Технологические процессы в строительстве (3)

метки: Технологический, Процесс, Строительство, Изделие, Здание, Бетонирование, Материал, Палуба

Фундамент изготавливается из монолитного железобетона (марка бетона Rц=400, вид цемента ПЦ), с применением мелкощитовой сборно-разборной опалубки. Согласно заданию фундамент состоит из трех ступеней.

Рисунок 2 — Разрез фундаментного стакана

• Определим объем бетона для одного фундаментного стакана и геометрического объема самого фундаментного стакана (Vст _, м³ ):

Vст=(а1*а2)*а+(в1*в2)*в+(с1*с2)*с

Vст=(3,2*3,3)*0,5+(2,2*2,3)*0,5+(1,2*1,4)*2=11,17 м ³

Объем бетона для одного фундаментного стакана:

Vб=Vст — 0,3 (с1*с2)*с=11,17-1,01=10,16 м ³

Общий объем бетона:

Vобщ=Vб*n=10,16*40=406,4 м ³

n-количество фундаментных стаканов

Бетонные работы необходимо выполнять в течении 25 рабочих дней. В состав бетонных работ входят:

• ь Установка опалубки;
• ь Монтаж арматуры;
• ь Укладка бетона;
• ь Утепление фундаментного стакана с целью набора прочности бетона;
• ь Демонтаж опалубки;
• Заполнение стаканов бетоном выполняется за 10 рабочих дней. Определяем минимальное количество бетонируемых фундаментных стаканов в смену:

Qmin===4 стакана

Принимаем 4 фундаментных стакана за смену.

Определим необходимое количество бетона в смену для заполнения фундаментного стакана:

Q _б.ст = Vб*Qmin = 10,16*4 = 40,64 м³ /смену.

• Определим потребное количество цемента, инертных материалов, водя для приготовления бетона.

Определение В/Ц отношения:

В/Ц = = = 0,43

А — коэффициент, учитывающий качество заполнителей,

Rб — прочность при сжатии бетона,

Rц — марка цемента по заданию.

Расход воды:

В = = 5700,43 = 245 л.

Расход щебня:

Щ = = = 1149 кг/ м ³

Vn — объем пустот щебня,

б — коэффициент раздвижки зерен,

снас — насыпная плотность щебня,

сист — истинная плотность щебня.

Расход песка:

сср = Ц+В+П+Щ П=536 кг.

2. Опалубочные работы

Для бетонирования применяем сборно-разборную мелкощитовую деревянную опалубку.

Подбираем щиты двух типоразмеров из следующих условий

1) щиты должны полностью закрывать боковые поверхности фундамента

2) по высоте щит может быть равен высоте фундамента (ступени) или на 10-15 см. выше

Гидротехнический бетон

... внешней среды слабая Подводная конструкция 0,50 Таблице 11., Таблица 11. Место расположение бетона в конструкции ... примесей % по массе Подводный бетон и бетон внутренней зоны Щебень и гравий Песок Глина, ил, ... бетона. Предельная крупность заполнителя не должна превышать 0,75 наименьшего расстояния (в свету) между стержнями арматуры и 1/3 наименьшего размера бетонируемой конструкции. При бетонировании ...

3) длина щита должна быть не более 2-х метров, ширина щита не более 0,6 м.

4) крайние щиты могут выступать за пределы фундамента, но не более ј длины щита

Щит опалубки работает как многопролётная балка с равномерно распределённой нагрузкой

Распределили щиты опалубки, на 1 стакан понадобится Щитов 700Ч500-23 шт.

Щитов 900Ч500-7 штук. Всего 30 щитов.

Спецификация элементов опалубки.

Рисунок 3 — План фундаментного стакана

Рисунок 4 — Компоновка опалубки

Рисунок 5 — Аксонометрическая схема опалубки фундамента

Давление на опалубку от свежеуложенного бетона. Расчёт опалубок

Исходные данные. Расчётные формулы. Единицы измерения	Индекс	Значение
Исходные данные
1	2	3
1. Плотность бетона, кг/м 3	г	2500
2. Скорость бетонирования, м 3 /ч	V	5,08
3. Коэффициент, зависящий от подвижности бетонной смеси. Подвижность O к , см 0…2 4…6 8…12 К 1 0,8 1,0 1,2	К 1	1,2
4. Коэффициент, учитывающий влияние температуры бетонной смеси tбн, оС 5…7 12…17 28…32 К2 1,15 1,0 0,85	К2	1,0
5. Допускаемое напряжение на изгиб (растяжение) материала щита палубы, МПа	R	18
1. Модуль упругости материала щита палубы, МПа Материал R E Сосна, ель 18 1*10 4	E	1*10 4
2. Условия жёсткости опалубки: а) для скрытых поверхностей f/l=1/200; б) для открытых поверхностей f/l=1/400; 1/600	f/l	1/400
3. Толщина щита палубы, м	h	0,025
Расчётные данные
4. Давление на опалубочный щит от свежеуложенного бетона, КПа q=г (0,27V+0,78) K 1 K2 /100=(2400 (0,27*2,97+0,78) 1,2*1)/100= =45,56 кПа.	q	64,55
5. Свободный пролёт (расстояние между рёбрами жёсткости) щита палубы, см: а) из условий прочности материала палубы =65 б) из условий деформации =35	L	0,54 0,31

Принимаем значение максимального шага ребер жесткости из условий деформаций: L = 31 см. Принимаем 2 типоразмера щитов.

Рисунок 6. Щит 1 Щит 2

Таблица 2 — Ведомость материально — технических ресурсов

1. Машины и оборудование
Наименование	Ед.изм.	Марка	Кол-во
1. Кран	шт	КС-65719-1к	1
2. Автобетоносмеситель	шт	СБ-127	1
3. Бадья	шт	1м3	1
2. Материалы
1. Бетон	куб. м	М-400	446,8
2. Пиломатериалы	куб. м	сосна	179,2
3. Утеплитель	куб. м	сосна	465,92
4. Инструменты и инвентарь
1. Молоток плотничный	шт	МПЛ	4
2. Лом	шт	ЛЛ	4
3. Лом-гвоздодер	шт	ЛГ-20А	4
4. Топор плотничный	шт	А-2	4
5. Ножовка по дереву	шт	—	4
6. Отвес	шт	0-400	2
7. Рулетка	шт	—	2
8. Уровень	шт	УС-2-700	2
9. Вибратор глубинный	шт	ИВ-103	2
10. Лопата совковая	шт	ЛП	4
11. Лопата штыковая	шт	ЛКП-2	4
12. Лом строительный	шт	ЛО-28	4
13. Кувалда	шт	—	2
14. Щетка стальная	шт	—	2

Таблица 3. Спецификация арматурных изделий на фундаменты

Марка фундамента	Наименование изделия	Марка изделия	Кол-во изделий	Масса, кг
				одного изделия	всего
Ф1	Ш=16 l=3150	С1-123	13	4,66	60,58
	Ш=16 l=3150		18	3,71	66,78
	Ш=16 l=2150	С1-123	8	4,66	37,28
	Ш=16 l=2150		14	3,71	51,94
	Ш=6 l=1100	С2-59	6	0,24	1,44
	Ш=16 l=1750	С2-59	4	2,29	9,16
	Ш=6 l=1100	С2-59	6	0,24	1,44
	Ш=16 l=1750	С2-59	4	2,29	9,16

Таблица 4 — Ведомость арматурных изделий

Марка фундамента	Число фундаментов	Марка изде-лия	Число изделий	Масса изделий, кг
	на захват-ку	на здание		на один фундамент	на захват-ку	на всё здание	на один фундамент	на захват-ку	на всё здание
Ф1	4	40	С1-123	1	4	40	127,36	509,44	5094,4
			С1-123	1	4	40	89,22	356,88	3568,8
			С2-59	2	8	80	10,6	84,8	1696
			С2-59	2	8	80	10,6	84,8	1696

3. Выбор метода выдерживания бетона

Выбор рационального метода бетонирования зависит от массивности бетонируемой конструкции, которая характеризуется модулем поверхности. Так как конструкция массивна, то рациональным является метод термоса

Выбор метода выдерживания бетона зависит от массивности, т.е. определяется соотношением суммарной площади охлаждения к объему стакана (конструкции):

• Мn=Fохл/Vст;

Площадь поверхности бетонируемого фундамента:

Для первой ступени:

Fохл1=2*а1*а2-в1*в2+2*2*(а1+а2)=2*3,2*3,3-2,2*2,3+2*0,5 (3,2+3,3)=22,56 м ²

Для второй ступени:

Fохл2=2*в1*в2-c1*c2+2в*(в1+в2)=2*2,2*2,3-1,2*1,4+2*0,5 (2,2+2,3)=9,88 м ²

Для третей ступени:

Fохл3=2*c1*c2+2*c (c1+c2)=2*1,1*1,2+2*2*(1,2+1,4)=13,76 м ²

Площадь охлаждения одного фундамента,

Fохл=Fохл1+Fохл2+Fохл3=22,56+9,88+13,76=46,2 м ²

Определение модуля поверхности фундамента,

Мn=Fохл/Vст=46,2/11,17=4,13

Так как М _n < 5, следовательно, проектируемый фундамент относится к массивным конструкциям, поэтому рациональным методом бетонирования в зимнее время считаем метод «термоса».

Сущность метода термоса заключается в следующем:

• бетонную смесь имеющую положительную температуру укладывают в утеплённую опалубку;
• бетонируемую конструкцию следует оградить или закрыть со всех сторон, с целью сохранения положительной температуры.

В зависимости от назначения конструкции бетон до замерзания должен набрать определённый коэффициент прочности 40% от R ₂₈

При термосном выдерживании бетона необходимо:

• определить продолжительность остывания бетона и величину набранной им прочности;
• подобрать конструкцию опалубки и её утеплителя.

При «термосном» выдерживание бетона необходимо определить толщину слоя теплоизоляционного материала.

Фактическое остывание бетона ф _, час. Нормативное твердение бетона=84 часа.

ф =

С _б — удельная теплоемкость бетона, С_б =1.05 кДж/кг⁰ С;

_б — объемная плотность бетона, _б =2.5 кг/м³ ;

t _б.н — начальная температура бетона, ⁰ С;

t _б.к — температура бетона к концу остывания, t_б.к =0, ⁰ С;

Ц — расход цемента на 1 м ³ бетона, Ц=570, кг/м³ ;

• Q — тепловыделение цемента за время твердения бетона, Q=110 кДж/кг;

К _т — коэффициент теплопроводности опалубки;

М _n — модуль поверхности конструкции;

ф _m — время остывания конструкции;

t _б.ср — средняя температура бетона за время остывания, ⁰ С;

t _н.в- температура наружного воздуха, ⁰ С;

• ф = = 66,8 ч.

Требуемый коэффициент утеплителя определяем:

Kт.у. = = 4 Вт/м ² *град.

Принимаем коэффициент = 4 Вт/м ² *град

В качестве утеплителя принимаем доску 52 мм

4. Доставка, подача и укладка бетона

Таблица 5 — Расход бетона

Марка фундамента	Число фундаментов	На один фундаментный стакан	Объём бетона на захватке, м 3	Объём бетона на здание, м 3
	на захватку	на всё здание	1 ступ.	2 ступ	под-кол.	1 ступ.	2 ступ	под-кол.	всего
Ф1	4	40	5,28	2,53	3,36	21,12	10,12	13,44	44,68	446,8

Выбор машин для доставки, подачи и укладки бетона.

На основании рассмотренных вариантов технологических схем уточняют перечень механизмов, машин и оборудования для выполнения строительных процессов и подбирают их по маркам и типам.

При подборе технологического автотранспорта для доставки бетонной смеси учитывают такие параметры, как объем перевозимой бетонной смеси, количество бадей для приема бетонной смеси и их вместимость, высота разгрузки бетонной смеси из автотранспорта.

Бетонная смесь доставляется на объект с завода-изготовителя. При сроках выполнения работ в 10 суток необходимо бетонировать 4 фундамента за смену.

Для обеспечения заданных темпов бетонирования выбираем автобетоносмеситель СБ-127.

Рисунок 7 — Автобетоносмеситель СБ-127

Таблица 6 — Технические характеристики автобетоносмесителя.

Марка бетоносмесителя	Базовый автомобиль	Масса, т	Объём барабана, м 3	Объём перевозимой смеси, м 3
СБ127	КамАЗ-5511	14,0	10,0	6,0
Показатель	СБ-127
Вместимость смесительного барабана по готовому замесу, м 3 Высота выгрузки материала, мм Габариты, мм: — длина — ширина — высота Мощность привода смесительного барабана, кВт Стоимость маш.-ч, руб. Затраты труда на эксплуатацию, чел.-ч/маш.-ч Оптовая цена, руб. Число часов работы машины в год	6 960 7380 2500 3480 38 5 3,2 18000 2050

Расчет производительности автобетоносмесителя

Производительность автобетоносмесителя определяется по формуле

= , где

V_б/с — объем барабана автобетоносмесителя, м² ;

— продолжительность смены, час

— продолжительность работы цикла, мин

k_в — коэффициент использования работы по времени (0,87)

k — коэффициент использования объема барабана

Продолжительность работы цикла определяется по формуле

61,98 мин

— время загрузки транспорта на бетонном заводе, мин;

— время движения в груженом состоянии, мин;

— время выгрузки, мин;

— время движения в порожнем состоянии, мин;

— продолжительность маневрирования (6 мин), мин.

l — дальность доставки бетона, км

х — скорость автомобиля, км/ч

Необходимое количество бетона в смену: 40,64 м³

Требуемое число АБС

, где n-кол-во стаканов в смену

Исходя из этого, принимаем интенсивность движения автобетоносмесителей — 3 машины за смену.

Предусматриваем укладку бетонной смеси в опалубку фундаментов с использованием бункеров (бадей).

Вместимость бадьи зависит от объема бетона в конструкции. В нашем случае V_1ф =10,16 м³ . В конструкцию должно входить 4-6 бадей. Принимаем V_бадьи =1м³

Рисунок 8 — Технические характеристики поворотной бадьи

Таблица 7 — Кран-бадья

Показатели	Вместимость номинальная, м 3
	1
Тип затвора , Габариты, мм: , длина , ширина , высота Масса, кг	челюстной 3512 1232 1040 490

Выбор крана для укладки бетона

Для укладки бетона используется кран самоходный на пневмоколесном или гусеничном ходу. Если пролет здания не превышает 15 м, то с одной стоянки крана целесообразно бетонировать 4 стакана фундамента, и в этом случае кран располагается в центре. Если пролет здания превышает 15 м, то целесообразно бетонировать с одной стоянки крана по 2 стакана фундамента. Т.к. пролет нашего здания не превышает 15 м, то бетонируем с одной стоянки по четыре фундамента.

Расчет технических параметров для выбора крана:

• требуемая грузоподъемность крана:

где Qбс — масса бетонной смеси в бадье, т

Qб — масса бадьи, т

Qс — масса строп, т

=

Так как кран располагается на дне котлована, то вначале определяют минимальное приближение крана Lmin к возводимому фундаменту:

Lmin = r _n +1.0,

где r _n — радиус поворота платформы крана, м.

Значение радиуса поворота платформы крана rn принимают в расчете 2,9…4,6 м. Это значение может быть уточнено при подборе конкретной марки крана.

Lmin = 3.0 +1.0=4.0 м;

• требуемая высота поднятия крюка крана

где h _c — рабочая высота строп, м

h _б — высота бадьи в поднятом состоянии, м

h ₀ — высота монтажного горизонта, м

h _з — запас по высоте над препятствием, м (0.5 м);

• требуемый вылет стрелы

Lтр== 16,15 м

• длина стрелы крана:

где h _ш — высота шарнира стрелы крана, м.

• принимаем самоходный кран KC-65719-1K

Технические характеристики

Кран KC-65719-1K

НА ШАССИ КАМАЗ-6540.

Рисунок 9 — Кран KC-65719-1K

железобетон укладка кран фундаментный

Рисунок 10 — Грузовысотная характеристика крана

Таблица 8 — Технические параметры крана

Грузоподъемность	40 т
Грузовой момент	120 т/м
Длина стрелы	11,2-34,0 м
Рабочий вылет	3,0-32,0 м
Длина гуська	9 м
Макс. высота подъема крюка: * 34 м основная стрела * 34 м основная стрела + 9 м гусек	35 м 44,4 м
Скорость подъема / опускания	4,0-35,0 м /сек
Скорость вращения поворотной платформы	0,85 об/мин
Температура эксплуатации	от -40 до +40 °С
Шасси	КамАЗ-6540
Колесная формула	8 x 4
Двигатель	КамАЗ-740
Транспортная скорость	60 км /ч
Вес крана в транспортном положении	30,7

Расчет параметров крана

Сменная производительность стрелового крана на укладке бетона

где — время смены, ч;

• коэффициент использования крана по грузоподъемности

V _б — объём бадьи, м³ ;

• время цикла крана, мин;

k _вр =0.85 — коэффициент использования по времени;

• г — плотность бетонной смеси.

Расчёт времени цикла крана

где _стр =3 — время строповки, мин;

_гр.б. — время подъёма груза, мин;

_разгр =10 — время разгрузки, мин;

_хол — время холостой подачи (время опускания) груза, мин;

Список литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/tehnologicheskiy-protsess-v-stroitelstve/

1. Веригин Ю.А., Горобец В.П. Механизация технологических процессов строительства — Барнаул: Изд-во АлтГТУ: 2004. — 298 с.:ил.;

2. Вольф А.В., Мозговая Я.Г. Расчет беспрогревного выдерживания бетона: Методические указания к практическим занятиям по дисциплине <<Основы технологии возведения зданий в суровых климатических условиях>> для студентов, обучающихся по направлению <<Строительство>>/ Алт. гос. Техн. Ун-т им. И.И. Ползунова — Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2011 — 34 с.;

3. Кандаурова Н.М. Проектирование технологии выполнения работ нулевого цикла: учебное пособие к курсовому проекту для студентов специальностей ПГС, МиАС, ГСХ всех форм обучения/ Н.М. Кандаурова, М.М. Титов; Алт. гос. техн. ун — т им. И.И. Ползунова — Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2005 — 139 с.;

4. Кандаурова Н.М., Титов М.М. Проектирование технологии бетонных работ: Учебно-методическое пособие к курсовому и дипломному проектированию/ АлтГТУ им. И.И. Ползунова — Барнаул 2001 — 32 с.;

5. СНиП 12-03-2002. Безопасность труда в строительстве. ч. 2. Строительное производство. — М.: Книга-сервис, 2003. — 48 с.;

6. Соколов Г.К. технология строительного производства: [учеб. Пособие для вузов по направлению 270100 «Стр.-во»] / Г.К. Соколов. — 3-е изд., стер. — М.: Академия, 2008. — 539, с.

7. Технология строительных процессов: В 2 ч. Ч. 1.: Учеб. Для строит. вузов / В.И. Теличенко, О.М. Терентьев, А.А. Лапидус -2-е изд., испр. и доп. — М.:Высш. шк., 2005 -392 с.: ил.;

8. Технология строительных процессов: В 2 ч.: Учеб. Для строит. вузов / В.И. Теличенко, О.М. Терентьев, А.А. Лапидус -2-е изд., испр. и доп. — М.:Высш. шк., 2005 -392 с.: ил.