Перемычки железобетонные для зданий с кирпичными стенами

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Томский государственный

архитектурно-строительный университет 

КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

 И  ТЕХНОЛОГИЙ 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ 

ПО ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ 

НА ТЕМУ: ПЕРЕМЫЧКИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ДЛЯ ЗДАНИЙ С КИРПИЧНЫМИ СТЕНАМИ

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ  ЗАПИСКА 
 

Выполнила студентка группы  

Проверил и  допустил к 

защите руководитель проекта   
 

Нормоконтролер 

Проект защищен  с оценкой 
 

г. Ленинск-Кузнецкий

2011г.

Введение

  Дом – это не только  кирпичные   стены,  железобетонный  фундамент и лестничные марши. Для того, чтобы сделать  здание  прочным, у строителей есть свои «секреты». Чтобы укрепить главные конструктивные элементы любого сооружения, такие как окна и двери, существуют специальные стройматериалы – железобетонные   перемычки .

  Перемычки – силовые горизонтальные конструкции, воспринимающие статическую нагрузку кладки и перекрытий над дверными и оконными проемами. Монтаж перемычки  осуществляется одновременно с возведением стен дома.

  На практике строительства перемычки железобетонные используют либо как готовое изделие заводского исполнения, либо изготавливают самостоятельно по месту.

  Чем хороши готовые перемычки железобетонные, их сразу можно устанавливать для перекрытия проема, исключая простои строителей в работе. Арматура перемычки обработана от воздействия коррозии.

перемычки очень часто используются в частных домах при сооружении различных стен. Это объясняется низкой стоимостью материалов и рабочей силы, достаточно распространенным знанием принципов выполнения железобетонных конструкций, разнообразием получаемых бетонных форм, способностью железобетонных перемычек выдерживать практически любые нагрузки, имеющиеся в частном доме (например, от крыши, перекрытия), возможностью перекрывания проемов большого размера. Проектировщик, подбирая класс бетона, вид и количество арматурной стали, а также размеры сечения балки, может рассчитать железобетонную перемычку для проема практически любой ширины. В частном доме с помощью монолитных перемычек перекрываются проемы шириной от 1 до 5 м.

  Использование в строительстве перемычек дает возможность упрочить здание, сделать более долговечным, не допустить обрушения проемов или всего здания.  Производство перемычек железобетонных происходит в соответствии со стандартами и действующими строительными нормативами, а также  ГОСТ 948-84 с.1.038.1-1 в.1. Подтверждением качества перемычек железобетонных служит наличие паспорта качества и сертификата.

  Основное назначение перемычек – перекрытие дверных и оконных проемов в зданиях и сооружениях различного назначения из кирпича, строительных блоков, природного или искусственного камня. Они позволяют придать зданию прочность, сделать его более долговечным, не допустить обрушения проемов и дополнительно укрепить всю конструкцию. Поэтому производство перемычек осуществляется в соответствии со стандартами, действующими строительными нормативами, а также ГОСТ 948-84. Разумеется, перемычки железобетонные обязательно должны иметь сертификаты и паспорта качества. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Исходные данные для проектирования.

1.1 Характеристика изделия, требования предъявляемые ему.

  Железобетонные перемычки предназначены для перекрытия дверных и оконных проемов в стенах кирпичных зданий, зданий из искусственного и натурального камня. Использование в строительстве перемычек дает возможность упрочить здание, дополнительно укрепить его конструкцию, сделать более долговечным, не допустить обрушения проемов или всей основы.

  Различные виды  перемычек  варьируются в зависимости от их формы и назначения. Так,  перемычки  железобетонные  брусковые (обозначаются как ПБ) и перемычки   железобетонные  плитные (обозначаются как ПП) имеют ширину до 25 см. Для перекрытия проемов на фасадах  зданий  служат перемычки   железобетонные  фасадные (ПФ). Для примыкания или опирания плит перекрытий существуют перемычки   железобетонные  балочные.  Перемычки   железобетонные  плитные и брусковые обычно используют в строительстве предварительно напряженными, хотя они бывают двух разновидностей – с напрягаемой и ненапрягаемой продольной арматурой. Для того чтобы  перемычки   железобетонные  можно было перемещать, на них изготавливаются специальные захватные устройства – монтажные петли или стопоровочные отверстия.

  Морозостойкость – еще одно важное качество, которым должны обладать  перемычки   железобетонные. Морозостойкость рассчитывается в зависимости от значений зимних температур наружного воздуха в той географической области, где производится строительство. В соответствии с районом использования на перемычки   железобетонные  наносится соответствующая маркировка.

  Широкий спектр возможностей по повышению прочности  зданий, которые предлагают строителям перемычки   железобетонные, сделал их поистине необходимым стройматериалом. Кроме стандартных моделей производители могут изготовить  перемычки   железобетонные  по размеру заказчика.

  В заключение добавим, что  железобетонные   перемычки  могут применяться при строительстве не только кирпичных   зданий, но и использоваться в качестве перекрытия для проёмов в сооружениях из природного или искусственного камня. И в этом случае  перемычки   железобетонные  также повысят прочность возводимых  стен  и увеличат надежность  здания.

Перемычки  подразделяют на следующие типы:

Перемычки подразделяют на следующие типы:

ПБ - брусковые, шириной до 250 мм включительно (черт. 1); 

  Перемычка типа ПБ 

  1 -технологический уклон

  Черт. 1 

ПП - плитные, шириной более 250 мм (черт. 2);

Перемычка типа ПП

1 – технологический  уклон

Черт. 2 

ПГ - балочные, с чертвертью для опирания или примыкания плит перекрытий (черт. 3);

Перемычка типа ПГ

Черт. 3

ПФ - фасадные, выходящие на фасад здания  и предназначенные для перекрытия проемов с четвертями при толщине выступающей части кладки в проеме 250 мм и более (черт. 4). 
 

Перемычка типа ПФ

Черт. 4 
 

  Технические требования

  1. Перемычки следует изготовлять  в соответствии с требованиями  настоящего стандарта и технологической  документации, утвержденной в установленном  порядке, по типовой проектной  документации серии 

  1.038.1-1.

  2. Перемычки должны удовлетворять требованиям ГОСТ 13015.0-83:

• по заводской готовности;
• по прочности, жесткости и трещиностойкости;
• по показателям фактической прочности бетона (в проектном возрасте, передаточной и отпускной);
• по морозостойкости бетона;
• к качеству материалов, применяемых для приготовления бетона;
• к бетону, а также к материалам для приготовления бетона перемычек, предназначенных для эксплуатации в среде с агрессивной степенью воздействия на железобетонные конструкции;
• к форме и размерам арматурных и закладных изделий и их положению в перемычке;
• к маркам сталей для арматурных и закладных изделий, в том числе для монтажных петель;
• по отклонению толщины защитного слоя бетона до арматуры;
• по защите от коррозии;
• по применению форм для изготовления перемычек.

  3. Перемычки следует изготовлять  из тяжелого бетона (средней плотности  более 2200 до 2500 кг/м³включительно) классов или марок по прочности на сжатие, указанных в проектной документации на эти перемычки.

  4. Нормируемая передаточная прочность  бетона перемычек с напрягаемой  арматурой должна составлять 70 % класса или марки бетона по  прочности на сжатие. Передачу усилий обжатия на бетон (отпуск натяжения арматуры) следует производить после достижения бетоном требуемой нормируемой прочности.

  5. Нормируемая отпускная прочность  бетона перемычек должна составлять (в процентах от класса или  марки бетона по прочности на сжатие):

• 70 - при поставке перемычек в теплый период года;
• 90 - то же, в холодный период года.

  6. В качестве напрягаемой продольной  арматуры перемычек следует применять  арматурную сталь:

• термически упроченную классов Aт-V и Aт-IVC по ГОСТ 10884-81;
• горячекатанную классов A-V и A-IV по ГОСТ 5781-82.

  7. В качестве ненапрягаемой продольной  арматуры перемычек следует применять арматурную сталь:

• горячекатаную класса A-III по ГОСТ 5781-82;
• термомеханически упроченную класса Aт-IIIC по ГОСТ 10884-81;
• арматурную проволоку класса Вр-I по ГОСТ 6727-80.

  8. Поперечную арматуру следует  выполнять из горячекатаной арматурной  стали классов A-I и A-III по ГОСТ 5781-82 или арматурной проволоки класса Вр-I по ГОСТ 6727-80.

  9. Натяжение напрягаемой арматуры  следует производить электротермическим  или механическим способом на  упоры.

  10. Значения напряжений в напрягаемой  арматуре, контролируемые по окончании  натяжения ее на упоры, должны  соответствовать приведенным в проектной документации на перемычки.

  Значения  фактических отклонений напряжений в напрягаемой арматуре не должны превышать при натяжении механическим способом 5 %, а при натяжении электротермическим способом - значения 30 +  , МПа

  (300 +  , кгс/см²), где l₁ - длина натягиваемого стержня (расстояние между наружными гранями упоров), в метрах.

  11. Значения действительных отклонений  геометрических параметров перемычек  не должны превышать предельных, указанных в табл. 1. 
 
 
 
 

Таблица 1

мм

  12. Устанавливаются следующие категории бетонных поверхностей перемычки:

• А3 - нижней и боковых поверхностей;
• А7 - остальных поверхностей.

  Требования  к качеству поверхностей и внешнему виду перемычек - по ГОСТ 13015.0-83.

  13. В бетоне перемычек, поставляемых  потребителю, трещины не допускаются,  за исключением:

• усадочных и других поверхностных технологических трещин, ширина которых не должна превышать 0,1 мм;
• трещин от обжатия бетона в предварительно напряженных перемычках, ширина которых не должна превышать значений, указанных в проектной документации на эти перемычки.

  1.2.     Режим работы предприятия и его производственная программа

     При технологических расчетах заводов  сборного железобетона режим работы принимается по “Общероссийским  нормам технологического проектирования предприятий сборного железобетона”.

     - номинальное количество рабочих  суток в году, Тн = 262;

     - количество рабочих смен в сутки-2 (для ТВО-3);

     - количество рабочих смен в  сутки по приему сырья, материалов  и отгрузки готовой продукции  ж/д транспортом, n = 3;

     - то же автотранспортом, n = 3;

     - номинальное количество рабочих  суток в году по приему сырья и материалов с ж/д транспорта tн = 365;

     - длительность плановых остановок  в сутках на ремонт технологических  линий: для конвейерных, Т_р=13; для кассетных установок Т_р=7.

     - коэффициент использования технологического  оборудования:

     - конвейерных линий, К_и=0,95;

     - кассетной установок, К_и=0,92;

     - продолжительность рабочей смены  в час, t=8;

     Годовой фонд рабочего времени технологического оборудования в часах рассчитывается по формуле: 

     Тф = (Тн-Тр)ЧnЧtЧkи,  

     где n-количество смен в сутки;

     t-продолжительность смены в часах;

     kи - коэффициент использования оборудования;

     Тр - длительность плановых остановок технологических линий на ремонт в сутках; 

     - Для конвейерной линии: 

     Тф = (262-13)Ч2Ч8Ч0,95=3784,8 ч;

     Тф = (262-13)Ч3Ч8Ч0,95=5677,2 ч;

     - Для кассетной установки: 

     Тф = (262-7)Ч2Ч8Ч0,92=3753,6 ч;

     Тф = (262-7)Ч3Ч8Ч0,92=5630,4 ч; 
 

     Таблица 2

     Режим работы предприятия

3. Характеристика  сырья

  Железобетонные перемычки изготавливаются из предварительно напряженного железобетона. Если перемычки применяются для перекрытия проемов в стенах, то перемычки ЖБИ могут быть выполнены из природного камня. 

  Материалы, применяемые для производства железобетона.

  Бетон. Цемент, смешанный в строго определенном соотношении с водой, является материалом, склеивающим инертные составляющие бетона (песок, гравий и щебень), называются заполнителями.

После перемешивания этих материалов в  установленных заранее количествах  получается бетонная смесь.

  Смеси делятся на подвижные, способные  укладываться в форму и уплотняться под действием собственного веса и вибрации, и жесткие, которые требуют приложения значительных усилий для укладки в формы уплотнения.

  Твердение бетона сопровождается постепенным  нарастанием его прочности. Для  изготовления конструкций применяют  бетон различной прочности (различных марок).

  Маркой  бетона называется предел прочности  при сжатии бетонных кубов со сторонами 15см на 28-й день после их изготовления при твердении в естественных условиях (при температуре воздуха +15-20◦). Предел прочности есть усилие в кг, приходящееся на 1см2 площади сечения образца, при котором последний разрушается.

  Действующими  строительными нормами установлены  следующие марки бетона для железобетонных конструкций: 150, 200, 300, 400, 500, 600.

  Прочность бетона зависит от качества исходных материалов и количественного соотношения цемента и воды в бетонной смеси, от способов перемешивания, методов уплотнения, условий твердения и возраста бетона. Прочность бетона со временем увеличивается.

  Хорошо  уплотненная жесткая бетонная смесь быстро набирает прочность в начальный период твердения. При неизменных качестве и расходе цемента жесткие смеси с содержанием воды 120-130л в 1м3 твердеют значительно быстрее по сравнению с подвижными смесями, содержащими 180-200л воды в 1м3 бетонной смеси.

  Цемент. Наибольшее влияние на прочность  бетона оказывает качество цемента.

  Для сборных железобетонных конструкций  применяются в основном портландцементы  марок 400, 500 и 600 и быстротвердеющие. Чем выше марка цемента, тем выше будет прочность бетона при равном расходе всех материалов, включая воду.

  Маркой  цемента называется предел прочности  при сжатии кубов со сторонами 7,07см из раствора цемента с песком 1:3, приготовленного и утрамбованного согласно требованиям стандарта  и испытанного через 28 дней после изготовления.

  Быстротвердеющие  цементы применяются для сокращения срока твердения бетона в естественных условиях, а также при тепловой обработке, но это преимущество по сравнению  с обычным портландцементом проявляется  только в жестких бетонных смесях.

  Быстротвердеющие  цементы Николаевского, Белгородского  и других цементных заводов имеют  прочность в стандартных образцах через сутки не менее 300кг/см2 и  через трое суток 400кг/см2 (без тепловой обработки).

  Заполнители. Заполнители должны поступать на завод в готовом для применения виде, после дробления, сортировки на фракции, если необходимо, промывки.

  В зависимости от размеров зерен наполнители  делятся на песок с размером зерен  от 0,15 до 3,5мм и крупные заполнители: щебень или гравий с размерами  зерен более 5мм.

  Различают песок и гравий горный (овражный), морской или речной. Преимуществом  горного гравия и песка является остроугольная форма, а недостатком  – большее, чем у речного и  морского заполнителя, содержание загрязняющих примесей, пылевидных частиц и глины. Морской песок часто содержит обломки ракушек, что понижает прочность бетона.

  Объем пустот между зернами заполнителей должен быть как можно меньшим; это дает возможность сократить расход цемента. Наименьшие объем пустот имеют заполнители, состоящие из зерен песка щебня разной крупности, когда промежутки между крупными зернами заполняются мелкими зернами. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Расчет  потребности сырья.

Для расчета состава тяжелого бетона необходимы следующие исходные данные:

1. Проектная мощность бетона при сжатии (марка) – R_б – 200 Мпа
2. Характеристика бетонной смеси по удобоукладываемости: осадка конуса – ОК – 1,4 см.
3. Характеристика исходных мтериалов:

для цемента: активность – R_ц – 400 Мпа;

   насыпная плотность - ρ^н_ц – 1100 кг/м³;

   истинная плотность - ρ_ц – 3000 кг/м³;

   для песка: зерновой состав;

                    модуль крупности  – М_к – 2,38;

                                насыпная плотность – ^ρн_п – 1470 кг/м3;

                                истинная плотность – ρ_п – 2610 кг/м3;

         для гравия: зерновой состав;

                    наибольшая крупность  – Д_наиб – 20 мм;

                                насыпная плотность – ρ^н_г – 1630 кг/м3;

                                истинная плотность – ρ_г – 2630 кг/м3;

                                пустотность – V_пуст – 38,0%;

         Определяем расход каждого компонента бетонной смеси:

1. Определяем водоцементное отношение исходя из проектной марки бетона:

2)  По таблице определяем расход воды

В=176 л/

3) Определяем расход цемента

4) Определяем расход крупного заполнителя

5. Определяем  мелкий заполнитель (песок)

6. Составляем  материальный баланс сырьевых компонентов

2. Технологическая часть.

2.1. Обоснование технологической схемы производства

    На заводах сборного железобетона применяют поточные способы организации технологического процесса, при котором процесс делится на отдельные операции, выполняющиеся в определенной последовательности на конкретных рабочих местах. При поточных методах организации производства изделия могут перемещаться (агрегатно-поточные и конвейерные линии) или оставаться на месте (стендовые линии). Каждый из способов производства обладает своими преимуществачш и недостатками.