Ссылка на архив

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


ВВЕДЕНИЕ

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

ЭлементМарка элементаКол-во на здание,шт

Объем,м3

Масса,т
на 1 элем.общийна 1 элем.общая
Колонна крайнего рядаК-96-12144,1457,9610,4145,6
Колонна среднего рядаС-96-12/12214,798,711,8247,8
Подкрановая балка крайнего рядаБП-12124,2450,8810,7128,4
Подкрановая балка среднего рядаБП-12364,24152,6410,7385,2
Балка подстропильнаяБС-1204,80120
ФермаФ-24-12287,4207,218,6520,8
Плита покрытияПП-12-31922,8537,671344
Итого:3031104,982771,8

Определение объема работ по заделке стыков приведено в таблице 1.2.

Общая длина швов на все покрытия здания определено по формуле:

Дш=0,5*( Рппзд ), (1.1)

где Рп - периметр плиты, м; Рзд - периметр здания, м; Чп - число плит в покрытии.

Дш=0,5(30*108-360)=1440 м

Таблица 1.2 Подсчет объемов работ по электросварке стыков

Наименование элементов и маркаКоличество,штДлина электросварочных швов,м
на 1 элем.всего
Балка подкрановая БП-12482,096
Балка подстропильная БС-120
Ферма Ф-24-12282,672,8
Плита покрытия ПП-12-31920,7134,4

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.

Наименование работОбъемы работШифр ЕНиРСостав звенаНормативные затраты
труда, чел.-чмаш. вр., маш.-ч
изм.кол-вона ед.всегона ед.всего
1. Установка двухветвевых колонн крайнего ряда, массой 5,7 т.шт.14Е4-1-4, т. 4Монтжн: 5р-1; 4р-1; 3р-2; 2р-1; маш. 6р-17,51051,521
2. То же, среднего ряда, массой 11,7 т.шт.21Е4-1-4, т. 4Монтжн: 5р-1; 4р-1; 3р-2; 2р-1; маш. 6р-1112312,246,2
3. Установка подкрановых балок крайнего ряда, массой 10,7 т.шт.12Е4-1-6, т. 3Монтжн: 5р-1; 4р-1; 3р-2; 2р-1; маш. 6р-16,5781,315,6
4. Установка подкрановых балок среднего ряда, массой 10,7 т.шт.36Е4-1-6, т. 3Монтжн: 5р-1; 4р-1; 3р-2; 2р-1; маш. 6р-17,52701,554

5. Установка ферм

пролетом 24 м.

шт.28Е4-1-6, т. 4Монтжн: 5р-1; 4р-1; 3р-2; 2р-1; маш. 6р-19,52661,953,2
6. Установка плит покрытия 3´12 мшт.192Е4-1-7

Монтжн: 4р-1; 3р-2; 2р-1;

маш. 6р-1

1,2230,40,357,6

7. Заделка стыков колонн в стаканах фундаментов, объемом свыше 0,1 м3

шт.35Е4-1-25, т 1

Монтжн:

4р-1; 3р-1

1,242
8. Электросварка стыков подкрановых балок с колоннами,м100Е22-1-6, т. 1

Эл-сварщик

5р-1

0,3535
9. Электросварка стыков ферм с колоннамим124,8Е22-1-6, т. 1

Эл-сварщик

5р-1

0,3543,68
10. Электросварка стыков плит покрытия с фермамим134,4Е22-1-6, т. 1

Эл-сварщик

5р-1

0,3547,04
11. Заливка швов плит покрытия механизированным способом100 м32,86Е4-1-26,

Монтжн:

4р-1; 3р-1

4138,24
Итого:1544,84265,6

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

НаименованиеЭскизНазначениеТехническая характеристика
Грузоподъемность, тМасса, кгРасчетная высота, м
Траверса унифицированная

Установка колонн163331,5
Траверса

Установка подстропильных балок и подкрановых балок длиной 12 м164752,8
Траверса

Установка ферм169901,8
Траверса

Установка подкрановых балок длиной 12 м и плит покрытия1010803,31
Клиновой вкладыш

Выверка и временное крепление колонн6,5
Расчалка

Временное крепление ферм, балок и т. д.98
Распорка

Временное крепление ферм при шаге 6 (12) м.63 (89)
ДомкратВыверка колонн в плане21
Инвентарная распорка

Выверка и временное крепление колонн в плоскости ряда89
Вышка строительнаяОбеспечение рабочего места на высоте до 19 м.0,25530018

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:

Gтр = 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:


Нтр =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 Hтр 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

Элемент каркасаМарка элемента

Монтажная масса Gтр, т

Высота, м

Требуемая высота подъема крюка крана Hтр, м

H0

H1

H2

H3

Колонна крайнего рядаК-96-1210,7-1,00,510,61,512,6
Колонна среднего рядаС-96-12/1212,1-1,00,510,61,512,6
Подкрановая балка крайнего рядаБП-1211,29,60,51,43,214,1
Подкрановая балка среднего рядаБП-1211,29,60,51,43,214,1
ФермаФ-24-1219,599,60,52,91,814,8
Плита покрытияПП-12-38,0812,530,50,453,3116,8

Gтр(колонн)=10,4+0,333=10,7 (траверса унифицированная)

Gтр(колона ср.)=11,8+0,333=12,1 (траверса унифицированная)

Gтр(подкр.балка)=10,7+0,475=11,2 (траверса)

Gтр(ферма)=18,6+0,99=19,59 (траверса)

Gтр(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 = Hтр – 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 lтр и Lтр с учетом поворота крана на угол j для установки крайней в ячейке плиты покрытия. При этом величина смещения крюка от оси пролета Во составляет:

Bo= 0,5(B-B1),

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

С учетом величины Во 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 Hср

Пчф´Фсру´Нср,

где Кф – средний коэффициент к нормам времени ЕНиР, учитывающий отклонение фактических затрат времени от нормативных, Кф=1,3; Фср – средняя масса монтируемых элементов, т; Ку – 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


Нср=

Трудоемкость единицы работ также можно определить по калькуляции

Те=,

где Тмонт – затраты труда монтажников, чел.-ч (табл. 1.3); Тмаш – то же, машинистов, чел.-ч (табл. 1.4.); Тмд – 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=Эд´Кпрт,

где Эд – мощность двигателя машины, кВт; Кпр – коэффициент приведения размерностей, Кпр=3,6; Пт – техническая производительность машины

Птчв,

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

Таблица 2.2. Технико-экономические показатели вариантов монтажных кранов.

Наименование показателяЕд. изм.ОбозначениеЗначение по вариантам
III
Тип крана--СКГ-100КС-8362
Максимальная грузоподъемностьТ

Gmax

100100
Мощность двигателяКВт

Эд

132132
Количество элементов на все зданиеШтN303303
Масса элементов на все зданиеТФ2771,82771,8
Средняя масса элементаТ

Фср

9,19,1
Объем элементов

М3

V1104,981104,98
Машиноемкость монтажных работМаш.-ч

Тмаш

265,6265,6
Средневзвешанная норма машинного времениМаш.-ч/т

Нср

0,880,88
Часовая эксплуатационная производительность кранаТ/ч

Пч

13,412,2
Техническая производительность кранаТ/ч

Пт

16,7515,25
Удельная энергоемкость единицы работМдж/тЕ28,431,2
Затраты труда монтажниковЧел.-ч

Тмонт

1544,841544,84
Затраты труда на монтаж-демонтаж кранаЧел.-ч

Тмд

966245
Трудоемкость единицы работ

Чел-ч/м3

Те

2,52,02

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

Те=

Те=

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

Таблица 2.3 Техническая характеристика крана СКГ-100

ПоказательЕд. изм.Значение
Максимальная грузоподъемностьт100
Длина основной стрелым20

Скорость подъема (опускания) крюка при работе основной стрелой:

минимальная

максимальная

м/мин

0,23

3,5

Частота вращения поворотной платформы

мин-1

0,22
Скорость передвижениякм/ч0,48
Ширина по гусеницаммм6300
Длина гусеничной тележкимм7500
Радиус, описываемый хвостовой частьюмм5700
Мощность двигателякВт132

Масса кран с основной стрелой:

Полная без противовеса

т

132,5

103

Среднее удельное давление на грунт:

при работе

при движении

МПа

0,17

0,09

Наибольший преодолеваемый угол путиград15
Затраты труда на монтаж, демонтаж и доставку крана на объект, в скобках – состав звеначел. - ч988(7)

2.3 Выбор транспортных средств

Таблица 2.4. Ведомость транспортных средств для перевозки строительных конструкций

КонструкцияТранспортное средство
НаименованиеМасса, тДлина, мМаркаГрузоподъемность, тДлина, мЧисло элементов на рейс, шт.Использование грузоподъемности
Колонна крайнего ряда10,410,6УПР 1212121210,87
Колонна среднего ряда11,810,6УПР 1212121210,98
Балка подкрановая10,711,96УПР 1212121210,89
Фермы18,623,96УПФ 212419,152010,97
Плиты покрытия7,012УПР 091291210,78

2.4 Вспомогательные приспособления и инструмент

Таблица 2.5 Материально-технические ресурсы

НаименованиеГОСТ, марка или организация разработчикКол-во на звено, шт.Назначение
1. Электросварочное оборудование
Маска – щиток электросварщика2310-702Защита лица
Молоток слесарныйА-52Зачистка свариваемых поверхностей и швов
Щетка стальная прямоугольная-2
Зубило – щетка комбинированная-2
Ключ разводной7275-621Для болтовых соед.
Трансформатор сварочный с регуляторомТС-5001Для питания сварочной дуги
ЭлектропечьГлавмосстрой1Для сушки электродов
Держатель электродов с защитным щиткомГлавмосстрой2Сварка
Сумка для набора инструмента электросварщика-2
2. оборудование и инструмент для заделки стыков
Прямоточный растворонасосСО-301Подача раствора в полость стыка
Кельма КБ9533-763Для разравнивания раствора
Лопата растворная3620-633Для подачи раствора
Ведро 10 л

МРТУ

Минторг

2Хранение воды и раствора
3. Инструмент для монтажных работ
Лом монтажный1405-652Регулировка положения конструкций
Кувалда слесарная 1 кг

11402-65

11402-65

1
То же 3 кг и 5 кг2
Молоток слесарныйА-51
Молоток – кирочка МКИ11042-721
Ключ разводной-1Для болтовых соед.
СкарпельВНИИСМИ1Скалывание неровностей бетона
Топор плотничный1399-761
Пила - ножовка2356-561
Скребок металлическийГлавстальконтрукция3Очистка поверхностей
Контейнер для инструмента-1
Измерительные приборы и инструмент
Теодолит2Т-301

Геодезические работы и контроль.

Выверка вертикальности элементов.

Измерение углов

НивелирН3-К1
Рейка нивелирная11158-651
Рейка навесная с уровнемМосгорстрой1
Угольник стальной 500´240Стальконструкция1
Отвес7448-553«
ЧертилкаСтальконструкция1Для разметки
Кисть флейцевая КФ10597-701Нанесение рисок
Метр складной стальной7253-542

Рулетка РС-50

Рулетка КС-20

7502-69

2614-65

1

1

5. Инвентарные здания для монтажной бригады
Контора мастераР.Ч. 3295.141Хранение спецодежды, техдокументации, инструментов
Будка монтажнаяР.Ч. 3295.051
Инструментная мастерскаяР.Ч. 3295.121
Сушилка для спецодеждыР.Ч. 3295.201
6. приспособления для безопасного ведения работ
Инвентарное ограждениеГлавмосстрой15Ограждение опасных зон на объекте
Пояс предохранительный7040-65По числу рабочих«
Каска защитная

9820-61

5514-64

««
Рукавицы-««
Люлька навесная с лестницейР.Ч. 5627Г2Для работы на высоте
Лестница приставнаяР.Ч. 6270.692То же
Монтажные подмостиСтальконструкция2«
Лестница с площадкойР.Ч. 16368Р2«
Монтажный гидроподъемник на автомобиле ЗиЛ 164-1«

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

Конструктивный

элемент

Монтажная масса Gтр, т

Требуемая высота

подъема крюка Hтр, м

Допустимый вылет

крюка крана Lтр, м

Колонна К-96-12

С-96-12/12

10,7

12,1

12,6

12,6

22…7,7

20,6…7,7

Балка БП-1211,214,121,2…7,7
Ферма Ф-24-1219,5914,814,8…7,7
Плита ПП-12-38,0816,824,6…21,2

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

Номер стоянки кранаПоследовательность монтажа элементовНаименование элементаМарка элементаМасса элементаВылет крюка крана
1-2

2

1

колонна

колонна

К-96-12

К-96-12

10,4

10,4

17

12

2

1

колонна

колонна

С-96-12/12

С-96-12/12

11,8

11,8

17

12

3

1

1

колонна

колонна

К-96-12

С-96-12/12

10,4

11,8

12

12

4-5

4

2

колонна

С-96-12/12

С-96-12/12

11,8

11,8

17

12

62колоннаС-96-12/1211,812
7-8

2

1

2

1

колонна

К-96-12

К-96-12

С-96-12/12

С-96-12/12

10,4

10,4

11,8

11,8

17

17

12

12

9

1

1

колонна

К-96-12

С-96-12/12

10,4

11,8

17

12

10-19

4

4

ПБ

ПБ-12

ПБ-12

10,7

10,7

15

13

201фермаФ-24-1218,6-
21-26

1

8

ферма

ПП

Ф-24-12

ПП-12-3

18,6

7

-
271фермаФ-24-1218,6-
28-33

1

8

ферма

ПП

Ф-24-12

ПП-12-3

18,6

7

-
341фермаФ-24-1218,6-
35-40

1

8

ферма

ПП

Ф-24-12

ПП-12-3

18,6

7

-
411фермаФ-24-1218,6-
42-47

1

8

ферма

ПП

Ф-24-12

ПП-12-3

18,6

7

-
481фермаФ-24-1218,6-
49-54

1

8

Ферма

ПП

Ф-24-12

ПП-12-3

18,6

7

-

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 

озволяющая наиболее рационально использовать машины, механизмы и рабочих разных