Технологія зведення малооб’ємних агропромислових споруд із легких металевих конструкцій

Размещено на http://www.allbest.ru/

Київський державний технічний університет будівництва і архітектури

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук

Спеціальність: 05.23.08 - Технологія промислового та цивільного будівництва

Технологія зведення малооб'ємних агропромислових споруд із легких металевих конструкцій

Бахаєва Оксана Борисівна

Київ - 1998

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі технології будівельного виробництва в Київському державному технічному університеті будівництва і архітектури

Науковий керівник - кандидат технічних наук, доцент кафедри технології будівельного виробництва Київського державного університету будівництва і архітектури Чебанов Леонід Сергійович

Офіційні опоненти

доктор технічних наук, завідуючий сектором монтажу конструкцій АТ Науково-дослідний інститут будівельного виробництва Федоренко Петро Петрович

кандидат технічних наук, професор кафедри організації і управління будівництвом Київського державного технічного університету будівництва і архітектури Безпалий Іван Дмитрович

Провідна установа - Придніпровська державна академія будівництва та архітектури Міністерства освіти України, м. Дніпропетровськ

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради д.е.н., професор Федосова О.В.

Анотація

Бахаєва О.Б. Технологія зведення малооб'ємних агропромислових споруд із легких металевих конструкцій. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.08 - технологія промислового та цивільного будівництва. - Київський державний технічний університет будівництва і архітектури, Київ, 1998.

Дисертацію присвячено питанням вдосконалення технології зведення об'єктів малообємних і розосереджених робіт на засадах більш раціонального застосування універсальних машин з комплектом змінних робочих органів. Розроблена модель кількісного визначення області раціонального використання універсальних машин, алгоритм послідовності розробки та вибору ефективних технологій зведення одноповерхових агропромислових споруд із легких металевих конструкцій. Використання отриманих результатів дозволяє скоротити тривалість і вартість зведення таких об'єктів.

Ключові слова: малооб'ємність, розосередженість, легкі металеві конструкції, організаційно-технологічні рішення, універсальні машини.

Аннотация

Бахаева О.Б. Технология возведения малообъёмных агропромышленных сооружений из лёгких металлических конструкций. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.23.08 - технология промышленного и гражданского строительства. - Киевский государственный технический университет строительства и архитектуры, Киев, 1998.

Диссертация посвящена вопросам совершенствования технологии воз ведения объектов малообъёмных и рассредоточенных работ путём более рационального использования универсальных машин с комплектом съёмных рабочих органов. Разработана модель количественного определения области эффективного использования универсальных машин, алгоритм последовательности разработки и выбора наиболее эффективных технологий возведения одноэтажных промышленных сооружений из лёгких металлических конструкций. Использование полученных результатов позволят сократить сроки и стоимость возведения таких объектов.

Ключевые слова: малообъёмность, рассредоточенность, лёгкие металлические конструкции, организационно-технологические решения, универсальные машины.

Summary

Bakhayeva O. The Technology of Building of Small-volume Constructions of Light Metallic Structures for Agrarian Industry.

Thesis for the competition of Master of the Science in Technology degree in specialty 05.23.08 - The Technology of Industrial and Civil Building, Kyiv State Technical University Construction and Architecture, Kyiv, 1998.

The dissertation is devoted to improve the technology of building same objects, which have many small-volume and disperse works. The key to improve is more perfect using universal machine, which have replaceable equipment. The model quantitative fix of the field of universal machine reason apply is elaborated. The algorithm of logic elaboration and choice the most effective technological solutions for building one-floor constructions of light metallic structures for agrarian industry is pointed. Using this results permits to reduce the cost and time of building that objects.

Key words: small-volume, disperse, light metallic structures, organizing technolo gical solutions, universal machines.

1. Загальна характеристика роботи

зведення металевий конструкція одноповерховий

Актуальність роботи. Проблеми, що мають місце в Україні при пере ході від жорсткого централізованого керування економікою до гнучкого ринкового регулювання, позначились і на будівництві. Зокрема, тут спостерігаються дві супутні тенденції. Перша полягає у зменшенні обсягів будівництва великих об'єктів та відповідно збільшенні номенклатури і обсягів робіт, що отримали визначення малообємних і розосереджених, про це свідчить зростання попиту на одноповерхові агропромислові споруди із легких металевих конструкцій (ЛМК). Друга - в помітному збільшенні на копичення і застосування універсальних машин (УМ). В той же час експертно помічено, що технічні можливості УМ, потенційно орієнтовані на такі роботи, не залучаються у повній мірі на задоволення потреб відповідних технологічних процесів. Це протиріччя і обумовлює проблему, суть якої зводиться до наявності резервів підвищення ефективності виконання малообємних і розосереджених робіт (МРР) і відсутності механізму залучення цих резервів у виробництво МРР.

У зв'язку з цим метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності виконання малообємних і розосереджених робіт шляхом більш раціонального застосування універсальних машин.

Тема дисертаційної роботи виконується в рамках загального плану бюджетних (замовник - Міносвіти України) і госпдоговірних досліджень (замовники - ВАТ Теплицьтехмонтаж та МА Тепличний комплекс Росія), що проводяться на кафедрі технології будівельного виробництва та в галузевій науково-дослідній лабораторії технології і механізації монтажних і спеціальних робіт КДТУБА.

Гальмування ефективного виконання малообємних і розосереджених робіт пояснюється відсутністю механізму адекватного узгодження показників технічних можливостей універсальних машин з особливостями виконання таких робіт.

Робоча гіпотеза передбачає, що визначення і формалізація через дослідження особливостей здійснення МРР і застосування УМ з подальшим утворенням на цих підставах методологічної бази, орієнтованої на їх узгодження в технологічному проектуванні і реалізації в технологічних процесах, забезпечить підвищення ефективності зведення малообємних агропромислових об'єктів із легких металевих конструкцій.

Задачі дослідження:

Аналіз накопичених науковими, дослідницько-конструкторськими розробками та практикою будівництва знань, теоретичних підстав та практичного досвіду з розглядаємого питання.

Дослідження існуючих технологій виконання малообємних і розосереджених робіт з метою виявлення і оцінки резервів підвищення ефективності їх виконання.

Вдосконалення технологій зведення одноповерхових агропромислових споруд із легких металевих конструкцій шляхом залучення невикористаних можливостей універсальних машин.

Встановлення особливостей оцінки ефективності виконання мало обємних і розосереджених робіт універсальними машинами.

Така спрямованість задач визначає область дослідження - мало обємні розосереджені роботи; його основний об'єкт - одноповерхові агропромислові споруди із ЛМК.

Методами дослідження слугували: аналіз документальних джерел; узагальнення і оцінка отриманої інформації; натурні спостереження; хронометраж; експертні оцінки процесів, явищ і тенденцій у виробництві; елементи системного аналізу, статистичної обробки і кореляційного аналізу; технологічно-організаційне моделювання.

Наукова новизна роботи полягає в тому, що вперше запропоновано і теоретично обґрунтовано методологічний механізм взаємного узгодження технологічних потреб будівельних процесів з виконання малообємних розосереджених робіт і технічних можливостей універсальних машин.

Практичне значення і цінність роботи визначається впровадженням у систему інженерної підготовки зведення одноповерхових агропромислових споруд із легких металевих конструкцій методичних рекомендацій з розробки, адекватної оцінки ефективності і вибору моделей раціональних технологій виконання малообємних і розосереджених робіт в підрозділах ДО Украгролегконструкція, АО Агригазстрой (Росія) та отриманим внаслідок цього економічним ефектом при будівництві зимових ґрунтових теплиць площею 2 га, навісу (складського приміщення) площею 442 м2 та овочефркутосховища аркового типу ємкістю 440т в обсязі 14,7 тисяч гривень.

Ряд положень дисертаційної роботи викладено в публікаціях, в тому числі у співавторстві. Особисто автором розроблена модель для визначення областей малооб'ємності і розосередженості виконання будівельно-монтажних робіт, встановлені чинники розбалансованості технологічних потреб будівельних процесів і технічних можливостей машин та визначена система дій для пом'якшення їх впливу або усунення, розроблена методика формування загального для будівельної системи комплекту змінних робочих органів, удосконалено математичну модель визначення коефіцієнту використання машин в часі, визначені етапи і показники вибору ефективних технологій зведення малооб'ємних агропромислових споруд за авторським алгоритмом.

Апробація роботи. Основні положення роботи доповідались і схвалені на: науково-практичних конференціях Київського державного технічного університету будівництва і архітектури (КДТУБА) у 1996-1998 роках, міжнародній науково-технічній конференції в університеті Львівська полі техніка у 1997р; науково-методичних семінарах кафедри технології будівельного виробництва КДТУБА.

Публікації. За темою дисертації опубліковано 10 друкованих робіт (в Україні і за кордоном), в тому числі дві роботи самостійно.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається зі вступу, 4-х розділів, загальних висновків, списку використаних джерел з 104 найменувань; 6-ти додатків; містить 129 сторінок, 19 таблиць, 25 рисунків.

2. Зміст роботи

У вступі дається обгрунтування актуальності, висувається робоча гіпотеза досліджень і їх мета, визначаються методи та основні задачі; наведені наукові та практичні результати роботи.

Для вирішення першої задачі досліджень (див. стор. 2) проаналізовано існуючі технології зведення обєктів малообємних і розосереджених робіт та наукові дослідження з цього питання, викладені в працях ряду вчених України та країн СНГ: професорів В.С. Балицького, Ю.І. Белякова, М.С. Буднікова, М.Ф. Друкованого, С.Є. Канторера, І.А. Луйка, С.Я. Луцкого, Б.В. Прикіна, Г.В. Родіонова, В.І. Торкатюка, С.А. Ушацького, П.П. Федоренко, О.В. Федосової, В.К. Черненко, Е.Й. Шилова, кандидатів технічних наук І.Д. Безпалого, О.Б. Білостоцького, А.С. Гавриляка, В.А. Голосова, О.Ф. Осіпова, Ю.О. Піщаленко, А.В. Резуніка, Є.Г. Романушко, М.М. Сохи, О.В. Фролова, Г.О. Хохлачової, Л.С. Чебанова, а також зарубіжних авторів, що свідчать про наступне.

На сьогодні створена достатньо ґрунтовна науково-методична та довідкова база, яка забезпечує сучасний рівень оцінки і проектування окремих складових технологій зведення обєктів малообємних і розосереджених робіт.

Однак, реалізацію цього позитивного потенціалу стримує недостатня розробка методологічних засад і наукового обгрунтування єдиної системи - технології зведення малообємних і розосереджених обєктів, як сумарного вектору, що оптимально узагальнює локальні ефективності складових.

Оцінка статистичних даних по формуванню пакету замовлень на будівництво обєктів із ЛМК ВАТ Теплицьтехмонтаж у 1993-1996 рр. показала, що найбільшу питому вагу (80% від усіх замовлень) складають три типи об'єктів: теплиці, овочефруктосховища та складські приміщення. До того ж має місце чітка тенденція зростання попиту на об'єкти невеликих об'ємів: теплиці площею 0,05-0,15га, аркові овочефруктосховища ємкістю 440т, склади модульного типу площею до 450 м2.

Вирішенням першої задачі дослідження встановлено, що головним чинником підвищення ефективності виконання малообємних і розосереджених робіт є скорочення перебазувань машин по фронту робіт. Це забезпечується їх універсальним застосуванням на окремих його ділянках за рахунок оперативного переобладнання змінними робочими органами.

Тому для вирішенні другої задачі досліджень (див. стор. 2) на базі результатів аналізу стану питання, встановлених мети і задач, за об'єкти експериментальних досліджень (базові об'єкти) була обрана група споруд:

складське приміщення модульного типу з розмірами в осях 14,75х30,0м, - обєкт № 1;

зимова грунтова теплиця для фермерського господарства площею 0,15га - обєкт № 2;

аркове овочефруктосховище ємкістю 440т - обєкт № 3.

Проведене експериментальне дослідження впродовж 1996-1997 рр. на базі СПМК Спецтехмонтаж ВАТ Броварисільбуд, державного обєднання Украгролегконструкція, ВАТ Теплицьтехмонтаж мало на меті відслідковування особливостей застосування УМ в реальних умовах виконання розосереджених малих об'ємів робіт, а саме: земляних робіт, процесів по влаштуванню фундаментів, монтажу металевих та огороджуючих конструкцій, влаштуванню підлоги, пандусу та відмостки.

Одночасно у ході експериментальних досліджень встановлені такі особливості застосування будівельних навантажувачів у якості універсальних машин: притаманність УМ властивості особливої пристосовуваності до структури і динаміки здійснення технологічних процесів; визначені методами технічного нормування значення показників виконання робіт, що відсутні у діючій системі єдиних норм; підстави і чинники впливу на визначення складу комплектів ЗРО.

За результатами аналізу конструктивних параметрів та технологічної структури виконання робіт із зведення базових об'єктів визначено передумови для ефективного будівництва цих споруд УМ з комплектом ЗРО:

велика кількість (300-800 одиниць) елементів малої маси: метало конструкцій - від 0,02 до 53кг, залізобетонних конструкцій - від 48 до 215 кг.

незначна монтажна висота конструкцій каркасу і огорожі - від 1,5 до 8,5 м;

порівняно незначна кількість та номенклатура комплексних процесів - від 6 до 17.

Результати експериментальних досліджень та аналізу впливу структури робіт на склад комплекту засобів механізації показали відповідність (на задовільному рівні) технічних можливостей УМ з комплектами ЗРО (серійно випускаємих на Україні) - БОРЕКС-2625, ПМТС-06 і ПМТС-1200, технологічним вимогам обраних базових обєктів.

Наступним кроком у проведенні дослідження було зняття невизначеності в оцінці характеру будівельних робіт за ознаками малообємність і розосередженість, чим досягається розмежування областей доцільного застосування перш за все універсальних і спеціалізованих машин.

Можливості в подальшому чисельно визначати вихідні умови раціональної технології забезпечуються методикою, що грунтується на запропонованій трьох вимірній моделі залежності об'ємів робіт, відстаней перебазування та приведених витрат (рис.1). На відміну від двомірної моделі, запропонованої проф. Г.В.Радіоновим, аналіз трьох вимірної моделі доводить, що:

визначення малообємність і розосередженість не є однозначно пов'язаними і кожне зокрема характеризують особливі умови виконання робіт;

при певних умовах поняття розосередженості втрачає сенс як чинник, що впливає на технологію виконання робіт;

немалообємні роботи однозначно доцільно виконувати спеціалізованими машинами;

областю найбільш ефективного застосування універсальних машин є малообємні розосереджені роботи;

з огляду на ефективність малообємні зосереджені роботи поділяються на такі, що їх доцільно виконувати універсальними чи спеціалізованими машинами і такі, що за вихідними умовами передбачаються до виконання з допомогою ручного механізованого інструменту.

Аналіз традиційної методики розробки технологій (у формі технологічних моделей) засвідчив, що виявлені в ході досліджень особливості застосування універсальних машин не враховуються, чим і обумовлюється відсутність керованості залученням потенційних можливостей УМ у підвищення ефективності виконання малообємних розосереджених робіт. Її удосконалення спричинило потребу в розробці алгоритму формування технології зведення локального об'єкту (базової технології), що дозволяє частково залучити невикористовувані можливості універсальних машин.

Створення технологічних моделей зведення окремих експериментальних об'єктів за означеним алгоритмом і їх подальше співставлення з ретроспективними моделями реального виконання робіт на них довело, що врахування особливостей застосування універсальних машин дозволяє за рахунок зменшення простоїв машин скоротити термін будівництва на 1-2%, собівартість робіт на 1,5-2,0%, збільшити коефіцієнт використання машин у часі на 8-12%.

Також встановлено, що:

має місце помітна розбалансованість технологічних потреб і технічних можливостей, яка визначається одночасною наявністю простоїв машини і необхідністю виконання вручну робіт, що потенційно призначені до механізації;

фактор розосередженості на окремих об'єктах не впливає суттєво на ефективність виконання робіт, оскільки перебазування здійснюються на незначні відстані в межах будівельних майданчиків,

тобто потенційні можливості підвищення ефективності виконання малообємних розосереджених робіт із застосуванням універсальних машин при локальному зведенні об'єктів повністю не реалізуються.

Винайденню шляхів їх залучення у виробництво робіт підпорядковане вирішення третьої задачі досліджень (див. стор. 2) (рис. 2).

Тут встановлені чинники спонтанної розбалансованості технологічних потреб будівельних процесів і технічних можливостей машин. На противагу ним визначені дії, що дозволяють гармонізувати будівельну систему (множина об'єктів - множина заходів механізації), а саме:

регулювання термінів початку робіт;

суміщення простоїв фронту робіт на одних об'єктах з простоями машин на інших;

обгрунтування доцільності перебазувань як альтернативи збільшенню кількості машин; резервування машин.

Їх застосування залучає в узгодження технологічних потреб будівельних процесів і технічних можливостей машин додаткові чинники - ділянки фронтів робіт, непродуктивно використовувані технічні можливості у формі простоїв машини, а особливо - скорочення кількості перебазувань машин по фронту робіт. Встановлені за наслідками експериментування з варіантами технологічних моделей критерії доцільності, взаємний вплив чинників, порядок і послідовність дій узгодження потреб будівельних процесів і можливостей машин обґрунтували і визначили методологічний механізм розробки технологій зведення групи об'єктів малообємних і розосереджених робіт, що знайшов своє втілення у відповідній схемі (рис.3). Реалізація останньої дозволила забезпечити підвищення ефективності зведення групи об'єктів із ЛМК по таким показникам: розрахунковий термін зведення об'єктів скоротився в середньому на 15-20%, приведені витрати зменшились на 20-25%, коефіцієнт використання машин в часі збільшився на 22-27%. Аналіз застосування означеного алгоритму додатково довів, що перехід від базових до системних технологій тягне за собою можливість зміщення меж областей робіт за ознаками мало обємності і розосередженості.

Рис. 2. Послідовність розробки технології зведення малооб'ємних споруд із легких металевих конструкцій.