Производство подкрановых балок

     Содержание

Введение………………………………………………………………..………….3

1.Общая часть…………………………………………………………….……….4

1.1. Номенклатура  выпускаемого изделию…………………………………......4

2.Расчетная часть……………………………………………………………..…...6

2.1.Расчет подбора  состава бетона………………………………………...…….6

2.2.Расчет и  проектирование складов заполнителей…………………….….….8

2.3. Расчет и  проектирование склада цемента……………………………...…..9

2.4. Расчет и  проектирование бетоносмесительных  цехов……………………10

3. Технология бетона………………………………………………………….…14

4. Стендовое производство……………………………………………...………19

5. Охрана труда, техника безопасности, производственная

 санитария  и противопожарные мероприятия…………………………..……..20

6.Литература…………………………………………………………………..…25 

Введение

             Железобетон состоит из бетона  и стальной арматуры, рационально  расположенной в конструкциях  для восприятия растягивающих,  а в ряде случаев – сжимающих  усилий. Бетон, будучи искусственным  камнем, хорошо сопротивляется сжатию  и значительно хуже (в 10-20 раз)  – растяжению. Эта особенность  бетона наиболее неблагоприятна  для изгибаемых и растянутых  элементов, широко распространённых  в зданиях и сооружениях. 

       Армирование (усиление) растянутой  зоны изгибаемых элементов материалами,  обладающими значительно более  высокой прочностью на растяжение, чем бетон, позволяет существенно  повысить их несущую способность.  Таким материалом чаще всего  является сталь, а конструкции,  полученные на основе рационального  объединения бетона и стали  при условии обеспечения их  совместной работы, называются железобетонными. 

     Опыты показывают, что сталь является  практически идеальным партнёром  бетона. Это обусловлено следующими  обстоятельствами: хорошим сцеплением  бетона и арматуры; бетон и  сталь обладают близкими коэффициентами  температурной деформации, вследствие  чего в обычных условиях эксплуатационные  качества конструкций не снижаются;  бетон является надёжной защитой  арматуры от коррозии, высоких  температур, механических повреждений.

      При возведении зданий и сооружений  из сборных железобетонных конструкций  вначале на специальных заводах  или полигонах изготовляют отдельные  элементы, из которых на строительной  площадке возводят сооружения. Такой  способ индустриален. При этом  обеспечивается современная технология  изготовления, рациональные конструктивные  формы, возможность изготовления и монтажа в зимнее время. Трудоёмкость снижается в 3-4 раза по сравнению с монолитными конструкциями. Сборные железобетонные конструкции наиболее целесообразны, когда количество типов элементов ограничено и применение их предусматривается в зданиях различного назначения. Для этого необходима максимальная унификация и типизация конструктивных схем, пролётов, нагрузок.

      Железобетон применяют в самых  разнообразных отраслях строительства,  находя в каждой из них свои  оптимальные формы. Из железобетона  возводят промышленные одноэтажные  и многоэтажные здания, жилые  и общественные здания различного  назначения, сельскохозяйственные  постройки. Широко применяют железобетон  в инженерных сооружениях, транспортном, гидротехническом и энергетическом  строительстве, судостроении, машиностроении  и т.п.

        Производство сборных железобетонных  изделий, как правило, организуют  на специализированных предприятиях  в отдельных цехах или пролётах  комбинатов строительных материалов, на полигонах строительных площадок  или предприятий. Конечной продукцией  перечисленных типов предприятий  являются железобетонные изделия,  а в ряде случаев товарный  бетон.

       В состав заводов по производству  сборных железобетонных изделий  входят: цехи основного производства, бетоносмесительный и арматурный  цехи, склады цемента, заполнителей, арматурной стали, форм, готовой  продукции, разных материалов, в  том числе горючих и смазочных,  трансформаторная подстанция, компрессорная,  лаборатория и ремонтные подразделения.

1.Общая часть

     1.1. Номенклатура выпускаемого  изделию

     Стропильные железобетонные фермы используются в зданиях пролетами 18, 24, 30 м. По очер­танию поясов они могут быть сегментные, арочные, с параллельными поясами  и т.д. (рис. 78). Широкое распространение  получили в последнее время безраскосные фермы пролетами 18 и 24 м. Для уменьшения уклона покрытия для многопролетных зданий предусматривают устройство на верхнем поясе специальных  стоек (столбиков), на которые опирают  плиты покрытия. Решетка ферм проектируется  таким образом, чтобы плиты покрытий шириной 1,5 и 3 м опирались на фермы  в узлах стоек и раскосов.

     Рис. 78. Железобетонные стропильные фермы  а - раскосные сегментные; б - безраскосные арочные; в - с параллельными поясами.

     Устанавливают стропильные фермы на железобетонные колонны или подстропильные фермы. Для крепления ферм к колоннам (подстропильным фермам), а также  для приварки к фермам плит покрытия, рам фонарей и связей в них  предусмотрены соответствующие  стальные закладные детали. При установке ферм на колонны после их выверки и закрепления гаек приваривают опорные пластины ферм к закладным листам колонн, а кроме того, приваривают шайбы к опорным листам, а гайки - к шайбам. 

     2.Расчетная  часть

     2.1.Расчет подбора состава бетона

     Так как бетон марки 400, из этого следует  что он высокопрочный, при этом

     Годовая потребность воды, зная что на 1м³ приходиться 165 л: 

     Зная  В/Ц  можно посчитать расход цемента: 

     Годовая потребность цемента: 
 

     Расход  щебня: 

     Годовая потребность щебня: 
 

Расход песка: 

     Годовая потребность песка: 
 

     Потребность на 1:

     В – 165 л                Щ – 1042

     Ц – 550          П – 706.4

Расчет  потребности расхода  сырьевых материалов

2.2.Расчет  и проектирование  складов заполнителей

Вместимость склада заполнителей , , определяется по формуле 
 

Где - суточный расход материалов, ;

               - нормативный запас хранения материалов, сут;

 – коэффициент  разрыхления, учитывающий площадь  склада на проходы

          -  коэффициент разрыхления, учитывающий потери склада.

        - 61 (щебня)

- 43 (песка)

         - 10 сут. (железнодорожный транспорт)

- 1.2

- 1.02

2.3.Расчет и проектирование  склада цемента

Вместимость склада цемента V рассчитывается по формуле 

Где – суточный расход цемента, т;

нормативный запас хранения цемента;

        0.9 – коэффициент заполнения емкостей.

        - 28.1 т. (цемента)

- 10

= 312.2

Принимаем 6 силосов, общей емкостью склада 360 т ; способ приема цемента: с автоцементовозов; расход сжатого воздуха 10.5 ; мощность 60.8 кВт; число работающих, всего 2, в смену 1.

2.4.Расчет  и проектирование бетоносмесительных цехов

Определение годовой производительности , , бетоносмесителя 
 

Где - часовая производительность бетоносмесителя,

 время  работы в смену, ч;

        – количество смен;

 – годовой  фонд времени работы оборудования, сут.

Часовая производительность , , бетоносмесителя установки 

Где – объем смесительного барабана, ;

- число  замесов в час;

 – коэффициент  использования времени;

 – коэффициент  неравномерности выдачи бетонной  смеси;

        m – коэффициент выхода бетонной смеси. 

        – 1200

- 25 замес

- 0.91

- 0.8

         m – 0.67-0.75

-15.288

8 ч.

        – 3

 – 253 сут.

     Количество  бетоносмесителей , необходимое для обеспечения заданной годовой производительности , тыс. , определяют по формуле

Один  смеситель марки СБ–10Б – основной, а второй резервный. 
 

Определяем годовую  производительность стенда по формуле:

=

Где - расчетное количество рабочих суток в году – 253;

        - продолжительность рабочей смены – 8ч;

         h – количество рабочих смен в сутки -3;

         n – число изделий одновременно формуемых на стенде - 2шт;

         v – объём каждого изделия - 2,5 ;

,ч;

Продолжительность оборота стенда определяется по формуле, ч:

++++++++++++++ 

Где – время на снятие крышек и распалубку изделий, принимается равномерно 0,15 ч;

        – время на съем вкладышей – 0,12 ч;

   – снятие натяжения и обрезку арматуры – 0,37 ч;

        – время на съём изделий и транспортирование – 0,26 ч;

        – чистку  и смазку форм – 0,52 ч;

        – укладку напрягаемой арматуры – 0,15 ч;

        – предварительное натяжение арматуры 0,05 ч;

  – укладка каркасов  и закладных деталей  – 0,56 ч;

       – сборку форм – 0,5 ч;

  – установку вкладышей  – 0,12 ч;

  – окончательное  натяжение арматуры  – 0,05 ч;

       – бетонирование – 1,27ч;

  – отделку поверхности  – 0,56 ч;

      – установку крышек 0,15 ч;

  – продолжительность  предварительного  выдерживания и  тепловлажностной      обработки        изделий – 15(3+4+7+1)ч;

     Годовая производительность стенда составит:

= 

Принимаем 27 стендов для обеспечения заданной производительности цеха 40 тыс.в год. 
 
 
 
 
 
 

3.Технология  бетона

     Вряд  ли кто-нибудь станет отрицать, что  бетон - "самый строительный" из всех строительных материалов. Он создан специально для нужд строительства, производится исключительно для  целей строительства, и каждый миг  его "биографии" и как исторического  феномена, и как конкретного реального  продукта тесно связан со строительством и рассматривается именно в рамках строительства.

     Его нет необходимости представлять: кто не видел бетономешалки, сырого, еще не уложенного бетона и бетона, уже отвердевшего, принявшего соответствующую  конструктивную форму? Технология бетона неимоверно проста - цемент, вода и заполнители  типа песка и гравия. Вода вступает в химические реакции с цементом и образует новую структуру - так  называемый цементный камень, которая  связывает в единую массу инертные материалы.

     Так что качества полученного бетона в наибольшей степени обусловлены  свойствами цементного камня и инертных материалов. В наибольшей степени, но не полностью, поскольку свойства бетона зависят также от метода приготовления, укладки и уплотнения смеси, а  также от условий, в которых происходит ее твердение. Существует еще много  других факторов, влияющих на качество бетона, но здесь теория и практика строительства пока не могут дать исчерпывающего объяснения.

     Особенно  важным является количество и качество (марка) используемого цемента, выбор  которого зависит в конечном счете  от характера конструкции. Это может  быть пуццолановый портландцемент, шлакоnортландцемент  или глиноземистый портландцемент, однако чаще всего применяется обычный  портландцемент марки не менее 300. Для nрочности и деформируемости бетона особое значение имеет так называемое водоцементное отношение, т. е. соотношение  весовых частей воды и цемента  в 1 м3 бетона. Чтобы nроизошла химическая реакция между водой и цементом, достаточно, если это отношение будет  равно 0,2-0,4. На nрактике при необходимости  получения более подвижной пластичной смеси, для удобства ее укладывания  берутся водоцементные отношения  до 0,8. Очевидно, что после схватывания  в бетоне остается значительное количество лишней воды. Лишь малая часть воды оказывается химически связанной  с зернами цемента, тогда как  основная ее часть остается в капиллярах бетона и постепенно испаряется в  течение всего продолжительного периода отвердевания. Бетон "ссыхается" (дает усадку) подобно дереву.

     Усадка - это весьма неприятное свойство. Открытые поверхности, особенно в случае крупногабаритных элементов, в стремлении сжаться  растрескиваются, в результате чего уменьшается прочность бетона на растяжение. Но если даже дело не доходит до появления трещин, налицо начальные растягивающие напряжения, которые вскоре увеличиваются под влиянием какого-либо другого фактора. Таким фактором может быть, например, изменение температуры.

     В отличие от дерева бетон, так же как  и сталь, имеет довольно большой  коэффициент температурного расширения - 0,001%. Это значит, что при изменении  температуры на 1 градус Цельсия, деформации материала составляют 0,01 мм на 1 м  его длины. При понижении температуры, когда тела стремятся сжаться, а  этому что-либо препятствует,в элементах  снова возникают опасные растягивающие  напряжения.

     Усадка  и температурные деформации по ряду причин сильнее всего отражаются на длине элементов или конструкций. Но если природа температурных деформаций более или менее ясна, то с усадкой  дело обстоит гораздо сложнее. Она  наиболее сильно проявляется в первые дни и месяцы после укладывания  бетона и постепенно ослабевает приблизительно в течение года. Об общем характере  этого явления дает представление  средняя величина деформаций (при  средней влажности воздуха и  средней температуре), равная приблизительно 0,03%. Если бы подобное свойство имела  сталь оно привело бы к возникновению  начальных напряжений в 630 кг/см. А  эта величина составляет 1/3 расчетного сопротивления арматурной стали. К  счастью (или к сожалению), модуль "упругости" (почему здесь кавычки, мы увидим позже) у бетона значительно  меньше и соответственно меньше напряжения усадки. Но во всяком случае этих напряжений достаточно, чтобы бетон растрескался. Предельная деформация бетона при растяжении (в среднем 0,015%) вдвое меньше, чем  при усадке, и очевидно, что образование  трещин, как правило, неизбежно.

                Разнообразие видов бетона огромно.  Начав со сверхтяжелых бетонов,  применяемых для противорадиационной  защиты, мы перейдем к обычным  тяжелым (в 2,5 раза тяжелее воды) и наконец достигнем области  легких бетонов. Последние благодаря  легким естественным (туф, пемза)  и искусственным (керамзит, перлит, алгопорит, термозит) заполнителям  имеют относительно небольшую  массу, а некоторые из них  даже легче воды. Именно к ним  обращаются апологеты железобетона, когда их упрекают, что бетон  как строительный материал слишком  тяжел. Поскольку легкие бетоны  изучены еще довольно слабо  и сравнительно мало применяются,  подобные упреки вполне обоснованны,  но, вероятно, в недалеком будущем  они уже не будут столь справедливы.  Чтобы закончить разговор о  массе бетона, добавим, что существуют  и сверхлегкие его разновидности  (до 500 кг/м3), которые, однако, не представляют  интереса как конструкционные  материалы.

     Весьма  разнообразны бетоны и с точки  зрения специальных требований к  ним.

     Они могут отличаться повышенной водонепроницаемостью, морозостойкостью или стойкостью к  воздействию агрессивных сред. Подобной гаммы качественных характеристик  нет ни у сталей, ни у пород  древесины. Бетон принципиально  отличается от стали и дерева значительной пожароустойчивостью. Некоторые специальные  марки бетона могут длительное время  выдерживать температуры свыше 1000 градусов Цельсия!

     В последние годы начали применяться  так называемые полимербетоны, для  которых в качестве добавок используются различные виды термопластов - поливинилхлорид, поливинилацетат и др. Благодаря  этому значительно повышается антикоррозионная стойкость бетона, его ударная  прочность и сопротивление истиранию, что значительно расширяет область  применения этого строительного  материала, который и без того наиболее распространен. Со всей определенностью  можно сказать, что бетон, и прежде всего армированный бетон (железобетон), - это материал ХХ века.

     Однако, сразу же в противовес сказанному выше отметим недостатки бетона как  материала для строительных конструкций. Так, например, при выполнении монолитных железобетонных конструкций для  опалубки требуется большое количество лесоматериалов, строительство не только удорожается, но и удлиняются его  сроки. Этот недостаток преодолевается при строительстве из сборного железобетона. Однако такая форма строительства, естественная и неизбежная для стали  и дерева, для железобетона не столь  естественна. Вообще говоря, "шлягером" бетона являются классические монолитные конструкции.

     Технология  бетона и производство бетона является не таким простым, как может показаться на первый взгляд; оно включает изготовление опалубки, армирование, укладку бетонной смеси (с вибрированием), вообще весь процесс строительства здания или  сооружения. Кроме того, чтобы получаемые результаты отвечали требованиям сегодняшнего дня, необходимы квалифицированные  кадры - бетонщики, плотники-опалубщики, арматурщики, сварщики. И все это  ради материала, отличающегося низкой шумо и теплоизоляционной способностью. Ремонт и усиление железобетонных конструкций  в случае их повреждения или аварий в процессе эксплуатации связаны  со значительными трудностями и  довольно большими затратами времени.

     Но  есть нечто особенно неприятное. Речь идет о малой прочности самого бетона на растяжение, которая почти  в 10 раз ниже, чем его прочность  на сжатие. Вследствие этого бетон  склонен к трещинообразованию, nредставляющему большую сложность для человечества. С одной из причин образования трещин - усадкой - мы уже познакомились. Но, к сожалению, это еще не все. Обычный железобетон, как мы потом убедимся, нормально работает при наличии трещин; они (к сожалению) неизбежны при напряжениях и деформациях в бетоне. Но трещины крайне негативно отражаются на общей жесткости элемента и конструкции В целом, не говоря уже о том, что существует опасность коррозии находящейся в бетоне стали.

     Из  этого положения есть выход, который  называется "предварительно напряженный  железобетон" (о нем мы узнаем немного позже). Можно сказать, что  ни один из недостатков бетона и  железобетона нельзя назвать вечныМ и неустранимым, что само по себе большой плюс этого материала. В  сущности, нам уже пора перейти  к его плюсам.

     Сама  технология укладки бетона обусловлена  его исключительными архитектурными и конструктивными возможностями: он принимает такую форму, какую  мы только пожелаем. Пластичность бетонной смеси позволяет сравнительно легко  облечь в плоть наиболее рациональные конструктивные решения, самые эффективные  архитектурные замыслы. В этом отношении  он единственный, бесценный, незаменимый.

     Одна  приятная особенность - с годами прочность  бетона при благоприятных условиях не только не уменьшается, но даже возрастает. Это свойство делает железобетонные конструкции самыми долговечными, рассчитанными  чуть ли не на века. При этом для бетона (за исключением сборных конструкций) не существует проблемы соединений, которая  так важна для стали и дерева. Конструкция изготовляется целиком, монолитно и, по существу, представляет собой единый искусственный камень сложной формы с большой несущей  способностью. Монолитность обеспечивает значительную жесткость и высокое  общее сопротивление опасным  горизонтальным усилиям при землетрясениях и ураганах.

     Но  важно, какой ценой покупаются все  эти заманчивые качества. К радости  человечества и славе бетона - весьма низкой. Хотя его механические характеристики значительно хуже, чем у стали; но ведь и их стоимость несопоставима. Здесь бетон "берет верх" во многих отношениях. Прежде всего понятие "дефицитность" к нему просто неприменимо: в его состав входят те материалы, которые имеются везде. Что же касается наиболее тонкого и качественного  компонента - цемента, то его производство во много раз проще и дешевле, чем производство стали.

     В заключение разговора о бетоне еще  раз подчеркнем, что его главное  достоинство - высокая прочность  на сжатие, а основной недостаток - низкое сопротивление растяжению. Но, как  мы убедимся позже, эта "болезнь" излечима, поскольку в наши дни в строительстве наиболее широко применяется не обычный, а армированный бетон, т. е. железобетон. И если часто бетон, армированный сталью, называют материалом ХХ века, это не преувеличение, так как именно из железобетона строится основная часть всех зданий и сооружений на нашей планете. В замыслах, проектах и реализованных конструкциях он приобретает формы, которые невозможны при использовании любого другого материала, - формы, которых не знает ни природа, ни история. Подобно тому как дети лепят из пластилина самые необычные фигурки, инженер-строитель "лепит" из этого замечательного материала свои конструкции, воплощает свои новые идеи, реализует в нем свои концепции. В этом таинственном процессе сложнейшим образом переплетаются соображения красоты и надежности, рациональности и технической целесообразности. Здесь человек должен быть одновременно скульптором, физиком и инженером. Разве неприятно облекать свои идеи в подходящий пластичный материал, который быстро превращается в прочный монолит? Этот процесс более чем приятен - он восхитителен.