Монтаж сборного железобетонного каркаса промышленного здания

1. Подсчет объемов работ

1.1 Конструктивная характеристика здания

1.2 Состав монтажных процессов и работ

1.3 Объемы работ

1.4 Затраты труда и время работы крана на монтаж каркаса

2. Выбор монтажных средств

2.1 Монтажная оснастка

2.2 Выбор монтажного крана

2.2.1 Выбор крана по техническим параметрам

2.2.2 Сравнение вариантов монтажных кранов

2.3 Выбор транспортных средств

2.4 Вспомогательные приспособления и инструменты

3. Организация монтажа здания

3.1 Выбор технологической схемы монтажа

3.2 Составление монтажной схемы и ведомости последовательности монтажа конструкций

3.3 Разработка графика производства работ

3.4 Расчет численно-квалификационного состава бригады

3.5 Технико-экономические показатели организации работ

Железнодорожное строительство включает в себя сооружение большого числа разнообразных объектов, постоянных устройств не только железнодорожного пути, водопропускных труб, мостов, но и зданий.

Процесс сборки таких объектов из частей высокой производственной готовности, или монтаж, представляет собой наиболее предпочтительную и совершенную технологию массового строительства.

Целью выполнения курсового проекта по дисциплине "Технология, механизация и автоматизация железнодорожного строительства" является овладение основами проектирования комплексной механизации и технологии монтажа строительных конструкций полносборных зданий. Кроме того, необходимо освоить методику разработки основных документов Проекта производства монтажных работ:

- технологических схем монтажа сборных элементов,

- технологических карт на монтажные процессы,

- графиков производства работ,

- ведомостей объемов работ,

- трудовых и материально-технических ресурсов.

В данном курсовом проекте решается задача монтажа сборного железобетонного каркаса одноэтажного промышленного здания.

1. ПОДСЧЕТ ОБЪЕМОВ РАБОТ

1.1 Конструктивная характеристика здания

В соответствии с заданием в курсовом проекте принято:

- высота здания 9,6 м;

- число пролетов 4;

- ширина пролета 24 м;

- общая ширина здания 108 м;

- общая длина здания 72 м;

- шаг крайних колонн 12 м;

- шаг колонн средних рядов 12 м;

- шаг ферм 12м.

Каркас здания выполнен из сборных железобетонных элементов:

- колонн крайних рядов К-96-12;

- колонн средних рядов С-96-12/12;

- балки подкрановые, БП-12;

- ферма стропильная Ф-24-12;

- плита покрытия ПП-12-3.

1.2 Состав монтажных процессов и работ

Комплексный процесс монтажа строительных конструкций включает транспортные, подготовительные и основные монтажные операции. К транспортным процессам относятся погрузка, транспортирование, разгрузка и складирование сборных элементов с обеспечением их своевременной доставки и сохранности. Подготовительные операции состоят из проверки на строительной площадке качества и комплектности сборных элементов, при необходимости укрупнение и временное усиление конструкций, навеска приспособлений для выверки и временного закрепления сборных элементов, а так же для обеспечения безопасной работы монтажников. Основные монтажные процессы состоят из захвата (строповки) сборных элементов, установки их на место, временного закрепления, выверки и окончательного закрепления в проектном положении.

В курсовом проекте рассмотрены и спроектированы основные монтажные процессы по монтажу конструкций каркаса, работы по заделке стыков элементов, а также разгрузку и раскладку элементов в монтажной зоне.

1.3 Объемы работ

На основе выбранной конструктивной схемы составлена спецификация сборных железобетонных элементов на здание. Подсчет количества конструктивных элементов произведен по плану здания, представленному на рисунке.

Таблица 1.1. Спецификация сборных железобетонных элементов каркаса

Определение объема работ по заделке стыков приведено в таблице 1.2.

Общая длина швов на все покрытия здания определено по формуле:

Д_ш=0,5*( Р_п*Ч_п-Р_зд ), (1.1)

где Р_п - периметр плиты, м; Р_зд - периметр здания, м; Ч_п - число плит в покрытии.

Д_ш=0,5(30*108-360)=1440 м

Таблица 1.2 Подсчет объемов работ по электросварке стыков

1.4 Затраты труда и время работы крана на монтаж каркаса

Затраты труда по монтажу каркаса здания определены на объемы работ (табл. 1.1) по производственным нормам (2 (ЕНиР)). Расчеты выполнены в табличной форме (табл. 1.3).

Таблица 1.3 Нормативные затраты труда монтажников и машинистов на комплекс работ.

2. ВЫБОР МОНТАЖНЫХ СРЕДСТВ

2.1 Монтажная оснастка

В состав монтажной оснастки вошли грузозахватные, фиксирующие устройства, приспособления для временного закрепления элементов, средства сигнализации и другое необходимое оборудование. Выбор грузозахватных приспособлений произведен для каждого конструктивного элемента. Перечень требуемых приспособлений и оборудования для монтажа каркаса приведен в таблице 2.1.

Таблица 2.1. Выбор технических средств для монтажных работ

2.2 Выбор монтажного крана

Выбор крана для возведения зданий и сооружений проводят в два этапа:

— устанавливают техническую возможность использования крана данного типоразмера;

— выполняют технико-экономические расчёты и определяют экономическую целесообразность применения данного крана.

При выборе крана исходными данными являются:

— габариты и конфигурация здания и (или) их частей

(пролётов, блоков, секций, ячеек);

— параметры и расположение в здании монтируемых конструкций (масса, габариты, монтажная высота).

— методы и технология монтажа;

— условия производства

2.2.1 Выбор крана по техническим параметрам

Выбор крана для возведения зданий и сооружений проводят в два этапа:

— устанавливают техническую возможность использования крана данного типоразмера;

— выполняют технико-экономические расчёты и определяют экономическую целесообразность применения данного крана.

При выборе крана исходными данными являются:

— габариты и конфигурация здания и (или) их частей

(пролётов, блоков, секций, ячеек);

— параметры и расположение в здании монтируемых конструкций (масса, габариты, монтажная высота).

— методы и технология монтажа;

— условия производства.

Определение монтажной массы элементов

Установочная масса определяется по формуле:

G_тр = G₁ + G₂,(2.1)

где G₁ – масса монтируемого элемента, т;

G₂ – масса захватных и монтажных средств, поднимаемых вместе с элементом, т.

Высота подъема крюка подсчитывается по формуле:

Н_тр =H₀ + H₁ + H₂ + H₃,(2.2)

где H₀ – превышение опор монтируемого элемента над уровнем стоянки крана (высота монтажного горизонта), м;

H₁ = 0,5 м – зазор между элементами и опорами, м;

H₂ – высота (толщина) элемента, м;

H₃ – расчетная высота захватного приспособления , м;

Определение требуемой высоты подъема элементов

Требуемая высота подъема крюка крана при установке элемента H_тр измеряется от уровня стоянки крана

Все расчеты по определению требуемой высоты подъема крюка крана сведены в таблицу.

Таблица 2.2 Требуемая грузоподъемность крана и высота подъема крюка

G_{тр(колонн)}=10,4+0,333=10,7 (траверса унифицированная)

G_{тр(колона ср.)}=11,8+0,333=12,1 (траверса унифицированная)

G_{тр(подкр.балка)}=10,7+0,475=11,2 (траверса)

G_{тр(ферма)}=18,6+0,99=19,59 (траверса)

G_{тр(плита)}=7+1,08=8,08

Определение вылета прямой стрелы при укладке плит покрытия

Требуемый вылет крюка определяется по условиям установки плиты. Расчет ведется в следующей последовательности.

Сначала определяют величину угла наклона стрелы, при котором ее длина будет наименьшей

(2.3)

где: H₆ = H_тр – H₃ – H₅ ,

H₅ – высота пяты стрелы над уровнем стоянки крана, » 1,5 м;

L₃ = L₀ / 2 + E,

где L₀ – длина плиты покрытия;

E = 1 м – зазор между стрелой и фермой.

При известном угле наклона стрелы ее минимальная длина l и вылет L могут быть определены из выражений:

l = L₃/cos a + H₆/sin a;

L = L₂ + l cos a

Где: где L₂ - расстояние от оси вращения крана до оси шарнира пяты стрелы, принимаемое в расчетах 1,5...2 м.

По полученным значениям l и L находят требуемые параметры l_тр и L_тр с учетом поворота крана на угол j для установки крайней в ячейке плиты покрытия. При этом величина смещения крюка от оси пролета В_о составляет:

B_o= 0,5(B-B₁),

где В - ширина пролета здания, м; В₁ - ширина плиты покрытия, м.

С учетом величины В_о требуемый вылет крюка будет определяться из выражения:

требуемая длина стрелы:

Расчет:

1. Определяется: H₆ = 16,8 – 3,3– 1,5 = 12,

2. l₃ = l₀ / 2 + 1 = 12 / 2+1 = 7 м;

3. tg = 1,197.

a = 50⁰; sin a = 0.77; cos a = 0.64

4. l = 7/0.64 + 12/0.77 = 26,5 м.

5. L = 1,5 + 26,5*0,64 = 18,46 м.

6. B₀ = 0.5 ( 24 – 3 ) = 10.5 м;

7.

8.

Подбирается модель крана с требуемыми параметрами:

- требуемая грузоподъемность, т – 19,59;

- Установочная масса наиболее удаленного от крана элемента, т – 8,08;

- требуемый вылет, м – 21,2;

- требуемая высота подъема, м – 16,8;

- требуемая длина стрелы, м – 25,9.

2.2.2 Сравнение вариантов монтажных кранов

Выбор крана производим на основе сравнения технико-экономических показателей, приведенного в таблице.

Усредненную часовую эксплуатационную производительность кранов определяем по средневзвешенной норме машинного времени на монтаж элементов каркаса H_ср

П_ч=К_ф´Ф_ср/К_у´Н_ср,

где К_ф – средний коэффициент к нормам времени ЕНиР, учитывающий отклонение фактических затрат времени от нормативных, К_ф=1,3; Ф_ср – средняя масса монтируемых элементов, т; К_у – коэффициент, учитывающий условия выполнения работ, принимается для гусеничных кранов 1,0, для пневмоколесных – 1,1.

Средняя масса элементов определяется по спецификации изделия

Средневзвешенная норма машинного времени на монтаж элементов каркаса здания определяется по калькуляции

Н_ср=

Трудоемкость единицы работ также можно определить по калькуляции

Т_е=,

где Т_монт – затраты труда монтажников, чел.-ч (табл. 1.3); Т_маш – то же, машинистов, чел.-ч (табл. 1.4.); Т_мд – затраты труда на монтаж, демонтаж и доставку крана на объект, чел.-ч; V – объем работ на объекте, м³ сборного железобетона.

Удельную энергоемкость монтажных работ определяем по формуле

е=Э_д´К_пр/П_т,

где Э_д – мощность двигателя машины, кВт; К_пр – коэффициент приведения размерностей, К_пр=3,6; П_т – техническая производительность машины

П_т=П_ч/К_в,

где К_в – коэффициент использования машины по времени в течении смены, принимается равным 0,8.

Таблица 2.2. Технико-экономические показатели вариантов монтажных кранов.

1,3*9,1/(1*0,88)=13,4

1,3*9,1/(1,1*0,880=12,2

13,4/0,8=16,75

12,2/0,8=15,25

132*3,6/16,75=28,4

132*3,6/15,25=31,2

Т_е=

Т_е=

Окончательно в проекте принимаем монтажный кран СКГ-100 , он обеспечивает более высокую производительность.

Таблица 2.3 Техническая характеристика крана СКГ-100

2.3 Выбор транспортных средств

Таблица 2.4. Ведомость транспортных средств для перевозки строительных конструкций

2.4 Вспомогательные приспособления и инструмент

Таблица 2.5 Материально-технические ресурсы

3. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА МОНТАЖА ЗДАНИЯ

3.1 Выбор технологической схемы монтажа

Для разметки пути движения крана при установке монтажных элементов воспользуемся значениями допустимого вылета стрелы, которые приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 Соответствие параметров крана СКГ-160 (длина стрелы 40 м) монтажным параметром конструктивных элементов

На основании таблицы 3.1 принимаем варианты технологических маршрутов монтажных кранов, приведенные на рисунке

3.2.Составление монтажной схемы и ведомости последовательности монтажа конструкций

Таблица 3.2 Ведомость последовательности монтажа конструктивных элементов

3.3 Разработка графика производства работ

График производства монтажных и сопутствующих работ отражает последовательность и сроки выполнения отдельных работ и операций, и строго соответствует принятой схеме монтажа, включая деления объекта на захватки. Для большинства работ предусмотрен двухсменный режим работы. Результаты расчетов по формуле 3.4 приводим в графике. Вместе с календарным планом работ приводим график движения рабочей силы.

3.4 Расчет численно-квалификационного состава бригады

Прогрессивная форма организации труда, позволяющая наиболее рационально использовать машины, механизмы и рабочих разных