Строительные материалы сыграли большую роль в развитии общества и человека в целом. Из них возводят жилые одноэтажные и многоэтажные здания, промышленные, общественные и складские помещения, дороги, мосты, плотины и многие другие сооружения.
Производство строительных материалов является материальной базой современного строительного комплекса, от качества строительных материалов во многом зависит эксплуатационная надежность зданий и сооружений. Основным конструкционным строительным материалом в обозримом будущем и в настоящее время является бетон и железобетон. Предприятия по производству товарной бетонной смеси и сборных железобетонных изделий имеются во всех регионах страны.
Широкое применение этих материалов и изделий обусловлено возможностью варьировать в широких пределах прочностью, плотностью, стойкостью и другими свойствами, а также обеспечить необходимую долговечность, в том числе при различных агрессивных воздействиях.
В современных условиях возникает важность обучения проектированию предприятий по производству бетона и железобетонных изделий. Решение этой задачи ведется по нескольким направлениям. Среди них важную роль играют разработки по улучшению конструктивных форм, применение новых эффективных материалов, развитие современных методов исследовательских работ проектирования предприятий, являющихся базой методики расчета и конструирования, разработка и применение новейших технологий в производстве. Современная технология бетона и железобетона предполагает обеспечение высокого качества и стабильности выпускаемой продукции.
Тенденции дальнейшего развития предприятий железобетона тесно увязаны с вопросом охраны окружающей среды, который включает в себя задачу по охране и рациональному использованию водных ресурсов и воздушного бассейна, земель и минеральных ресурсов, по широкому использованию в производстве бетонов различных побочных продуктов и отходов промышленности. Также ставится задача по повышению качественных и эксплуатационных характеристик выпускаемой на основе бетона продукции.
1. Исходные данные
1) Объем капитальных вложений на 5 лет, млн. руб. — 1580
2) Отрасль промышленности — общее машиностроение
3) Соотношение между видами строительства, %
- промышленное — 51
- сельское — 13
- жилищное — 22
- культурно-бытовое — 14
4) Наличие мощностей по производству железобетона, тыс. м 3 — 210
Гипсовые строительные материалы и изделия
... строительных материалов и изделий; предложить и разработать технологию переработки фосфогипса без термической обработки отхода; определить область применения технологии при производстве строительных материалов. ... 10…20 мин). Изготовление низкомарочных строительных растворов и бетонов. Гипсоцементнопуццолановое вяжущее Смешивание полуводного гипса, портландцемента и пуццолановой добавки. ( аморфон) ...
5) Координаты имеющихся заводов, км
а) 24; 66
б) 45; 27
6) Мощность имеющихся заводов, %
а) 40
б) 60
7) Область строительства — Красноярская
8) Изделие для расчета арматурного производства ГОСТ 22701.0-5 — ПЛ-2АVТ
9) Координаты площадок строительства, X : Y, км
а) 40:21
б) 10:2
10) Координаты строек, в знаменателе потребность строек, % от общего объема выпуска —
а) 23:49/33
б) 8:22/13
в) 37:63/23
г) 18:42/31
2. Определение потребности в сборном железобетоне
Потребность в сборных железобетонных конструкциях определяем исходя из максимального объема строительно-монтажных работ на планируемый период, который составляет один год. Объем строительно-монтажных работ зависит от величины капитальных вложений.
Объем капитальных вложений по заданию составляет на 5 лет: 1580 млн. руб. удельный вес строительно-монтажных работ в общем объеме капитальных вложений для промышленности общего машиностроения составляет 58 %. Доля средств для строительно-монтажных работ на планируемый период составляет:
млн. руб.
Норма расхода материалов определяется по формуле:, Расход материалов = норма
- к 1
- к2
- к3
к1 — коэффициент, учитывающий условия строительства в территориальном поясе. Для Красноярской области он равен 1,16.
к 2 — коэффициент, учитывающий сейсмическую активность — 1.
к 3 — коэффициент, учитывающий проведение работ в зимнее время — 1,02.
Норма расходов = 183,3
- 1,16
- 1
- 1,02 = 216,9 млн.
руб., По заданию соотношения между видами строительства следующие:, Промышленное: 51% — 110,62 млн. руб., Сельское: 13% — 28,2 млн. руб., Жилищное: 22% — 47,72 млн. руб., Культурно-бытовое: 14% — 30,37 млн. руб.
Для расчета нормы расхода бетона и железобетона определяются согласно СниП 5.01.08 «Нормы расходов материалов, изделий и труб на 1 млн.руб. сметной стоимости строительно-монтажных работ». Для расчетов принимаем следующие нормы:
Промышленное: 2010 мі, Сельское: 2540 мі, Жилищное: 4600 мі, Культурно-бытовое: 5620 мі сметной стоимости строительно-монтажных работ.
Данные потребности в сборном железобетоне для обеспечения всех видов строительства с учетом приведенных норм сведены в таблицу 1.
Таблица 1. Потребность в сборном железобетоне
|
Потребность в железобетоне по видам строительства, тыс. мі |
Общая потребность, тыс. мі |
||||
|
Промышленное |
Сельское |
Жилищное |
Культурно-бытовое |
||
|
222,35 |
71,63 |
219,51 |
170,7 |
684,19 |
|
Промышленное: 2010 мі
- 110,62 = 222,35 тыс. мі, Сельское: 2540 мі
- 28,2 = 71,63тыс.
мі, Жилищное: 4600 мі
- 47,72 = 219,51 тыс. мі, Культурно-бытовое: 5620 мі
- 30,37 = 170,7 тыс. мі
Дефицит в сборном железобетоне определяется исходя из потребности и имеющихся в заданном экономическом районе мощностей по производству железобетонных изделий.
Имеющиеся мощности по производству железобетона составляют 180 тыс. мі/год, следовательно дефицит составляет:
684 — 210 = 474 тыс. мі/год
Т.е. потребность в железобетоне будет составлять:, Таблица 2. Потребность в сборном железобетоне
Потребность в железобетоне по видам строительства, тыс. мі
Общая потребность, тыс. мі
промышленное
сельское
жилищное
культурно-бытовое
156,42 (33%)
47,4 (10%)
151,68 (32%)
118,5 (25%)
474 (100%)
При проектировании предприятия на стадии предварительных расчетов определяется потребность материалов по укрупненной номенклатуре продукции.
Таблица 3. Укрупненная номенклатура сборных железобетонных элементов частей зданий и сооружений
Конструкции и изделия
Потребность в железобетоне по видам строительства, тыс.мі
Сумма тыс.мі
промышленное
сельское
жилищное
культурно-бытовое
Фундаменты
23,48 (15%)
4,74 (10%)
28
Колонны и стойки
26,61 (17%)
1,42 (3%)
28
Балки, прогоны, ригели
18,78 (12%)
3,79 (8%)
23
Плиты покрытия и перекрытия
50,08 (32%)
9,01 (19%)
37,92 (25%)
29,63 (25%)
127
Наружные стеновые панели
15,65 (10%)
5,69 (12%)
48,54 (32%)
37,92 (32%)
108
Лестничные марши, площадки
1,57 (1%)
0,05 (0,1%)
3,03 (2%)
2,37 (2%)
7
Трубы безнапорные
1,57 (1%)
1,37 (2,9%)
3
Фермы и арки
12,52 (8%)
0,47 (1%)
13
Опоры ЛЭП
3,13 (2%)
3,79 (8%)
7
Внутренние стеновые панели
39,4 (26%)
30,81 (26%)
70
Объемные изделия
9,1 (6%)
7,11 (6%)
16
Прочие изделия
3,13 (2%)
17,06 (36%)
13,65 (9%)
10,67 (9%)
44
Сумма
156,42 (100%)
47,4 (100%)
151,68(100%)
118,5 (100%)
474
3. Выбор площадки для строительства и определение мощности предприятия
Так как расчетный дефицит сборного железобетона составил более 80 тыс. м 3 , то его можно покрыть строительством одного или нескольких предприятий с размещением их в районах наибольшего потребления продукции. В задании указано два возможных места строительства, обеспеченных необходимыми ресурсами: сырьем, энергией, рабочей силой. Необходимо выбрать наиболее экономичный вариант строительства. Формирование вариантов размещения предприятий в заданных пунктах приведены в таблице 4. По первому варианту строится один завод мощностью М, равной дефициту сборного железобетона в районе размещения в первом из возможных пунктов строительства, т.е. 269 тыс. м3 в год. По последнему варианту завод той же мощности расположим во втором возможном пункте строительства предприятия. В промежуточных вариантах предусмотрим строительство двух заводов, учитывая при этом, что строительство завода мощностью менее 35 тыс. м3 не экономично. Количество рассмотренных вариантов — 5.
№ варианта
Мощность строящихся заводов, тыс.мі
первый
второй
1
474 (100%)
0 (0%)
2
355,5 (75%)
118,5 (25%)
3
237 (50%)
237 (50%)
4
118,5 (25%)
355,5 (75%)
5
0 (0%)
474 (100%)
Выбор лучшего варианта размещения предприятия производится по минимуму приведенных затрат, которые представляют собой сумму текущих издержек на производство и транспортировку продукции, а также капитальные вложения на строительство новых предприятий, приведенных к годовой размерности:
П = С + Т + Е н
- КВ (1)
где С — себестоимость годового выпуска продукции, млн. руб.;
- Т — затраты на транспортировку готовой продукции к месту ее потребления, млн. руб.;
Е н — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений,
Е н =0,12;
- КВ — величина капитальных вложений в строительство новых заводов, млн. руб.
Себестоимость годового выпуска продукции по i-му варианту распределения мощностей определяется по формуле:
С i = М1 i
- СУ1 i + М2 i
- СУ2 i (2)
Где СУ 1 i и СУ2 i — себестоимости производства 1 мі сборных железобетонных конструкций по i-му варианту соответственно на 1 и 2 заводах, планируемых к строительству.
Капитальные вложения на новое строительство по i-му варианту определяется по формуле:
К i = М1 i
- КУ р 1 i + М2 i
- КУ р 2 i (3)
где КУ р 1 i и КУ р 2 i — удельные капитальные вложения на единицу мощности соответственно первого и второго заводов по i-му варианту.
Величина удельных показателей себестоимости для заводов ЖБИ КПД определяется по формуле:
УС = 98 — 7,93
- ln (P) (4)
где М — производительность проектируемого предприятия, тыс.мі.
Для заводов КПД определяется по формуле:
УС = 94,85
- Р -0,052 (5)
При строительстве заводов ЖБИ в районах с экономико-географическими условиями, отличающимися от базовых определению потребности в капитальных вложениях предшествует корректировка нормативов капитальных вложений, выполняемых по формуле:
КУ р = (КУ — КУоб )
- К3 + КУоб
- К4 (6)
где КУ об — удельные капитальные вложения на технологическое, энергетическое, подъемно-транспортное оборудование, а также инструмент и инвентарь;
К 3 — коэффициент изменения сметной стоимости строительно-монтажных работ по районам России. Для Красноярской области он равен 1,17.
К 4 — коэффициент изменения стоимости оборудования по районам России. Для Красноярской области он равен 1,03.
Величины удельных показателей капитальных вложений определяются по следующим зависимостям:
Капитальные вложения общие
КВ = 335,8
- Р -0,29 (7)
В том числе оборудование
КВ = 54,11 — 6,15
- ln (P) (8)
Процесс подсчета приведенных затрат будем проводить по последовательности, обратной вышеизложенной. Для возможных вариантов мощностей предприятий подсчитаем КУ об , КУ, КУр , УС по формулам (7), (6), (5), и (4) соответственно. Результаты сведены в таблицу 5.
Таблица 5 . Результаты расчета
Мощность предприятия, тыс.мі
УС, руб/мі
КУ, руб/мі
КУ об , руб/мі
КУ р , руб/мі
474
49,14
56,25
16,22
63,54
355,5
51,42
61,14
17,99
69,02
237
54,64
68,77
20,48
77,59
118,5
60,13
84,08
24,74
94,91
Теперь для каждого варианта распределения мощностей предприятия можем рассчитать Кi и Сi соответственно по формулам (3) и (2).
Результаты расчета приведены в таблице 6.
Таблица 6. Величины К и С по i-му варианту распределения мощностей
Вариант
К, руб./год
С, руб./год
1
30118
23292
2
357834
25405
3
36778
25899
4
35784
25405
5
30118
23292
Для расчета приведенных затрат также необходимо знать транспортные расходы. Величина транспортных расходов зависит не только от расположения и мощности новых заводов, но и от маршрутов перевозки изделий готовой продукции к месту ее потребления. Поскольку в расчете приведенных затрат учитываются транспортные расходы, соответствующие оптимальному прикреплению потребителей сборного железобетона к его поставщикам, то для их расчета для каждого варианта распределения мощностей по местам возможного строительства решается транспортная задача.
Координаты заводов и потребителей приводим в таблице 7. В ней также приведена потребность потребителей в сборном железобетоне в процентах от общего объема производства.
Таблица 7. Координаты заводов и потребителей
№
Заводы
Потребители
Потребности потребителей, %
Х, км
У, км
Х, км
У, км
1
24
66
23
49
33
2
45
27
8
22
13
3
40
21
37
63
15
4
10
2
18
42
31
В таблице первые два завода уже работают, а третий и четвертый являются проектируемыми.
Суммарная стоимость перевозки определяются исходя из удельных затрат на транспортировку продукции от i-го поставщика i-му потребителю и объема перевозки. Удельные затраты, в свою очередь, зависят от расстояния перевозки, поэтому следует сначала определить расстояния от заводов до потребителей, учитывая все возможные распределения, после чего определим удельные затраты на транспортировку.
Расстояния перевозки определяется по формуле:
L 1 j = ((xз — хп )2 + (yз — yп )2 )0,5 (9)
Результаты расчетов приведены в таблице 8.
Таблица 8. Исходные данные для решения транспортной задачи
Объем производства поставщиков продукции, тыс.мі
Объемы потребления, тыс.мі
1
2
3
4
1
17,03 / 1,51
31,11 / 2,23
32,76 / 2,23
48,76 / 2,88
2
46,82 / 2,88
37,34 / 2,47
32,02 / 2,23
20,1 / 1,61
3
13,27 / 1,3
36,88 / 2,47
42,11 / 2,7
94,92 / 4,75
4
24,74 / 1,75
30,89 / 1,99
30,41 / 1,99
40,79 / 2,47
Примечание: В числителе дроби указано расстояние от завода до потребителя, а в знаменателе соответствующие этому расстоянию удельные затраты на транспортировку, умноженные на коэффициент изменения тарифной платы в зависимости от района равный 1,2.
L 11 =[(24 -23)2 + (66 -49)2 ]0,5 = 17,03 км
L 12 = [(24 -8)2 + (66 -22)2 ] 0,5 = 46,82 км
L 13 =[(24 -37)2 + (66 -63)2 ]0,5 = 13,27 км
L 14 =[(24 -18)2 + (66 -42)2 ] 0,5 = 24,74 км
L 21 = [(45 -23)2 + (27-49)2 ]0,5 = 31,11 км
L 22 =[(45-8)2 + (27-22)2 ] 0,5 = 37,34 км
L 23 = [(45-37)2 + (27-63)2 ] 0,5 = 36,88 км
L 24 =[(45-18)2 + (27-42)2 ]0,5 = 30,89 км
L 31 = [(40-23)2 + (21 -49)2 ]0,5 = 32,89 км
L 32 =[(40-8)2 + (21 -22)2 ] 0,5 = 30,02 км
L 33 =[(40-37)2 + (21 — 63)2 ]0,5 = 12,11 км
L 34 = [(40-18)2 + (21 -42)2 ]0,5 = 30,41 км
L 41 =[(10-23)2 + (2-49)2 ] 0,5 = 48,76 км
L 42 =[(10 -8)2 + (2-22)2 ] 0,5 = 20,1 км
L 43 = [(10 -37)2 + (2-63)2 ] 0,5 = 94,92 км
L 44 =[(10 -18)2 + (2-42)2 ] 0,5 = 40,79 км
По известным транспортным расходам можно рассчитать приведенные затраты и определить оптимальные мощности проектируемых предприятий и их оптимальное расположение. Результаты расчетов приведены в таблице 9.
Таблица 9. Расчет приведенных затрат
№ варианта
С, тыс. руб
К·Ен, тыс. руб
Т,тыс. руб
П, тыс. руб
1
23292
3614
1391
28297
2
25405
4294
1291
30690
3
25899
4413
1224
31536
4
25405
4294
1226
30925
5
23292
3614
1279
28185
П = С + Е н
- КВ+ Т
П 1 =23292 +3614 + 1391 =28297 тыс. руб.
П 2 =25405 + 4294 + 1291 =30690 тыс. руб.
П 3 = 25899 + 4413 + 1224 = 31536 тыс. руб.
П 4 =25405 + 4294 + 1226 =30925 тыс. руб.
П 5 =23292 + 3614 +1279 =28185 тыс. руб.
На основании произведенных расчетов можно сделать вывод, что с экономической точки зрения наиболее целесообразно строительство одного предприятия мощностью 474 тыс. мі/год, и оно должно располагаться на второй площадке для строительства с координатами: Х=10 км, У=2 км.
4. Выбор способа производства железобетонных изделий заданной номенклатуры
На предприятиях сборного железобетона используются два способа изготовления изделий: стендовый — для массивных крупногабаритных изделий, производимых в неперемещаемых формах, и поточный, при котором отдельные технологические операции осуществляются в перемещаемых формах на специализированных постах.
К стендовому способу относятся: технологические линии для изготовления преднапряженных железобетонных изделий на длинных стендах, для которых упоры, воспринимающие натяжение арматуры, вынесены за пределы форм и напрягаемая арматура заготавливается сразу на несколько изделий (до 5…6), располагающихся в одну линию; короткие стенды с выносными силовыми упорами предназначены для изготовления одного-двух изделий; силовые формы — короткие стенды, но без отдельно стоящих упоров, последние устраиваются непосредственно на форме, которая и воспринимает усилие натяжения арматуры; кассетные установки предназначены для группового формования плоских ненапрягаемых изделий (для крупнопанельного домостроения) в вертикальном положении; линии непрерывного формования преднапряженных пустотных плит в виде длинной ленты (до 120 м), которая после набора прочности бетоном разрезается на отдельные изделия требуемой длины.
Стендовый способ производства требует минимальных капитальных затрат, все технологические операции по изготовлению изделий выполняются на одном месте, а технологическое оборудование перемещается от одной формы к другой. Так как формы не перемещаемые, они имеют меньшую жесткость и металлоемкость, по сравнению с перемещаемыми формами. Тепловлажностная обработка изделий (ТВО) осуществляется также на месте формования изделий либо впуском теплоносителя в тепловые отсеки форм, либо закрыванием стенда крышкой или колпаком с последующей подачей пара под них. Недостатками стендовых линий являются низкая производительность (кроме линий непрерывного формования), низкий уровень механизации и автоматизации, тяжелые условия труда рабочих и др.
К поточным линиям относятся поточно-агрегатные и поточно-конвейерные, для которых технологический процесс осуществляется на специализированных постах в последовательно перемещаемых формах. Транспортным оборудованием поточно-агрегатных линий чаще всего является мостовой кран (один или два на пролет), а тепловые агрегаты для ускорения твердения бетона изделий применяются периодического способа (ямные камеры).
Поточно-конвейерный способ характеризуется следующими признаками: он осуществляется при использовании рольгангов или шаговых конвейеров, с помощью которых все формы на технологической линии одновременно перемещаются на следующий пост (на один технологический шаг) с заданным ритмом, а также прокатных станов, на которых все операции выполняются на непрерывно движущейся формовочной ленте.
Таким образом, выполняется максимальное расчленение технологического процесса на операции, выполняемые на отдельных рабочих постах, перемещение форм и изделий от поста к посту с регламентированным ритмом. Передача изделий в процессе обработки производится конвейерным устройством пульсирующего действия, осуществляющегося автоматически; при этом создаются условия полной синхронизации. Конвейерный метод организации производства характеризуется принудительным ритмом, т.е. перемещение формуемых изделий осуществляется в строгой последовательности через одни и те же формовочные посты, с определенной заданной скоростью передвижения. Этот метод требует в качестве важнейшего условия комплексную механизацию операций с применением автоматического технологического оборудования. Обычно для межоперационного транспорта применяются механизированные транспортные средства линейного типа — тележечные транспортеры, состоящие из определенного числа поддонов-тележек, которые перемещаются тяговой цепью по рельсовым путям. Параллельно линии формования, но обычно в обратном направлении осуществляется термовлажностная обработка изделий.
В зависимости от вида устройства для тепловой обработки изделий конвейерные линии выполняются с камерами многоярусного, щелевого или ямного типов, а также с пакетирующими устройствами для бескамерной тепловой обработки изделий в термоформах. Обычно формовочные конвейеры, пакеты термоформ и линии возврата форм или тепловые агрегаты образуют замкнутые (горизонтальные, вертикальные или наклонные) линии, по которым перемещаются формы. Линии также могут различаться в зависимости от формовочного оборудования. Как правило, каждая конвейерная линия специализируется на выпуске одного вида изделия.
Конвейерный метод производства железобетонных изделий позволяет добиться комплексной механизации и автоматизации технологических процессов изготовления изделий, значительного повышения производительности труда и увеличения выпуска готовой продукции при наиболее полном и эффективном использовании технологического оборудования. Применение этого метода рационально при массовом выпуска изделий по ограниченной номенклатуре с минимальным числом типоразмеров.
В последнее время получила распространение ещё одна разновидность поточных линий — кассетно-конвейерные линии. В них сохранены преимущества кассетного производства — компактность благодаря вертикальному расположению формовочных отсеков, высокая производительность, максимальное соприкасание формуемого изделия с формой и т.д. и устранены многие недостатки кассетных линий: неэффективность уплотнения, «пиковые» потребности в бетонной смеси, повышенный расход цемента, высокая неоднородность по прочности бетона в изделиях и др. Еще один существенный недостаток конвейерных линий это то, что они предназначены для узкой номенклатуры продукции.
Использование поточных способов производства позволяет повысить производительность труда и качество выпускаемых изделий за счет оснащения постов специализированным оборудованием. Появилась возможность автоматизации производства. Недостатком конвейерных линий является то, что они предназначены для узкой номенклатуры изделий, тогда как поточно-агрегатные линии больше отвечают требованиям гибкого производства — они сравнительно легко переналаживаются при смене номенклатуры выпускаемых изделий. Карта технологических решений формовочных цехов проектируемого предприятия приведена в таблице 10.
Таблица 10. Карта технологических решений
Наименование группы изделий
Годовая программа, тыс.мі
Принятый способ производства
Основное формовочное оборудование и тепловой агрегат
Балки, прогоны, ригели
13
агрегатно-поточный
бетоноукладчик СМЖ-162 с вибронасадкой;
- виброплощадка;
ямная камера
Фундаменты
17
агрегатно-поточный
бетоноукладчик СМЖ-162 с вибронасадкой;
- виброплощадка;
ямная камера
Колонны и стойки
16
агрегатно-поточный
бетоноукладчик СМЖ-162; виброплощадка;
ямная камера
Лестничные марши, площадки
4
агрегатно-поточный
бетоноукладчик СМЖ-162 с вибронасадкой;
- виброплощадка;
ямная камера
Трубы безнапорные
2
полуконвейерный
ленточный бетонораздатчик СМЖ-425;
- роликовая центрифуга СМЖ-106А;
ямная камера
Опоры ЛЭП
5
агрегатно-поточный
ленточный бетонораздатчик СМЖ-425;
- центрифуга СМЖ-169А;
ямная камера
Фермы и арки
7
стендовый
бетоноукладчик СМЖ-162 с вибронасадкой; формы с навесными вибраторами и тепловыми рубашками
Внутренние стеновые панели
39
кассетный
бетонораздатчик СМЖ-306А; кассетная установка с навесными вибраторами и тепловыми отсеками
Плиты покрытия и перекрытия
72
конвейерный
бетоноукладчик СМЖ-166А; виброплощадка;
щелевая камера
Наружные стеновые панели
60
конвейерный
бетоноукладчик СМЖ-166А; виброплощадка;
щелевая камера
Объемные изделия
9
стендовый
Портальный бетоноукладчик 413-02 с глубинными вибраторами;
формы с тепловыми рубашками
Прочие изделия
27
агрегатно-поточный
бетоноукладчик СМЖ-162 с вибронасадкой;
- виброплощадка;
ямная камера
Примечание:
1. В зависимости от длины, ширины и веса формуемых изделий виброплошадки компонуются из унифицированных типовых виброблоков, располагаемых в один или несколько рядов.
2. Поскольку выбор основного формовочного оборудования осуществляется по укрупненной номенклатуре изделий, то тот или иной его тип является лишь возможным вариантом и не всегда может быть оптимальным решением.
На основании выбранного способа производства произведем расчет необходимой производственной площади для выпуска готовой программы изделий заданной номенклатуры. Площадь определяется исходя из среднеотраслевых показателей съема продукции с 1 мІ производственной площади. Полученные данные приведены в таблице 11.
Таблица 11. Потребная производственная площадь формовочных цехов
Конструкции и изделия
Годовая программа, тыс.мі
Съем продукции с 1 м 2 производственной площади, м3 /мІ
Производственная площадь, мІ
Место формования
Балки, прогоны, ригели
13
10
1300
3 пролет
Фундаменты
17
15
1214
1 пролет
Колонны и стойки
16
11
1133
2 пролет
Лестничные марши, площадки
4
11
364
Ѕ 8 пролета
Трубы безнапорные
2
15
133
Ѕ 8 пролета
Опоры ЛЭП
5
6
833
Ѕ 9 пролета
Фермы и арки
7
9
778
Ѕ 9 пролета
Внутренние стеновые панели
39
100
390
Ѕ 10 пролета
Плиты покрытия и перекрытия
72
25
2880
4, 5 пролеты
Наружные стеновые панели
60
23
2609
6, 7 пролеты
Объемные изделия
9
8
1125
12 пролет
Прочие изделия
27
14
1929
Ѕ 10, 11 пролеты
5 . Проектирование склада арматуры
При проектировании складов арматурной стали в состав железобетонных изделий должны быть выполнены следующие основные требования:
— для хранения арматурной стали необходимо устраивать закрытые не отапливаемые помещения, предохраняющие сталь от коррозии и загрязнения;
- склад должен обеспечивать прием арматурной стали из полувагонов и железнодорожных платформ;
- хранение по видам и маркам и выдачу в арматурный цех.
Площадь склада, необходимая для хранения арматуры, рассчитывается из годовой программы предприятия с учетом расхода стали по всей номенклатуре изделий.
Площадь склада арматуры рассчитывается по формуле:
S = Qа * Тз* К 1 / q, (10)
где Qа — суточная потребность в арматуре, т;
Тз — нормативный запас арматуры на складе — 20 сут.;, К1 — коэффициент, учитывающий увеличение площади склада на проходы и проезды — 1,5;
q — нормативная масса арматуры, приходящаяся на 1 мІ площади склада.
Расчет потребности в арматуре производится по расчетному представителю, поэтому для начала определим потребность одной плиты в арматуре (таб. 12).
Таблица 12. Выборка стали на одну плиту, кг
Напрягаемые элементы
Арматурное изделие
Закладная деталь
А-VТ
Класс
А-III
Класс В-I
Уголок 70 8
Класс А-III
А-I
?14
?10
?4
?5
?6
?10
?12
?14
?12
24
14
15,3
17,8
3,4
0,4
1,4
2
0,2
2,2
Сталь диаметром до 10 мм поставляется в бухтах, а диаметром более 10 мм — в прутках. На основании этого произведем расчет потребной площади. Результат расчета приведены в таблице 13. В расчетах были учтены технологические потери — 1,5%.
Таблица 13 . Ведомость расхода арматуры
Вид арматурной стали
Потребность с учетом технологических потерь
Нормы хранения, т/мІ
Требуемая площадь под хранение мІ
На 1 изд., кг
На 1 мі, кг
Год, т
Сутки, т
Арматура в прутках
44,9
35,1
16637,8
65,8
3,2
616,9
Арматура в бухтах
33,6
26,3
12442,5
49,2
1,2
1230
Профильная сталь
3,45
2,7
1277,6
5,1
2,1
72,9
Общая площадь под арматуру с учетом проходов
1919,8
Например, потребность арматуры в прутках составляет 44,2 кг; с учетом потерь 44,2*1,015 = 44,9 кг;
На 1 мі конструкции (с учетом объема изделия 1,28 мі) 44,9 /1,28 = 35,1 кг;
Годовая потребность 34,8 * 474= 16637,4 т;
Суточная потребность 16482/253 = 65,8 т.;
Значит, площадь склада для арматуры в прутках рассчитаем по формуле (9):
Q = 65,8* 20*1,5/3,2 = 616,9 мІ.
Итоговым показателем производимых расчетов служит суммарная величина требуемой площади склада, т.е. 1919,8 м2 .
Склад арматуры будет расположен в одном крытом пролете 144 * 18 м.
6. Проектирование бетоносмесительного цеха
Основной задачей бетоносмесительных цехов и установок заводов сборного железобетона является производство бетонной смеси. В бетоносмесительных цехах осуществляются следующие технологические процессы: прием сырья, разгрузка и транспортировка заполнителей, вяжущих и химических добавок, дозирование, перемешивание компонентов бетонной смеси и ее выгрузка потребителю. При проектировании бетоносмесительных цехов основной задачей является определение производительности цеха для обеспечения годовой программы предприятия.
Количество смесителей циклического действия при известных параметрах смесителя для конструкционных бетонных смесителей определяют по формуле:
(11)
где Кппп — коэффициент превышения пиковой часовой потребности предприятия в производстве конструкционной бетонной смеси;
V б — объем бетоносмесительного барабана по выходу бетонной смеси, мі;
- m — число замесов в час;
Т ф — расчетный фонд рабочего времени, ч;, Рк — годовая потребность по видам изделий, тыс.мі., Принимаем 3 смесителя., Зависимость Кппп от производительности предприятия выражается формулой:
К ппп = 2,04 — 0,004
- Р (12)
Р — мощность предприятия — 93 тыс.мі.
К ппп = 2,04 — 0,004
- 474 = 0,14
Для дальнейших расчетов принимаем бетоносмеситель принудительного действия марки БСП1 — 750 с объемом барабана по загрузке 0,75 мі, объем готового замеса составляет 0,5 мі. Расчетное число замесов в час составляет 12.
Расчетный фонд рабочего времени рассчитаем для агрегатно-поточного способа производства, т.к. число рабочих дней для нее принимается больше, значит и бетона требуется больше.
Т ф = 253 * 2 * 8 = 4048 часа.
Количество смесителей циклического действия по каждой группе изделий укрупненной номенклатуры приведено в таблице 14.
Таблица 14. Определение количества бетоносмесителей
Конструкции и изделия
Годовая программа, тыс.мі
Необходимое число смесителей
Фундаменты
28
0,16
Колонны и стойки
28
0,16
Балки, прогоны, ригели
23
0,13
Плиты покрытия и перекрытия
127
0,73
Наружные стеновые панели
108
0,63
Лесничные марши, площадки
7
0,04
Трубы безнапорные
3
0,02
Фермы и арки
13
0,07
Опоры ЛЭП
7
0,04
Внутренние стеновые панели
70
0,4
Объемные изделия
16
0,09
Прочие изделия
44
0,25
Общее число смесителей
2,72
Выбираем типовой бетоносмесительный цех с тремя бетоносмесителями с объемом барабана 750 л. Площадь бетоносмесительного цеха составляет 160 мІ.
В производстве железобетонных изделий в настоящее время широко используют применение различных химических добавок, с помощью которых регулируют физико-механические свойства, как бетонных смесей так и бетона. Отделение для приготовления добавок, как правило, располагается в составе бетоносмесительного цеха и не влечет увеличение производственной площади предприятия.
Техническая характеристика бетоносмесителя БСП1-750
Объём по загрузке — 750 л, объём готового замеса бетона 500 л, объём ёмкости скипа — 400 л, объём приёмного ящика — 250 л, время перемешивания — 40 сек, полный цикл работы — 5 мин, производительность при полном цикле — 6 м3 /ч, привод загрузки скипа — электрический, вид разгрузки — через донный затвор, привод разгрузки пневматический, напряжение питания — 380 В, установленная мощность — 2 кВт, габаритные размеры в рабочем положении — 4190х1950х3350 мм, габаритные размеры при транспортировании — 3900х1950х2340 мм, масса — 3100 кг
7. Проектирование склада цемента
Общий объем цемента, подвергаемый хранению, рассчитывается исходя из требуемой номенклатуры изделий, годовой программы предприятия с учетом технологических потерь при погрузочно-разгрузочных работах и транспортных операциях.
(13)
где Ц — расход цемента на 1 мі продукции, кг;
З ц — запас цемента на складе — 7 суток;, Кп — коэффициент возможных потерь цемента — 1,02;, Кз — коэффициент заполнения емкостей для хранения цемента — 0,9;, Р — годовая программа предприятия по укрупненной номенклатуре изделий;
С — количество рабочих суток в году по конкретной технологической; линии: агрегатно-поточная, стендовая, кассетная — 253, конвейерная — 247.
Расчет необходимого количества цемента приведен в таблице15.
Таблица 15. Расчет количества цемента
Конструкции и изделия
Годовая программа, тыс.мі
Принятый способ производства
Марка бетона
Расход цемента, кг/мі
Запас цемента, т
Фундаменты
28
агрегатно-поточный
300
350
307
Колонны и стойки
28
агрегатно-поточный
500
600
527
Балки, прогоны, ригели
23
агрегатно-поточный
500
600
433
Плиты покрытия и перекрытия
127
конвейерный
300
350
1428
Наружные стеновые панели
108
конвейерный
100
220
763
Лестничные марши, площадки
7
агрегатно-поточный
300
350
77
Трубы безнапорные
3
полуконвейерный
300
350
34
Фермы и арки
13
стендовый
500
550
224
Опоры ЛЭП
7
агрегатно-поточный
500
600
132
Внутренние стеновые панели
70
кассетный
300
450
1012
Объемные изделия
16
стендовый
300
400
201
Прочие изделия
44
агрегатно-поточный
300
350
482
Суммарный запас цемента, т
5620
Выбираем типовой склад цемента: первый емкостью 4000 т, состоящий из 6 силосов, второй на 2500 т из 6 силосов.
Площадь склада цемента определяется по формуле: , Площадь склада цемента определяется по формуле:
(14)
где q — количество материала, укладываемое на 1 мІ склада. При хранении цемента в силосах q выбираем 15;
К и — коэффициент использования площади склада = 0,8.
8 . Проектирование складов заполнителей
При проектировании складов заполнителей в составе заводов железобетонных изделий должны быть выполнены следующие требования: быстрая приемка, выгрузка и подача материалов, подготовка заполнителей в зимних условиях, хранение заполнителей по фракциям, достаточный нормативный запас материала. Объем склада и его вид зависят от складских запасов, вида транспорта, равномерной подачи заполнителей. При определении количества материалов, хранящихся на складе, на этапе технологического проектирования расход заполнителей в бетонной смеси принимаем по нормам проектирования.
Запас заполнителя — 7 суток., Расчетное количество рабочих суток для складов — 253 дня.
Расход заполнителей бетонной смеси мі/мі на бетоны тяжелые для всех технологий, кроме кассетной: песок — 0,45; щебень — 0,9.
Для кассетной технологии: песок — 0,6; щебень — 0,75., Величина нормативных потерь — 1,5%.
Величина запаса заполнителей определяется исходя из принятой технологии производства, номенклатуры выпускаемых изделий, их годовой потребности, величины запаса и нормативных потерь. Материальный баланс заполнителей приведен в таблице16.
Таблица 16. Материальный баланс заполнителей
Конструкции и изделия
Годовая программа, тыс.мі
Принятый способ производства
Расход, мі/год
Запас, мі
песок
щебень
песок
Щебень
Фундаменты
28
Агрегатно-поточный
12878
25756
355
710
Колонны и стойки
28
Агрегатно-поточный
12878
25756
355
710
Балки, прогоны, ригели
23
Агрегатно-поточный
10325
20650
287
574
Плиты покрытия и перекрытия
127
конвейерный
57822
115644
1600
3200
Наружные стеновые панели
108
конвейерный
49195
98390
1362
2724
Лестничные марши, площадки
7
Агрегатно-поточный
3243
6486
990
1980
Трубы безнапорные
3
Агрегатно-поточный
1372
2744
39
78
Фермы и арки
13
Стендовый
5937
11874
163
326
Опоры ЛЭП
7
Агрегатно-поточный
3152
6304
87
174
Внутренние стеновые панели
70
Кассетный
42815
85630
1186
2372
Объемные изделия
16
Стендовый
7398
14796
204
408
Прочие изделия
44
Агрегатно-поточный
2325
4650
561
1122
Потребность в заполнителе
7189
14378
Площадь складов заполнителей определяется при к u = 0,8 и q = 4.
Для песка — мІ;
- Для щебня — мІ.
Общая площадь составляет — 6740 мІ.
Принимаем склад заполнителей эстакадный с разгрузочной машиной Т-182-А вместимостью 18 т.
9 . Проектирование склада готовой продукции
На предприятиях железобетонных изделий склад готовой продукции предназначен для приема и хранения изделий и отгрузки их потребителю. Площадь склада готовой продукции определяется по формуле:
(15)
где Q и — количество изделий, поступающих на склад за сутки, мі;
Т з — продолжительность хранения изделий — 12 рабочих суток;
К1 — коэффициент, учитывающий увеличение площади склада в зависимости от принятого типа крана: для мостового — 1,3;
q — нормативный объем изделий, приходящийся на 1 мІ площади склада.
Суточную потребность определяем исходя из 253 рабочих суток. Результаты расчета приведены в таблице 17.
Таблица 17. Определение площади склада
<…/>
Конструкции и изделия
Годовая потребность, тыс.мі
Суточная потребность, мі
Q, мі/мІ
Площадь, мІ
Фундаменты
28
111
1
1732
Колонны и стойки
28
111
1
1732
Балки, прогоны, ригели
23
91
1
1420
Плиты покрытия и перекрытия
127
502
1,8
4351
Наружные стеновые панели
