Расчет зимнего бетонирования градирии

В курсовом проекте мы делаем расчет зимнего бетонирования градирии.

Исходные данные для проектирования:

место строительства — г. Челябинск (4 температурная зона)

начало работ (1 декабря)

материал опалубки — дерево (сборно-щитовая)

класс бетона В20

усредненный коэффициент к норме времени в зависимости от температурной зоны и месяца на работы в зимнее время — К=1,1

в состав данной железобетонной конструкции входят: днище бассейна, стенка, фундамент, состоящий из стакана, верхней подошвы, нижней подошвы, (12 шт.)

дальность транспортировки — 7 км

грунт — глина

транспортное средство — автобетоносмеситель СБ-130

1. Подсчет объемов работ калькуляция затрат труда

1.1 Опалубочные работы

На этом этапе работ определяется поверхность опалубкивания фундаментов и днища бассейна, и рассчитывается площадь отдельных элементов массива фундамента — подошва, подколонник, и стенок бассейна.

Фундамент Ф-1

Рис. 1 Фундамент Ф-1

S_{подошвы1}=2,8*0,3*2+1,8*0,3*2=2,76 м²

S_{подошвы2}=2,0*0,3*2+1,2*0,3*2=1,92 м² Количество фундаментов типа Ф-1 -12 штук

S_{подколонника}=1,2*1,9*2+0,8*1,9*2=7,6 м²

Днище бассейна

Sднища = R12 = 380 м²

Sопал. днища = 2R1*0,36 = 25 м²

Стенка бассейна

Sнар = 2R1*2,15 = 148,6 м²

Sвнутр = 2(R1−0,25)*2,15 = 145,2 м²

Рис. 2 План бассейна и разрез по стене

1.2 Арматурные работы

Проектируются сетки для фундаментов, для днища бассейна и для стенок бассейна. Сетки подошвы фундамента; нижняя и верхняя, укладываются в перекрестном направлении. Соседние сетки укладываются внахлест. Продольная арматура диаметром 20 мм, поперечная 10 мм.

Арматура фундамента Ф-1

Рис. 3 Сетки С-1 и С-2

Рис. 4 Сетки арматурные Сп-1 и Сп-2

Продольная арматура 20 укладывается с шагом 200 мм

С-1 М₂₀=41,5 кг

М₁₀=8,6 кг

М_С-1=50,1 кг 2 сетки

С-2 М₂₀=39,5 кг

М₁₀=6,9 кг

М_С-2=46,4 кг 2 сетки

Сп-1 М₂₀=30,9 кг

М₁₀=5,9 кг

М_С-1=36,8 кг 2 сетки

Сп-1 М₂₀=43,2 кг

М₁₀=8,9 кг Линейная плотность20=2,47 кг/м

М_С-1=52,1 кг 2 сетки Линейная плотность10=0,617 кг/м

Арматура днища бассейна

По заданию днище бассейна армируется верхней и нижней сетками с ячейками 200×200 мм d=16мм. Линейная плотность стержней d=16мм — 1,58 кг/м

Рис. 5 План расположения сеток армирования в днище бассейна

Рис. 6 Рис. 7

Масса сетки С-4 Масса сетки С-3

М_с-4 = 99,5 кг М_с-3 = 86,0 кг

Рис. 8 Сетка С-5

Рис. 9 Сетка С-6

Рис. 10 Сетка С-7

Масса сетки С-5 Масса сетки С-6 Масса сетки С-7

М_с-5 = 86,3 кг 8 сеток М_с-6 = 82,8 кг 8 сеток М_с-7 = 18,3 кг 8 сеток

Рис. 11 Сетка С-8

Масса сетки С-8

М_с-8 = 24,3 кг 8 сеток

2-ой ряд сеток укладывается аналогично первому и имеет те же сетки Рис. 12 Сетка С-9

Масса сетки С-9

Мс-9 = 23,7 кг 115 сеток Арматура стенок бассейна Стенка бассейна армируется двумя сетками с ячейками 150×150 мм диаметром d=12 мм. Линейная плотность стержней d=12 мм -0,888 кг/м Арматурные работы на стройплощадке представляют собой укрупненную сборку каркаса монолитной железобетонной конструкции из отдельных сеток массой до 100 кг. При монтаже каркаса выполняют следующие операции: приемку, разгрузку и подачу арматурных сеток непосредственно в сооружение или на площадку временного складирования

1.3 Бетонные работы Определяется объем укладываемого бетона в опалубку для ступеней подошвенной части и подколонника фундамента, стенок и днища бассейна.

Ф-1

Рис. 13

V_{подошвы1}=2,8*1,8*0,3 = 1,51 м³

V_{подошвы2}=2,0*1,2*0,3 = 0,72 м³

V_{подколонника}=1,2*0,8*1,9 = 1,824 м³

Днище бассейна

Vднища=3,14*112*0,35 = 133 м³

Стенки бассейна

Vстенки=3,14(112−10,752)1,8 = 30,8 м³

Подготовительный слой

Vподг=3,14*11,12*0,1 = 38,7 м³

Vподг.ф-1=1,9*2,9*0,1 = 0,551 м³

1.4 Ведомость объемов работ

Таблица 1

2. Расчет и конструирование опалубки

Таблица 2

95,61

1. 3. Выбор основных машин и механизмов

3.1 Исходные данные для расчета

Материал палубы опалубки: доска =40 мм, толь =2 мм, фанера =12 мм, материал прогонов: сосна, сечение 10×4.

Укладка бетона ведется с помощью бетонасоса.

При расчете опалубки массивов по несущей способности учитываются

давление бетонной смеси на боковые элементы опалубки при М> 1 м и V>0,5 м/ч вычисляется по формуле.

Р_ж = (0,2+V+0,78)K₁K₂,

где К₁ — коэф-т, учитывающий температуру бетонной смеси, для ОК = 10 см, К₁ = 1,2

К₂ — коэф-т, учитывающий температуру бетонной смеси, для t_б.см=24,4 К₂=0,85

Р_ж=2400 (0,27*0,87+0,78)1,2*0,85=2405 кг /м²

давление при выгрузке бетонной смеси от сотрясений Р₃ = 400 кг/м²

Эпюра распределения нагрузки по высоте имеет трапецевидный вид

Р_max = Р_ж+Р_з = 2405+400 = 2805 кг/м²

Р₀ = 400 кг/м²

Приводим эпюру бокового давления к равномерно-распределенной и определяем значения нормативной равномерно-распределенной нагрузки.

Р_н = (Р₀+Р_мах)/2 = (400+2805)/2 = 1603 кг/м²

Значение расчетной нагрузки

Р_р = 1,3Р_н Рр = 1,3*1603 = 2083 кг/м²

Р₀ = 400 кг/м²

Р_ж = 2405 кг/м² Р_з = 400 кг/м² Р_max = 2805 кг/м²

Рис. 14

Значение погонной нагрузки:

q=Р_ра q=2083*1 = 2083 кг м/м²

При расчете опалубки по деформациям учитывается только давление бетонной смеси на боковые элементы опалубки Р_мах

Эпюра равномернораспределенной нормативной нагрузки примет значения:

Р_н' = P_max/2=2805/2 = 1402,5 кг/ м²

Значение расчетной нагрузки: P_p' = 1,0P_н' = 1402,5 кг/ м²

Значение погонной нагрузки: q' = P_p'a = 1402,5 кг/ м²

Расстояние между схватками из расчета по деформациям

Рис. 15

Расстояние между схватками принимаем 26 см

3.2 Конструирование опалубки

Чтобы обеспечить опалубку монолитных конструкций с наименьшим числом унифицированных элементов (щитов) опалубки, применяю разборнопереставную мелкощитовую опалубку.

Определенные элементы небольшое массы и размера допускают монтаж и демонтаж (перемонтаж) опалубки вручную. С помощью этой опалубки на площадке производится укрупительная сборка в панели. Сборка производится с помощью крепежных винтов. Щиты собираются в блоки с помощью схваток «C».

Рис. 16

Угловые щиты соединяют с помощью уголка на болтах.

Рис. 17

Блок опалубки подколонника устанавливают на блоки «Б», которые опираются на блок опалубки подошвы. В верхнем блоке щитов устанавливаются прорезы для балок. Нижний блок подошвы крепят к основанию, забивая колья. По вертикали панели из щитов соединяются дополнительными схватками в месте их стыка.

арматура бетонирование опалубка фундамент

4. Расчет технологических параметров зимнего бетонирования

Технологические параметры зимнего бетонирования

Модуль поверхности

M_п=F_охл/V,

где F_охл — сумма поверхностей, с которых идет охлаждение бетона

V — объем конструкции

Для данного варианта определяем отдельно модуль поверхности для подошвы фундамента, подколонника, днища бассейна и стенок бассейна.

Ф-1: M_{п подошвы} = =(2,8*1,8+2,8*0,3*2+1,8*0,3*2+2*0,3*2+1,2*0,3*2)/ /(2,8*1,8*0,3+2*1,2*0,3)= =4,4 м^-1

M_{п под-ка} = (1,2*0,8+1,2*1,9*2+0,8*1,9*2)/(1,2*1,9*0,8)= 4,7 м^-1

Днище бассейна:

M_п дн= (11²*3,14*2+2*3,14*11*0,35)/(3,14*11²*0,35)= 5,9 м^-1

Стенок бассейна:

M_п ст=(2*3,14*11*1,8+2*3,14*10,75*1,8+3,14(11²-10,75²))/30,8=8,5 м^-1

Для фундаментов принимаем модуль поверхности M_{п ф}= 4,7 м^-1

Для конструкций бассейна — M_п ст= 8,5 м^-1

Критическая прочность, которую необходимо набрать бетону для класса В15: R_кр=40% - для фундаментов; для бетона класса В30: R_кр=30% - для конструкций бассейна.

Скорость подъема температуры для М_п от 4 м^-1 до 10 м^-1 V_под=10С/ч.

Скорость остывания бетона при М_п от 5 м^-1 до 10 м^-1 составляет не более 5С/час.

Конструкция опалубки: доска 40 мм, толь 2 мм, фанера 12 мм. Коэффициент теплоппередачи k = 2,35 Вт/м²С

Исходные данные для города Челябинск (декабрь): температура средняя = -14С; скорость ветра: 4,4 м/c

Чтобы добиться быстрого набора критической прочности при низких температурах наружного воздуха и меньших финансовых затрат выбирая метод «термос».

Вычисляем значения коэффициентов А, В, и n, находимых для расчета прочности бетона :

B=7,3/(100-R₃); n=1,4+50/R₃;

Для бетона B15: R₃=44%; для B30: R₃ = 53%;

Для фундаментов:

A=82,7; B=0,13; n=2,6

Для конструкций бассейна:

A=77,7; B=0,16; n=2,3

Температура бетонной смеси отпускаемой с завода t_б см=35С

Вычисляем начальную температуру бетона в конструкции t_б.н.= t_б.см. — (t_б.см.-t_н.в.)0,02 l_тр, где l_тр — дальность транспортирования бетонной смеси от завода да конструкции: l_тр=7 км

t_б.н.=35 — (35+17)0,02*7= 27,72

Вычисляем среднюю температуру бетона за период остывания до 0С.

Для бетона марки В15 R_кр составляет 40%разность между полученным значением и требуемым значением меньше 5%, следовательно можно оставить все взятые параметры

Для бетона конструкций бассейна

R₁ = 32% > R_кр= 30%

5. Разработка графика производства работ

5.1 Выбор бетононасоса

В связи с тем, что работы производятся на на небольшой площади, все конструкции расположены близко друг от друга, выбираю для подачи бетонной смеси в опалубку следующий бетононасос:

автобетононасос БН-80−20 с производительностью 5−65 м³/ч.

Вылет распределительной стрелы составляет 17 м, дальность подачи по горизонтали 200 м, по вертикали 80 м, диаметр трубопровода 150 мм, объем приемного бункера 0,4 м³.

5.2 Выбор вибратора

Для уплотнения бетонной смеси применяем глубинные вибраторы, которые погружают в слой бетона (свежеуложенный), заглубляя рабочую часть на 5 см в ранее уложенный слой бетонной смеси. Тип вибратора выбираем исходя из его производительности и объема бетонной смеси, укладываемой за смену

n_в = V_б.см/t_смП_в,

где n_в. — количество вибраторов

V_б.см — количество бетонной смеси, укладываемой за смену, V_б.см = 37,65 м³/см

П_в — производительность вибратора

t_см — продолжительность смены, t_см = 8 часов

Принимаем глубинный вибратор ИВ-66 с производительностью П_в = 3−6 м³/ч, тогда П_в = (37,65 м³/см)/(8 час*5 м³/ч) = 0,94

Принимаем1 вибратор. Во избежание простоев в работе, вследствие поломки вибратора, необходимо на площадке иметь запасной вибратор. Всего на площадке 2 вибратора (внутренних) ИВ-66

Технические характеристики вибратора:

— диаметр наконечника: 38 мм

— радиус действия вибратора: 0,2 м

— длина рабочей части: 360 мм

— толщина уплотняемого слоя: 200−300 мм

— мощность: 0,8 кВА

— производительность: 3−6 м³/ч

Расчет транспортных средств

На площадку бетонная смесь доставляется автобетоносмесителями, которые должны обеспечить бесперебойную доставку на площадку 37,65 м³ бетонной смеси в смену.

Автобетоносмеситель берем СБ-130, указанный в исходных данных с вместимостью смесительного барабана по готовому замесу 8 м³.

Базовый автомобиль КамАЗ — 5412

Средняя скорость транспортирования — 40 км/ч

Дальность транспортирования — 7 км

Продолжительность цикла работы СБ-130

Т_ц = t_п + 60L/V_г+t_p+60L/V_п+t_м,

где t_п — время нагрузки; t_п = 10 мин

V_г — скорость груженого СБ — 40 км/ч

V_п — скорось пустого СБ — 60 км/ч

t_p — время разгрузки t_p = 15 мин

t_м — время маневрирования t_м = 3 мин

Т_ц = 10+60*7/40+15+60*7/60+3 = 45,5

Количество машин определяем по формуле

N= Т_ц/ t_p,

где t_p — время разгрузки первой машины

N=45,5/15 = 4 машины с учетом перевыполнения работы

mколичество ходок машины в смену

m=V_б.см/= 37,65 м³/8 = 4,71 5 ходок

— объем барабана СБ по готовому замесу.

6. Контроль качества и приемка работ

6.1 Поточный график производства работ

Все работы делятся на потоки, которые объединяют взаимосвязанные виды работ.

Сооружения делят на захватки по следующим требованиям: — наименьший размер захватки должен быть достаточен для производительной и безопасной работы звена рабочих минимального состава в течении смены, в этом случае обеспечивается максимальная оборачиваемость опалубки при прочих равных условиях.

Основным потоком при производстве работ применяют работы по бетонированию, они задают ритм остальным процессам.

Подсчитаем суммарные трудозатраты на укладку бетонной смеси, установку бетоноводов, утепление на основе калькуляции трудозатрат

T = 28,58 чел см

Если принять звено бетонщиков по ЕниР 4−1-49 2 человека, определим количество смен по формуле приняв двухсменную работу

t=28,58/2 = 14,29 смен

Примем 14 смен с коэффициентов перевыполнения Н_вр к_Нвр = 1,02. Звено бетонщиков из двух человек выполнит работу за 7 дней.

Примем 14 смен для остальных потоков и определим количество людей в звеньях

— для установки опалубки T = 22,3 чел см

n=T/t = 22,3/14 = 1,6, примем 2 чел. по ЕниР

— установка арматуры T = 29,2 чел см

n=T/t = 29,2/14 = 2,09 примем по ЕниР 4−1-34 состав звена из 2х человек.

Время остывания бетона для фундаментов _ост = 75,2 ч => 3 суток

Конструкций бассейна _ост = 37,1 ч => 2 суток

Установим время с момента установки опалубки до ее снятия для конструкций бассейна 4 смены, для фундаментов 3 смены — цикл одной опалубки.

Время использования опалубки T = 26 смен.

Оборачиваемость опалубки находим по формуле

О = T/t=26/9=2,9

Число компонентов опалубки для фундаментов определяем по формуле

n=фунд/O = 12/2,9=4

Примем 4 компонента опалубки для фундаментов и компонент опалубки для бассейна.

6.2 Комплексный график производства работ

Суть комплексного метода заключается в работе одной бригады на всех видах работ.

Весь объем работ разделим на захватки исходя из сменной производительности бетонных работ П_см и из количества бетонной смеси укладываемой за смену 1 захватка = V_{б.см в 1 смену}, т. е. 37,65 м³/см;

что соответствует 2 фундаментам.

Определим количество захваток на площадке по общему объему укладываемой бетонной смеси и по V_б.см.: m = V_бет/V_б.см. = 257,77/37,65 = 6 захваток

В график производства работ вносят графу трудоемкости на 1 захватке:

T_зах =T/m

— бетонные работы T = 28,58 чел.см.

T_зах = 28,58/6 = 4,8 чел. см.

Принимаем звено из двух человек, получаем число смен T_c = 4,8/2 = 2 смены с коэффициентов перевыполнения Н_вр К_Нвр = 1,2.

— установка опалубки и арматуры T = 51,5 чел.см.

T_зах = 51,5/6 = 8,6 чел. см; принимаем звено из трех человек, получаем Т_с = 8,6/3 = 3 смены с коэффициентов перевыполнения Н_вр К_Нвр = 0,9.

— снятие опалубки и утеплителя T = 6,9 чел.см.

T_зах = 6,9/1,15 = 8,6 чел. см; Т_с = 1,15/2 = 0,6 смены; принимаем 1 смену

Для комплексного метода производства работ

t = 6 смен Т = 36 смен

О = Т/t = 36/6 = 6

Количество комплектов опалубки n = 12/6 = 2 комплекта

Сравниваем два графика работ. Из сравнения видим, что каждый метод обладает рядом преимуществ и недостатков. В поточном методе работают в смену 14 человек, продолжительность работ составляет 26 смен при оборачиваемости опалубки 2,9. При комплексном методе производства работ задействованы 7 человек, продолжительность работ 36 смен, при оборачиваемости опалубки 6.

Из сравнения выбираем комплексный метод, т.к. при этом способе задействовано меньшее количество людей, большое значение имеет большая оборачиваемость опалубки (почти в 3 раза), что уменьшает количество комплектов опалубки.

7. Технико-экономические показатели проекта

7.1 Опалубочные работы [1]

Типы опалубок следует принимать в соответствии с ГОСТом 23 478−79. Установка и приемка опалубки, распалубливания монолитных конструкций, очистка и смазка производится по ППР.

Таблица 3

7.2 Арматурные работы [1]

При устройстве арматурных конструкций следует соблюдать требования нижеприведенной таблицы.

Таблица 4

7.3 Приемка бетонных и железобетонных конструкций [1]

При приемке законченных бетонных или железобетонных конструкций или частей сооружения, следует проверить на

соответствие бетона по прочности и другим показателям

соответствие конструкций рабочим чертежам

Требования к конструкциям приведем в таблице 5

Таблице 5

8. Техника безопасности проведении работ

Продолжительность работ 36 смен

Трудоемкость 95,61 чел см

Общее количество рабочих 7 человек

Удельная трудоемкость Т = Т/V_бет = 95,61/212,5 = 0,45 чел см/м³

Выработка на одного рабочего V_б /Т = 2,222 м³/ чел см

Оборачиваемость опалубки k_об = 6

8.1 Опалубочные работы

Согласно требованиям опалубку необходимо изготовить и применить в соответствии с ППР, утвержденным в установленном порядке.

При установке элементов опалубки в несколько ярусов каждый последующий ярус следует устанавливать только после нижнего яруса.

Подъем и перемещение блоков инвентарной опалубки грузоподъемными механизмами можно осуществлять лишь при закрепленном блоке к сторонам грузоподъемного механизма в четырех точках.

Запрещается поднимать опалубочные блоки двухветвенным стропом.

При установки блоков необходимо предупреждать их раскачивание на стропах грузоподъемного механизма.

В случае использования мелкощитовой опалубки рабочие должны пользоваться защитными поясами во время работы на высоте. Если высота опалубочной конструкции превышает 4,5 м., то щиты опалубки следует устанавливать с подмостей или лесов.

Работы, выполняемые в ветреную погоду на высоте с использованием крупнощитовой опалубки, необходимо проводить с максимальной осторожностью, так как щиты опалубки отличаются большой «парусностью» и раскачиваются при порывах ветра.

8.2 Арматурные работы [3]

При выполнении работ по заготовке арматуры необходимо:

ограждение места, предназначенного для развертывания бухт и выправления арматуры

ограждать рабочие места при обработке стержней арматуры, выступающих за габариты верстака

складывать заготовленную арматуру в специально отведенное для этого место

закрывать щитами торцевые части стержней арматуры в местах общих проходов, имеющих ширину менее 1 м. Элементы каркасов арматуры необходимо пакетировать с учетом условий их подъема, складирования и транспортирования к месту монтажа.

Особо строго необходимо соблюдать меры безопасности при электромонтажных работах и эксплуатации электросварочного оборудования и аппаратуры, контролировать заземляющие устройства, средства индивидуальной защиты, изоляцию токоведущих частей и измерительной аппаратуры.

8.3 Бетонные работы [3]

При подаче бетонный смеси стреловыми кранами в бадьях, последние закрепляют так, чтобы не произошла их произвольная выгрузка. Неисправные и непроверенные бадьи использовать нельзя.

Рабочий, открывающий затвор должен находиться на прочном огражденном настиле. При выгрузке бетонной смеси из бадьи расстояние от низа бадьи до поверхности, на которую выгружают смесь, не должно превышать 1 м.

При подаче бетонной смеси бетононасосами необходимо до начала работ испытать его при гидравлическом давлении, превышающим в 1,5 раза рабочее давление.

Бетононасос следует связать сигнализацией с местом укладки бетонной смеси.

Очищают бетоновоз, как правило, водой, сжатый воздух разрешено применять только в тех случаях, когда очистка водой вызывает затруднения в выполнении работ.

Бетоновоз очищают при давлении воздуха не выше 1,5 МПА. После его очистки на половину длины давление воздуха постепенно понижают. Последние 1…2 звена очищают при давлении, близком к атмосферному. У выходного отверстия бетоновода устанавливают наклонный козырек, причем рабочие не должны находиться ближе 10 м от выходного отверстия бетоновода.

При укладке бетонной смеси и ее уплотнении электровибраторами, перемещать вибратор за токоведущие шланги не допускается, а при перерывах в работе и при переходе с одного места на другое вибраторы необходимо выключать.

Открытая арматура, связанная с участком, находящимся под электропрогревом, подлежит заземлению.

После каждого перемещения электрооборудования, применяемого при прогреве бетона, на новое место следует визуально проверять изоляции проводов, средств защиты ограждений и заземления.

ЕниР. Сборник Е4. Монтаж сборных и устройство монолитных железобетонных конструкций. Вып. 1. Здания и промышленные сооружения / Госстрой СССР.-М.: Стройиздат, 1987 г. — 64с

СниП. 3.03.01.-87. Несущие и ограждающие конструкции/ Госстрой СССР. — М.: Стройиздат, 1988 г.-192с

СниП. III-4.-80. Техника безопасности в строительстве /Госстрой СССР. — М.: Стройиздат, 1980 г. -225с

Добронравов С. С. Строительные машины и оборудование: Справочник для строительных специальностей вузов и инженерно-технических работников — М.: Высш.шк., 1991 г. -456 с: ил.

Головнев С.Г., Коваль С. Б. Технология строительного процесса / Челябинск: ЧГТУ, 1987 г.-82с

Юнусов Н. В. Проектирование производства бетонных работ в зимнее время (с применением ЭВМ) / Челябинск: ЧГТУ, 1984 г. -82с.