshsp,c Еs = (19.7 + 42.5 + 73.8)  180 000 = 7.56 ;

ξsh 0.   Кривизна:

        Полная кривизна:

0.68

Аналогично определяем  кривизны и  в других сечениях. Результаты вычислений приведены в таблице.

Кривизны в сечениях балки покрытия

вычисляемые величины

Единица измерения

Значение величин в сечениях

0 – 0

II

IIIIII

М

МНм

0.1465

0.3269

0.6256

Мsh

МНм

0.0052

0.0416

0.1016

Р02

МН

0.362

0.967

1.014

op

м

0.475

0.526

0.715

sh10 4

-

3.32

10.0

7.56

104

м-1

0.17

0.89

0.82

104

м-1

8.71

17.98

10.58

10 4

м-1

4.67

8.23

4.86

10 4

м-1

4.07

9.43

5.86

104

м-1

0.14

1.21

0.68

Полный прогиб балки определяем с учетом образования верхних трещин при обжатии:

ƒ = 11.7 2 1.15 ( 0.14 + 6.121 + 8.068) : 216 = 0.000915 м

Предельно допустимый прогиб для элементов покрытий при ℓ > 10 м

ƒlim= ℓ/250 = 11.7 : 250 = 0.0468 м

расчеты свидетельствуют о том, что проектируемая балка покрытия удовлетворяет требованиям расчета на несущей способности и по пригодности к нормальной эксплуатации.

  1.  Организационно-технологический раздел

  1.  3.1 Технологическая карта на монтаж элементов каркаса
  2.  производственной части здания
    1.  Схема расположения элементов каркаса

План и разрезы производственной части корпуса подготовки воды приведены на рисунках 28-30.

Рисунок 28 -  Схема расположения колонн и балок покрытия

Рисунок 29 − Продольный  разрез 1-1. Схема расположения элементов связей

Рисунок 30 −  Поперечный   разрез 2-2

Таблица  1 − Спецификация монтируемых элементов

Наименование,марка

Кол-во, шт

Вес,т

Примечание

1.

Колонны

К1-38, К40

К39

К41

83

4

2

3.3

2.4

2.2

Bxh=

400x400

2.

Балки Б1-Б10

60

5.4

3.

Плиты покрытия

П1-П4

П5-П6

П7

П8

П9

П10-П11

167

21

1

4

1

2

2.65

3.2

3.4

3.6

3.3

1.5

3х6 м

1.5х6м

Продолжение таблицы 1

Наименование,марка

Кол-во, шт

Вес,т

Примечание

4.

Перегородки

П1-П7

П2-П3

П4

П5

П6

252

28

40

28

5

1,78

0,87

0,88

0,42

1,6

5,

Плиты перекрытия

ПП5

ПП6

7

10

2,4

1,7

1,5x6 м

1,5х3 м

6.

Стеновые панели

ПС27, ПС-28

ПС-4, 5, 9,10

ПС15, 16-20

ПС 1-3, 7-8

ПС11-14, ПС-26

ПС22, Пс-23

ПС-24

ПС-25

10

14

66

10

61

10

15

9

6,78

4,70

4,46

3,14

3,12

2,21

0,88

0,44

l=12 м

7.

Окна

ОДР48,18

19

6.37

h=1,8

8.

Связи

С103

С105

С112

С114

С123

4

8

2

4

48

1.48

3.04

0,8

1,6

7,63

3.1.2.Выбор монтажных приспособлений

На основании данных о габаритах и массе конструктивных элементов здания выбираем по инструкциям и альбомам, рекомендованным захватные приспособления для подъема конструкций и кондукторы для их временного закрепления.

Подбираем монтажные приспособления, которые имеют наименьшую массу, просты по конструкции, надежны и удобны в эксплуатации, универсальны, т.е. пригодны при монтаже разных конструктивных элементов, уменьшают трудоемкость работ и обеспечивают их безопасность благодаря дистанционности управления.

Таблица 2 – Ведомость монтажных приспособлений

Наименование

Эскиз

Q

Масса,кг

Высота,м

Назначение

1

2

3

4

5

6

7

1

Строп 2-х ветвевой

2СК-12,5/6000     

#M12293 0 1200000362 3271140448 1231835650 247265662 4291740086 557313239 2960271974 3594606034 4293087986ГОСТ 25573-82#S

#M12293 1 1200001003 4294960984 580323389 3222109181 1964356783 975686508 1188222463 1236444583 4294967270РД 10-33-93#S

строп СКК-3,2/3000

СКК-3,2/5000

#M12293 0 1200000362 3271140448 1231835650 247265662 4291740086 557313239 2960271974 3594606034 4293087986ГОСТ 25573-82#S

5.0

18

2,2

Установка панелей стен. выгрузка и раскладка панелей и перегородок

2

Строп 4ветвевой

4СК1-10,0/5000

4СК-8,0/5000

#M12293 0 1200000362 3271140448 1231835650 247265662 4291740086 557313239 2960271974 3594606034 4293087986ГОСТ 25573-82#S#M12293 1 1200001003 4294960984 580323389 3222109181 1964356783 975686508 1188222463 1236444583 4294967270

РД 10-33-93#S

5.0

215

9.3

Выгрузкаи раскладка плитпокрытияиперекрытия

3

Строп 4ветвевой

4СК1-10,0/5000

4СК-8,0/5000

#M12293 0 1200000362 3271140448 1231835650 247265662 4291740086 557313239 2960271974 3594606034 4293087986ГОСТ 25573-82#S

#M12293 1 1200001003 4294960984 580323389 3222109181 1964356783 975686508 1188222463 1236444583 4294967270РД 10-33-93#S

1,2

Строповка балок и перемычек

Продолжение таблицы 2

2

3

4

5

6

7

Полуавтоматический захват ПСК

а – штыревой захват с дистанционным управлением; б – то же без дистанционного управления;

1 – выдвижной штырь (вводится в отверстие колонны); 2 – канат; 3 – траверса; 4 – колонна

8

135

0,5

строп 2-х ветвевой

2СК-12,5/6000     

#M12293 0 1200000362 3271140448 1231835650 247265662 4291740086 557313239 2960271974 3594606034 4293087986ГОСТ 25573-82#S#M12293 1 1200001003 4294960984 580323389 3222109181 1964356783 975686508 1188222463 1236444583 4294967270

РД 10-33-93#S

строп облегченный                         СКК-2,0/2000

#M12293 0 1200000362 3271140448 1231835650 247265662 4291740086 557313239 2960271974 3594606034 4293087986ГОСТ 25573-82#S

#M12293 1 1200001003 4294960984 580323389 3222109181 1964356783 975686508 1188222463 1236444583 4294967270РД 10-33-93#S

Строповка горизонтальной связи

Строп 4ветвевой

4СК1-10,0/5000

4СК-8,0/5000

#M12293 0 1200000362 3271140448 1231835650 247265662 4291740086 557313239 2960271974 3594606034 4293087986ГОСТ 25573-82#S

#M12293 1 1200001003 4294960984 580323389 3222109181 1964356783 975686508 1188222463 1236444583 4294967270РД 10-33-93#S

1,2

Строповка балок и перемычек

Продолжение таблицы 2

1

2

3

4

5

6

7

Строп двухветвой 2СТ-

10/4000 в комплекте грузо-

подъёмностью 10 т. Шифр

29700-41и; -100; -103; -109.

Монтаж двухскатных балок

серий 1.462-1 и 1.463-3

длиной 12 и 18 м массой до

10 т: 1- строп 2СТ-10.0/4000;

2-строп СКК1-8/3200; 3-

пружинный замок Пр8; 4-канат для расстроповки

14,0

143

5.3

Строповка стропильных балок

Приставная лестница

-

236

7.2

Обспечение рабочего места на высоте

Клиновой вкладыш

-

6,5

-

Выверкаи временное закрепление колонн при установке

Продолжение таблицы 2

1

2

3

4

5

6

7

Инвентарная рампорка

-

6.3

-

Временное закрепление сиропильных балок пришаге  6 м

Подъемная вышка-площадка на автомобиле

0.2

5500

8,9

Обспечение рабочего места на высоте до 10 м

  1.  Методы монтажа конструкций

Монтаж конструкций каркаса производственной части корпуса водопоготовки осуществляется следующими частными потоками;

- монтаж стеновых панелей длиной 12 м по оси 4;

- монтаж колонн;

- монтаж стропильных балок и плит покрытия;

Монтаж стеновых панелей.

Схема разбивки здания на захватки:

I захватка – пролет М-Н;

II захватка – пролет -ЖК;

III захватка – пролет КМ;

IV захватка – пролет Г-Ж;

захватка – пролет А-Г.

Схема монтажа конструкций приведена на рисунке 31.

Рисунок  31 - Схема монтажа конструкций:

- ось движения крана при монтаже стропильных балок и плит

покрытия

   - ось движения крана при монтаже колонн

- ось движения крана при монтаже стеновых панелей длиной 6 м

   - ось движения крана при монтаже стеновых панелей длиной 12 м

Конструкции каркаса здания монтируются методом со склада с предварительной раскладкой элементов в зоне монтажа.

Фрагменты схем монтажа конструкций каркаса приведены на рисунках 32-35.

Рисунок  32 - Схема монтажа колонн

Рисунок  33 - Схема монтажа балок покрытия

Рисунок  34 - Схема монтажа плит покрытия

Рисунок  35 - Схема монтажа стеновых панелей

3.1.5 Расчет основных параметров  монтажных кранов

А) при монтаже колонн

Грузоподъемность монтажного крана: Q = qэ+ qм,

где qэ– масса элемента, поднимаемого краном;

qм– масса монтажного приспособления;

Q = 3.3 + 0.135 = 3.435 т.

Высота подъема крюка над уровне установке крана:

Мс= hо + hз + hэ + hс + hпол,

Гдеhо– высота, на которую устанавливается монтажный элемент;

hз= 0.8 м – величина зазора над уровнем установки элемента;

hэ– высота устанавливаемого элемента;

hс– высота строп;

hпол = 2.0 м – высота полиспаста;

Мс= 0 + 0.8 + 7.2 + 0.5 + 2.0 = 10.5 м.

Необходимый вылет стрелы определяем по схеме монтажа, нанесенной на план здания: ℓкр= 6.7 м.

Длина стрелы: , где b3 = 1.6 м, hм = 1.7 – см

Б) при монтаже балок покрытия

Q = 5.4 + 0.511 = 5.911m;

Мс= 7.2 + 0.8 + 1.2 + 5.0 + 2.0 = 16.2 м.

Необходимый вылет крюка при требуемой высоте подъема:

где b = 0.8 м, b1, b2= 0.5 м – см

м

В) при монтаже плит покрытия

Q = 3.6 + 0.215 = 3.815 т;

Мс= 8.4 + 0.8 + 0.3 + 9.3 + 2.0 = 20.8 м;


м.

Г) при монтаже стеновых панелей ℓ= 6 м

Q = 4.7 + 0.018 = 4.718 т;

Мс= 7.8 + 0.8 + 1.8 + 2.2 + 2.0 = 14.6 м;


м.

Д) при монтаже стеновых панелей ℓ = 12 м

Q = 6.78 + 0.45 = 7.23 т;

Мс= 8.4 + 0.8 + 1.2 + 1.8 + 2.0 = 14.2 м;

м.

Выбираем следующие типы кранов:

  1.  На монтаж колонн и стеновых панелей ℓ= 6 м

пневмоколесный кран: I вариант – КС - 4561А;

II вариант – МКА – 16;

  1.  На монтаж балок и плит покрытия, перегородок, стеновых панелей ℓ = 12 м гусеничный кран:

I вариант – ДЭК – 251;

II вариант – МКГ – 25 БР.

Параметры монтажных кранов приведены в таблице

Монтажные характеристики кранов

II вариант

Марка монтажного крана

МКА  - 16

МКТ – 25БР (гусек)

''

''

МКА - 16

параметры

c,

м

15.0

23.5 + 5

''

''

15.0

кр ,м

15.0

14.0

''

''

15.0

Q

11.5

17.0

''

''

11.5

I вариант

марка монтажного  крана

КС – 4561А

ДЭК – 251 (гусек)

''

''

КС – 4561А

параметры

c,м

14.0

19.0 + 5

''

''

14.0

крм

13.0

23.2

''

''

13.0

Q, м

12.0

5.0

''

''

12.0

Расчетные

параметры

c,м

10.2

14.8

20.5

13.4

13.7

кр

6.7

4.5

8.9

6.4

6.1

Q

3.44

5.91

3.82

7.23

4.72

Наименование конструкций

колонна

балка

покрытия

Плита

покрытия

Стеновая

панель

= 12 м

Стеновая

панель

= 6 м

Для выбора наиболее оптимального и экономичного варианта выполняем технико – экономические сравнения вариантов применения монтажных кранов.

3.1.6 Технико – экономическое сравнение вариантов применения монтажных кранов

         Средняя эксплуатационная производительность крана:

Где   Кпр – коэффициент, учитывающий неизбежные внутрисменные перерывы  в работе машины, Кпр  = 0.8;

Кперех – переходный коэффициент от производственных норм и сметных, учитывающий внутрисменные перерывы по метеорологическим и технологическим причинам, Кперех = 0.75;

tц.э. – время одного цикла работы крана, мин., равное

tц.э. = tмаш. + tручн.,

где      tмаш. – время работы машины,

tручн. – время, расходуемое на ручные операции;

где    Мкр – высота подъема и опускания крюка, м;

V1, V2 – скорости подъема и опускания крюка, м/мин;

– угол поворота стрелы, град;

n – число поворотов стрелы, об/мин;

гр, ℓпор – расстояние горизонтального перемещения крюка с грузом или без груза за счет движения каретки или изменения вылета стрелы, м;

Vкр – скорость перемещения крюка, м/мин;

Кпов= 0.75; Ккр = 1.0

КС – 4561 А

МКА - 16

Монтаж колонн

+  + 0.75 +  1.0 = 1.79 мин

tручн= 41 мин

tмаш= +  + 0.75 +  1.0 = 1.26 мин

tручн= 41 мин

Монтаж стеновых панелей

tмаш= +  + 0.75 +  1.0 = 2.76 мин

tручн= 40 мин

tмаш= +  + 0.75 +  1.0 = 2.16 мин

tручн= 40 мин

tц.э.уср=  = 42.77 мин

tц.э.уср=  = 42.19 мин

Рср =  = 23.3 т

Пэ.ср.см = 3.3 = 22.8 т/см

То.см = 909.1 : 22.8 = 40 см

Пэ.ср.см = 3.3 = 23.1 т/см

То.см = 909.1 : 23.1 = 39.5 см

ДЭК - 251

МКГ – 25 БР

Монтаж балок покрытия

tмаш= +  + 0.75 +  1.0 = 4.17 мин

tручн= 60 мин

tмаш = +  + 0.75 +  1.0 = 3.98 мин

tручн= 60 мин


Продолжение таблицы

Монтаж плит покрытия

tмаш= +  +0.75 +  1.0 = 4.83 мин

tручн= 14.4 мин

tмаш= +  + 0.75 +  1.0 = 4.71 мин

tручн= 14.4 мин

Монтаж стеновых панелей (= 12 м)

tмаш= +  + 0.75 +

+ 1.0 = 3.1 мин

tручн= 48 мин

tмаш = +  + 0.75 +

+  1.0 = 3.2 мин

tручн= 48 мин

ДЭК - 251

МКГ – 25 БР

tц.э.уср=

= 33.2 мин

tц.э.уср=

 = 30.4 мин

Рср =  = 3.48 т

Пэ.ср.см = 3.48 = 30.9 т/см

То.см= 925.8 : 30.9 = 30 см

Пэ.ср.см = 3.48 = 33.8 т/см

То.см = 925.8 : 33.8 = 27.5 см

Себестоимость монтажа  1т конструкции:

Где 1.5 , 1.08 – коэффициенты соответственно накладных расходов на зарплату монтажников и на эксплуатацию машин и единовременные затраты;

Σ3 – сумма заработной платы звена монтажников за смену;

Сп – сумма затрат на подготовительные работы;

Пэ.уср. – усредненная эксплуатационная производительность крана в смену т/ см

Где  V – общий объем монтажных работ, т

Где Е – единовременные затраты по доставке, монтажу и демонтажу крана с учетом косвенных расходов;

То.см – число смен работы крана на данном объекте;

Г – годовые амортизационные отчисления с учетом косвенных расходов;

Тч– нормативное число смен работы крана в году;

Ст.э– текущие эксплуатационные затраты в смену

КС – 4561 А

МКА - 16

= + + 3.6  100 = 723.24 руб;

Σ3 = 3070 руб;

Пэ.уср. = = 22.8 т/см;

Сп = 1.46  480  = 700,80 руб;

Се = + = 785.84 руб

= + + 3.66   = 377.65 руб;

Σ3 = 3070 руб;

Пэ.уср. = = 23.1 т/см;

Сп = 1.46  480  = 700,80 руб;

Се = + = 410.84 руб

ДЭК - 251

МКГ – 25 БР

= + + 3.07 = 317.65 руб;

Σ3 = 3360 руб;

= + + 3.12 = 314.81 руб;

Σ3 = 3360 руб;


Продолжение таблицы

Пэ.уср. = = 30.9 т/см;

Сп = 0.52  480  = 249,60 руб;

Се = + = 346.30 руб

Пэ.уср. = = 33.8 т/см;

Сп = 0.52  480  = 249,60 руб;

Се = + = 342.30 руб

Трудоемкость единицы продукции:

Те = Тм + Тр + Тпер + Тм,д + Тпут,

Где Тм– трудоемкость управления краном и обслуживания его машинистом за время работы крана на его объекте:

Тм = N То.см,

Где N – количество машинистов, обслуживающих кран;

Тр – трудоемкость выполнения механизированной установки конструкций при  среднем количестве рабочих в звене:

Тр= То.см Nср 8.2,

ГдеNср =ΣТчел.дн/ ΣТдн,

ΣТчел.дн – общая трудоемкость монтажников  занятых на установке конструкций;

ΣТдн – продолжительность работы по установке конструкций звеном монтажников, смен;

Тпер – трудоемкость преобразования крана на заданное расстояние;

Тм.д– трудоёмкость монтажа и демонтажа

Тпут – трудоемкость устройства временных дорог

Кс – 4561 А

МКА - 16

Тм = 1  40  8.2 = 328 чел.час;

Nср = 5 чел;

Тр = 40  5  8.2 = 1640 чел.час;

Тпер = 0.37 чел.час;

Тпут = 0.23  480 = 110.4 чел.час;

Те = = 2.29

Тм = 1  39.5  8.2 = 323.9 чел. час;

Nср = 5 чел;

Тр = 39.5  5  8.2 = 1619.5 чел. час;

Тпер = 0.37 чел. час;

Тпут = 0.23  480 = 110.4 чел. час;

Те = = 2.26

ДЭК - 251

МКГ – 25 БР

Тм = 1  308.2 = 246 чел. час;

Nср = 5 чел;

Тр= 30  5  8.2 = 1230 чел. час;

Тпер = 0.75 чел. час;

Тм.д. = 47 чел. час;

Тпут = 0.23  480 = 110.4 чел. час;

Те =

= 1.92

Тм = 1 27.5 8.2 = 225.5 чел.час;

Nср = 5 чел;

Тр = 27.5  5  8.2 = 1127.5 чел. час;

Тпер = 0.75 чел. час;

Тм.д. = 47 чел. час;

Тпут = 249.6 чел. час;

Те =

= 1.78

Приведенные удельные затраты на 1 т конструкций:

Эуд= Се + Куд Ен

Где Се - себестоимость единицы монтажных работ

Ен= 0.12 – нормативный коэффициент эффективности,

Куд – удельные капитальные вложения:

Куд= Смг

Где См – расчетная стоимость механизмов, учитывающих в процессе монтажа, руб;

Пг – годовая выработка машины:

Пг = Пэ.уср Тгод.см

Где Тгод.см – нормативное число смен работы крана в году.

КС – 4561 А

МКА - 16

Пг = 22.8  409 = 9325.2 т;

Куд = = 231руб;

Эуд = 785.84 + 231  0.12= 813.56

руб.

Пг = 23.1  409 = 9447.9 т;

Куд = = 357руб;

Эуд = 410.84 + 357  0.12 = 453.68 руб.

ДЭК - 251

МКГ – 25 БР

Пг = 30.9  411 = 12699.9 т;

Куд = = 178руб;

Эуд = 346.30 + 178  0.12  = 367.66руб.

Пг = 33.8  411 = 13891.8 т;

Куд = = 179руб;

Эуд = 342.30 + 179  0.12 = 363.78 руб.

Полная расчетная себестоимость:

С1.2= То.см К1 + 3К2 + ΣСп,

Где З – заработная плата всех рабочих;

К1= 1.08 – коэффициент, учитывающий накладные расходы на механизированные процессы

К2= 1.5 – то же, на ручные операции

КС – 4561 А

МКА - 16

С1= 723.24 40  1.08 + 1228.0 1.5 + 700.80  = 33786.80 руб

С2= 377.65 39.5 1.08 + 1212.6 1.5 + 700.80 = 18630.30 руб

ДЭК - 251

МКГ – 25 БР

С1= 317.6530  1.08 + 1008.0 1.5 + 249.60 = 12053.46 руб

С2= 314.81 27.5 1.08 + 924.0 1.5 + 249.60 = 10985.46 руб

Стоимость основных и оборотных производственных фондов:

где М1.2– инвентарно –расчетная стоимость комплекта машин, руб;

Т1.2- продолжительность работ, см;

Тн – нормативное время работы ведущей машины в году, см

КС – 4561 А

МКА - 16

К1= = 210220руб

К2= = 325510 руб

ДЭК - 251

МКГ – 25 БР

К1= = 164820 руб

К2= = 165940 руб

Сравнение вариантов принятых монтажных кранов производим по формуле:

Э = (С1– С2) + Ен1– К2);

Э1 = (33786.80 – 18630.30) + 0.12 (210220 – 325510) = 1321.70 руб.

Э2 = (12053.46 – 10985.46) + 0.12 (164820  165940) = 933.60 руб

Расчетные показатели кранов приведены в таблице

Технико – экономические показатели

показатели

Варианты на монтаже колонн и стеновых панелей  (= 6 м)

Варианты на монтаж балок и плит покрытия стеновых панелей  (= 12 м)

I

КС – 4561 А

II

МКА -16

I

%

I

%

I

ДЭК - 251

II

МКГ – 25 БР

I

%

II

%

Се,

руб/т

785.84

410.84

100

104.7

2346.30

342.30

100

95.4

Те,чел.час

2.29

2.26

100

98.7

1.92

1.78

100

92.7


Продолжение таблицы

То.см,

см

40

39.5

100

98.8

30

27.5

100

91.7

Эуд,

руб

813.56

453.68

100

108.5

2.61

367.66

100

95.6

К,руб

210220

325510

100

154.8

164820

165940

100

100.7

         Сравнивая технико – экономические показатели кранов по монтажу конструкций, принимаем:

–  на монтаже колонн и стеновых панелей ℓ= 6 м:

I вариант – пневмоколесный кран КС – 4561А,стр= 14м

–  на монтаже балок , плит покрытия  и стеновых панелейℓ = 12 м:

II вариант –  гусеничный кран МКГ – 256 БР, стр = 23.5 м и ℓгус= 5 м

3.1.7 Транспортные средства

Техническая

Коэффициент использования

0.99

0.90

0.83

0.89

0.97

Общая масса перевозимого груза

19.8

10.8

14.4

18.8

20.4

Число перевозимых элементов, шт.

6

2

4

4

3

грузоподъемность, т

20

12

17.3

21

21

Марка транспортного средства

ББ – 2Л

ПП - 12

У - 154

ПФ - 11

ПФ - 11

Габариты элемента, м

Н

0.4

1.39

0.3

1.8

1.2

А

0.4

0.2

3.0

0.3

0.3

L

8.0

12.0

6.0

6.0

12.0

Масса элемента, т

3.3

5.4

3.6

4.7

6.8

Наименование перевозимых элементов

Железобетонные колонны

Балки покрытия

Плиты покрытия

Стеновые панели

= 6 м

Стеновые панели

= 12 м

3.1.8  Калькуляция трудовых затрат и заработной платы

примечание

11

m= 3.3т

m=

5.4т

Состав звена по ЕНиР

Кол –

во

10

2

1

5

2

2

1

6

Проф.,

разряд

9

Так. 3, 2р

Маш.6р

Монт.5р

-          4р

-          3р

-          2р

Монт.4, 3р

Так.3, 2р

Маш.6р

Монт.6р

-         5р

-         4р

-         3р

-         2р

Маш.6р

заработная плата на объем работы, руб.

8

46.7

36.9

185.92

29.9

49.8

482

382

153

185.6

расценка, руб.

7

56.3

44.5

2.24

0.60

0.80

0.63

2.55

0.58

Затраты на весь объем работ, чел.час

маш.см

6

69.7

34.9

41.5

9.1

12.5

72.0

36.0

23.6

28.8

Норма  времени чел.час

маш.см

5

0.84

0.42

3.4

0.34

1.2

1.2

0.6

5.0

1.0

параграфы и пункты ЕНиР

4

Е25 – 14

Е4 – 1– 4

Е4 – 1-25

Е25 – 14

Е4 – 1– 6

Объем работ

всего

3

83

83

83

60

60

Ед.

изм.

2

шт

шт

шт

шт

шт

наименование основных, транспортных и вспомогательных затрат

1

Выгрузка колонн

Установка колонн

Заделка стыков

Разгрузка балок покрытия

Монтаж балок покрытия

Продолжение таблицы

11

5 разр

m = 0.4т

m = 0.2т

5 разр.

m = 3.6т

10

4

3

3

4

4

4

3

4

4

2

9

Сварщ.3, 4, 5, 6р

Так.3, 2р

Маш.5р

Так.3, 2р

Маш.6р

Монт.5, 4,3рМаш.6р

Монт.5,4, 3р

Маш 6р

Сварщ.6, 5, 4, 3р

Так.3, 2р

Маш.6р

Монт.4,3,2р

Маш.6р

Сварщ.6, 5, 4, 3р

Монт.4, 3р

8

12.09

8.70

5.90

47.6

37.6

510

240

12.6

5.70

16.12

109.8

86.8

173.55

28.21

64.6

7

4.03

48.2

32.6

99.2

78.4

28

12.7

26.4

11.7

4.03

56.3

44.5

0.89

4.03

3.4

6

1.4

12.9

6.5

71.0

35.5

6.3

2.2

15.6

5.4

1.9

163.8

81.9

29.25

7.3125

3.33

10.2125

5

2.5

0.72

0.36

1.48

0.74

0.35

0.12

0.33

0.11

4.6

0.84

0.42

1.2

0.3

3.8

6.4

4

Е22 – 1 – 33

Е25 – 14

Е25 – 14

Е5 – 1 – 6

Е5 – 1 – 6

Е22 – 1 – 6

Е25 – 14

Е4 – 1 – 7

Е22 – 1 – 6

Е4 – 1 – 26

3

3.0

18

48

18

48

3.6

195

195

7.0

19.0

2

10м

шва

шт

шт

шт

шт

10м

шва

шт

шт

10 м

шва

100м

1

Сварка закл. деталей

Разгрузка связей по балкам, распорок

Установка связей распорок

Сварка закл. деталей

Выгрузка плит покрытия

Укладка плит покрытия

Сварка закл. деталей

Заделка стыков в плитах покрытия

Продолжение таблицы

11

m = 2.4т

m = 1.78 т

10

3

5

4

2

3

5

4

1

9

Такел.3, 2р

Маш.5р

Монт.4, 3, 2р

Маш.6р

Сварщ.6, 5, 4, 3р

Монт.4, 3р

Монт.3,2р

Маш.5р

Монт.5, 4, 3, 2р

Маш.6р

Сварщ.6, 5, 4, 3р

Монт.4р

8

820

560

8.7

3.2

4.03

3.8

137.3

93.2

268.3

93.5

52.39

195.7

7

48.2

32.8

50.9

19.1

4.03

47.7

38.9

26.4

76

26.5

4.03

96.4

6

12.3

6.1

12.3

3.10

0.5

5.1

204.7

102.4

353

88.3

6.2

247.7

5

0.72

0.36

0.72

0.18

3.8

6.4

0.58

0.29

1.0

0.25

3.3

1.22

4

Е25 – 14

Е4 – 1 – 7

Е22 – 1 – 6

Е4 – 1 – 26

Е25 – 14

Е4 – 1 – 8

Е22 – 1 – 6

Е4 – 1 – 28

3

17

17

0.6

0.8

353

353

12.4

203

2

шт

шт

10м

шва

100м

шт

шт

10м

шва

10м

шва

1

Разгрузка плит перекрытия

Укладка плит перекрытия

Сварка закл. деталей

Заливка швов плит перекрытия

Выгрузка перегородок

Установка перегородок

Сварка заклепочных деталей

Конопатка, зачеканка, расшивка швов

Продолжение таблицы

11

m = 6.78 т

m = 4.7 т

10

3

4

4

3

18

4

2

3

9

Такел.3, 2р

Маш.5р

Монт.5, 4, 3р

Маш.6р

Сварщ.6, 5, 4, 3р

Такел.3, 2р

Маш.6р

Монт.5,4, 3, 2р маш.6р

Саврщ.6, 5, 4, 3р

Монт.4, 3р

Монт.4, 3р

Маш.6р

8

193

131

10.02

2.28

911

721

304

106

2.28

20.5

123.9

98.1

7

32.2

21.8

1.67

2.28

91.1

72.1

304

106

2.28

13.78

67

53

6

2900

144

2.6

0.7

0.3

13.6

6.8

4000

1000

0.3

27.8

185

925

5

0.48

0.24

0.96

0.32

3.3

1.36

0.68

4.0

1.0

3.3

18.5

100

50

41.85

Е25 – 14

Е5 – 1 – 6

Е22 – 1 – 6

Е25 – 14

Е4 – 1 – 8

Е22 – 1 – 6

Е4 – 1 – 26

Е25 – 14

3

6

6

0.6

10

10

0.5

1.5

1.85

2

шт

шт

10 м

шва

шт

шт

10м

шва

100м

шт

1

Разгрузка колонн фахверка

Установка колонн фахверка

Сварка заклепочных деталей

Разгрузка стен панелей

ℓ = 12 м

Установка панелей стен

ℓ = 12 м

Сварка заклёпочных деталей

Заливка швов стеновых панелей

Разгрузка стен панелей

ℓ = 6 м

Продолжение таблицы

11

10

5

4

2

9

Монт.5, 4, 3, 2р

Маш.6р

Сварщ.6, 5, 4, 3р

Монт.4, 3р

8

421.8

147.1

19.5

181.9

7

228

79.5

300

13.78

6

55.5

13.8

21.5

244.2

5

3.0

0.75

3.3

18.5

4

Е4 – 1 - 8

Е22 – 1 - 6

Е4 – 1 – 26

3

185

6.5

13.2

2

шт

10м

шва

100м

1

Установка панелей стен ℓ = 6 м

Сварка заклёпочных деталей

Заливка швов

3.1.9. Указания к производству работ по монтажу конструкций каркаса

производственной части

         До начала монтажа колонн должны быть выполнены следующие работы:

  1.  Забетонированы и приняты по акту с исполнительной съемкой фундаменты под каркас здания;
  2.  Произведена обратная засыпка пазух котлована с уплотнением;
  3.  Закончены работы по устройству подземного хозяйства;
  4.  Нанесены риски установочных осей на верхние грани фундаментов и боковые грани колонн;
  5.  Закрыты стаканы фундаментов щитами для предохранения от загрязнения;
  6.  Устроены дороги для проездов кранов и автомобилей;
  7.  Завезены и складированы у мест монтажа колонны, подготовлена монтажная осностка.

         Монтаж колонн осуществляется пневмоколесным краном КС -4561А с

Lстр = 14 м. подъем и установка колонн осуществляется при помощи полуавтоматического захвата. Колонны при помощи монтажного крана устанавливаем в стаканы фундаментов на подстилающий слой бетона. После установки колонны и выверки ее в вертикальных плоскостях устанавливают кондуктор до достижения бетоном в стенках проектной прочности.

До начала монтажа балок покрытия должны быть выполнены следующие работы:

  1.  Смонтированы колонны на длинной захватке;
  2.  Уложены плиты перекрытия;
  3.  Завезены и складированы у мест монтажа балки покрытия;
  4.  Подготовлена монтажная оснастка;

         Установка балок покрытия и укладка плит покрытия осуществляется при помощи крана на гусеничном ходу МКГ – 25БР с Lстр = 23.5м

         Строповка балок осуществляется траверсой, плит покрытия - четырехветвевым стропом.

Проектное крепление балок и плит покрытия осуществляется с приставных металлических лестниц.

Монтаж конструкций по оси 4 выполнить краном МКГ – 25БР сразу после окончания монтажа двухэтажной части корпуса (стоянки 1 5), в ом числе стеновые панели = 12 м

Дорогу под краном устроить по песчано-гравийной смеси из плит 4.5х1.5м.

Первую с торца здания балку крепят расчалками , которые закрепляют за переставные инвентарные якоря. Устойчивость балок в процессе монтажа обеспечивается с помощью инвентарной распорки. Инвентарные распорки и расчалки снимают по мере укладки и приварки плит покрытия. Плиты покрытия укладывают с одного конца балки к другому, начиная со стороны ранее смонтированного пролета.

Монтаж стен ведется самостоятельным потоком после полного монтажа каркаса одноэтажной части и монтажа стеновых панелей двухэтажной части и по оси 4.

Укладка стеновых панелей ведется  пролетами снизу вверх. Монтаж вышележащих стеновых панелей производиться только после выполнения всех сварных соединений и их антикоррозийной защиты, заполнения горизонтальных швов на нижележащих панелях.

Приемка и закрепление стеновых панелей осуществляется с приставных лестниц. Расшивку швов производить с люльки, подъем которой осуществляется через консольную раму.

Для монтажа стеновых панелей и установки консольной рамы используется кран КС -4561А.

Прием и закрепление стеновых панелей ведут параллельно с работой крана КС- 5461А, а расшивку швов и окраску – с отставанием на один шаг колонн.

Для подъема стеновых панелей применяются двухветвевые стропы.

3.1.10. Техника безопасности при производстве монтажных работ

         При производстве строительно – монтажных работ следует строго соблюдать правила и требования СНиП(10), при этом особое вн6имание следует уделять следующему:

  1.  К самостоятельным верхолазным работам допускаются лица не моложе 18 лет, имеющие стаж верхолазных работ не менее 1 года и разряд не менее 3;
  2.  Способы строповки элементов должны обеспечивать их подачу к месту установки в положении, близкому к проектному;
  3.   При перемещении конструкций расстояние между ними и смонтированными конструкциями должно быть по горизонтали не менее 1м, по вертикали не менее 0.5м;
  4.  Не допускается выполнять монтажные работы на высоте в открытых местах при скорости ветра 15м/с и более, при гололедице, грозе или тумане. Работы по перемещению и установки панелей с большой парусностью следует прекращать при скорости ветра 10м/с и более;
  5.  Не допускае6тся нахождение людей под монтируемыми элементами до установки их в проектное положение и закрепления;
  6.  Зона монтажа должна быть ограждена или обозначена знаками безопасности и предупредительными надписями;
  7.  Подвергаются проверки и испытанию: траверсы через 6 месяцев, стропы через 10 дней. Результаты осмотров оформляются актом;
  8.  Приставные лестницы должны быть оборудованы нескользящими опорами и ставиться в рабочее положение под углом 70  750 к горизонтали;
  9.  Грузовые крюки грузозахватных средств, применяемых при монтаже конструкций, должны быть снабжены предохранительными замыкающими устройствами, предотвращающие самопроизвольное выпадение груза.

Для обеспечения безопасных условий труда при монтаже зданий до начала производства работ в монтажных организациях должны быть назначены ответственные лица за организацию работ на монтажной площадке и за безопасную эксплуатацию грузоподъемных приспособлений в соответствии с требованиями.

         В процессе возведения здания должна быть обеспечена устойчивость как отдельных смонтированных  конструкций, так и частей здания и всего каркаса в целом. В процессе монтажа конструкций должны бать установлены и закреплены все монтажные связи. Монтажные связи снимают после окончания бетонирования стыков и достижения бетоном 70% проектной прочности. При достижения этой же прочности снимают кондукторы и другие приспособления, временно обеспечивающих устойчивость смонтированных конструкций. Особое внимание должно быть обращено на качество выполнения стыков. До замоноличивания стыков и узлов конструкций проверяют правильность всех несущих сварных соединений и составляют соответствующий акт.

3.2. Технологическая карта на устройство монолитных фундаментов

под колонны.

3.2.1. Определение объемов работ.

Таблица - Ведомость объемов работ

Наименование работ

Единица

измерения

Объем

Устройство бетонной подушки

м3

139

Установка арматурных сеток краном

148.3

Установка опалубки отдельно стоящих фундаментов

м2

1052

Укладка бетонной смеси

м3

343.6

Разгрузка с автотранспорта, приспособлений, инвентаря, опалубки, арматуры

158

Предварительная сборка армокаркасов подколонников

1 сетка

260

Сварка арматуры

10м шва

16

Демонтаж опалубки

м2

1052

Погрузка на автотранспорт приспособлений, инвентаря, щитов опалубки

97

3.2.2  Выбор оборудования и монтажных приспособлений для выполнения работ

Таблица   Ведомость оборудования, инструментов и приспособлений

Наименование, марка

Кол-во

Назначение

Бункер поворотный БП – 1.0

2

Подача бетонной смеси

Вибратор глубинный ИВ – 47А

1

Вибрирование бетонной смеси

Строп двухветвевой 2СК – 3.2

1

Подъем элементов

Кондуктор – шаблон

1

Сборка армокаркасов подколонников

Сварочный агрегат АСБ - 300

1

Сварка армат. сеток и каркасов

Лестница инвентарная приставная

2

Бетонирование фундаментов

Уровень строительный тип УС - 2

1

Проверка установки элементов опалубки

Отвес строительный технический

1

Проверка установки опалубки и арматуры

Метр складной РСТ – 149 -76

2

Обмер конструктивных элементов

Молоток слесарный

2

Крепление элементов опалубки

Щетка стальная ТУ–36–2460 - 82

10

Очистка опалубки

Лом стальной ЛО - 24

1

Установка опалубки

Ключ гаечный разводной

2

Установка опалубки

3.2.3. Компоновка опалубочной формы

         Для бетонирования фундаментов применяем унифицированную инвентарную разборно – переставную комбинированную опалубку «монолит».

Опалубка состоит из щитов каркасной конструкции, которые имеют сплошную палубу, выполненную из фанеры и разреженному дощатому настилу. Каркас выполнен из уголка, соединение деталей на электродуговой сварке. Соединение щитов опалубки между собой осуществляется пружинными кляммерами, а соединение щитов со схватками обеспечиваются натяжными крюками с клиновым замком. Также в комплект опалубки входят схватки, которые раскладываются поверх щитов для восприятия основных нагрузок.

Для обеспечения жесткости опалубки ступеней применяют тяжи, для закрепления которых применяются клиновые зажимы. Дополнительно обеспечиватьжесткость опалубки стакана фундамента не требуется, т.к. щиты соединены жестко с помощью монтажных углов.

3.2.4. Выбор схемы бетонирования

Для бетонирования фундаментов под каркас применяем схему «кран – бадья». Для подачи бетонной смеси в блок бетонирования выбираем бункер БП – 1.0 объемом 1м3 и массой 490 кг.

Требуемая грузоподъемность крана:

Qкр = Qбет + Qбадьи = 2.5 + 0.49 = 2.99т

Вылет крюка крана определяем в соответствии со схемой бетонирования: Rmax= 9м

Для производства работ выбираем кран КС – 4561А с электрическим приводом максимальной грузоподъемности 16т, основной стрелой 14м.

Для доставки бетонной смеси принимаем автобетоносмеситель СБ – 69Б вместимостью смесительного барабана по готовому замесу 2.5 м3 на базе автомобиля МАЗ – 503.

Для уплотнения бетонной смеси применяем глубинный ручной вибратор ИВ – 47, длина рабочей части 440 мм.

Необходимое количество автобетоносмесителей для бесперебойной работы:

где  Т1 – продолжительность загрузки автотранспортного средства,

Т1 = 15 мин;

Т2 – время прохождения автотранспортного средства в пути от завода товарного бетона к площадке и обратно,

Т2 = 64 мин, расстояние – 16км, средняя  скорость 30 км/час;

Т3 – интервал доставки бетонной смеси к бадье, мин:

где  V – полезная емкость смесительного барабана на автомобиле, м3;

I – интенсивность бетонных работ м3

Принимаем три автобетоносмесителя.

3.2.5 Калькуляция трудовых затрат и зарплаты.

машины

Кол -

во

1

1

1

-

1

-

-

марка

КС – 4561А

пневмокол.

КС – 4561А

КС – 4561А

-

КС – 4561А

-

-

Состав звена

Кол - во

3

3

4

2

2

1

2

разряд

Такел.2р

Маш.6р

Такел.2р

Маш.6р

Арм.2, 4р

Плотн.1, 2р

Бетон.2, 4р

Бетон.2р

Плотн.2, 3р

заработная плата на звено

4069

4252

11760

33870

10308

054

18305

расценка, руб.

1166

1409

1219

1472

28.5

53.5

32.2

30

9

17.4

трудозатраты

Маш.ч

17.38

18.17

9.03

34.45

-

72.16

-

-

Чел.ч

34.76

36.34

36.12

137.46

473.40

144.31

0.84

273.52

Норма времени

Мш. ч

11

11.5

0.105

0.198

-

0.21

-

-

Чел. ч

22

23

0.42

0.79

0.45

0.42

0.14

0.26

объем

1.58

1.58

86

174

1052

343.6

5.97

1052

Ед.

изм.

100т

100т

1 сетка

2

1 м3

100 м2

1 м2

обоснование

1 – 5

1 – 6

4 – 1 – 44

4 – 1 – 34

4 – 1 – 49

4 – 1 – 54

4 – 1 – 34

Наименование

работ

Погрузка и выгрузка самоходными кранами Q до 25 т

Подача арматуры и опалубки стрел самох. Кр. Q до 25 т

Установка арматурных сеток краном: горизонт., вертик.

Усатновка дерево- металл. опалубки

Укладка бетонной смеси в конструк.

Уход за бетоном (поливка бетона)

Разборка дерево – металл.опалубки

3.2.6. указания по производству работ

         До начала установки опалубки и арматуры выполнить следующие работы:

  1.  Бетонную подготовку под ростверк;
  2.  Отсыпку сухим грунтом вдоль движения крана с уплотнением;
  3.  Заготовить щиты опалубки и арматуры на фундаменты и соскладировать их на приобъектном складе (площадке);
  4.  Выполнить освещение стройплощадки для работы в темное время суток.

Разгрузку, раскладку арматурных сеток и монтаж армокаркасов производить автокраном КС - 4561А. Сборку армокаркаса ведут с помощью кондуктора, путем прихватки арматурных сеток между собой электродуговой сваркой.

Сборку каркасов подколонника производят в следующей последовательности:

А) укладывают арматурные сетки на кондуктор и фиксируют в проектном положении вязальной проволокой с последующей электроприхваткой;

Б) снимают армокаркас с кондуктора автокраном и укладывают на площадку для складирования.

          К месту бетонирования каркасы доставляют автотранспортом.

         Арматурные работы выполняют в следующей последовательности:

- установка арматурных сеток на фиксаторы, обеспечивающий защитный слой по проекту;

- после устройства опалубки ступени устанавливают армокаркас подколонника с прикреплением его к нижней сетке вязальной проволокой с последующей сваркой.

         Транспортировку панелей опалубки производят на бортовых  автомобилях. Щиты раскладывают в зоне действия крана в количестве обеспечивающем бесперебойную работу звена опалубщиков в течении смены.

         Перед установкой опалубки выставляют маяки – деревянные колья, забиваемые заподлицо с грунтовым основанием. На маяки красной краской наносят риски, определяющие положение рабочей плоскости щитов опалубки.

         Монтаж опалубки производят двухветвевым стропом. Сначала устанавливают опалубку ступени, а после ее бетонирования - стакана.

         Демонтаж опалубки начинают с разборки креплений, затем при помощи лома отделяют щиты от фундамента.

         После установки и выверки опалубки ростверков приступают к укладке бетонной смеси с послойным уплотнением по схеме кран – бадья.

         Строповку бункера осуществляют двухветвевым стропом.

         Бетонную смесь укладывают слоями толщиной около 400 мм, каждый слой уплотняют вибратором глубиной ИВ – 47.

         Бетонирование фундаментов производят с приставных металлических лестниц.

         Открытые поверхности бетона необходимо защищать от потери влаги путем поливки водой.

         Распалубливание ростверков производить после набором бетонапроектной прочности.

3.2.7. техника безопасности при производстве бетонных работ

         Все работы производить в полном соответствии со СНиП.

         Рабочие, занятые на бетонирование, должны быть проинструктированы и обучены правильному обращению с инструментами.

         При установке опалубки в несколько слоев (ярусов), каждый последующий слой (ярус) следует устанавливать  только после закрепления нижнего яруса. Не разрешается задевать монтируемыми щитами ранее установленные конструкции или их части.

         Систематически контролировать целостность и исправность всех конструкций опалубки. Замеченные дефекты устранить до начала бетонирования.

         Элементы каркасов арматуры необходимо пакетировать с учетом условий их подъема, складирования и транспортирования.

         Корпус вибратора заземляется. При перерывах в работе и переходе бетонщиков с одного места на другое вибратор выключается.

         Разборка опалубки должна производиться с разрушения производителя работ.

         Заготовка и обработка арматуры должна производиться в специально предназначенных местах.

         Перемещение закрытого или порожнего бункера разрешается только при закрытом затворе. Расстояние между нижней кромкой бадьи и поверхностью бетона должна быть не более 1 м.

         Ежедневно перед началом работ проверять состояние арматуры и опалубки. Все неисправности устраняются до начала работ.

3.3. Разработка и проектирование сетевого графика строительства объекта.

3.3.1. Ведомость объемов работ

Наименование работ

Обоснование объема

Ед. изм.

Кол - во

1

2

3

4

Подготовительные работы

Временные дороги

грунтово- гравийные

СГП

М2

3400.3

Устройство временных коммуникаций:

а) временный водопровод б)временное эл. снабжение

в) врем.  канализация г)отопление

СГП

-

-

-

Пог.м

Пог.м

Пог.м

Пог.м

165.0

520.0

223.0

34.0

Устройство постоянных коммуникаций:

а) наружный водопровод

б)наружное эл. Снабжение

в)наружная канализаций

г)отопление

СГП

-

-

-

Пог.м

Пог.м

Пог.м

Пог.м

852.8

37.0

593.5

20.0

Устройство а/дороги асфальтированной по бетонному основанию

СГП

М2

3400.3

Устройство временных административно – бытовых помещений

Руб.

3123.1

Устройство складов

Руб.

1250.7


Продолжение таблцы

Основные работы

А. Подземная часть

1. земельные работы

Предварительная (грубая) планировка поверхности грунта

К габаритам здания добавляется по 10м с каждой стороны:

Fпл = Lпл Впл = (78.92 + 2 10) (60 + 2  10);

М2

7914

Выработка грунта экскаватором в отвал, гр. II группы.

Ширина котла по нижнему основанию: Вн = а  в  0.6 = 60  1.2  0.6 = 61.8 м;

Длина котла по нижнему основанию: Lн = с  в  0.6 = 78.92  1.5  0.6 = 81.2 м;

Н : В = 1 : 0.5 При Н = 2м, В = 1м.

Ширина котла по верхнему основанию: Вв = 61.8 1 1 = 63.8 м;

Длина котла по  верхнему основанию Lв = 81.2  2 = 83.2 м.

Объем котлована: Vк = 2/4 (61.8  63.8)(81.2  83.2) = 10324.3 м3


Продолжение таблицы

Уклон въездной траншеи i = 15%

в.m= h/i = 2/0.15 = 13.3м

ширина траншеи 7 м,

Vв.m = (F1 F2)/2ℓ; F1 = 0; F2 = (7  9)/2  2 = 16м3

Vв.m= (0  16)/2  13.3 = 106.4 м3;

Vобщ. = 10324.3  106.4 = 10430.7 м3

Длина = 7892  (1.9 0.9)/2 = 80.32м;

Ширина = 601.4 = 61.4м

Периметр = (80.32  61.4)2 = 283.5м

V = (0.65 1.65)(2  1.05)283.5  2 = 621м3

м3

621.0

Разработка грунта с погрузкой в автомобили - самосвалы

Vа = Vобщ. – V = 10430.7621 = 9809.7м3

м3

9809.7

Разработка грунта вручную (подчистка)

7% от Vразработки экскаватором

Vк.вр = Vк.экс0.07 = 0.07  10430.7

М3

730.2

Обратная засыпка

Vобр.зас = V = 621.0 м3

М3

621.0



Продолжение таблицы

2. Основания фундаментов

Устройство свайных основ.

599 свай 0.92 м3

М3

550.0

Бетон подг. под ф – ты

= 100 мм

М3

16.5

Укладка фундаментов под колонны

nф-тов= nколонн

шт

6

Устройство ж/б фундаментов под колонны

127шт2.7 м3

М3

343.6

Укладка фунд. балок

Ведомость монтажных элементов

шт

54

Б. Надземная часть

3. Каркас одноэтажной части

Установка колонн

Ведомость монтажн. элементов

шт

83

Укладка плит перекрытия

-

шт

17

Монтаж балок покрытия

-

шт

60

Укладка плит покрытия

-

шт

195

Монтаж верт. связи

-

тн

14.6

Монтаж подкрановых путей

План здания на отметке 0.000

м

671.9

Установка колонн фахверка

Ведомость монтажн. элементов

шт

6.0

4.Стены одноэтажной части

Установка панелей  нар. стен (h = 1.2м)

Ведомость монтажн. элементов

шт

71

Тоже, (h = 1.8м)

-

шт

114

Тоже (h = 1.2м, ℓ= 12м)

-

шт

10

Герметизация стыков нар. Стеновых панелей

Подсчитывается по фасадам

100м

14.7

Продолжение таблицы

Кирпичные участки фасадов стен

-

М3

25.7

установка перегородок

Ведомость монтажных элементов

шт

353

5.Каркас двухэтажной части

Установка колонн

Ведомость монтажных элементов

шт

37

Установка диафрагм жесткости

-

шт

24

Укладка ригелей

-

шт

48

Укладка панелей перекрытия

-

шт

178

Укладка лестничных маршей

-

шт

4

Установка лестничных площадок

-

шт

2

6.Стены двухэтажной части

Установка панелей

Нар. стен (h = 1.2м)

Ведомость монтажных элементов

шт

105

То же, (h = 1.8м)

-

шт

60

Герметизация стыков нар. стен панелей

Определяется по фасадам

100м

9.3

Устройство гипсокартонных перегородок

Подсчитывается по планам и разрезам

М2

420

Устройство асбестоцементных перегородок

-

100м2

2.5

7.Устройство кровли

Устройство пароизоляции

S = 60 78  1.02 (приℓ = 12м) = 47763м2

100м2

47.8

Устройство плит. утепл.

Fутеп. = Fпар.

100м2

47.8

Устройство кровель скатных из рубероида

Fскатн.

100м2

40.2

То же, плоских

Fпл. = Fпар.Fскатн.

100м2

7.6

Продолжение таблицы

8.Заполнение проемов

Заполнение дверных проемов

32  1.5  2.1 = 100.8 м2 80  0.9 2.1 = 151.1м2

м2

251.9

Установка деревянных оконных блоков

Ширина х на высоту по наружному обводу х кол – во оконных блоков

м2

107.0

Установка металлических оконных блоков

-

м2

180.0

Монтаж светопрозрачных кровельных плафонов

Ведомость монтажных эл. (25 комплектов)

тн

31.42

Заполнение воротных проемов

План здания

шт

5.0

9.Полы

Устройство бетонных оснований

Vбетон.осн. = Fполаh

М3

4716.0

Гидроизоляция полов

Fгидр.= Fпола

М2

4716.0

Бетон. покраска полов

План здания

М2

2664.0

Покрытие из керамической плитки

-

М2

2052.0

10.Внутренняя отделка

Остекление деревянных оконных переплетов

По наружному обводу коробок

М2

107.0

Штукатурка потолков

Fшт = длина х ширину

М2

1530.0

Шпаклевка потолков

-

М2

1530.0

Водоэм. окрашивание по шпаклевке

Без вычета проемов

М2

3530.0

Окрашивание водоэм. составами стен

-

М2

6830.0

Масл. окраска дерев. переплетов

Fок.бл. 2.1  2 =

= 107  2.1  2

М2

224.0

Продолжение таблицы

Масл. окраска металлических переплетов

Fок.бл. 2.1  2 = 180  2.1 2

М2

378.0

11.Наружняя отделка

Штукатурка цоколя

Fшт= Р h = 2(60  78.92)1.2

М2

333.0

Окраска фасадов

Определяется по фасадам

М2

2210

12.Разные работы

Устройство основания под отмостку

Vотм= Fотм h =

= 281.8  0.15

М3

41.7

Покрытие отмостки асфальтобетонной смесью

Fотм= 2(60  78.92)1 = 281.8 м2

М2

281.8

Монтаж металлических пожарных лестниц

30 кг на 1 м лестницы

тн

2.09

Благоустройство территории

3% от трудоемкости общестроительных работ

руб

1661.8

Специальные работы

Сантехнические работы

Локальная смета №2

руб

77321.0

Электромонтажные работы

Локальная смета №3

руб

33712.0

Слаботочные работы

Локальная смета №4

руб

12030.8

Монтаж технологического оборудования

расчет №1

руб

306400

Пуско – наладочные работы

15% от трудоемкости монтажа технологического оборудования

руб

5620.3

Сдача объекта в эксплуатацию

1.5% от трудоемкости работ

   3.3.2. Ведомость  трудоемкости работ и потребности машино – смены

обоснование

10

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

продолжительность

9

23

6

10

13

2

26

2

20

2

28

13

Кол-во рабочих

8

12

5

6

5

3

2х5

2

2х5

3

2х7

2х5

Общая потребность

Маш.см.

7

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Чел. дн.

6

272

27.7

55.7

62.4

5.9

259.3

3.9

197.0

4.8

388.6

127.7

Норма на ед. измер.

Маш.ч.

5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Чел.ч

4

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

объем

3

3400.3

165

520

223

34

852.8

37

593.5

20

3400.3

1250.7

Ед. измер.

2

2

1 пог.м

-//-

-//-

-//-

1пог.м

-//-

-//-

-//-

1 м2

руб

Наименование работ

1

Устройство временных грунтово – гравийных дорог

Временные коммуникации:

  1.  Водопровод
  2.  Эл. Снабжение
  3.  Канализация
  4.  отопление

Постоянные сети:

1.водопровод

2. эл. снабжение

3. канализация

4. отопление

Устройство а/дороги асфальтовой по бетонному основанию

Устройство сладов

Продолжение таблицы

10

-

1-32

1-11

1-22

расчет

1-85

1-31

5-2

9

1

1

20

20

15

1

28

8

1

1

1

12

7

1 тр.

1

2

7

-

0.27

1.1

19.4

7.0

14.1

0.34

112.0

6

319.3

-

0.47

8.7

-

100.6

-

270.3

5

-

0.28

13.8

16.2

5.9

15.8

4.5

1.67

4

-

-

6.17

7.25

-

113.0

-

4.03

3

3123.1

7.91

0.62

9.8

9.8

7.3

0.62

550.0

2

руб

1000 м2

1000 м3

1000 м3

1000 м3

100 м3

1000 м3

1 м3

1

Устройство АБП

Предварительная (грубая) планировка поверхности бульдозером

Разработка грунта экскаватором в отвале (гр. II группы)

Разработка грунта с погрузкой в автосамосвалы

Транспортирование грунта

Разработка грунта вручную с перемещением троанспортер.

Образование засыпи грунта  бульдозером

Погружение ж/б свай дизельным молотом на экскаваторе

Продолжение таблицы

10

7-1

6-1

6-1

7-1

7-3

7-40

-//-

7-10

7-11

9

1

19

1

6

4

5

1

5

0.5

0.5

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

8

3

10

3

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

7

0.55

-

-

2.7

2.9

3.4

0.8

3.2

0.2

0.2

1.7

1.7

1.7

1.7

1.7

1.6

1.6

1.6

1.6

1.6

6

2.2

186.6

2.8

29.7

21.6

24.3

5.4

23.4

2.2

2.4

11.1

11.1

11.1

11.1

11.1

13.6

13.6

13.6

13.6

13.6

5

74.5

-

-

40.7

102

19.8

16.1

117

34.5

4

301

450

137

451

738

255

200

756

285

3

0.06

3.4

0.17

0.54

0.24

0.27

0.06

0.26

0.07

0.1

0.12

0.12

0.12

0.12

0.12

0.39

0.39

0.39

0.39

0.39

2

100 шт

100 м3

100 м3

100 шт

100шт

-//-

-//-

-//-

100шт

-//-

100шт

-//-

-//-

-//-

-//-

100шт

-//-

-//-

-//-

-//-

1

Установка фахвертов под колонны

Устройство монолитных ж/б фахвертов под колонны

Бетонная подгонка под фахверты

Укладка фундаментных балок

Установка колонн 1з

Укладка плит пер. 2з

Монтаж балок покрытия 1з