Реконструкция прокатно-ремонтного участка электроустановок


ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Реконструкция прокатно-ремонтного участка электроустановок


Введение


Строительство занимает одно из первых мест в экономике страны. Это многопрофильная и многофункциональная структура. Отрасль объединяет более 4 тысяч субъектов хозяйствования различных форм собственности, в том числе 109 строительных трестов и объединений, 200 предприятий промышленности строительных материалов и стройиндустрии, более 40 проектных институтов, около 20 научно-исследовательских и конструкторско-технологических организаций. Строительный комплекс имеет развитую производственную базу. Заводы отрасли производят более 130 видов строительных материалов и изделий, в т. ч. асбестоцементные изделия, легкие металлоконструкции, кровельные и стеновые материалы, щебень, пористые заполнители, облицовочную керамику, черепицу, полированное оконное стекло, линолеум, столярные изделия, изделия из стекла, хрусталя, фарфора и многое другое.

Металлические конструкции применяются сейчас во всех видах зданий и инженерных сооружений, особенно если необходимы значительные пролёты, высота и нагрузки. Благодаря значительной прочности и плотности металла, эффективности соединений элементов, высокой степени индустриальности изготовления и монтажа, возможности сборности и разборности элементов металлические конструкции характеризуются сравнительно малым собственным весом, обладают газо- и водонепроницаемостью, обеспечивают скоростной монтаж зданий и сооружений и тем самым ускоряют ввод их в эксплуатации.

Недостатками металлических конструкций являются их подверженность коррозии и сравнительно малая огнестойкость. При грамотном проектировании и соответствующей эксплуатации эти недостатки не представляют опасности для выполнения конструкцией своих функций, но приводят к повышению начальных и эксплуатационных затрат.

Суммарная трудоёмкость изготовления и монтажа зданий из металлических конструкций на 18-30% ниже, чем здания из традиционных железобетонных конструкций. Годовые эксплуатационные расходы на отопление зданий из металлических конструкций в 1.5-1.6 раза меньше, чем для зданий из сборного железобетона вследствие лучших теплотехнических свойств ограждений металлоконструкций с полимерными утеплителями. Экономия эксплуатационных расходов составляет довольно большую сумму на 1м2 площади здания. По приведённым затратам лёгкие металлоконструкции эффективнее сборных железобетонных. Продолжительность монтажа металлоконструкций за счет большого совмещения работ на 25-30% меньше, чем аналогичных конструкций из сборного железобетона.

В настоящее время для всех развитых стран мира ведущим направлением эффективного металлостроительства является применение легких металлических конструкций в зданиях промышленного, гражданского, сельскохозяйственного и иного назначения.

Под легкими металлическими конструкциями комплектных поставок
(ЛМК) подразумеваются здания сравнительно небольших пролетов, в которых ограждения выполнены с использованием тонколистового профильного металла и облегченного синтетического утеплителя. Эти мероприятия наряду с использованием в каркасе зданий эффективных профилей из стали повышенной прочности и новых конструктивных форм позволили снизить расход металла в 1.5-2 раза, а общую массу здания в 3-4 раза по сравнению с традиционными конструкциями, что способствовало снижению общих трудозатрат в 1.3-1.5 раза. Двадцатилетний опыт строительства и эксплуатации зданий и сооружений из легких металлических конструкций комплектной поставки подтверждает перспективность использования, целесообразность и долговременную потребность в этих конструкциях.

В дипломном проекте рассчитаны и запроектированы следующие конструкции здания: стропильная ферма с поясами из широкополочных тавров и решеткой из парных уголков, подкрановаябалка,колонна, стойка фахверка. Объемно-планировочные и конструктивные решения рассмотрены в архитектурно-строительном разделе. Технология монтажа конструкций покрытия, организация строительного процесса и вопросы по организации строительной площадки рассмотрены в соответствующих разделах. Также рассчитаны технико-экономические показатели объекта, определен предел огнестойкости колонны и указаны мероприятия по охране труда на период строительства здания.

Перечень графического материала: 10 листов формата А1.


1. Архитектурно-строительный раздел


.1 Общая часть

монтаж конструктивный ограждающий архитектурный

Дипломный проект «Реконструкция прокатно-ремонтного участка электроустановок» разработан на основании задания на дипломное проектирование.

Здание корпуса расположено в г. Гродно. Рельеф местности спокойный, площадка горизонтальная. Основанием фундаментов служат пески средней крупности. Грунтовые воды расположены на отметке -5.8 м.

Проектируемый объект привязан применительно к следующим условиям строительства:

скоростной напор ветра для I географического района;

вес снегового покрова для климатического подрайона - IIб;

расчетная температура наружного воздуха - 260С.

Характеристика здания:

относительная влажность в помещении 55%;

степень агрессивного воздействия среды на конструкции - неагрессивная;

расчетная температура воздуха в помещении +180С.

Класс ответственности здания по СНиП 2.01.07-85 - II.

Степень огнестойкости здания по СНиП 2.01.02-85* - IVа, по СНБ 2.02.01-98* - VII.

Класс по функциональной пожарной опасности - Ф5.1 по СНБ 2.02.01-98*

Коэффициент надежности по назначению - gп =0.95.

За условную отметку 0.000 принят уровень чистого пола, соответствующий абсолютной отметке 132.60.


1.2 Архитектурно-планировочное решение


Пристраиваемый корпус представляет собой однопролетное здание с размерами в плане 42x24 м. В нем располагаются участок ремонта средств управления и погружных насосов, участок испытания кабеля, участок испытания средств управления и погружных насосов, участок промывки, сушки и механической очистки.

Производственная часть корпуса представляет собой одноэтажное каркасное здание с отметкой низа стропильных конструкций +8.400. Каркас здания запроектирован стальным. Отметка уровня головки рельса мостовых кранов +6,400. Для въезда и выезда машин предусмотрено двое распашных ворот размером 4 x 4.5 м в осях 3 - 4 и 7 - 8.

В осях 5 - 6 здание имеет административно-подсобные помещения, расположенные в два этажа. Для сообщения между этажами предусмотрена металлическая лестница, расположенная со стороны главного фасада. Блок включает в себя помещения административно-технического и бытового назначения: санузлы, лаборатория, кабинеты, мастерская, склады, технические и подсобные помещения. Высота этажа 3,6 м.

Вентиляция помещений корпуса предусмотрена приточно-вытяжная с механическим и естественным побуждением. Для локализации вредностей предусмотрены местные отсосы в местах их выделения.

Отопление помещений корпуса - водяное от внешнего источника; теплоноситель - вода 150 0С - 70 0С и воздушное, совмещенное с вентиляцией.

Водоснабжение корпуса решается от сетей хозяйственно-питьевого и производственно-противопожарного водопровода предприятия. Качество воды должно удовлетворять требованиям ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая».

Электроснабжение - от сети 380/220В через встроенную трансформаторную подстанцию. Электроосвещение - лампами накаливания и люминисцентное.

Сброс бытовых и производственных сточных вод предусматривается в одноимённые сети канализации. Производственные сточные воды перед сбросом в наружные сети канализации должны проходить локальную очистку в очистных сооружениях.


1.3 Конструктивное решение


Строительный объём здания образован стальными несущими конструкциями каркаса (стропильные фермы, колонны со связями) и стальными ограждающими конструкциями покрытия и стен (настил кровли и стеновые панели).

Покрытие здания запроектировано из ферм с поясами из тавров и решеткой из уголков. Для естественного удаления атмосферных осадков очертание стропильной ферма принято трапецеидальным с уклоном верхнего пояса 5%.

В поперечном направлении здание представляет собой однопролётную раму с жестким сопряжением колонн с фундаментами и шарнирным соединением с подстропильной фермой.

Устойчивость каркаса обеспечивается:

в поперечном направлении - жесткостью поперечной рамы;

в продольном направлении - системой связей по фермам, прогонам, колоннам.

Колонны каркаса - из сварных двутавров. Привязка наружных граней колонн, а также фахверковых торцевых стоек к разбивочным осям здания принята нулевой.

База колонны - в виде плиты, привариваемой к стержню колонны. Опирание колонны на фундамент осуществляется через подливку из цементного раствора между опорной плитой и поверхностью фундамента.

Настил кровли и покрытие - прогонное решение.

Кровельное покрытие - рулонная кровля. Основанием конструкции покрытия является профилированный оцинкованный настил Н75-750-0,8, укладываемый по стальным прогонам с креплением к ним самонарезающими винтами; между собой листы настила соединяются комбинированными заклепками. Прогоны обеспечивают неизменяемость покрытия в горизонтальной плоскости, поэтому горизонтальные связи по покрытию устанавливаются только в уровне нижних поясов ферм. Пароизоляция устроена из одного слоя полиэтиленовой пленки (ГОСТ 10354-82). Теплоизоляционный слой - плиты минераловатные «DACHROCK» - верхний слой и «SPODROCK» - нижний слой. Основными достоинствами минераловатных теплоизоляционных изделий является недефицитность сырья, малая объемная масса, низкий коэффициент теплопроводности, огне-, тепло-, био- и морозостойкость. Гидроизоляционное покрытие выполнено из слоя материала К-СТ-БТ-К/ПП-3.5 по слою материала К-СТ-БТ-ПП/ПП-3.5 с защитным слоем из минеральной посыпки.

Наружное стеновое ограждение принято:

по оси Д в осях 1-8 - из газосиликатных блоков марки 188х400х588-2.5-500-35-2 СТБ 1117-98 на цементно-известковом растворе М50 морозостойкостью F100;

по оси А в осях 1-8, по осям 1 и 8 в осях А-Д - из утепленных панелей фирмы «Изобуд» д=100 мм.

Подкрановые балки запроектированы стальные сварные сечением в виде двутавра несимметричного сечения.

Для навески стеновых панелей в торцах блока предусматривается установка стоек фахверка из прокатного двутавра и устанавливаемых с шагом 1.5 м по их длине ригелей фахверка из гнутых профилей коробчатого и Z-образного сечения.

Окна запроектированы в виде оконных панелей из спаренных труб с двойным остеклением. Ворота запроектированы распашные из панелей типа «сэндвич».

Пол в блоке бетонный, выполненный с уклонами к сливным колодцам для стока агрессивных жидкостей.

Отмостка вокруг здания асфальтовая шириной 0.8 м по щебёночному основанию, пропитанному горячим битумом.

Для создания нормального освещения естественным светом над производственными помещениями запроектированы световые фонари, а также оконные проемы.

Технические решения, принятые в проекте, соответствуют требованиям экономических, санитарно-гигиенических и других действующих норми правил, и обеспечивают безопасную для жизни и здоровья людей эксплуатацию объекта при соблюдении предусмотренных предприятий.


1.4 Выбор ограждающих конструкций по теплотехническим требованиям


Ограждающие конструкции совместно с системами инженерного оборудования (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха) должны обеспечивать нормируемые параметры микроклимата помещений при минимальном энергопотреблении.

Основанием ограждающей конструкции покрытия является профилированный оцинкованный настил Н75-750-0,8, укладываемый по прогонам. Пароизоляция устроена из одного слоя полиэтиленовой пленки (ГОСТ 10354-82). Теплоизоляционный слой - плиты минераловатные «DACHROCK» - верхний слой и «SPODROCK» - нижний слой. Гидроизоляционное покрытие выполнено из слоя материала К-СТ-БТ-К/ПП-3.5 по слою материала К-СТ-БТ-ПП/ПП-3.5 с защитным слоем из минеральной посыпки. Конструктивное решение покрытия представлено на рис. 1.1.

В соответствии с таблицей 4.1 [4] расчетная температура внутреннего воздуха =18 0С, относительная влажность = 50%.

Влажностный режим помещений согласно таблице 4.2 [4] - сухой, условия эксплуатации ограждений - «А».


Рис. 2.1. Конструкция покрытия:

- профилированный настил; 2 - 1 слой полиэтиленовой пленки; 3 - минераловатный плитный утеплитель «DACHROCK»; 4 - минераловатный плитный утеплитель «SPODROCK»; 5 - слой огрунтовки «Аутокрин»; 6 - два слоя материала наплавляемого материала.


Расчетные значения коэффициентов теплопроводности и теплоусвоения s материалов приняты из Интернета [9] при условиях эксплуатации «А»:

плиты минераловатной «SPODROCK» = 0,041 Вт/(м0С), = 0,36 Вт/(м0С),

плиты минераловатной «DACHROCK» = 0,042 Вт/(м0С),

, = 0,36 Вт/(м0С),

- наплавляемый рулонный материал = 0,17 Вт/(м0С);

, = 3,53 Вт/(м0С)

Термическое сопротивление отдельных слоев конструкции определяем по формуле (5.5) [4]:

материала «Изопласт»

== 0,047;


плиты минераловатной «PAROC ROB 80 t»


== 0,48;


теплоизоляционного слоя


=


где = 3,0 /Вт - нормативное сопротивление теплопередаче для совмещенных покрытий согласно таблице 5.1 [4].

Тепловая инерция покрытия


.


Согласно таблице 5.2 [4] для ограждающей конструкции с тепловой инерцией до 1,5 включительно за расчетную зимнюю температуру наружного воздуха следует принимать среднюю температуру наиболее холодных суток обеспеченностью 0,98, которая в соответствии с таблицей 4.3 [4] для г. Гродно равна = -31 0С.

Требуемое сопротивление теплопередаче


м2 0С /Вт,


где n=1 - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, принимаемый по таблице 5.3 [4];

0С - расчетный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограж-дающей конструкции, принимаемый по таблице 5.5 [4].

Определяем экономически целесообразное сопротивление теплопередаче по формуле (5.1) [4]:


м2 0С /Вт,


где руб./ГДж - стоимость тепловой энергии (в ценах 1991 года);

cут - продолжительность отопительного периода, принимаемая по таблиц 4.4 [4];

0С - средняя за отопительный период температура наружного воздуха, принимаемая по таблице 4.4 [4];

руб./м3 - стоимость теплоизоляционного слоя ограждающей конструкции.

Таким образом, в соответствии с п. 5.1 [4] сопротивление тепло-передаче рассчитываемой конструкции принимается максимальным из ,,. Принимаем м2 0С /Вт.

Толщину теплоизоляционного слоя находим из выражения



Назначаем .


Стена из «Сэндвич» - панелей толщиной 100 мм.

Элементы ограждающей конструкции.

1.Лист металла толщ. 0,5 мм

с=2600 кг/м3; л=221Вт/(м°С).

2.Минвата толщ. 99 мм

с =125 кг/м3; л=0,054Вт/(м°С).

3.Лист металла толщ. 0,5 мм

с=2600 кг/м3; л=221Вт/(м°С).

Сопротивление теплопередаче , , ограждающей конструкции следует определять по формуле:


,


где - коэффициент теплопередачи, , внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 5.4 (Строительная теплотехника ТКП 45-2.04-43-2006);

- термическое сопротивление, ;

- коэффициент теплоотдачи, , наружной поверхности ограждающей конструкции для зимних условий, принимаемый по таблице 5.7.

Термическое сопротивление многослойной ограждающей конструкции с последовательно расположенными слоями, следует определять по формуле:


Rк= R1+ R2+ … + Rn,


где R1, R2, Rn - термическое сопротивление отдельных слоев конструкции, м2°С / Вт.

Сопротивление теплопередаче стены:

Rт.тр=0,528 м2°С / Вт<Rстены=2,023 м2°С / Вт.

Т.о. стеновая «Сэндвич» - панель толщиной 100 мм удовлетворяет требованиям по теплопроводности.


2. Расчетно-конструктивный раздел


.1 Статический расчет поперечной рамы цеха


На поперечную раму цеха действуют постоянные нагрузки от веса ограждающих и несущих конструкций здания, временные от мостовых кранов и атмосферные воздействия снега и ветра.

На здание может действовать одновременно несколько нагрузок и возможно несколько их комбинаций с учетом отсутствия некоторых из них или возможного изменения схем их приложения. Поэтому раму рассчитываем на каждую из нагрузок отдельно, а затем составляем расчетную комбинацию усилий при самом невыгодном сочетании нагрузок.

Определение постоянной нагрузки от покрытий, стеновых ограждений и от собственной массы конструкций

Постоянные нагрузки на ригель рамы от веса кровли, стропильных ферм и связей по покрытию принимаются обычно равномерно-распределенными по длине ригеля.

Покрытие состоит из стального профилированного настила, опирающегося на прогоны, пароизоляции, теплоизоляционного слоя, водоизоляционного ковра и защитного слоя. Толщина теплоизоляционного слоя (жесткие минераловатные плиты фирмы Rockwool) принята согласно теплотехническому расчету д=120 мм.

Нагрузка от покрытия определяется суммированием отдельных элементов, значения которых сведены в таблицу 2.1


Таблица 2.1 Сбор нагрузок на 1 м2 покрытия

№Вид нагрузкиНормативная, кПаgfРасчетная, кПа12 слоя наплавляемого материала с=600 кг/м3, д=10 мм0,061,30,0782Утеплитель DACHROCK с=175 кг/м3, t=50 мм0,08751,30,1143Утеплитель SPODROCK с=140 кг/м3, t=70 мм0,0981,30,1274Пароизоляция0,051,30,0655Стальной профнастил Н75-750-0,80,11,050,1056Стальные прогоны сплошные0,081,050,0847Собственный вес металлоконструкций шатра (фермы, связи)0,211,050,220ИтогоPн=0,686-P=0,793

Постоянная расчетная нагрузка на ригель составит Pрасч=P?B=0,793?6 =4,758 кН/м.

Узловая нагрузка на ферму покрытия Рузл=4,758?3 = 14,274 кН.

Определение нагрузки от крановых воздействий

Производственное здание оборудовано мостовым краном в грузоподъемностью 5т (ГОСТ 25546-82).

Режим работы крана - 5К.

Ширина крана: B=6500 мм.

База крана: А=5000 мм.

Высота крана на опоре: hк=1650 мм


Рис. 2.1 Габариты мостового крана


Вес тележки: Gт=22 кН.

Вес крана общий: Gт+Gкр=250 кН.

Соответственно максимальное и минимальное давление колеса на рельс подкранового пути:Рmax=101 кН;

кН.


гдеQ ? грузоподъемность крана, т;? полный вес крана с тележкой, т;o ? число колес на одной стороне крана.


Рис. 2.2 Линия влияния подвижной нагрузки от крана


Определяю максимальное и минимальное давление на колонну по формулам:


Dmax =;= ;


где = 0,85 ? коэффициент сочетаний;

= 1,1 ? коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок;

= 1,05 ? коэффициент надежности по нагрузке для подкрановых балок;

? собственный вес подкрановой балки;? наибольшее вертикальное давление колес на подкрановую балку;= 0,85?1,1?(101?0,75+101?1+101?0,167)+1,24?6?1,05=188,84 кН;= 0,85?1,1?(49?0,767+49?1+49?0,125)+1,24?6?1,05=95,64 кН.

Подкрановые балки устанавливаются с эксцентриситетом по отношению к оси нижней части колонны, поэтому в раме возникают сосредоточенные моменты:= Dmax?ek = 188,84?0,5 = 94,42 кНм;= Dmin?ek = 95,64?0,5 = 47,82 кНм,

гдеek ? расстояние от оси подкрановой балки до центра тяжести сечения подкрановой части колонны.

Горизонтальная поперечная сила (нормативная величина), действующая поперек цеха:


Тоn = f?(Q + Gt)?;


гдеf = 0,1 ?коэффициент трения при торможении тележки с гибким подвесом груза;? вес тележки;

? число тормозных колес тележки;

? общее количество колес.

Тоn = 0,1?(50 + 22)? = 3,6 кН;

Одним колесом передается усилие:


Ткn = = 1,8 кН;


Расчетное горизонтальное давление на колонну равно:


Т = шс?гf ? Ткn?? yi = 0,85?1,1?1,8?(1+0,75+0,167) = 3,23 кН.


Определение нагрузок от давления снега и ветра

Расчетную погонную снеговую нагрузку на ригель рамы определяем по формуле:

сн = sо?м?B?гf,


гдеso - нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемая в зависимости от района строительства. Город Гродно расположен во I снеговом районе. Нормативное значение снеговой нагрузки для него so = 0,8 кПа;

м - коэффициент, учитывающий конфигурацию покрытия; для расчета рамы принимается м = 1, так как б < 25°;

гf - коэффициент надежности по нагрузке;- шаг стропильных конструкций.

Расчетная погонная снеговая нагрузка на ригель рамы составит:сн = 0,8?1?6?1,5=7,2 кН/м.

Сосредоточенная снеговая нагрузка

кН.

Определяем значение погонной ветровой нагрузки на отметках, установленных нормами, по формуле:

= wo×k×c×гf?B,


гдеwo - нормативное значение ветрового давления, принимаемое в зависимости от района строительства. Для города Гродно wo = 0,6 кПа;- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте здания;

с - аэродинамический коэффициент; c = 0,8 - для наветренной стороны.

Определим ординаты фактических эпюр расчётной погонной нагрузки на раму на высоте 5, 10, 20 м для напора при направлении действия ветровой нагрузки слева. Значения заносим в таблицу 2.2.


Таблица 2.2 Ветровые нагрузки

h, мkqw, кН/м5,00,50,77310,01,01,00520,00,851,314

Отобразим на рис. 2.3 эпюры ветровых давлений на раму при действии ветра слева, определив промежуточные значения интерполяцией.,4 =0,931 кН/м;,83 =1,062 кН/м.


Рис. 2.3 Ветровая нагрузка на раму


Фактическую ветровую нагрузку заменяем эквивалентной, равномерно распределенной по высоте колонны. Величину эквивалентной нагрузки находим из условия равенства изгибающих моментов в защемлённой стойке от фактической эпюры ветрового давления и от равномерно распределённой нагрузки. Ветровую нагрузку на шатёр (от низа до верха фермы), заменяем сосредоточенной силой W, приложенной в уровне ригеля рамы (см. рис. 2.3).

Найдем эквивалентную равномерно-распределенную нагрузку на раму с наветренной стороны:




.2 Расчет стропильной фермы


Определение расчетных усилий в стержнях фермы. Подбор сечений стержней фермы


Рис. 2.4 Геометрическая схема фермы, геометрические размеры стержней


Определение усилий в элементах фермы производим графическим способом - путем построения диаграммы Максвелла-Кремоны (см. рис. 2.6) от действия единичных узловых нагрузок (P=1), нахождения по ней усилий в элементах (см. табл. 2.3) и последующего перемножения их на фактические узловые нагрузки (табл. 2.4).

Рис. 2.5 Расчетная схема фермы


Рис. 2.6 Диаграмма Максвелла-Кремоны


Таблица 2.3 Усилия от единичной нагрузки

№ места стержня№ стержнейУсилия от Pузл=1ВПб-10в-3-8.165г-4-8.165д-6-9.648е-7-9.648и-9-6.35к-10-6.35л-120НПа-24.936а-59.611а-88.48а-113.377Р1-2-6.0512-33.8394-5-1.825-60.037-81.5168-9-2.80610-114.0911-12-4.864См-1-0.53-4-16-7-19-10-112-н-0.5

Таблица 2.4 Расчетные усилия в стержнях фермы

МестоНаименование стержнейУсилия в стержняхPузл=1Pузл=14.274кНPузл, сн=14.274кНРасчетные усилияВПб-100.000.000.00в-3-8.165-116.55-176.36-292.91г-4-8.165-116.55-176.36-292.91д-6-9.648-137.72-208.40-346.11е-7-9.648-137.72-208.40-346.11и-9-6.35-90.64-137.16-227.80к-10-6.35-90.64-137.16-227.80л-1200.000.000.00НПа-24.93670.46106.62177.07а-59.611137.19207.60344.79а-88.48121.04183.17304.21а-113.37748.2072.94121.15Р1-2-6.051-86.37-130.70-217.072-33.83954.8082.92137.724-5-1.82-25.98-39.31-65.295-60.030.430.651.087-81.51621.6432.7554.388-9-2.806-40.05-60.61-100.6610-114.0958.3888.34146.7211-12-4.864-69.43-105.06-174.49См-1-0.5-7.14-10.80-17.943-4-1-14.27-21.60-35.876-7-1-14.27-21.60-35.879-10-1-14.27-21.60-35.8712-н-0.5-7.14-10.80-17.94

Таблица 2.5 Подбор сечений стержней фермы

МестоНаименование стержняРасчет-ное усилие, кНСечениеПлощадь сечения, смІДлина, смРадиусы инерцииГибкостьцminгcу, МпаПринятое сечениегеометричрасчетнаяixiyлxлylef, xlef, yВПб-10.0010ШТ118.52752752752.513.59109.676.60.4810.950.010ШТ1в-3-292.9113ШТ127.3300.4300.4300.43.344.2789.970.40.6130.95175.013ШТ1г-4-292.9113ШТ127.3300.4300.4300.43.344.2789.970.40.6130.95175.013ШТ1д-6-346.1113ШТ127.3300.4300.4300.43.344.2789.970.40.6130.95206.813ШТ1е-7-346.1113ШТ127.3300.4300.4300.43.344.2789.970.40.6130.95206.813ШТ1и-9-227.8011.5ШТ121.9300.4300.4300.42.953.67101.881.90.5300.95196.311.5ШТ1к-10-227.8011.5ШТ121.9300.4300.4300.42.953.67101.881.90.5300.95196.311.5ШТ1л-120.0010ШТ118.52752752752.513.59109.676.60.4810.950.011.5ШТ1НПа-2177.0710ШТ118.55755755752.513.59229.1160.20.9595.710ШТ1а-5344.7910ШТ118.560060012002.513.59239.0334.30.95186.410ШТ1а-8304.2110ШТ118.560060012002.513.59239.0334.30.95164.410ШТ1а-11121.1510ШТ118.55755755752.513.59229.1160.20.9565.510ШТ1Р1-2-217.072?90x724.6337.1337.1337.12.773.99121.784.50.410.95215.22?100x6.52-3137.722?50x59.6357.8286.2357.81.532.38187.1150.30.95143.52?50x54-5-65.292?70x513.72375.0300.0375.02.163.16138.9118.70.320.8176.62?70x55-61.082?50x59.6375.0300.0375.01.532.38196.1157.60.951.12?50x57-854.382?50x59.6393.7315.0393.71.532.38205.9165.40.9556.72?50x58-9-100.662?75x514.78397.7318.2397.72.313.35137.7118.70.3330.8242.92?75x510-11146.722?50x59.6413.8331.0413.81.532.38216.4173.90.95152.82?50x511-12-174.492?100x6.525.6396.0396.0396.03.094.36128.290.80.3740.95182.22?100x6.5См-1-17.942?50x59.6180144.01801.532.3894.175.60.5830.9532.02?50x53-4-35.872?50x59.6210168.02101.532.38109.888.20.4790.892.62?50x56-7-35.872?50x59.6240192.02401.532.38125.5100.80.3890.8114.12?50x59-10-35.872?50x59.6270216.02701.532.38141.2113.40.310.8143.12?50x512-н-17.942?50x59.6300240.03001.532.38156.9126.10.2540.9573.62?50x5

Расчет узлов, стыков фермы и стыков поясов


Рис. 2.7 Геометрическая схема фермы


Все сварные швы узлов фермы выполняются полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа. По таблице 55 СНиП II-23-81* для второй группы конструкций, климатического района II5 и стали С245 принимаем сварочную проволоку Св-08Г2С (ГОСТ 2246-70*). По таблице 56 СНиП II-23-81* для сварочной проволоки Св-08Г2С принимаем расчетное сопротивление углового шва по металлу шва Rwf = 215 МПа.

По таблице 51 СНиП II-23-81* для стали С245 при толщине проката от 2 до 20 мм. принимаем Run = 370 МПа.

Расчетные сопротивления шва по металлу границы сплавления:= 0,45·Run = 0,45 · 370 = 166,5 МПа.

Принимаем положение шва в лодочку, диаметр сварочной проволоки d<1,4 мм, тогда по таблице 34 СНиП II-23-81* коэффициенты формы шва для полуавтоматической сварки вf = 0,7; вz = 1,0. Коэффициенты условий работы сварного шва для климатического района II8 .

Определяем расчетное сечения шва:


;

.


Так как , расчет ведем по металлу шва.

Минимальная расчетная длина шва lw = 40 мм.

Узел 1


Рис. 2.8 Схема узла 1


Принимаю толщину фасонки tф = 6 мм.

Определяю требуемую длину сварных швов, прикрепляющих опорный раскос 2100x6,5 к фасонке:

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаю минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:

для обушка . Принимаю = 6 мм.

для пера уголка . Принимаю = 4 мм.

Определяю требуемые длины сварных швов:



Принимаю .



Принимаю .

Определяю длину стыкового шва, соединяющего фасонку со стенкой тавра:


;

где:;

.


Принимаю

Для опорного фланца и фасонок принимаю сталь С255 (первая группы конструкций), для которой:

- при толщине проката от 4 до 10 мм.

- при толщине проката свыше 10 до 20 мм.

Run = 380 МПа - при толщине проката от 4 до 10 мм

Run = 370 МПа - при толщине проката свыше 10 до 20 мм.

Rwz, 1 = 0,45 · Run = 0,45 · 380 = 171 МПа - при толщине проката от 4 до 10 мм.

Rwz, 2 = 0,45 · Run = 0,45 · 370 = 166,5 МПа - при толщине проката свыше 10 до 20 мм.

Rwf = 215 МПа.

В результате конструирования узла длина сварного шва

Размеры опорного фланца определим из условий работы его на смятие от опорной реакции в ферме. Требуемая площадь фланца:


,

где- опорная реакция фермы.


- расчетное сопротивление стали на смятие торцевой поверхности при наличии пригонки= 370 МПа таблице 52 СНиП II-23-81*.

Из условия расстановки болтов принимаем ширину фланца bфл = 180 мм. Тогда толщина фланца: tфл Aфл / bфл = 406 / 180 = 2,26 мм.

Принимаю tфл = 16 мм.

Для шарнирного сопряжения фермы с колонной (Моп=0) прочность швов W1 проверяем по формуле:



Для наложения швов W1 принимаем полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа. По таблице 55 СНиП II-23-81* для первой группы конструкций в климатическом районе II5 и стали С255 принимаем сварочную проволоку Св-08Г2С (ГОСТ 2246-70*).

По таблице 56 СНиП II-23-81* для сварочной проволоки Св-08Г2С принимаем расчетное сопротивление углового шва по металлу шва Rwf = 215 МПа.

По таблице 51 СНиП II-23-81* для стали С255 принимаем Run = 370 МПа.

= 0,45·Run = 0,45 · 370 = 166,5 МПа.


По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальный катет шва определим из условия: . Принимаем = 4 мм.

.

Условие выполняется.

Узел 2


Рис. 2.9 Схема узла 2


Принимаем по таблице 58 СНиП II-23-81* болты класса точности 4.8. По таблице 62 СНиП II-23-81* расчетное сопротивление растяжению .

По таблице 62 СНиП II-23-81* принимаем диаметр болтов d=16 мм с Аbn=1,57 см2


.

Принимаю .

Принимаю толщину фасонки tф = 10 мм.

По таблице 38 СНиП II-23-81* минимальный катет шва, соединяющего фасонку с полкой двутавра kf, min = 4 мм. Максимальный катеты швов определим из условия: . Принимаю .

Узел 3


Рис. 2.10 Схема узла 3


Принимаем толщину фасонки tф = 7 мм.

Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих опорный раскос 2100x6,5 к фасонке:

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:

для обушка . Принимаю = 4 мм.

для пера уголка . Принимаю = 6 мм.

Определяем требуемые длины сварных швов:


Принимаю .



Принимаю .

Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих раскос 250x5 к узловой фасонке:

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:

для обушка . Принимаю = 4 мм.

для пера уголка . Принимаю = 4 мм.



Принимаю .



Принимаю .

В данном узле изменяется сечения пояса, стык смещается от центра узла в панель с меньшим усилием на расстояние 300 мм.

Длину вертикальной вставки определяем из условия, что уклон ее внутренней грани должен быть не более 1/5:

Принимаю .

Рассчитываем площадь вставки на усилие .

Горизонтальная накладка, а также швы ее крепления (2 шт.) рассчитываются на усилие .

Но, так, как , то по конструктивным соображениям принимаем:

Толщину вставки принимаем равной . Толщину горизонтальной накладки принимаем .

Ширина горизонтальной накладки . По таблице 50* СНиП II-23-81* для накладки принимаем сталь С255.

Швы W1, крепящие накладку к поясным таврам принимаем:

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальный катет шва определим из условия: .

Принимаю = 4 мм. Длину каждого из этих восьми швов принимаю равной .

В результате конструирования узла длина стыкового шва, соединяющего фасонку с поясом, равна . Проверяем его на сдвигающее усилие и на изгиб, вызванный моментом


.

,

;

.

Условие выполняется. Прочность стыкового шва обеспечена.

Узел 4


Рис. 2.11 Схема узла 4


Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих стойку 250x5 к узловой фасонке.

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:


для обушка . Принимаю = 4 мм.

для пера уголка . Принимаю = 4 мм.


Принимаю .


Принимаю .

Узел 5


Рис. 2.12 Схема узла 5


Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих раскос 250x5 к узловой фасонке.

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:


для обушка . Принимаю = 4 мм.

для пера уголка . Принимаю = 4 мм.


Принимаю .



Принимаю .

Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих стойку 250x5 к узловой фасонке.

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:


для обушка . Принимаю = 4 мм.

для пера уголка . Принимаю = 4 мм.


Принимаю .



Принимаю .

Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих раскос 275x5к узловой фасонке.

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:


для обушка . Принимаю = 6 мм.

для пера уголка . Принимаем = 4 мм.

Принимаю .



Принимаю .

Толщину фасонки принимаем tф = 6 мм. В результате конструирования узла длина стыкового шва, соединяющего фасонку с поясом, равна . Толщину фасонки принимаем tф = 7 мм.

Проверяем его на сдвигающее усилие и на изгиб, вызванный моментом


.

,

;


.

Условие выполняется. Прочность стыкового шва обеспечена.

Узел 6


Рис. 2.13 Схема узла 6


Принимаем толщину фасонки tф = 7 мм.

Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих раскос 275x5 к фасонке.

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:


для обушка . Принимаю = 4 мм.

для пера уголка . Принимаю = 4 мм.


Определяем требуемые длины сварных швов:



Принимаю .


Принимаю .

Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих раскос 250x5 к узловой фасонке:

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:


для обушка . Принимаю = 4 мм.

для пера уголка . Принимаю = 4 мм.


Принимаю .



Принимаю .

Узел 7


Рис. 2.14 Схема узла 7

Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих стойку 250x5 к тавру.

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:


для обушка . Принимаем = 4 мм.

для пера уголка . Принимаем = 4 мм.


Принимаем .



Принимаем .

Принимаем толщину горизонтальной накладки . Ширина горизонтальной накладки . Для накладки принимаем сталь С255, для которой .

Проверим прочность в ослабленном сечении:


,

где:.


Условие выполняется - прочность ослабленного сечения обеспеченна.

Усилие, приходящееся на горизонтальную накладку:


По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 5 мм.

Максимальный катет шва определим из условия:


.


Принимаем = 6 мм. Тогда длина шва по одну сторону от стыка составит:



Принимаем .

Швы определяющие размеры вертикальной накладки расчитываем на большее из усилий:



Принимаем толщину вертикальной накладки . Длина сварного шва, крепящего вертикальную накладку к фасонке:

Катет сварного шва:


Принимаем .

Узел 8


Рис. 2.15 Схема узла 8


Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих стойку 250x5 к тавру.

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:


для обушка . Принимаем = 4 мм.

для пера уголка . Принимаем = 4 мм.


Принимаем .



Принимаем .

Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих раскос 250x5 к тавру.

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:


для обушка . Принимаем = 4 мм.

для пера уголка . Принимаем = 4 мм.


Принимаем .



Принимаем .

Принимаем тощину горизонтальной накладки . Ширина горизонтальной накладки . Для накладки принимаем сталь С255, для которой .

Проверим прочность в ослабленном сечении:


где.


Условие выполняется - прочность ослабленного сечения обеспеченна.

Усилие, приходящееся на горизонтальную накладку:



По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 5 мм.

Максимальный катет шва определим из условия:


.


Принимаем = 6 мм. Тогда длина шва по одну сторону от стыка составит:



Принимаем .

Швы определяющие размеры вертикальной накладки расчитываем на большее из усилий:



Принимаем толщину вертикальной накладки . Длина сварного шва, крепящего вертикальную накладку к фасонке:

Катет сварного шва:


Принимаем .

Узел 9


Рис. 2.16 Схема узла 9


Принимаем толщину фасонки tф = 7 мм.

Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих раскос 270x5 к фасонке.

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:


для обушка . Принимаю = 4 мм.

для пера уголка . Принимаю = 4 мм.


Определяем требуемые длины сварных швов:


Принимаю .



Принимаю .

Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих раскос 250x5 к узловой фасонке:

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:


для обушка . Принимаю = 4 мм.

для пера уголка . Принимаю = 4 мм.


Принимаю .



Принимаю .

В данном узле изменяется сечения пояса, стык смещается от центра узла в панель с меньшим усилием на расстояние 300 мм.

Длину вертикальной вставки определяем из условия, что уклон ее внутренней грани должен быть не более 1/5:

Принимаю .

Рассчитываем площадь вставки на усилие :

,


, принимаю .

Горизонтальная накладка, а также швы ее крепления (2 шт.) рассчитываются на усилие .

Принимаем толщину горизонтальной накладки .

Ширина горизонтальной накладки . По таблице 50* СНиП II-23-81* для накладки принимаем сталь С255., для которой .

Проверим прочность в ослабленном сечении:


,

где:.


Условие выполняется - прочность ослабленного сечения обеспеченна.

Рассчитываем швы, W1 крепящие накладку к поясным:

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальный катет шва определим из условия:


.


Принимаем = 6 мм. Таким образом длина каждого из этих четырёх швов составит:


Принимаем .

Узел 10


Рис. 2.17 Схема узла 10


Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих стойку 250x5 к узловой фасонке.

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:


для обушка . Принимаю = 4 мм.

для пера уголка . Принимаю = 4 мм.


Принимаю .


Принимаю .

Узел 11


Рис. 2.18 Схема узла 11


Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих раскос 250x5 к узловой фасонке.

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:


для обушка . Принимаю = 4 мм.

для пера уголка . Принимаю = 4 мм.


Принимаю .



Принимаю .

Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих стойку 250x5 к узловой фасонке.

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:


для обушка . Принимаю = 4 мм.

для пера уголка . Принимаю = 4 мм.


Принимаю .



Принимаю .

Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих раскос 275x5к узловой фасонке.

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:


для обушка . Принимаю = 6 мм.

для пера уголка . Принимаем = 4 мм.

Принимаю .



Принимаю .

Узел 12


Рис. 2.19 Схема узла 12


Принимаем толщину фасонки tф = 7 мм.

Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих опорный раскос 2100x6,5 к фасонке:

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:


для обушка . Принимаю = 8 мм.

для пера уголка . Принимаю = 6 мм.


Определяем требуемые длины сварных швов:



Принимаю .



Принимаю .

Определим требуемую длину сварных швов, прикрепляющих раскос 250x5 к узловой фасонке:

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:


- для обушка . Принимаю = 4 мм.

для пера уголка . Принимаю = 4 мм.


Принимаю .



Принимаю .


Узел 13


Рис. 2.20 Схема узла 13


Принимаем по таблице 58 СНиП II-23-81* болты класса точности 4.8. По таблице 62 СНиП II-23-81* расчетное сопротивление растяжению .

По таблице 62 СНиП II-23-81* принимаем диаметр болтов d=16 мм с Аbn=1,57 см2


.


Принимаю .

Принимаю толщину фасонки tф = 6 мм.

По таблице 38 СНиП II-23-81* минимальный катет шва, соединяющего фасонку с полкой двутавра kf, min = 4 мм. Максимальный катеты швов определим из условия: . Принимаю .

Для верхнего опорного фланца по таблице 50 СНиП II-23-81* принимаем сталь С255, как для первой группы конструкций. По таблице 51 СНиП II-23-81* , при толщине проката свыше 10 до 20 мм.

По таблице 38 СНиП II-23-81* минимальный катет шва, соединяющего опорный фланец с полкой и стенкой двутавра, а также с фасонкой kf, min = 4 мм. Максимальный катеты швов определим из условия: . Принимаю .

Так как в проекте опирание фермы на колонну шарнирное, то фланец делаем тонким. Принимаем толщину опорного фланца tфл=8 мм.

Узел 14


Рис. 2.21 Схема узла 14


Принимаю толщину фасонки tф = 6 мм.

Определяю требуемую длину сварных швов, прикрепляющих опорный раскос 2100x6,5 к фасонке:

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаю минимальный катет шва kf,min = 4 мм.

Максимальные катеты швов определим из условий:


для обушка . Принимаю = 6 мм.

для пера уголка . Принимаю =6 мм.


Определяю требуемые длины сварных швов:


Принимаю .



Принимаю .

Определяю длину стыкового шва, соединяющего фасонку со стенкой тавра:


;

где:,

.


Принимаю

В результате конструирования узла длина сварного шва

Размеры опорного фланца определим из условий работы его на смятие от опорной реакции в ферме. Требуемая площадь фланца:


,

где- опорная реакция фермы.

- расчетное сопротивление стали на смятие торцевой поверхности при наличии пригонки= 370 МПа таблице 52 СНиП II-23-81*.

Из условия расстановки болтов принимаем ширину фланца bфл = 180 мм. Тогда толщина фланца: tфл Aфл / bфл = 406 / 180 = 2,26 мм.

Принимаю tфл = 16 мм.

Для шарнирного сопряжения фермы с колонной (Моп=0) прочность швов W1 проверяем по формуле:



Для наложения швов W1 принимаем полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа. По таблице 55 СНиП II-23-81* для первой группы конструкций в климатическом районе II5 и стали С255 принимаем сварочную проволоку Св-08Г2С (ГОСТ 2246-70*).

По таблице 56 СНиП II-23-81* для сварочной проволоки Св-08Г2С принимаем расчетное сопротивление углового шва по металлу шва Rwf = 215 МПа.

По таблице 51 СНиП II-23-81* для стали С255 принимаем Run = 370 МПа.= 0,45·Run = 0,45 · 370 = 166,5 МПа.

По таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем минимальный катет шва kf, min = 4 мм.

Максимальный катет шва определим из условия: . Принимаем = 4 мм.

.

Условие выполняется.

2.3 Расчет подкрановой балки


Определение нагрузок

Для крана грузоподъемностью Q=5т по табл. 3 прил. 1 [10] принимаем: Pк=101 кН - максимальное давление крана на рельс, Gт=22 кН - масса тележки, крановый рельс КР-70 по ГОСТ 4121-76*.

Вертикальное давление колеса крана:


,


где: - коэффициент сочетаний при учете работы одного крана;

- коэффициент надежности по нагрузке;

- коэффициент надежности по назначению здания;

- коэффициент динамичности.

Горизонтальное боковое давление колеса крана от поперечного торможения тележки:


,


где: - коэффициент трения при торможении тележки с гибким подвесом груза;

- вес тележки;

- число тормозных колес тележки;

- общее количество колес.

Нормативное горизонтальное усилие, передающееся одним колесом крана:

.


Определение расчетных усилий

Для определения наибольших изгибающих моментов и поперечных сил устанавливаем краны в самое невыгодное положение. Положение равнодействующей сил R=2F по отношению к середине балки находим по значению x (рис. 2.22).


Рис. 2.22 Линии влияния Mmax и Qmax


Опорные реакции:

,

.

Наибольший изгибающий момент от вертикальных усилий в сечении балки под колесом, ближайшим к середине пролета (рис. 1а):

.

Расчетный изгибающий момент с учетом собственного веса:


.


Наибольшее расчетное значение вертикальной поперечной силы находим, устанавливая краны в положение, показанное на рис. 1б

.


Наибольшая горизонтальная поперечная сила:


.


Подбор сечения балки

По таблице 50 для конструкции II группы в климатическом районе II5 принимаем сталь С255. По таблице 51 при толщине проката от 4 до 10 мм и св. 10 до 20 мм расчетное сопротивление листового проката Ry=240 МПа.

Определяем требуемый момент сопротивления балки:


.


Определяем минимальную высоту сечения балки из условия жесткости, т.е. не допущения предельного прогиба:


.


Предварительно задавшись высотой балки , определим рациональную толщину стенки .

Минимальная толщина стенки из условия ее работы на срез:


,

где:=1,5;

;

- высота стенки, принимаемая из условий:



Определяем толщину стенки из условия смятия под колесом крана:



- расчетное давление колеса крана с учетом коэффициента перегрузки n=1,1.

- момент инерции рельса.

Окончательно принимаем толщину стенки .

Определяем оптимальную высоту балки из условия минимального расхода материала для асимметричных балок:


,


где: - коэффициент асимметрии сечения.

Окончательно принимаем высоту балки h=450 мм.

Определяем требуемую площадь сечения составной балки, а также площади ее верхнего и нижнего поясов:

;

;

.


Компонуем сечение исходя из следующих соображений:

Из условия обеспечения общей устойчивости балки:


;


Из условия свариваемости элементов: , принимаем (по сортаменту ГОСТ 82-70*);

Из условия обеспечения местной устойчивости сжатого пояса:


;

;


Назначаем по сортаменту универсальной стали: с учетом того, что минимальная ширина верхнего пояса должна быть не менее 300 мм. Ширина нижнего пояса должна быть не менее 180 мм, что гарантирует применение автоматической сварки. Принимаем ширину нижнего пояса .

С учетом полученных параметров принимаем сечение балки (рис. 2.23).

Рис. 2.23 Сечение подкрановой балки


Геометрические характеристики принятого сечения балки:

Площадь сечения: .

Определим положение центра тяжести: ,

.

Моменты инерции сечения балки: ,

.

Момент инерции нетто сечения, ослабленного двумя отверстиями диаметром 15 мм для крепления рельса КР-70:


.


Моменты сопротивления сечения:


,

.


Статический момент полусечения: ,


,


.

Проверочные расчеты

а) Расчет на прочность по нормальным напряжениям


;

;


б) Расчет на срез на опоре


;


в) Проверка прочности стенки на действие максимальных местных напряжений


,

где: - условная расчетная длина распределения местного давления;

;


с - коэффициент, принимаемый для сварных балок равным 3,25;

- коэффициент увеличения вертикальной сосредоточенной нагрузки на колесо.

г) Проверка стенки балки на уровне поясных швов на совместное действие нормальных, касательных и местных напряжений


;

,

где: ;

;


д) Расчет на выносливость



,

где: - коэффициент, учитывающий количество циклов нагружений, ипринимается для режима работы 5К равным 1,1;

- расчетное сопротивление усталости (табл. 32 [1])

- коэффициент надежности [15];


;


- коэффициент асимметрии напряжений [15].

е) Проверка общей устойчивости



,

где: принят по приложению 7* [1].

ж) Проверка местной устойчивости элементов сечения

Местная устойчивость сжатого пояса:


местная устойчивость сжатого пояса обеспечена.

Условная гибкость стенки:


местная устойчивость стенки обеспечена.

Конструктивно устанавливаем рёбра жёсткости с шагом


а = 3=3?428=1284 мм. Принимаем а=1200 мм.


Рёбра жёсткости устанавливаются, с двух сторон стенки.

Ширина двухстороннего ребра жёсткости:


. Принимаем .


Толщина ребра:


. Принимаем .


Рёбра жёсткости привариваем к стенке двухсторонними швами с min катетом (по табл. 38 [1] ), не доводя их примерно на 50 мм до поясных швов.

и) Проверка прогиба


,


тогда формула проверки жесткости будет иметь вид:


.


к) Соединение поясов со стенкой

Для наложения сварных швов принимаем автоматическую сварку под слоем флюса. По табл. 55 СНиП II-23-81* для конструкции I группы в климатическом районе II8 для стали С255 принимаем сварочную проволоку Св-08А (ГОСТ 2246-70*) под флюсом АН-348А (ГОСТ 9087-81*).

По таблице 56 для сварочной проволоки Св-08А принимаем расчетное сопротивление углового шва по металлу шва .

Для стали С255 по таблице 51 принимаем .

Расчетное сопротивление углового шва по металлу границы сплавления .

Принимаем диаметр сварочной проволоки 4 мм. По табл. 34 для автоматической сварки и наложения шва в лодочку при катете шва 3ч16 мм принимаем коэффициенты .

Определяем расчетное сечение углового шва:


;

.


Расчет ведем по металлу границы сплавления.

Определяем требуемый катет поясного шва:


.


Определим по конструктивным требованиям максимальный катет шва:


Определяем конструктивно минимальный катет шва: при , автоматической сварке, с двусторонними швами по таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем .

Окончательно назначаем катет поясного шва .

Результирующее напряжение в шве равно:


,

;

;


.

Установление размеров опорной части балки с проверкой на устойчивость


Рис. 2.24 Опорная часть балки


Принимаем вылет опорного ребра за нижний пояс а=f=20 мм, что гарантирует выполнение условия a?tр, следовательно, расчет опорного ребра ведем на смятие.

По таблице 52* СНиП II-23-81* при временном сопротивлении Run=370 МПа сопротивление смятия торцевой поверхности (при наличии пригонки) .

Определяем требуемую площадь сечения опорного ребра из условия смятия:


;

; .


Исходя из сортамента и требований местной устойчивости принимаем: .

Местная устойчивость опорных ребер будет обеспечена, если:


.


Проверяем прочность опорного ребра на смятие:



.

Проверим устойчивость опорной части балки на действие опорной реакции как условной стойки высотой hw относительно оси x-x. В сечение стойки включается сечение опорного ребра, а также постоянно устойчивый участок стенки длиной с.


.

Площадь стойки: .

Момент инерции стойки: .

Радиус инерции стойки:

Гибкость стойки:


По таблице 72 СНиП II-23-81* в зависимости от и принимаем


Проверяем устойчивость опорной части балки:


Устойчивость опорной части обеспечена.

Рассчитываем шов W1, прикрепляющий стенку к опорному ребру.

По таблице 55* СНиП II-23-81* для I группы, района II5 и стали С255 принимаем полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа (ГОСТ 8050-85) и сварочную проволоку Св-08Г2С.

По таблице 56 для проволоки Св-08Г2С принимаем .


.


Принимаем диаметр проволоки 1,2 мм. Следовательно, по таблице 54 СНиП II-23-81* принимаем .

Определяем расчетное сечение углового шва:


;

.


Расчет ведем по металлу шва.

Шов W1 является локально нагруженным в нижней точке опорной реакции балки. Значит на расчетной длине должна быть воспринята вся опорная реакция: .

Определяем требуемый катет шва:



Максимальный катет шва: .

Минимальный катет шва по таблице 38* СНиП II-23-81* по tp = 14 мм принимаем kfmin = 5 мм.

Окончательно принимаем kf = 5 мм.

Проверяем опорное ребро на местную устойчивость:


Условная гибкость: ;


Местная устойчивость опорного ребра обеспечена.


2.4 Подбор сечения колонны


Колонну конструируем симметричного сечения, в виде составного сварного двутавра.

Определение расчетных длин колонны по осям Х-Х и У-У

Расчетная длина принимается равной расстоянию между точками закрепления колонны. Точки закрепления: верх фундамента и место крепления фермы.

С учётом выше изложенного геометрическая длина колонны будет равна

Расчетная длина колонны в плоскости определяется по формуле:



- коэффициент расчетной длины колонны в плоскости.

Расчетная длина колонны из плоскости определяется по формуле:



- коэффициент расчетной длины колонны из плоскости.

Установление размеров сечений колонны с проверкой на прочность и устойчивость

По таблице 50 СНиП II-23-81* для III группы конструкций и климатического района II5 принимаем сталь колонны С235. Далее по таблице 51 СНиП II-23-81* для стали С235 принимаем:

, при толщине листа от 2 до 20 мм.

, при толщине листа свыше 20 до 40 мм.

Расчетная максимальная комбинация для колонны (1,2,3,5,7):

Сечение колонны принимаем в виде сварного двутавра высотой.


Рис. 2.26 Сечение колонны


Требуемую площадь сечения определим по формуле:


где: ;


- коэффициент условия работы принимаемый при расчетах на устойчивость по табл. 6 СНиП II-23-81*;

Определим ширину и толщину полок колонны:

Принимаем .



Принимаем .

Толщину стенки определим из условия , отсюда . Учитывая, что и условие свариваемости стенки с полкой (), .



Принимаем

Таким образом фактическа площадь принятого сечения колонны составит:


Рис. 2.27 Принятое сечение колонны


Определим геометрические характеристики принятого сечения:


.


Проверку устойчивости колонны в плоскости действия момента производим по формуле , предварительно определив фактическую и условную гибкости стержня, приведенный относительный эксцентриситет и коэффициент снижения расчетного сопротивления при внецентренном сжатии .



где:- приведенный относительный эксцентриситет;

- относительный эксцентриситет;

- коэффициент влияния формы сечения;

- соответственно фактическая и условная гибкость стержня относительно оси Х.

где:- предельная гибкость.

где:.


При , а также согласно таблице 73 СНиП II-23-81* тип сечения 5 при



Далее по таблице 74 СНиП II-23-81* интерполяцией в зависимости от и определяем коэффициент снижения расчетного сопротивления при внецентренном сжатии .


.


Определим гибкость колонны относительно оси У - У:


.

Тогда коэффициент продольного изгиба принимается по таблице 72 СНиП II-23-81* в зависимости от и по интерполяции .

Определим значение коэффициента (учитывает влияние момента при изгибно-крутильной форме потери устойчивости), приняв за расчетный максимальный момент в пределах средней трети длины колонны (но не менее половины ).


Рис. 2.28 К расчету колонны


Следовательно за расчетный момент принимаем .

Относительный эксцентриситет:



В соответсвии с пунктом 5.3.1 СНиП II-23-81* значения коэффициента с при значениях определяются по формуле:


Коэффициент вычисляют по формулам таблицы 10 СНиП II-23-81* и для , он составит:


Так как


Проверим устойчивость стержня верхней части колонны из плоскости действия момента:


.


Проверка местной устойчивости полок

Ввиду того что , то проверку местной устойчивости полок производим по формуле:



Условие выполняется местная устойчивость полок обеспеченна.

Проверка местной устойчивости стенки

Так как при проверке устойчивости стержня , то проверку местной устойчивости стенки выполняем по формуле:


.

Так как , то .

.


Т.е. местная устойчивость стенки обеспечена.

Учитывая, что


- то постановка поперечных ребер не требуется


Ребра устанавливаем из конструктивных соображений.

Определяем размеры поперечных ребер жесткости:



Принимаем .


. Условие свариваемости соблюдено.

Расчет оголовка колонны

Принимаем из конструктивных соображений толдщину плиты оголовка . Ее размеры назначаем 340х480. Толщину ребра оголовка определяем из условия его работы на смятие при наличии пригонки:


.


По табл. 52 СНиП II-23-81* для стали С235 по принимаем .


Давление от фермы .


.

Принимаем .

По таблице 55 СНиП II-23-81* для 3 группы конструкций, района II5 и стали С235 для приварки ребер принимаем полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа (ГОСТ 8050-85) и сварочную проволоку Св-08Г2С.

По таблице 56 для проволоки Св-08Г2С принимаем .

Принимаем диаметр проволоки 1,2 мм. Следовательно, по таблице 34 СНиП II-23-81* принимаем .

Определяем расчетное сечение углового шва:


;

.

Расчет ведем по металлу шва.

Высоту ребра оголовка hр определяем требуемой длиной швов.


.


По таблице 38 СНиП II-23-81* минимальный катет шва, соединяющего ребро со стенкой kf, min = 4 мм. Максимальный катеты швов определим из условия: . Принимаю .

.

С учетом того что шов является локально загруженным, высота ребра должна быть не более: . , т.е. условие соблюдено. Принимаем .

Проверим стенку колонны на срез вдоль ребра (толщина стенки tw=8 мм):


.


Прочность стенки на срез обеспечена.

Расчет прочности подкрановой консоли


Рис. 2.29 Подкрановая консоль

Расчетные усилия в заделке консоли:


,

.


Принимаем для консоли : h=291 мм; bf=200 мм; tf=11 мм; tw=8 мм; Ix=10400 см4; Wx=715 см3; Sx=398 см3.

Напряжения в консоли:


,

.


Так как напряжения в консоли много меньше расчетных сопротивлений, проверку по приведенным напряжения не производим.

Сварные швы крепления консоли к полке проверим в предположении, что изгибающий момент воспринимается только полками, а поперечная сила - стенкой.


.


Для наложения швов принимаем полуавтоматическую сварку проволокой Св-08Г2С в среде углекислого газа (табл. 55 СНиП).

По табл. 56 для сварочной проволоки Св-08Г2С принимаем расчетное сопротивление по металлу шва Rwf=215 МПа.

Расчетное сопротивление металла по границе сплавления
Rwz=0,45Run=0,45?360=162 МПа. По табл. 34 принимаем .

Определяем расчетное сечение углового шва:


;

.


Расчет ведем по металлу границы сплавления.

По таблице 38 СНиП II-23-81* минимальный катет шва kf, min = 4 мм. Максимальный катеты швов определим из условия: . Принимаю .

Швы крепления полок:


.


Швы крепления стенки:


.


Прочность швов обеспечена.

Стенку колонны в месте примыкания подкрановой консоли укрепляем парными поперечными ребрами жесткости из листов 100х10 мм.

Рёбра жёсткости привариваем к стенке двухсторонними швами с min катетом (по табл. 38 [1]) .

Проверяем прочность швов крепления ребер к полке колонны:


Прочность швов обеспечена.

Проверяем прочность швов крепления ребер к стенке колонны:



Прочность швов обеспечена.

Проверяем прочность стенки колонны на срез по граням крепления ребер:



Прочность стенки колонны на срез обеспечена.

Под сосредоточенной силой от подкрановой балки конструктивно устанавливаем двухсторонние рёбра жёсткости. Ширина ребра - 90 мм, толщина - 10 мм. Приварку ребер осуществляем двухсторонними швами с min катетом (по табл. 38 [1]) .

Компоновка и расчет базы колонны


Рис. 2.30 База колонны

Класс бетона В15. Rb=8,5 Мпа.

По таблице 50* СНиП II-23-81* для конструкций третьей группы в климатическом районе II5 принимаем сталь С235.

По таблице 51 СНиП II-23-81* для стали С235 и листового проката при толщине 20 ¸ 40 мм принимаем .

Расчетные усилия: N= -241,08 кН; M= - 55,34 кН?м

Расчетное сопротивление бетона при местном смятии при равно:



Ширину базы принимаем



Принимаю .



Принимаю конструктивно .

Определим фактические напряжения под опорной плитой:


,

.

Определяем изгибающие моменты в отсеках 1,2

В первом отсеке:


Так как , то


Во втором отсеке - консольный участок:



По наибольшему из двух моментов найдем толщину плиты:



Принимаю tпл=32 мм.

Для принятой толщины плиты , условие свариваемости не удовлетворяется, поэтому устанавливаем поперечные ребра, толщиной 12 мм, в первом отсеке.


, то


По наибольшему из двух моментов найдем толщину плиты:


Принимаю tпл=14 мм.

Для принятой толщины плиты , условие свариваемости соблюдается.

Расчетной схемой ребра базы колонны является консольная балка с защемлением на опоре. Исходя из этого, определим изгибающий момент и поперечную силу в ребре:



где - вылет ребра;


- погонная нагрузка на ребро.


Приняв высоту ребра =150 мм, а толщину =12 мм, проверим ребро на изгиб и срез:


,

,


где - момент сопротивления ребра.

По таблице 55 СНиП II-23-81* для 3 группы, района II5 и стали С235 принимаем полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа (ГОСТ 8050-85) и сварочную проволоку Св-08Г2С.

По таблице 56 для проволоки Св-08Г2С принимаем .

Принимаем диаметр проволоки 1,2 мм. Следовательно, по таблице 54 СНиП II-23-81* принимаем .

Определяем расчетное сечение углового шва:


;

.


Расчет ведем по металлу шва.

Определим по конструктивным требованиям максимальный катет шва:

Приварку ребер к стенке колонны осуществляем угловыми швами с высотой катета =6. Тогда момент сопротивления швов

Нормальные и касательные напряжения в швах равны

Проверим швы по равнодействующим напряжениям:


Согласно принятой конструкции колонна приваривается к плите.

Определяем конструктивно минимальный катет шва: при , полуавтоматической сварке, с односторонними швами по таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем . Максимальный катеты швов определим из условия:

Назначаем катет шва.

Расчет анкерных болтов.

Определим напряжения в бетоне от действия усилий

Определим суммарное усилие во всех анкерных болтах, приходящихся на одну сторону базы:



где =0,56/2 -0,344/3=0,165 м; =0,56 -0,115 - 0,022 = 0,423 м

Требуемая площадь нетто данной группы болтов составит:



где - расчетное сопротивление растяжению фундаментных болтов, принимаемое по таблице 60 СНиП II-23-81*.

Принимаем болты 2 Æ16 из стали С235. По таблице 62 СНиП II-23-81* площадь нетто одного болта Æ24 . Тогда .


2.5 Расчет стойки фахверка


Определение расчетных длин фахверка по осям Х-Х и У-У

Расчетная длина принимается равной расстоянию между точками закрепления фахверка. Такие точки - верх фундамента, место крепления листового шарнира к нижнему поясу фермы.

С учётом выше изложенного расчетная длина колонны будет равна:


Рис. 2.31 Расчетная схема фахверка


Расчетная длина колонны в плоскости:



- коэффициент расчетной длины колонны в плоскости;

Расчетная длина колонны из плоскости:


- расстояние между точками крепления стеновых панелей;

- коэффициент расчетной длины колонны из плоскости;

Установление размеров сечения фахверка с проверкой
на прочность и устойчивость По таблице 50 СНиП II-23-81* для III группы конструкций и климатического района II5 принимаем сталь колонны С235. Далее по таблице 51 СНиП II-23-81* для стали С235 принимаем .

Расчетная максимальная комбинация для колонны (1,2,3):

Сечение фахверка принимаем в виде гнутого профиля по ТУ 36-2287-80.


Рис. 2.32 Сечение стойки фахверка


Требуемую площадь сечения определим по формуле:


,

где;

- коэффициент условия работы принимаемый при расчетах на устойчивость по табл. 6 СНиП II-23-81*;

Принимаем двутавр 20Ш1 (

)


Рис. 2.33 Принятое сечение стойки фахверка


Проверку устойчивости фахверка в плоскости действия момента производим по формуле , предварительно определив фактическую и условную гибкости стержня, приведенный относительный эксцентриситет и коэффициент снижения расчетного сопротивления при внецентренном сжатии .



где- приведенный относительный эксцентриситет;

- относительный эксцентриситет;

- коэффициент влияния формы сечения;

- соответственно фактическая и условная гибкость стержня относительно оси Х.



где- предельная гибкость.



где.

При , а также согласно таблице 73 СНиП II-23-81* тип сечения 5 при .



Далее по таблице 74 СНиП II-23-81* интерполяцией в зависимости от и определяем .


.


Определим гибкость колонны относительно оси У - У:


.


Тогда коэффициент продольного изгиба принимается по таблице 72 СНиП II-23-81* в зависимости от и по интерполяции .

Определим значение коэффициента (учитывает влияние момента при изгибно-крутильной форме потери устойчивости), приняв за расчетный максимальный момент в пределах средней трети длины верхней части колонны (но не менее половины ).


Рис. 2.34 Эпюра изгибающих моментов



Следовательно, за расчетный момент принимаем .

Относительный эксцентриситет:


.

В соответсвии с пунктом 5.3.1 СНиП II-23-81* значения коэффициента с при значениях определяются по формуле:



Коэффициенты вычисляют по формулам таблицы 10 СНиП II-23-81* и для : .


- то


Проверим устойчивость стержня верхней части колонны из плоскости действия момента:


.


Так как и отсутствуют ослабления в верхней части сечения, то расчет на прочность выполнять не требуется

Учитывая, что


- то постановка поперечных ребер не требуется.


Компоновка и расчет базы стойки фахверка


Рис. 2.35 База колонны


Класс бетона В15. Rb=8,5 Мпа.

По таблице 50* СНиП II-23-81* для конструкций третьей группы в климатическом районе II5 принимаем сталь С235.

По таблице 51 СНиП II-23-81* для стали С235 принимаем .

Определим расчетное продольное усилие в колонне:


;


где k - учитывает собственный вес фахверка.

Определяем требуемую площадь плиты



Ширину базы принимаем


Принимаю .



Принимаю конструктивно .

Опорное давление фундамента:



Определяем изгибающие моменты в отсеках 1,2

В первом отсеке:


Так как , то


Во втором отсеке - консольный участок:



По наибольшему из двух моментов найдем толщину плиты:



Принимаю tпл=12 мм.

Для принятой толщины плиты , условие свариваемости соблюдено.

Согласно принятой конструкции колонна приваривается к плите.

По таблице 55 СНиП II-23-81* для 3 группы, района II5 и стали С235 принимаем полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа (ГОСТ 8050-85) и сварочную проволоку

Св-08Г2С.

По таблице 56 для проволоки Св-08Г2С принимаем .

Принимаем диаметр проволоки 1,2 мм. Следовательно, по таблице 54 СНиП II-23-81* принимаем .

Определяем расчетное сечение углового шва:


;

.


Расчет ведем по металлу шва.

Определим по конструктивным требованиям максимальный катет шва:

Определяем конструктивно минимальный катет шва: при , полуавтоматической сварке, с односторонними швами по таблице 38 СНиП II-23-81* принимаем .

Назначаем катет шва.

Для закрепления базы фахверка с фундаментом по конструктивным соображениям принимаем 2 анкерных болта из стали Вст3кп2. .


3. Раздел технологии строительства


.1 Технологическая карта на монтаж конструкций покрытия


Область применения технологической карты

Технологическая карта разработана на монтаж стальных конструкций покрытия (стропильные фермы, стальные прогоны, профилированный настил) базы в осях 1 - 3.

Стропильные фермы с поясами из широкополочных тавров и решеткой из парных уголков пролетом 24 м доставляются на строительную площадку фермовозами отправочными марками длиной 12 м. В зоне монтажа производится их укрупнительная сборка. Укрупнение производится на вертикальном стенде (кондукторе). Эскиз ферма представлен на рис. 4.1.

Профилированный лист H75-750-0,8 имеет длину 12 м. Доставляются на строительную площадку в контейнерах во избежании повреждения защитного покрытия. В зоне монтажа производится его укрупнительная сборка до картин размером 12x6 м. Эскиз профлиста представлен на рис. 3.1.


Рис. 3.1 Эскизы монтируемых конструкций

(а - стропильная ферма, б - прогон, в-профнастил)


Привязка карты к местным условиям строительства заключалась в уточнении объёмов работ, средств механизации, потребности в материальных ресурсах, а также графической схемы организации процесса.

Спецификация монтируемых элементов


Таблица 3.1 Спецификация элементов

№Наименование элементовВес, тРазмеры, мКол-во, шт.Вес всех элементов, тдлинасечение, мм1Полуферма стропильная0,758/0,8612сложное58,093Стальной прогон0,1106Швеллер N20363,962Профилированный настил0,806412сложное86,45

Выбор грузозахватных приспособлений, машин и механизмов

Монтаж строительных конструкций предусматривает применение комплексной механизации, когда все основные и вспомогательные операции (транспортировка, разгрузка, складирование и укрупнительная сборка элементов, подъем и установка их в проектное положение) выполняются при помощи соответствующих машин, механизированного инструмента и приспособлений, работа которых обеспечивает заданный темп возведения здания.

Ведущей машиной в комплекте, определяющей общую производительность монтажных работ, является монтажный кран.

Определение требуемых технических параметров крана

В данном дипломном проекте конструкции покрытия монтируются одним краном, который подбирается по максимальным расчетным параметрам: требуемая высота подъема крюка - определяется подъемом элемента на наиболее высокую точку, требуемый вылет стрелы крана - определяется исходя из монтажа наиболее удаленного от оси крана элемента, требуемая грузоподъёмность - подъемом наиболее тяжелого и наиболее удаленного от оси крана элемента.

Самым тяжелым элементом является стропильная ферма. Ее масса после укрупнительной сборки составляет 0,758+0,86=1,62 т.

Рис. 3.2 Определение требуемых технических параметров крана.


высота подъема стрелы


,


где h - превышение опоры монтируемого элемента над уровнем стоянки монтажного крана, м;з - превышение нижней части монтируемого элемента над уровнем опоры, необходимое по условиям монтажа для завозки конструкций к месту установки (не менее 0,5 м);э - высота элемента в монтажном положении, м;с - высота строповки в рабочем положении от верха монтируемого элемента до крюка крана, м;п - высота такелажного приспособления, м.


.


требуемая грузоподъемность на расчетном вылете стрелы

тр = Мэ.max + Мо;

Мэ.max - масса наиболее тяжелого элемента, т;

Мо - масса такелажной оснастки, т.тр (фермы) = 1,62 + 0,99=2,61 ттр (профнастил) = 0,4032 + 0,5=0,9032 т

требуемый вылет стрелы


;

п - высота полиспаста или минимальное расстояние от крана до головки стрелы, м;с - высота строповки, м;

с - минимальное расстояние от конструкции стрелы до монтируемого элемента (0,5 м) или между конструкцией стрелы и ранее смонтированными конструкциями здания или сооружения (0,5…1,5 м);- величина части конструкции, выступающей от центра строповки в сторону стрелы крана, м;

е - половина толщины конструкции стрелы на уровне вероятных касаний с поднимаемым элементом или ранее смонтированным конструкциями;ш - высота шарнира пяты стрелы над уровнем стоянки крана, м;

Для монтажа ферм по техническим характеристикам крана принимаем min вылет стрелы.


.


- минимальная длина стрелы



По полученным параметрам для монтажа конструкций покрытия принимаем кран КС-4362 со стрелой 22 м, имеющий требуемую грузоподъемность (Qтр, ферма=2,61 т) на вылете lферма=11,2 м, и требуемую высоту подъема крюка на всех вылетах т.е. lтр=6…16 м.


Рис. 3.3 Характеристика крана


Технология производства работ

Перед монтажом стропильных ферм необходимо закончить работы по установке нижележащих конструкций. В частности должны быть окончательно закреплены все колонны, смонтированы подкрановые балки.

Должно быть доставлено на место работы монтажное оборудование, приспособления и инструмент.

При строповке конструкция должна находиться в положении близком к проектному. Для строповки ферм принята траверса с электромагнитными захватами, позволяющим производить расстроповку с земли.

Перед монтажом ферм, следует произвести их укрупнительную сборку. Укрупнительная сборка производится непосредственно у места монтажа. Укрупнение производится на укрупнительном вертикальном стенде, с последующей подачей к месту монтажа.

При соединении монтажных стыков необходимо использовать высокопрочные и обычные болты. Сборка включает следующие операции: проверка соосности монтажных стыков, подготовка болтов и их установка, натяжение болтов и их контроль путём выборочной проверки.

Работы по укрупнительной сборке стропильных ферм производит бригада из 3 человек.

Работы по монтажу стропильных ферм производит бригада из 5 человек:

монтажник VI разряда (М6), монтажник V разряда (М5), два монтажника-стропальщика IV разряда (М1 и М2) и монтажника III разряда (М3).

Подготовку фермы к установке осуществляют монтажники М6, М5, М1.

Монтажники скребками и щётками очищают отверстия фланцев от ржавчины и грязи, заусенцев.

Затем крепят в узлах фермы две оттяжки из пенькового каната.

Строповку фермы осуществляют следующим образом. Монтажник М6 даёт команду машинисту крана подать траверсу к ферме и вместе с монтажником М1 надевают кольцо траверсы на крюк крана. Далее, поднявшись на верхний пояс фермы, они посредством канатов крепят траверсу к узлам верхнего пояса фермы и защёлкивают захваты.

Подъём и перемещение фермы к месту установки выполняется с помощью траверсы, оттяжек.

В первую очередь ферму поднимают на высоту 30 см, для проверки надёжности строповки и равномерности натяжения канатов. Затем подаётся команда на основной подъём и перемещение фермы к месту установки. Монтажники М5 и М1 с помощью оттяжек удерживают ферму от раскачивания.

Приём и установка фермы осуществляется всей бригадой. Монтажники М2 и М3, находясь на приставных лестницах, принимают монтируемую ферму. Выверка и закрепление фермы осуществляется с помощью рулеток, отвесов, ломов и гаечных ключей.

Проверяются с помощью отвесов вертикальность фермы. Затем устанавливаются и окончательно затягиваются болты.

Расстроповку захватов посредством расстроповочных канатов с земли производят монтажники М2 и М3.

До устройства профнастила и монтажа прогонов устанавливаются постоянные связи. Тем самым фермы крепятся между собой.

Настил поступает в пакетах массой до 10 т и выгружается на монтажной площадке при помощи крана и траверсы. Сверху пакеты накрывают водозащитным материалом. На месте складирования производят их приёмку и очистку от остатков технологической смазки, применяемой для их профилирования.

Профилированные листы укрупняются до картин размером 12x6 м и поднимают специальными траверсами с захватами, предохраняющим лист от падения.

Чтобы не портилось цинковое покрытие, устанавливают резиновые прокладки по местам касания настила с приспособлением для строповки. Укладку настила производят в направлении от одного торца здания к другому и от края кровли к её середине. Настил соединяют: по продольным кромкам внахлёстку; по поперечным кромкам на фермах внахлёстку или в стык. Осаживать настил при образовании нахлёстки надо осторожно, лёгким нажимом или ударом деревянным молотком, чтобы не испортить цинковое покрытие.

Соединение настила с фермами осуществляется самонарезающими болтами. В стыках и на крайних опорах их устанавливают в каждом гофре, а на промежуточных опорах - через гофр.

Соединение элементов настила вдоль гофров осуществляется комбинированными заклёпками.

Для установки самонарезающих болтов просверливаются отверстия в верхних поясах ферм сверху через настил в пазах диаметром 5,4 мм пневматическими сверлильными машинами ИП-1011. Далее ввёртывается болт до отказа, при помощи приспособлений с ограничением крутящего момента 10 Н?м.

Калькуляция трудовых затрат


Таблица 3.2 Калькуляция трудовых затрат

№ п/пНаименование работЕд. изм.Объем работЕНиРНормы времениСуммарные затратыСостав звена, чел.чел.-ч.маш-ч.чел.-дн.маш.-см.1Укрупнительная сборка стропильных ферм1 отпр. марка10Е5-1-32,90,583,620,72Монтажники 5 р - 1 4 р - 1 3 р -1 Машинист 6 р-11 т8,10,870,170,890,17Итого----4,510,892Монтаж стропильных ферм1 шт.5Е5-1-67,61,14,80,7Монтажники 6 р - 1 5 р - 1 4 р - 2 3 р -1 Машинист 6 р-11 т8,10,870,120,90,12Итого----5,70,823Монтаж прогонов1 шт.36Е5-1-60,30,11,350,45Монтажники 5 р - 1 4 р - 1 3 р -1 Машинист 6 р-11 т3,9610,330,50,16Итого----1,850,614Укрупнительная сборка профнастила в карты 12х6 м1 эл. бл.64Е5-1-30,180,041,440,32Монтажники 6 р - 1 5 р - 1 4 р - 2 3 р -1 Машинист 6 р-11т6,450,550,114,40,9Итого----5,841,225Монтаж профнастила1 ук. бл.8Е5-1-67,61,17,61,1Монтажники 6 р - 1 5 р - 1 4 р - 2 3 р -1 Машинист 6 р-11 т6,450,870,120,70,1Итого----8,31,2Всего26,24,74

Контроль качества

Качество элементов здания и всего сооружения в целом должно соответствовать требованиям ТКП 45-5.04-41-2006, ТКП 45-5.06-136-2009, ТКП 45-5.03-131-2009.

Качество и марки материалов, применяемых в соответствии с проектом при изготовлении и монтаже конструкций, должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов и технических условий и удостоверяться сертификатами или паспортами заводов-поставщиков; в виде исключения допускается удостоверять качество и марки лабораторными испытаниями в соответствии с требованиями, установленными стандартами.

При входном контроле сварочных материалов следует установить наличие сертификатов или паспортов предприятия-поставщика.

Сварочные материалы (электроды, проволоки, флюсы) необходимо хранить на складах монтажных организаций в заводской таре отдельно по маркам, диаметрам и партиям. Помещение склада должно быть сухим, с температурой воздуха не ниже 15°С.

Сварку и прихватку должны выполнять электросварщики, имеющие удостоверение на право производства сварочных работ, выданное в соответствии с утвержденными Правилами аттестации сварщиков.

Сварку конструкций при укрупнении и в проектном положении следует производить после проверки правильности сборки.

Руководство сварочными работами должно осуществлять лицо, имеющее документ о специальном образовании или подготовке в области сварки.

Монтаж стальных конструкций должен осуществляться с комплексной механизацией как основных, так и вспомогательных процессов транспортирования, складирования, укрупнительной сборки и установки конструкций.

Для работы при низких температурах должно применяться монтажное и сварочное оборудование, приспособленное к эксплуатации в этих условиях.

Контроль качества конструкций на монтаже осуществляется с момента их поступления вплоть до сдачи в эксплуатацию.

Для выверки и контроля качества монтируемого элемента применяется монтажная оснастка.

Результаты выверки записывают в исполнительной схеме, где проставляются отклонения, проектные и реальные отметки.

При осуществлении контроля качества монтажа сдача-приемка скрытых работ ведется по мере их выполнения с составлением технических актов на скрытые работы. В процессе монтажа ведут «Журнал монтажных работ». Кроме того, на площадке должны вестись журналы сварочных работ, герметизации швов и контроля температур.


Таблица 3.3 Технические параметры и средства контроля операций и процессов

Наименование контролируемых параметров:Объём контроляПериодичность контроляМетод контроляИсполнительПриемка и складирование материалов.Наличие паспортов. Соответствие размеров изделий проекту, их качество, правильность складирования.ПостоянноЗамеры метром и рулеткой.Мастер (прораб) - постоянно Старший прораб - выборочноСварные соединения.Соблюдение проектных размеров и швов. Марка электродов. Количество швов и антикоррозийная защита.Операционный, приёмочный.Размеры сварных швов - метром и по шаблонам. Лабораторными испытаниями.Мастер (прораб) - постоянно Лаборатория - выборочноПриемка выполненных работВнешний вид, вертикальность, горизонтальность конструкций.Операционный, приёмочный.Визуально, геодезическим инструментом. Лабораторными испытаниями.Мастер (прораб). Геодезист

Таблица 3.4 Допускаемые отклонения фактического положения смонтированных конструкций

Технические требованияПредельные отклонения, ммФерма1. Смещение ферм с осей на оголовках колонн из плоскости рамы152. Отклонение отметок опорных узлов ферм103. Стрела прогиба (кривизна) между точками закрепления участков сжатого пояса из плоскости ферм1/750 длины закреплённого участка, но не более 154. Отклонение расстояний между осями ферм по верхнему поясу между точками закрепления155. Совмещение осей нижнего и верхнего поясов ферм относительно друг друга (в плане)0,004 высоты фермы6. Отклонение симметричности установки фермы (при длине площадки опирания 50 мм и более)10Прогоны1. Отклонения отметок опорных узлов: ферм и ригелей202. Стрела прогиба (кривизна) между точками закрепления1/750 величины закрепленного участка, но не более 15 мм3. Отклонения расстояний между прогонами5 ммПрофилированный настил1. Отклонение длины опирания настила на прогоны в местах поперечных стыков0; -52. Отклонения в положении центров отверстий для самонарезающих болтов53. Отклонение в положении центров отверстий для комбинированных заклёпок: вдоль настила поперёк настила20 15

Контроль качества сварных швов осуществлять следующими способами: внешний осмотр с проверкой геометрических размеров и формы швов (все типы конструкций в объеме 100%), контроль швов неразрушающими методами (радиографическим, ультразвуковым), испытание на непроницаемость и герметичность.

В данном проекте предусмотрены физические методы: радиографический или ультразвуковой в объеме 5% от длины сварных швов на всех конструкциях.


4. Раздел организации строительства


.1 Общая часть


Организация строительного производства должна обеспечивать целенаправленность всех организационных, технических и технологических решений на достижение конечного результата - ввода в действие объекта с необходимым качеством и в установленные сроки.

До начала строительства объекта должны быть выполнены мероприятия и работы по подготовке строительного производства в объеме, обеспечивающем осуществление строительства запроектированными темпами, включая проведение общей организационно-технической подготовки, подготовки к строительству объекта, подготовки строительной организации и подготовки к производству строительно-монтажных работ.

Строительство объекта допускается осуществлять только на основе предварительно разработанных решений по организации строительства и технологии производства работ, которые должны быть приняты в проекте организации строительства и проектах производства работ. Состав и содержание проектных решений и документации в проекте организации строительства и проекта производства работ определяются в зависимости от вида строительства и сложности объекта строительства в соответствии с указаниями ТКП 45-5.04-41-2006, ТКП 45-5.06-136-2009 и ТКП 45-5.03-131-2009.

Строительство объекта следует организовывать с учетом целесообразного расширения технологической специализации в выполнении строительно-монтажных работ, применении в строительстве комбинированных организационных форм управления, основанных на рациональном сочетании промышленного и строительного производства.

При организации строительного производства должны обеспечиваться:

согласованная работа всех участников строительства объекта с координацией их деятельности генеральным подрядчиком, решения которого по вопросам, связанным с выполнением утвержденных планов и графиков работ, являются обязательными для всех участников независимо от ведомственной подчиненности;

комплектная поставка материальных ресурсов из расчета на здание, сооружение, узел, участок, секцию, этаж, ярус, помещение в сроки, предусмотренные календарными планами и графиками работ;

возведение зданий, сооружений и их частей индустриальными методами на основе широкого применения комплектно поставляемых конструкций, изделий, материалов и оборудования, а также комплектов блоков высокой заводской готовности;

выполнение строительных, монтажных и специальных строительных работ поточными методами с соблюдением технологической последовательности и технически обоснованного совмещения их с широким применением бригадного подряда;

соблюдение требований по охране окружающей природной среды.


4.2 Определение номенклатуры и объемов работ


Таблица 4.1

№ п/пНаименование работЕд. измК-воСостав звенаОбоснов. ЕНиРЧисленность, разряд, специальностьПодготовительные работыч.-час.Земляные работы1Срезка растительного слоя грунта1000м22.108Е 1-72-1Машинист 6 р2Разработка грунта экскаватором в автосамосвал1000м30.166E 1-17-8Машинист 6 р.3Разработка грунта экскаватором в отвал1000м30.319E 1-12-8Машинист 6 р.4Доработка грунта вручную100м30.231Е 1-162-8Землекоп 2 р.5Обратная засыпка грунта бульдозером1000м30.287Е1-71-2Машинист 6 р.6Обратная засыпка грунта вручную100м30.319Е1-166-2Землекоп 2 р.Подземная часть7Монтаж ф-тов под отдельно-стоящие колонныё100м30.19Е6-1-5Маш.бетононас уст-вки- 4 р Слесарь стр. 4 р. Бетонщик 2 р8Ленточный под стены100м30.49Е6-1-22Маш.бетононас уст-вки- 4 р Слесарь стр. 4 р. Бетонщик 2 рМонтаж металлических к-ций9Монтаж колонншт. 16Е9-17-1Монтажник 6 р-1 Монтажник 5 р-1 Монтажник 4 р-2 Монтажник 3 р-110Монтаж подкрановых балокшт.14Е9-18-1Монтажник 6 р-1 Монтажник 4 р-2 Монтажник 3 р-111Монтаж стоек фахверкашт.10Е9-43-1Монтажник 6 р-1 Монтажник 5 р-1 Монтажник 4 р-2 Монтажник 3 р-112Монтаж стропильных ферм (с укрупнит. сборкой)шт.8Е9-22-1Монтажник 6 р-1 Монтажник 4 р-3 Монтажник 3 р-313Монтаж прогогновшт.63Е9-25-1Монтажник 5 р-1 Монтажник 4 р-1 Монтажник 3 р-114Монтаж профнастила100м210.08Е9-81-1Монтажник 6 р-1 Монтажник 5 р-2 Монтажник 4 р-315Монтаж стеновых панелей100м29.14Е9-79-1Монтажник 6 р-1 Монтажник 4 р-2 Монтажник 3 р-1Кладка стен, перекрытия и перегородки16Кирпичная кладкам3153.2Е8-6-7каменщик. 4 р. - 1; 3 р. - 2;17Устройство перегородок100м22.16Е8-7-301каменщик. 4 р. - 1; 3 р. - 1;18Монтаж перемычекшт. 54Е7-11-1Монтажник 4 р-1 Монтажник 3 р-219Устройство перекрытия (монолит)100м30.22Е6-22-1Маш. бетононас уст-вки- 4 р Слесарь стр. 4 р. Бетонщик 2 рОкна, двери, ворота20Устройство дверных блоков100 м20.414Е10-23-1Плотники 4 р. - 1; 2 р. - 121Устройство оконных блоков100 м20.513Е10-16-4Плотники 4 р. - 1; 2 р. - 122Остекление окон100 м20.513Е15-204-1Плотники 4 р. - 1; 2 р. - 123Устройство воротт1.8Е9-46-1Монтажник 5 р-1 Монтажник 3 р-2Отделка24Штукатурка внутренних стен и перегородок100 м212.38Е15-60-5Штукатур 4 р-2; 3 р-2; 2 р-125Окраска стен100 м212.38Е15-165-8Маляр 4 р. - 126Окраска потолков100 м21.44Е15-165-9Маляр 4 р. - 127Окраска дверей100 м20.828Е15-165-6Маляр 4 р. - 1Кровля28Устройство пароизоляции100м210.16Е12-15-306Кровельщик 4 р. - 1; 3 р-129Устройство утеплителя100м210.16Е12-13-3Кровельщик 4 р. - 1; 3 р-130Устройство кровель 2-х слойных из наплавляемого рулонного материала100 м210.3Е12-24-4Кровельщик 4 р. - 1; 3 р-1Полы31Устройство уплотняемых трамбовками подстилающих слоев100 м29.9Е11-2-43 разр. - 1 2 " - 1

4.3 Определение трудоемкости работ и затрат машинного времени. Расчет материально-технических ресурсов


Таблица 4.2

№ п.п.ОбоснованиеНаименование видов работ и ресурсовЕд. измОбъем работТрудозатраты,МеханизмыМатериалыч.-час.; ч.-дн.Наимено - ваниеМаш.-ч.;маш.-см.Наимено-ваниеЕд. изм.Расходна ед. изм.на весь обьемна ед.на весь объемна ед. изм.на весь объемПодготовительные работы (5%)59.864.71Земляные работы1Е1-72-1Срезка растительного слоя грунта1000 мІ2.108Бульдозер0.120.0322Е1-17-8Разработка грунта экскаватором в автосамосвал1000 мі0.16616.730.347Экскаватор «Обратная лопата»36.380.755

4.4 Разработка календарного плана


Карточка-определитель работ календарного плана строительства

Табл. 4.3 Карточка - определитель

Наименование работ, процессовПункты, включенные в процессОбщая трудоёмкость чел.-ч/чел.-днЗатраты исп-вания механизмов маш-ч/маш-смСмены nЧислен-ность NчелПродолжетель-ность Процессов Т, днПодготовительные работы1479,2/59,91610Планировка площадки, разработка грунта1-4111,3/13,9116,8/2,1153Устройство фундаментов7-8430,5/53,8129,6/3,71125Обратная засыпка5-652,8/6,60,8/0,1171Монтаж колонн, стоек фахверка и подкрановых балок9-11483,8/60,574,33/9,31610Кирпичная кладка, монтаж перемычек16,181123,8/140,5111,9/14,011014Устройство перекрытий19,20257,1/32,146,32/0,8184Устройство перегородок17488/6113,7/1,71106Монтаж стропильных ферм и прогонов12-13566,3/70,876,86/9,6275Монтаж профнастила14489,6/61,2114,8/14,4248Монтаж стеновых панелей, каркасов ворот, окон15,21,23957,58/119,7133,54/16,7279Устройство кровли28-30947,4/118,421,2/2,6511210Штукатурка241307,3/163,483,7/10,511511Столярные работы2058,8/7,45,382/0,67181Остекление2289,72/11,20,58/0,07162Бетонные и мозаичные полы31-341064,5/136,842,9/5,41168Электротехнические36287,2/35,922,4/2,81313Прочие работы371149,6/143,789/11,11Построение графика потребности и движения трудовых ресурсов

График движения рабочей силы строится путём суммирования на отдельных отрезках времени количества людей, находящихся на строительной площадке. Этот график даёт воможность оценить правильность составления КП с точки зрения равномерности работы бригад. На его основании производим также расчёт площадей временных зданий и сооружений. Строятся графики расчётной и списочной численности на каждую смену и всего в сутки.

Составление графика работы строительных машин и поступления строительных конструкций, изделий и материалов

График потребности составляется на основании КП, рабочей документации и принятой технологии возведения объекта. График поставки составляется с учётом создания на стройплощадке необходимого запаса материалов. На основании этих графиков рассчитывается площадь складских помещений.

График работы строительных машин и механизмов составляем исходя из расчёта потребности в строительных машинах и механизмах по месяцам, неделям, дням с учётом максимального использования строительных машин и механизмов. Графики строятся отдельно для каждого наименования машин и механизмов.


.5 Проектирование строительного генерального плана


Проектирование временных зданий и сооружений

Временные здания устраивается только на период возведения основного объекта и должны обеспечивать нормальные бытовые условия для рабочих и выполнения СМР.

Расчёт мощности (вместимости) временных зданий выполняем в табличной форме. Площадь подсобных зданий и зданий различного назначения Sтр. определяется следующим образом:

Sтр = n×P, [м2]


гдеn - нормативный показатель площади зданий, м2 / чел.- число работающих в наиболее многочисленную смену, чел.

Результаты расчётов сведены в таблицы 4.4.


Теги: Реконструкция прокатно-ремонтного участка электроустановок  Диплом  Строительство
Просмотров: 21763
Найти в Wikkipedia статьи с фразой: Реконструкция прокатно-ремонтного участка электроустановок
Назад