Универсальный корпус
Федеральное
агентство по образованию РФ
Государственное
образовательное учреждение
Высшего
профессионального образования
Камская
государственная инженерно-экономическая Академия
Кафедра
Строительных конструкций
Курсовой
проект
по
дисциплине: Технология возведения зданий и сооружений
на
тему: Универсальный корпус
Набережные
Челны, 2009
Введение
В данном курсовом проекте разрабатывается монтаж
универсального корпуса, входящего в комплекс машиностроительного завода.
Монтаж строительных конструкций - ведущий
технологический процесс в строительстве. При возведении универсального корпуса
применялся поточный метод строительства, при котором бригады (звенья) рабочих
постоянного состава, оснащенные соответствующим набором инструмента и строительных
машин, выполняют одни и те же разнотипные работы, максимально совмещенные во
времени на различных фронтах работ (захватках, участках). Этот способ монтажа
сочетает в себе достоинства последовательного и параллельного методов и
исключает их недостатки. При поточном методе требуется меньше времени, чем при
последовательном, меньшее количество одновременно потребляемых ресурсов, чем
при параллельном, равномерно потребляются однородные материально-технические
ресурсы и загружается специализированный транспорт, а бригады (звенья) рабочих
постоянно выполняют одни и те же работы.
В курсовом проекте также разрабатывается
технологическая карта на монтаж строительных конструкций при возведении
надземной части промышленного здания. Технологическая карта отражает объемы
работ отдельных этапов монтажа (количество и массу монтажных элементов,
количество стыков, сварных швов), технологические схемы монтажа конструкций и
их строповки, схемы или чертежи подмостей; технологию сварки, замоноличивание и
заделки швов; графики монтажа, указания по производству монтажных работ,
требования к качеству продукции, расчета потребности машин и рабочих;
спецификацию оборудования, основных материалов, приспособлений и инструментов,
решения, обеспечивающие безопасность организации технологических процессов и
производства работ, технико-экономические показатели монтажных работ.
Учитываются и уровень организационно-технических работ в подрядной организации.
Использование технологических карт в практике строительства способствует
максимальному сокращению ручного труда.
Краткая характеристика возводимого
объекта
Объект строительства - двухэтажный универсальный
корпус, входящий в состав машиностроительного завода. Здание предусмотрено с
применением типовых бескрановых секций с сеткой колонн 6х6 м, имеет габаритные
размеры в плане 72х72 м. Для 2-х этажного универсального корпуса выбрана сетка
колонн 6*6 м, с увеличенным пролетом на 2-ом этаже и сеткой колонн 24х24м.
Высота корпуса до низа стропильных конструкций принята 16,65 м по условиям размещения
оборудования и с целью создания оптимальных гигиенических условий. С учетом
конструкций высота 1-го этажа составляет 6,0 м, второго - 7,2 м.
Основной тип колонн - высотой в 2 этажа,
сечением 400*400 мм, для крепления ограждающих конструкций на втором этаже
предусмотрены фахверковые колонны: сечением 300х300 мм, высотой 7.2 м. В
качестве ограждающих конструкций - стеновые панели размерами по высоте: 1.2,
1.8, по длине - равные шагу колонн 6м. Для устройства перекрытий применяют
ребристые плиты двух типов: основные шириной 1500 мм и доборные шириной 750 мм,
высота плит 400 мм, плиты покрытия - ребристые размером 12х3м. Плиты перекрытий
укладывают по ригелям длиной 6 м. Плиты покрытия - по фермам сегментным (24 м).
Освещение в здании осуществляется через боковое ленточное остекление. Все
конструктивные элементы - типовые.
Корпус имеет систему транспортных проездов.
Основной вид межцехового транспорта - безрельсовый. Для транспортировки
отходов, как правило, используют автомобили самосвалы, малогабаритные тягачи с
прицепами и автопогрузчики.
Организация и технология работ
Организация строительного производства должна
обеспечивать направленность всех организационных, технических и технологических
решений на достижение конечного результата - ввода в действие объекта с
необходимым качеством и в установленные сроки.
Организация работ представляет собой комплекс
мероприятий, направленных на упорядочение и приведение в систему выполнения
монтажных работ на строительной площадке. Эти мероприятия должны предусматривать
развитие фронта работ; выбор последовательности монтажа элементов в проектное
положение; доставку, транспортировку и подачу монтажных элементов и конструкций
в рабочую зону.
Продольное направление монтажа предусматривает
перемещение монтажных механизмов и машин вдоль пролетов или параллельно им. Это
связано с удобством подачи элементов под монтаж и более рациональной
организации проездов, разворотов, монтажа технологического оборудования, а так
же поточности производства работ.
Для многоэтажных промышленных зданий с ж/б
каркасом более рационален комбинированный метод монтажа конструкций. В начале
устанавливают колонны, выверяют их и замоноличивают в фундаментные стаканы. К
началу монтажа остальных конструкций бетон в опорном стыке должен набрать не
менее 70% прочности. Затем производится монтаж остальных конструкций.
Монтаж сборных конструкций производится с
соблюдением следующих требований:
последовательность монтажа, обеспечивающая
устойчивость и геометрическую неизменяемость смонтированной части сооружения на
всех стадиях монтажа и прочность монтажных соединений;
комплексность установки конструкций каждого
участка здания, позволяющей производить на смонтированном участке последующие
работы;
безопасность монтажных, общестроительных и
специальных работ на объекте с учетом их проведения по совмещенному графику.
Монтаж строительных конструкций ведется в 3
этапа:
на объекте завершаются все работы нулевого
цикла;
монтаж каркаса.
В проекте выделяют монтажную зону, в пределах
которой передвигается кран и конструкции. Проводят инструментальную проверку в
плане опорных конструкций.
Монтаж ограждающих конструкций.
Монтаж колонн
Колонны устанавливают в гнезда фундамента, чему
предшествует подливка дна стакана, которая выполняется из мелкозернистого бетона
за 4-5 часов до монтажа колонн. Строповка колонн производится с помощью
рамочного или фрикционного захвата. Для временного закрепления колонны в
стакане используют клинья или кондукторы. Клинья остаются в теле фундамента.
Они бывают деревянные или металлические. Также могут использоваться расчалки,
подкосы и групповые кондуктора.
Железобетонные колонны монтируют на два этажа
поштучно. Нижние колонны устанавливают на фундаменты стаканного типа, выверяют
и закрепляют в них. Колонны последующих этажей устанавливают на верхние торцы
колонн, расположенных ниже. Установка, выверка и временное закрепление колонн
осуществляется одним из следующих способом:
устанавливают колонны на оголовки нижних колонн
с временным закреплением и выверкой при помощи групповых кондукторов на четыре
колонны;
установка колонн на оголовки нижерасположенных
колонн, на которых закрепляют винтами одиночные кондукторы (оголовки нижних
колонн обычно выше уровня перекрытия на 0,5…0,8м).
Монтаж ригелей
Ригели монтируют “на весу” при помощи кранов.
Монтаж выполняется со склада, расположенного в зоне действия монтажного крана.
Стыки сваривают после укладки ригелей, а замоноличивают бетонной смесью после
укладки плит перекрытий. Элементы длиной 6 м стропуют двухветвевыми стропами
без траверс.
При подготовке ригелей к монтажу очищают и
выправляют закладные детали, выпуски арматурных стержней и наносят на их концы
осевые риски, а также крепят к ним оттяжки. Специальной раскладки ригелей перед
монтажом не требуется. Ригели укладывают на консоли колонн с совмещением осевых
рисок и соблюдением одинакового зазора между торцами ригелей и гранями колонн.
Сварку ригелей с колоннами осуществляют сразу после их укладки. При укладке и
сварке балок и ригелей монтажники и сварщики применяют передвижные легкие
подмости в виде стремянок или вышек с лестницами.
Монтаж ферм
Фермы монтируют способом “на весу” с помощью
крана. Монтаж выполняют с предварительной раскладкой ферм. Перед монтажом фермы
подвергаются очистке и выправке закладных деталей, нанесении осевых рисок,
закреплении оттяжек и расчалок. На фермах устанавливают распорки, которыми они
будут крепиться к смежным фермам. Ферму подвешивают к траверсе с захватом, по
инструкции за четыре точки. Строповку выполняют в обхват универсальным захватом
с запорным замком.
Фермы устанавливают на оголовки колонн верхнего
этажа. При установке железобетонные ферм их оси совмещают с рисками на колоннах
и закрепляют на анкерных болтах. Вертикальность положения ферм и временное их
раскрепление обеспечивают с помощью расчалок и распорок. Стык фермы с колонной
выполняется путем соединения закладных деталей нижнего пояса фермы и анкерных
болтов в оголовке колонны. Для предотвращения нарушения резьбы на анкерных
болтах устанавливаются колпачки из легкосжимаемой стали. Монтаж ферм ведется
основным монтажным краном, одним потоком по каждому пролету при движении крана
вдоль пролетов, с одновременной укладкой плит покрытия.
При монтаже ферм монтажники и сварщики должны
находиться возле узлов опирания ферм на различных подмостях. Для устройства
стыков используются монтажные площадки.
Монтаж плит перекрытия и плит
покрытия
Плитные элементы, которые своими сторонами сплошь
опираются на несущие конструкции остова зданий, укладывают на слой раствора и
скрепляют друг с другом и элементами несущего остова здания способом,
предусмотренным проектом. Швы между сборными плоскостными элементами перекрытий
и покрытий после их укладки и закрепления плотно заделывают бетонной или
растворной смесью. Перекрытия и покрытия монтируют способом “на весу” при
помощи кранов.
Специальной раскладки элементов не требуется,
элементы находятся в штабелях на складе. Подготовка к монтажу плитных элементов
заключается в очистке и выправке закладных деталей. Строповку плит перекрытий и
покрытий производят траверсами за петли. Плиты укладываются так, чтобы каждую
последующую плиту можно было немедленно закрепить не менее чем в 3-х узлах,
приваркой к верхнему поясу ферм, затем укладывают следующую плиту. Швы
заделывают бетонной или растворной смесью. Узлы примыкания ригелей к колоннам
бетонируют одновременно.
Определение объемов работ
Табл. 1 Спецификация сборных
элементов здания
Определение трудоемкости, состава
звеньев и бригады
универсальный корпус монтаж здание
Для определения сроков выполнения работ,
количества кранов технико-экономических показателей составляется калькуляция
трудовых затрат и заработной платы.
В калькуляции учитывается все затраты ручного и
механизированного труда, а также заработанную плату на основные и
вспомогательные процессы и операции. Вспомогательные работы при монтаже
конструкций, неучтенные в основных нормах, учитываются с помощью переходных
коэффициентов к нормам времени и расценкам.
В калькуляцию наименование работ записывают в
последовательности, в которой они будут выполняться при монтаже здания. Расчет
ведется в табличной форме (таблица 2).
Табл. 2 Калькуляция трудовых затрат
и заработной платы
Трудовые затраты на выполнение отдельных
строительных процессов, а также потребное число машино-смен определяют по
действующим единым или ведомственным нормам и расценкам (ЕНиР и ВНиР) с учетом
достигнутого в данной строительной организации уровня выполнения норм.
Так как срок производства работ не задан, то
количество звеньев монтажников (без расчета) принимается равным двум на каждый
кран при условии работы в две смены.
Табл. 3
Следует иметь в виду, что сварочные
работы технологически жестко связаны с монтажными работами, поэтому должны
вестись одновременно с ними.
Бетонные, изоляционные и др.
сопутствующие работы следует планировать в первую смену, т.к. это безопаснее и
производительнее.
Выбор способа строповки
Строповка должна обеспечить:
сохранность монтируемой конструкции;
безопасность производства работ;
наименьшую трудоемкость при
строповке и расстроповке конструкций.
Способ строповки и конструкция
строповочного устройства зависят от:
габаритов и прочности поднимаемого
элемента;
расположения точек строповки на
конструкции;
параметров грузозахватного
приспособления или оборудования;
числа подъемов крана;
условий подъема и положения элемента
при его подъеме и установке.
Строповка производится за монтажные
петли - проушины, если их нет, то стропы увязываются вокруг конструкции -
применение универсального стропа или применяют специальные захваты. К одной
точке должно примыкать не более двух ветвей стропа в плоскости и трех в
пространстве. Если необходимо подвесить элемент за большее количество мест, то
применяют дополнительные траверсы или ролики, выравнивающие усилия в канатах.
Строповка конструкций должна
производится таким образом, чтобы при подъеме они находились в положении,
близком к проектному. Строповка должна обеспечивать устойчивое равновесие
конструкции в подвешенном состоянии, для чего необходимо, чтобы точки подвеса
были расположены выше центра её тяжести.
Расстроповка монтируемых конструкций
на высоте опасна. Для её выполнения без подъема на высоту применяются стропы и
захваты дистанционного действия, которые после расстроповки остаются
подвешенными к крюку крана.
Следует стремиться к уменьшению
высоты строповки массы строповочного устройства.
Для ориентации конструкции в
пространстве и облегчения наводки на опоры применяются оттяжки: одну для
вертикальных элементов длиной менее 12 м, две - для элементов длиной более 12 м
на его концах.
Расчет строповочных устройств
Расчет гибких стропов.
Для монтажа плит покрытия выбираем
4-хветвевой строп. Усилие, возникающее в одной ветви стропа:
кН,
где Q - масса
поднимаемой конструкции;
m -
количество ветвей стропа;
k - коэф.
неравномерности нагрузки;
α - угол отклонения от вертикали.
Разрывное усилие в ветви стропа: 
кН.
Пользуясь ГОСТ 7668-80 для стальных
канатов, подбираем диаметр троса по разрывному усилию: диаметр 13,5мм, P=101,5 кН,
тип ЛК - РО 6х36+1о.с.
Массу строповочного устройства
(масса 4-х ветвей и масса крюков и петель) определяем по табл. 4,15[10]: 
кг.
Для монтажа стеновых панелей
выбираем 2-хветвевой строп:
кН, : 
кН
Выбираем диаметр троса: диаметр 20,0
мм, P=215кН,
тип ЛК - РО 6х36+10.с.
Масса строповочного устройства: 
кг.
Расчет траверс:
Подсчитываем нагрузку, действующую
на траверсу:
т,
где q - масса
поднимаемого груза (фермы);
kH - коэф.
перегрузки;
kq - коэф.
динамичности.
Максимальный изгибающий момент в
траверсе:
,
где a=6 м - длина
плеча траверсы.
Требуемый момент сопротивления
поперечного сечения:
,
где m -
коэффициент условия работы;
R - расчетное
сопротивление стали на изгиб.
Принимаем сплошную балку
двутаврового сечения с моментом сопротивления Wx=2025 см3,
I №40Ш 2 ГОСТ
26020-83. Масса траверсы и строповочных устройств: M3= 695
кг
Выбор монтажного крана.
Выбор крана производим по требуемым
рабочим параметрам, которые определяются по данным монтажных характеристик
элементов сборных конструкций. Таковыми являются: монтаж фермы; монтаж плит
покрытия.
Монтажная масса:
т,
где 
- масса монтируемого элемента;
- масса строповочного устройства и
траверсы, т;
- масса прочих грузозахватных
устройств, т.
Монтажная высота
м,
где 
- превышение места установки
элемента в проектное положение над уровнем стоянки крана, м;
- запас по высоте при переносе
конструкций, м;
- высота или толщина монтируемого
элемента, м;
- высота строповки, м.
Предварительно выбираем основные
краны: МКП-25 и СКГ-40.
Табл. 4
Расчет экономической эффективности
применения монтажных кранов
По техническим характеристикам монтажные работы
можно выполнять одним из 2-х кранов МКП- 25 или СКГ-40. Окончательный выбор
монтажного крана производим после расчета экономический эффективности.
При сравнении вариантов продолжительность работ
кранов на объекте берем условно одинаковой, равной 30 маш-смен.
для СКГ-40:
для МКП - 25:
Себестоимость маш-смены крана МКП-25
ниже, чем у крана СКГ-40. Для монтажа универсального двухэтажного промышленного
здания принимаем кран МКП-25.
Обеспечение устойчивости конструкции
Для обеспечения устойчивости
конструкции в процессе монтажа в технологической карте предусматриваются
мероприятия, назначаемые с учетом характера возводимого здания и местных
условий:
Разбивка сооружения на
пространственно-жесткие секции, в которых устанавливаются все конструкции,
обеспечивающие полную устойчивость смонтированных конструкций, независимо от
состояния монтажа соседних частей сооружения;
Монтаж начинать с тех конструкций,
на которые сразу же устанавливаются элементы проектных связей и креплений,
обеспечивающих устойчивость монтируемых конструкций и частей сооружения.
Количество и место установки
временных креплений осуществляется специальными расчетами, хотя можно
сформулировать следующие общие факторы:
Минимальное число расчалок 3,
расположенных под углом 120° в плане и под углом 45° к вертикали. При установке
колонн длиной менее 12м в фундаменты с проектными креплениями достаточно 2
расчалки, установленных наименьшей жесткости;
При закреплении ферм и балок до 18м
достаточно 2 распорок, закрепленных по краям конструкции, при длине элементов
более 18м используют 3 распорки - 3ья в середине пролета;
При использовании связей, их
количество сокращается по сравнению с расчалками и распорками вдвое;
Предварительное натяжение расчалок
для уменьшения величины перемещения конструкций составляет около 0,5т;
Допускаемые отклонения
Табл. 6
Расчет потребности в транспортных
средствах
Доставка конструкций на объект
осуществляется, как правило, автомобильным транспортом. На примере доставки
плит перекрытия и определенных ранее данных по ним (размеры, масса, количество)
подберем марку транспортного средства и определим количество последнего.
Продолжительность транспортного
цикла при маятниковой схеме:
Коэффициент использования машин по
грузоподъемности:
Сменная эксплутационная
производительность машины:
Количество автотранспорта при
монтаже с приобъектного склада:
=3 дня завоз конструкций;
- число смен работы машин в сутки;
Табл. 7
Мероприятия по охране труда и
технике безопасности
Запрещается подъем сборных ж/б
элементов, не имеющих монтажных петель, маркировки и меток, обеспечивающих их
правильную Строповку и монтаж;
Строповку элементов и конструкций
следует производить инвентарными стропами или специально разработанными
грузозахватными устройствами. Способы строповки должны во всех случаях
исключить возможность падений груза.
Запрещается пребывания людей на
элементах и конструкциях во время подъема, перемещения и установки запрещается
оставлять поднятые элементы навесу расстроповка установленных элементов и
конструкций допускается лишь в тех случаях, когда они прочно и устойчиво
закреплены навесные лестницы и другие монтажные приспособления, необходимые для
работы монтажников, на монтируемые конструкции следует устанавливать до их
подъема элементы и конструкции во время перемещения должны удерживаться от
раскачивания и вращения стяжками из пенькового каната или тонкого гибкого троса
при подъеме и опускании груза, находящегося вблизи колонны или другой
конструкции, машинист предварительно должен убедиться в отсутствии
стропальщиков и других людей между поднимаемым грузом и частями здания
установка и работа кранов на свежеотсыпанном грунте, а также на площадке с
уклоном более, чем указан в паспорте, не разрешается на участке, где ведутся
монтажные работы, не допускается выполнение других видов работ и нахождения
посторонних лиц при перемещении конструкций расстояние между ними и
выступающими частями других конструкций, должны быть не менее: - по
горизонтали: 1м; - по вертикали: 0,5м;
Определение ТЭП производства работ
Трудоемкость, приходящаяся на 1 м3
конструкций:
где: Т - общая трудоемкость,
чел·дн.;
V- общий
объем конструкций, м
;
Выработка на одного рабочего в
смену:
Средний процент выполнения норм в
монтажной бригаде:
Планируемые затраты времени кранов:
Нормативные затраты кранов:
Средний планируемый коэффициент
использования крана по грузоподъемности:
К
=
где: 
- суммарная масса монтируемых
элементов, т;
m -
количество монтажных элементов, шт;
Q
-
грузоподъемность крана на половине максимального вылета стрелы, т.
Заработная плата, приходящаяся на 1
м
конструкции:
Зуд =
З - общая заработная плата, руб.
Список литературы
1. Бадьин Г.М. Технология
строительного производства. М.: СИ, 1998
2. Литвинов О.О. и др.
Технология строительного производства. Киев. Высшая школа, 1985.
. Марионоков К.С. Основа
проектировщика производства строительных работ. М.: СИ, 1988.
. Атаев Г.Г. Технология
строительного производства. М.: СИ, 1982.
. СНиП III-4-82.
Техника безопасности в строительстве. М.: СИ, 1982.
. СНиП III-16-80.
Бетонные и железобетонные конструкции.
. СНиП IV
№19,
том 3, вып.1.
. Дикман Л.Г. Организация,
планирование и управление строительным производством. М.: Высшая школа, 1988.
. Черненко В.К. технология и
организация монтажа строительных конструкций