Технология изготовления и конструирования ферм

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Южно-Уральский государственный университет

Заочный инженерно-экономический факультет

Кафедра "Строительные конструкции и инженерные сооружения"

Реферат

по дисциплине "Железобетонные конструкции"

"Технология изготовления и конструирования ферм"

Разработал: Ефремов М.А.

Проверил: Ивашенко

Челябинск

2012

Содержание

• Введение
• 1. Стропильные фермы
• 2. Безраскосные фермы
• 2.1 Особенности конструирования безраскосных железобетонных ферм
• 2.2 Геометрические характеристики фермы при круговом очертании верхнего пояса
• 3. Расчетная схема и нагрузка, действующая на ферму
• 4. Определение усилий в элементах ферм
• 5. Треугольные фермы
• 6. Производство железобетонных ферм
• 6.1 Технология производства сборных железобетонных изделий
• 6.2 Приготовление бетонных смесей
• 6.3 Производство арматурных компонентов
• 6.4 Формы для изготовления железобетонных ферм
• 6.5 Тепловая обработка железобетонных изделий
• 6.6 Склады готовой продукции
• Заключение
• Список использованных источников
• Введение

Масштабность применения бетона и железобетона обусловлена их высокими физико-механическими показателями, долговечностью, хорошей сопротивляемостью температурным и влажностным воздействиям, возможностью изучения конструкций сравнительно простыми технологическими методами, использованием местных материалов (кроме стали), сравнительно невысокой стоимостью.

Железобетонные и каменные конструкции являются основной базой современного индустриального наземного и подземного строительства. Они применяются при возведении промышленных, жилых и общественных зданий, инженерных сооружений, а так же других объектов народного хозяйства.

При проектировании железобетонных конструкций зданий основным нормативным документом является СНиП 2.03.01-84 Бетонные и железобетонные конструкции (эти нормы не распространяются на бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений, мостов, автомобильных дорог, и аэродромов и т.п.).

Согласно этому нормативному документу:

Бетонные и железобетонные конструкции, должны быть обеспечены с требуемой надежностью от возникновения всех видов предельных состояний расчетом, выбором материалов, назначением размеров и конструированием.

При проектировании должны приниматься расчетные схемы, обеспечивающие необходимую прочность, устойчивость, и пространственную неизменяемость здания в целом, а также отдельных конструкций.

Расчет по предельным состояниям конструкции в целом и отдельных ее частей должен, как правило, производится для всех стадий - изготовления, возведения, эксплуатации, а так же и транспортировки.

Элементы сборных конструкций должны отвечать требованиям механизированного изготовления на специализированных предприятиях. При выборе элементов сборных конструкций предусматривается преимущественно предварительно напряженные конструкции из высокопрочных бетонов и арматуры. Конструкции узлов соединений элементов должны обеспечивать с помощью различных технологических и конструктивных мероприятий надежную передачу усилий, прочность самих элементов в зоне стыка.

Расчетные параметры окружающей среды принимаются в соответствии с СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика".

Значения нагрузок и воздействий, коэффициентов надежности по нагрузке принимаются с учетом и в соответствии со СНиП 2.01.07.- 85 "Нагрузки и воздействия"

Вообще весь расчет делится на :

Расчет по предельным состояниям первой группы , который должен обеспечит конструкции от:

хрупкого или вязкого разрушения

потери устойчивости формы конструкции

усталого разрушения

разрушения от совместного действия внешних силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды.

Расчет по предельным состояниям второй группы, которой должен обеспечить:

образования трещин, а также их чрезмерного и продолжительного раскрытия.

чрезмерных перемещений.

Расчет монолитной плиты выполняется в соответствии со СНиП, особого внимания заслуживает расчет главной балки.

Статический расчет балки монолитного перекрытия, выполняется с учетом перераспределения усилий в стадии предельного равновесия. Это позволяет рассчитать главную балку перекрытия с более высокими технико-экономическими показателями.

Расчет балок с учетом перераспределения усилий может выполнятся по-разному в зависимости от поставленных задач перераспределения. Выбор той или иной задачи перераспределения выполняется проектировщиком самостоятельно. Вообще, выбор той или иной задачи перераспределения - процесс творческий, и он определяется условиями работы конструкции, ограничениями на ее армирование и условия изготовления, а также получением необходимых технико-экономических показателей.

Как известно, причиной разрушения нормальных сечений изгибаемых железобетонных конструкций является либо достижение в растянутой арматуру предела текучести, либо достижение в бетоне сжатой зоны сечения предела прочности на сжатие. Нормами проектирования железобетонных конструкций запрещено проектировать элементы, разрушающиеся по второму из указанных видов разрушения, а первый вид обеспечивается соблюдением условия:

,

где X - высота сжатой зоны сечения в стадии разрушения; ХR -предельно допустимая высота сжатой зоны сечения для первого вида разрушения.

Переход нормального сечения изгибаемого элемента в предельное состояние происходит не внезапно, а постепенно, до тех пор, пока деформации текучести арматуры не приведут к чрезмерному развитию нормальных трещин по ширине и высоте, как следствие этого, к сокращению высоты сжатой зоны сечения, концентрации в ней сжимающих усилий и разрушению бетона сжатой зоны от раздавливания.

Если при этом деформации изгибаемого элемента ничем не ограниченны (например, в статически определимой конструкции), то произойдет разрушение элемента по этому сечению. Если же эти деформации сдерживаются за счет работы конструкции в других сечениях, как это имеет место в статически неопределимых конструкциях, то разрушения элемента в сечении, в котором начались деформации текучести арматуры, может и не произойти за счет перераспределения энергии внешней нагрузки на другие менее нагруженные, части конструкции. Эта стадия работы нормального сечения изгибаемого элемента, при которой в арматуре развиваются пластические деформации, а бетон сжатой боны еще не разрушен, называется пластическим шарниром. Свое название она получила потому, что изгибающий момент в этом сечении остается постоянным от начала развития деформаций текучести арматуры до момента разрушения бетона сжатой зоны.

Деформирование конструкций в пластическом шарнире приводит к появлению дополнительных внутренних усилий в других сечениях конструкции. Поэтому этот процесс называется перераспределением усилий, происходящим в стадии предельного равновесия конструкции.

При расчете и конструировании статически неопределимых железо бетонных конструкций процесс перераспределения усилий может быть направлен проектировщиком в нужное русло в зависимости от поставленной задачи перераспределения. Для этого ему нужно правильно выбрать места конструкции, в которых должны образовываться пластические шарниры. Для того, чтобы в заданном сечении вызвать образование пластического шарнира, проектировщик назначает армирование в этом сечении недостаточное для восприятия момента, действующего в этом сечении в упругой стадии расчета конструкции. Величина изгибающего момента, действующего в пластическом шарнире, определяется количеством арматуры, поставленной в этом сечении. Поэтому количественным процессом перераспределения проектировщик может управлять по своей воле.

Сборное железобетонное балочное перекрытие состоит из панелей и поддерживающих их балок (приложение 2). В учебной литературе панели иногда называют плитами или настилами, а балки - ригелями или прогонами. Балки вместе с колоннами, на которые они опираются, образуют плоский каркас здания. Плоский каркас и панели создают несущую систему здания, воспринимают вертикальную нагрузку. Горизонтальная нагрузка (например, ветер), действующая в двух направлениях , воспринимается в одном направлении каркасом, а в другом - специальными связями. Возможно опирание балок на наружные стены. Тогда каркас называется неполным.

Разработаны типовые конструкции перекрытий: серии альбомов чертежей - ИИ 20-24 и 1/020. В качестве панелей перекрытия в этих сериях используются плоские панели с цилиндрическими пустотами и плоские панели с продольными ребрами, выступающими на нижней поверхности. Сечение балок проектируется в виде прямоугольника, или с полками в нижней зоне.

От способа соединения балок с колоннами зависят условия их работы. При шарнирном соединения балки работают как отдельно лежащие статически определимые стержни. При соединении балок различных пролетов с передачей изгибающего момента и шарнирным опиранием на колонну балки работают как неразрезные статически неопределимые стержни. Если баки и колонны соединяются с передачей изгибающего момента на колонны, то образуется рамный каркас с жесткими узлами, в котором балки работают как ригели каркаса. Иногда в этой схеме соединение балок с колоннами осуществляется с частичной, небольшой по величине передачей изгибающего момента на колонны.

В зависимости от способа соединения назначается расчетная схема каркаса и соответственно балок. Панели, как правило, опираются на балки без передачи изгибающего момента, т.е. шарнирно, а поэтому работают как статически определимые стержни (в одном направлении, перпендикулярном линии опирания их на балки).

• 1. Стропильные фермы

Железобетонные фермы применяют в качестве ригелей покрытий при пролетах 18 м и более и шаге 6 или 12 м. Наиболее рационально применять их при пролетах 24 и 30 м. При пролете 18 м экономичнее балки покрытий; но часто применяют и фермы, особенно при наличии разнообразных технологических коммуникаций (воздуховодов, трубопроводов, кабелей и т.п.), которые удобно разместить в межферменном пространстве.

Фермы с пролетами более 30 м получаются слишком тяжелыми, требуется членение их на отдельные блоки с последующей укрупнительной сборкой, что существенно увеличивает стоимость.

Очертание поясов и решетки железобетонных ферм зависит от профиля кровли и общей компоновки покрытия (скатного, малоуклонного, плоского). Различают следующие основные типы железобетонных ферм:

а -- сегментные с верхним поясом ломаного очертания и раскосной решеткой;

б -- арочные раскосные с редкой решеткой и верхним поясом криволинейного очертания;

в -- арочные безраскосные с жесткими узлами (стропильные рамы);

Наиболее рациональное по статической работе очертание верхнего пояса - сегментное или арочное, приближающееся к кривой давления. У таких ферм усилия в поясах по длине пролета изменяются незначительно, а усилия в элементах решетки невелики. Кроме того, в таких фермах высота на опоре небольшая, что снижает массу фермы и высоту наружных стен.

Высоту всех типов ферм принимают равной 1/7...1/9 пролета. Панели верхнего пояса всех типов ферм, за исключением арочных раскосных, проектируют размером 3 м, что обеспечивает передачу нагрузки от плит покрытия в узлы ферм и исключает местный изгиб верхнего пояса.

В арочных раскосных фермах расстояния между узлами верхнего пояса достигает 4,5...6 м, в связи с чем возникает местный изгиб.

Однако изгибающие моменты Мр от внеузловой вертикальной нагрузки частично компенсируются моментами М обратного знака, возникающими вследствие эксцентриситета продольных сил в верхнем поясе.

Такие фермы экономичнее сегментных при пролетах 30 м и более.

Сегментные фермы, как наиболее экономичные из раскосных ферм пролетами 18 -- 24 м, приняты в качестве типовых для покрытий промышленных зданий со скатной кровлей. К недостаткам этих ферм можно отнести значительную суммарную длину элементов решетки и сложные узлы.

Арочные безраскосные фермы значительно удобнее и технологичнее в изготовлении, у них проще армирование узлов, есть возможность удобно использовать межферменное пространство для технических этажей и коммуникаций. Поэтому эти фермы широко применяют для покрытий зданий как со скатной, так и с малоуклонной или плоской кровлей. Особенностью статической работы таких ферм является возникновение довольно больших изгибающих моментов в стойках и поясах, что требует дополнительного армирования.

Ширину и высоту сечения верхнего пояса принимают равной 1/60...1/70 пролета фермы кратно 50 мм (при шаге бм -- 200...250 мм, при шаге 12 м -- 300...350 мм). Ширину сечения нижнего пояса из удобства изготовления принимают такой же, а высоту -- из условия размещения напрягаемой арматуры.

Решетка ферм может быть закладной, изготовляемой заранее, или чаще цельной, бетонируемой одновременно с поясами, В последнем случае ширина сечения элементов решетки принимается равной ширине поясов.

Фермы готовят из высокопрочных бетонов классов B30... B60 с большим содержанием арматуры в поясах. Это позволяет уменьшить размеры сечении элементов и снизить массу фермы. Нижний пояс выполняется предварительно напряженным и армируется стержневой арматурой классов А -- IV... Ат -- V, высокопрочной проволокой Вр -- II, арматурными канатами К7 или К19 с натяжением на упоры стенда. Чтобы предотвратить появление продольных трещин, которые могут возникнуть по технологическим причинам, напрягаемая арматура окаймляется легкими каркасами из проволоки диаметром 5...6 мм. Длина каркасов принимается не более 2...3 м, чтобы они не препятствовали равномерному обжатию нижнего пояса. Верхний пояс и элементы решетки армируются сварными каркасами из арматуры классов А -- I, А -- III. Особое внимание уделяется армированию опорных и промежуточных узлов. В опорных узлах устанавливают по расчету по два плоских каркаса с поперечной рабочей арматурой, обеспечивающей прочность по наклонным сечениям, а также дополнительную продольную ненапрягаемую арматуру и сетки косвенного армирования, что обеспечивает надежность анкеровки напрягаемой арматуры. Промежуточные узлы верхнего и нижнего поясов армируют сварными каркасами, состоящими из поперечных стержней диаметром 6...10 мм с шагом 100 мм и окаймляющего цельногнутого стержня диаметром 10...18 A-III. Арматуру элементов решетки заводят в узлы с уширениями (вутами), растянутые стержни надежно анкеруют.

Расчет ферм выполняют на действие постоянных (вес покрытия, фермы, фонарей) и временных (снег, подвесной транспорт и тл.) нагрузок.

Нагрузку от покрытия и веса фермы приводят к узловой и прикладывают в узлы верхнего пояса, нагрузку от подвесного транспорта -- в узлы верхнего иди нижнего пояса в зависимости от конструкции крепления крановых путей. Учитывается возможное неравномерное загружение фермы снегом около фонарей, в местах перепада высот и по покрытию многопролетных зданий; рассматривают также загружение снегом и подвесным транспортом одной половины фермы, невыгодное для элементов решетки.

Расчетную схему фермы с раскосной решеткой допускается принимать в виде стержневой системы с шарнирными узлами, т.е. без учета жесткости узлов. Тогда при действии узловой нагрузки все элементы такой системы испытывают только осевые усилия (сжатие -- растяжение). Статический расчет этой системы (определение усилий в ее элементах) можно выполнять любым способом: построением диаграммы Максвелла -- Кремоны, вырезанием узлов способом сечений. При наличии внеузловой нагрузки необходимо учитывать изгибающие моменты от местного изгиба, для определения которых верхний пояс рассматривается как многопролетная неразрезная балка с ломаной осью.

Расчетная схема безраскосной фермы представляет многократно статически неопределимую замкнутую раму с жесткими узлами, статический расчет которой производится на ЭВМ.

• 2. Безраскосные фермы

Безраскосные железобетонные фермы широко применяются в качестве стропильных конструкций одноэтажных и перекрытий многоэтажных промышленных зданий. По сравнению с раскосными фермами безраскосные более удобны для размещения в межферменном пространстве инженерных коммуникаций и технологического оборудования.

Безраскосные фермы являются многократно статически неопределимыми конструкциями. Для определения внутренних усилий в элементах фермы используются точные и приближенные методы. Для точного расчета применяют метод сил и различные программы для ЭВМ (например: метод конечных элементов, программа "Лира"). Из приближенных методов наибольшее распространение получил метод, предложенный проф. Р. Залигером.

• 2.1 Особенности конструирования безраскосных железобетонных ферм
• Безраскосные фермы применяются двух типов: сегментные с верхним поясом криволинейного или ломанного очертания и с параллельными поясами.
• При применении ферм с верхним поясом криволинейного очертания предпочтение отдается круговому.
• При круговом очертании улучшаются условия монтажа плит покрытия, швы между которыми становятся минимальными, а переломы в кровле - малозаметными.
• Номинальная длина фермы ( Lн ) принимается равной расстоянию между разбивочными осями здания (рис.2)
• Конструктивная длина:
• [мм] (1.1)
• Габаритная высота фермы в середине пролета принимается равной:
• (1.2)
• В целях унификации размеров высота фермы должна быть кратна 100 мм.
• Из условия транспортировки габаритная высота фермы не должна превышать 3,8 м.
• Уклон верхнего пояса сегментных ферм при скатных покрытиях принимается в средней части 1:12. Для остальных панелей, за исключением крайней, уклон не должен превышать 1:4.
• Для сохранения постоянного уклона кровли над крайними панелями могут быть устроены дополнительные стойки
• Высота опорного узла сегментной фермы принимается равной 880 мм из условия унификации с высотой стен
• Размеры сечений элементов ферм рекомендуется назначать по данным типовых проектов. Допускается размеры сечений назначать руководствуясь следующими рекомендациями.
• Ширина сечений всех элементов фермы принимается одинаковой и равной
• . Для сегментных ферм высота верхнего пояса
• , нижнего
• . Желательно высоту верхнего и нижнего поясов назначать одинаковой. Высота поперечного сечения стоек назначается из условия:

В фермах с параллельными поясами, при использовании их в качестве ригеля многоэтажных зданий, высота сечения поясов, стоек может быть в 1,5 - 2 раза больше по сравнению с соответствующими размерами сегментных ферм.

Безраскосные железобетонные фермы выполняются предварительно напряженными с использованием бетона классов В25-В40. В качестве напрягаемой арматуры рекомендуется преимущественно применять К-7 и К-19 или высокопрочную проволоку Вр-II. Допускается применять стержневую арматуру классов А-IV, A-V.

В качестве ненапрягаемой арматуры преимущественно применяют стержневую класса A-III и арматурную проволоку Вр-I.

Расчетный пролет фермы ( lр ) определяется как расстояние между осями площадок опирания. (рис.3)

Для сегментных ферм:

[мм] (1.3)

Для ферм с параллельными поясами:

[мм] (1.4)

После определения расчетного пролета вычерчивается геометрическая схема фермы с размерами элементов в осях (рис.5). Для сегментных ферм дополнительно вычисляются углы наклона верхнего пояса в каждой панели.

• 2.2 Геометрические характеристики фермы при круговом очертании верхнего пояса
• При круговом очертании верхнего пояса фермы основными величинами характеризующими дугу являются: радиус, координаты центра окружности, центральный угол, длина дуги, углы наклона касательной верхнего пояса, расстояние между узлами верхнего пояса (рис.6)
• Они определяются по следующим равенствам:
• радиус
• , (1.5)
• где
• lр - расчетный пролет фермы;
• h - высота фермы в середине полета (расстояние между осями верхнего и нижнего поясов);
• координаты центра окружности (рис.6)
• (1.6)
• половина центрального угла
• (1.7)
• длина дуги
• (1.8)
• 3. Расчетная схема и нагрузка, действующая на ферму

Расчетная схема фермы представляет из себя геометрическую с приложением к ней узловой нагрузки.

Нагрузка, действующая на ферму, разделяется на постоянную и временную. Рекомендации по определению вида нагрузки и ее величины приведены в нормативно-инструктивной литературе.

Равномерно распределенная нагрузка приводится к узловой по следующему равенству:

, (2.1)

где q - расчетная нагрузка, приходящаяся на 1 м2 горизонтальной проекции покрытия;

d - длина панели;

B - расстояние между соседними фермами (шаг ферм).

Следует иметь ввиду, что при определении величины нагрузки и приведении ее к узловой исходят из номинальной длины фермы (Lн).

Собственный вес фермы принимается равномерно распределенным по длине пролета фермы. Величина его может быть определена по принятым размерам поперечного сечения фермы, типовым проектам или по литературным источникам. Собственный вес в сегментных фермах принимается приложенным к узлам верхнего пояса. В фермах с параллельными поясами - поровну к верхнему и нижнему поясам.

Сосредоточенные нагрузки от подвешенных монорельсов, коммуникаций и т.п. прикладываются к тому поясу, к которому они крепятся. Приведение данной нагрузки к узловой осуществляется по закону "рычага".

• 4. Определение усилий в элементах ферм

Для возможности определения внутренних усилий ферма условно разрезается, по фиктивным шарнирам, расположенным в стойках, на две части - верхнюю и нижнюю (рис.8, 9).

К верхней полуферме прикладываются все усилия, действующие на верхний пояс, а также горизонтальные и вертикальные усилия в местах разреза стоек. К нижней полуферме прикладываются все усилия, действующие на нижний пояс, опорные реакции, а также горизонтальные и вертикальные усилия в местах разреза.

Горизонтальные и вертикальные усилия, прикладываемые в местах разреза стоек, должны иметь противоположное направление, если сопоставлять верхнюю и нижнюю полуфермы.

При данном подходе к расчету фермы неизвестные горизонтальные (S) и вертикальные (V) усилия определяются из решения уравнения равновесия моментов относительно шарниров поясов панелей. Рассматривая каждую панель в отдельности, начиная с первой и заканчивая последней, получаем систему уравнений с двумя неизвестными. Из этих уравнений определяются горизонтальные (S) и вертикальные (V) усилия в каждой стойке фермы.

После определения усилий в стойках, по общим правилам курса "Строительной механики", вычисляется значение в каждом элементе фермы изгибающих моментов, поперечных и продольных сил. Расчет заканчивается построением эпюр внутренних усилий.

• 5. Треугольные фермы

Треугольные фермы -- самые невыгодные ввиду их большой высоты и значительного расхода материалов. Применение таких ферм оправдано только в случае использования кровли со значительным уклоном из асоестоцементных или металлических листов.

Наиболее целесообразны по распределению материала сегментные или арочные фермы с ломаным или криволинейным верхним поясом, приближающимся по очертанию к параболической эпюре моментов. В этих фермах усилия в поясах распределяются более равномерно, а усилия в решетке значительно меньше, чем в фермах других очертаний. Сегментные и арочные фермы имеют незначительную высоту на опоре, что позволяет уменьшить высоту стен. Фермы трапециевидные и с параллельными поясами имеют большую высоту на опоре, что увеличивает расход материала на стены здания; они тяжелее сегментных и арочных ферм, но менее трудоемки.

Роль связей по верхнему поясу фермы выполняют жесткие кровельные панели, привариваемые в узлах. Устанавливаются фермы на оголовники железобетонных колонн и крепятся к ним при помощи анкерных болтов и сварки закладных опорных деталей.

Фермы могут быть выполнены цельными, составными (из двух полуферм, нескольких блоков) или из отдельных элементов. Последний способ является невыгодным из-за трудоемкого монтажа.

Рекомендуемая высота ферм в середине пролета H == (l/6...1/9)/. Длина прямолинейных панелей фермы -- 1,5 или 3 м (ширина плит покрытия). Для арочных ферм, где момент от внеузловой нагрузки компенсируется моментами обратного знака от эксцентричного действия продольных сил (см. рис. 1.6), Длина панелей может быть увеличена до размеров, кратных ширине плит покрытия.

По условию устойчивости ширина сечения верхнего пояса фермы B Принимается равной (1/70 ... 1/80)1. Конструктивно она связана с шагом ферм; при шаге 6 м ширину сечения B Назначают равной 20...25 см; при шаге 12 м -- 30,..35 см. Ширина сечения верхнего и нижнего поясов, а также раскосов и стоек принимается, как правило, одинаковой для удобства бетонирования. Иногда в целях экономии бетона ширину сечения элементов решетки принимают на 10... 15 см меньше ширины поясов. Сечения поясов проектируют квадратными или прямоугольными с соотношением B/H - 1,2...1,3.

С целью снижения веса фермы используют бетон классов В30...В50 и высокий процент армирования (2..3 %).

В верхних сжатых поясах, раскосах и стойках применяют ненапрягаемую арматуру в виде сварных каркасов из стали классов А-П, A-III. Нижний пояс и сильно растянутые раскосы выполняют предварительно напряженными и армируют пучками из высокопрочной проволоки Вр-И, стержнями из стали классов A-IV, A-V, A-VI, канатами К-7, К-10 и отдельными проволоками (струнами). Кроме предварительно напряженной арматуры нижние пояса армируются обычной арматурой в виде сварных каркасов.

Статический расчет железобетонных ферм выполняется по методике, изложенной выше. При сборе нагрузок собственный вес ферм можно принимать по рекомендациям.

Проверка прочности сечений раскосной фермы производится по общим правилам расчета сжатых и растянутых железобетонных элементов. Панели верхнего пояса и сжатые элементы решетки рассчитывают, предполагая наличие в них случайных эксцентриситетов Еа Продольных сил. Так как для ферм характерны соотношения Lef< 6Шеа И H < Здеа, То случайный эксцентриситет

Ea=L Cm.

При этом расчетная длина элемента Lef~ 0,9/w (здесь Lm -- геометрическая длина элементов между центрами узлов).

• 6. Производство железобетонных ферм

В состав комбинатов и заводов по производству железобетонных изделий входят: склады исходных материалов, бетоносмесительные и арматурные отделения, формовочные цехи, склады готовой продукции, горючих и смазочных материалов, материальный склад, а также вспомогательные службы: лаборатория, ремонтные подразделения, трансформаторная подстанция, котельная, компрессорная и внутризаводской транспорт.

Для производственных цехов заводов ЖБИ используют одноэтажные многопролётные здания. Одноэтажность цехов определяется большой массой продукции, перемещение которой осуществляется кран-балками или мостовыми кранами.

Арматурный цех располагается в типовых унифицированных пролётах, оборудованных мостовым краном грузоподъёмностью 5 т или кран-балками.

Бетоносмесительный цех располагается в многоэтажном здании. К бетоносмесительному цеху примыкает наклонная конвейерная галерея.

Генеральный план предприятия сборного железобетона представляет собой проект расположения зданий и сооружений, инженерных коммуникаций, автомобильных и железнодорожных путей, расположенных в соответствии с технологической схемой и обеспечивающих нормальное функционирование предприятия.

При разработке генеральных планов следует предусматривать функциональное зонирование территорию, которую следует разделять на зоны: предзаводскую (за пределами границы предприятия); производственную; подсобную; складскую.

Принципы компоновки генеральных планов имеют свои особенности:

· взаимное расположение зданий и сооружений основного производственного назначения требует обеспечения последовательности производственного процесса с условием его кратчайшего пути, отсутствия встречных и возвратных потоков, непрерывности процессов;

· вспомогательные отделения (склады цемента, заполнителей и готовой продукции) размещают вдоль транспортных путей с удобным расположение и связью с основными производственными цехами;

· обслуживающие отделения (склады горючих и смазочных отделений, трансформаторная подстанция, компрессорная, лаборатория, ремонтные подразделения) следует размещать с учётом ситуационного плана. При компоновке генплана необходимо выдерживать санитарно-гигиенические и противопожарные требования, а также условия охраны труда и охраны окружающеё среды.

Формовочные цехи завода могут располагаться в отдельных пролётах или сгруппированных в один производственный корпус.

Бетоносмесительный цех, как правило, располагается рядом с формовочным, с учётом расположения формовочных постов.

Арматурный цех может размещаться в поперечном или продольном пролёте с учётом максимального приближения к формовочным постам технологических линий.

Для внутрицехового и межцехового транспорта применяются автопогрузчики, самоходные тележки, автокары, электрокары, трубопроводный, пневматический, гидравлический транспорт, подвесные канатные и монорельсовые дороги. Для транспортирования заполнителей используют ленточные конвейеры. Для транспортирования бетонной смеси - бункеры: раздаточные, предназначенные для перемещения смеси из бетоносмесительного цеха к месту её укладки в формы, и накопительные - для накопления бетонной смеси и выдачи её в бетоноукладчики, а также ленточные конвейеры. безраскосный стропильный железобетонный ферма

• 6.1 Технология производства сборных железобетонных изделий
• Производство железобетонных изделий и конструкций включает следующие основные технологические процессы: приёмка и хранение исходных компонентов (вяжущих веществ, заполнителей, арматуры и добавок); приготовление арматурных элементов; формирование изделий; ускоренное твердение отформованных изделий; хранение изделий.
• Изготовление железобетонных изделий и конструкций осуществляют на комбинатах, заводах, мини-заводах и установках для монолитного строительства.
• В состав комбинатов и заводов по производству железобетонных конструкций входят: склады исходных материалов, бетоносмесительные и арматурные отделения, формовочные цеха, склады готовой продукции, горючих и смазочных материалов, материальный склад, а также вспомогательные службы: лаборатория, ремонтные подразделения, трансформаторная подстанция, котельная, компрессорная и внутризаводской транспорт.

• 6.2 Приготовление бетонных смесей
• Приготовление бетонных смесей на заводах ЖБИ производят на специальных бетоносмесительных узлах (БСУ), бетоносмесительных цехах или бетоносмесительных отделениях.
• В состав БСУ входят: склады заполнителей, вяжущих, добавок, устройства для их подготовки, надбункерное, бункерное, дозаторное, смесительное отделения, отделение выдачи готовой смеси, система автоматики и необходимые транспортные средства.
• На БСУ производят следующие основные процессы и операции: приём исходных материалов из транспортных средств, их хранение и переработка, сортировка и распределение по отсекам, бункерам, силосам, резервуарам, при необходимости подогрев, размораживание, оттаивание, подача к расходным бункерам, определение влагосодержания материалов, дозирование, смешивание, выгрузка готовой смеси, регулярная очистка рабочих поверхностей и полостей от налипших материалов и смеси и их регенерация.
• БСУ классифицируется по ряду признаков.
• По назначению: центральные районные бетонные и растворные заводы; то же, приобъектные, бетоносмесительные узлы заводов сборного железобетона; установки сухих смесей.
• По принципу работы: цикличного действия и непрерывного действия.
• По годовому объёму производимой смеси: малой производительности (до 100 тыс. м3), средней (100 - 300 тыс. м3) и большой (свыше 300 тыс. м3) в год.
• По компоновке оборудования:
• · одноступенчатые (высотные) (рис. 3.1), в которых исходные материалы поднимаются однократно, а затем под действием силы тяжести опускаются;
• двухступенчатые (партерные), в которых исходные сыпучие материалы поднимаются дважды: первоначально в расходные бункера и вторично из них после дозирования в смесители.
• В настоящее время одноступенчатую компоновку технологического оборудования используют, как правило, на БСУ большой производительности, а двухступенчатую - на установках малой производительности.
• По схеме расположения смесительных машин в плане:
• · линейные однорядные, когда для каждой смесительной машины необходим один комплект дозаторов с расходными бункерами, и двухрядные, когда один комплект расходных бункеров и дозаторов обслуживает две смесительные машины;
• · гнездовые, когда вокруг вертикальной оси предприятия устанавливают 3 - 5 смесительных машин, обслуживаемых поочерёдно одним комплектом дозаторов.
• По способу управления производственными процессами: на механизированные, автоматизированные и заводы-автоматы.
• На механизированных установках основные технологические процессы по транспортированию, погрузочно-разгрузочным операциям осуществляются машинами, управляемыми, как правило, вручную. На автоматизированных установках и в цехах все операции подачи, перегрузки, дозирование исходных материалов, приготовления и выгрузки готовых смесей полностью автоматизированы. Управление этими процессами производится дистанционно при визуальном наблюдении за течением технологического процесса. На заводах-автоматах все процессы полностью автоматизированы.
• 6.3 Производство арматурных компонентов
• Для армирования железобетонных элементов конструкций должна применяться арматура, отвечающая требованиям соответствующих государственных стандартов.
• Арматурную сталь разделяют на классы, в зависимости от механических свойств и технологий изготовления и обозначают следующими буквами: стержневая арматура - А, проволочная - В и канаты - К.
• Характерные профили стержневой арматуры представлены на рисунке.
• Разновидность проволочной арматуры показаны на рисунке.
• Арматурные канаты изготавливают из высокопрочной холоднонатянутой проволоки.
• Выбор арматурной стали следует производить в зависимости от типа конструкции, наличия предварительного натяжения, а также от условий эксплуатации.

• 6.4 Формы для изготовления железобетонных ферм
• Формы являются самым массовым технологическим оборудованием, которое должно обеспечить получение изделий заданной геометрии с точными размерами и гладкими поверхностями. Их стоимость составляет около 50% стоимости всего технологического оборудования на заводах ЖБИ.
• В зависимости от принятого способа производства формы могут быть переносными, передвижными и стационарными (стендовыми); по положению изделий при формовании - горизонтальными или вертикальными; могут состоять только из поддона, а съемная бортоснастка является принадлежностью формовочной машины; формы могут быть на одно (индивидуальные) или на несколько изделий (групповые); в некоторых случаях формы имеют тепловые отсеки для осуществления тепловой обработки в них; различают также напрягаемые силовые формы и ненапрягаемые.
• Процесс, собственно, формования бетонных и железобетонных изделий включает следующие операции: установку форм и формообразующих элементов, укладку и распределение бетонной смеси в форме, ее уплотнение и заглаживание открытой поверхности. Задача формования - обеспечить получение изделий заданных размеров и формы, фиксированного расположения арматуры и закладных деталей, максимальной плотности и равномерной структуры бетона.
• Виброобработка бетонных смесей позволяет полностью разрушить сложившуюся первоначальную структуру смеси и затем создать новую, более плотную. При этом происходит сближение зерен заполнителей и достигается хорошее сцепление межзернового пространства цементным тестом или раствором при удалении пузырьков воздуха.
• Классификация методов формования:
• Формование методом литья , когда применяются весьма подвижные бетонные смеси, способные хорошо заполнять форму под действием силы тяжести без приложения внешних сил.
• Вибрационные методы формования имеют несколько разновидностей.
• Формование на виброплощадках, когда уплотняется весь объем бетонной смеси, находящейся в форме.
• Формование изделий глубинными вибраторами. Кроме того, внутреннее вибрирование смеси может происходить при помощи вибровкладышей, заранее устанавливаемых внутри формы для образования пустот в изделии.
• Формование изделий поверхностными вибраторами. Поверхностное вибрирование создается через подвижную вибрирующую плоскость, укладываемую на поверхность формы, заполненной бетонной смесью.
• Формование изделий наружным вибрированием. Наружное вибрирование осуществляется через стенки или днище формы, к которым жестко прикреплены вибраторы.
• Центробежный метод формования. Формование изделий центробежным способом производят на центрифугах. Распределение и уплотнение бетонной смеси в процессе центрифугирования происходят под действием центробежной силы, возникающей при быстром вращении барабана центрифуги.
• Изготовление изделий методом торкретирования. При этом способе нанесение на поверхность арматурной сетки, формы или специальной матрицы тонких слоев цементно-песчаного раствора или мелкозернистого бетона производится сжатым воздухом при помощи цемент-пушки.
• Прессование бетонной смеси. Различают способ штампового прессования изделий из песчаного или мелкозернистого бетона, когда уложенная бетонная смесь подвергается давлению прессующего штампа, покрывающего всю площадь изделия, и способ мундштучного прессования, при котором бетонная смесь подается в камеру с уменьшающимся по направлению к выходному отверстию (мундштуку), откуда выходит спрессованное изделие в виде сплошной ленты.
• Уплотнение бетонной смеси трамбованием. Данный способ характеризуется многократным приложением прессующего давления на бетонную смесь.
• В ряде случаев представляется целесообразным осуществлять повторное вибрирование уложенной в форму и уплотненной бетонной смеси. Одно-, двукратное или многократное вибрирование до конца периода формирования структуры приводит к 15 - 20 % повышению эксплуатационных свойств бетонов.
• 6.5 Тепловая обработка железобетонных изделий
• На заводах ЖБИ нашли широкое распространение следующие виды тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий: пропаривание в камерах периодического или непрерывного действия при нормальном атмосферном давлении и температуре 60-100 °С; запаривание в автоклавах при температуре насыщенного водяного пара 175-190°С и давлении 0,9-1,3 МПа; нагрев в закрытых формах с контактной передачей тепла бетону от различных теплоносителей через ограждающие поверхности форм; электропрогрев бетона; прогрев в электромагнитном поле, а также с использованием солнечной энергии.
• Тепловая обработка бетонных и железобетонных изделий является одним из наиболее длительных и ответственных процессов в технологии их производства. Сущность ее состоит в том, что при повышении температуры до 80 - 100 °С скорость реакции гидратации вяжущих веществ увеличивается.
• Тепловая обработка бетонных и железобетонных изделий проводится до достижения распалубочной, отпускной, а для предварительно напряженных изделий передаточной прочности.
• Под распалубочной прочностью подразумевается необходимая прочность бетона, по достижению которой возможны выемка изделия из формы без повреждений и безопасное транспортирование к месту хранения.
• Отпускная прочность бетона согласно ГОСТ 13015.0 должна быть не менее: для изделий из тяжелых бетонов всех классов и легких бетонов класса В7.5 и выше - 70%; для легких бетонов класса ниже В7.5 - 80%; для бетонов автоклавной обработки - 100% проектной прочности. В холодное время года отпускная прочность бетона назначается равной его проектной прочности.
• Для предварительно напряженных изделий достигают передаточной прочности бетона, которая необходима к моменту передачи на него усилий предварительного натяжения.
• Так как железобетонные изделия разнообразны по своим размерам, составу, свойствам, способам формования, требованиям к виду и качеству поверхности, применяются различные установки тепловой обработки. Эти установки отличаются по принципу действия - периодические и непрерывные.
• К установкам периодического действия относятся ямные камеры, автоклавы, кассетные установки и кассетные формы. К установкам непрерывного действия относятся туннельные, щелевые, вертикальные камеры, камеры прокатных станов.
• В качестве теплоносителя широкое распространение получили пар и паровоздушная смесь, а также подогретый и увлажненный воздух.
• При применении в качестве источника теплоты электроэнергии нагрев изделия осуществляют при непосредственном прохождении электрического тока через бетон или при помощи различных нагревателей и излучателей.
• Процесс тепловой обработки с использованием пара низкого давления состоит из четырех периодов: выдержки изделий, подъема температуры, выдержке при максимальной температуре и остывании до температуры окружающей среды.
• На заводах ЖБИ широко применяется тепловая обработка бетонных и железобетонных изделий в ямных пропарочных камерах, в горизонтальных и вертикальных камерах непрерывного действия.
• Ямные камеры периодического действия - полностью или частично заглублены в пол или напольные. Основными элементами являются стенки, пол с канализацией для стока, крышки с гидравлическим затвором и система паропроводов с запорной и регулировочной арматурой для подачи пара в камеру.
• Более совершенный тип ямной камеры, представлен на рис. 6.1, отличающийся тем, что в ней имеется внизу, так называемая, обратная труба для отвода паровоздушной смеси или избытка насыщенного пара, а также тем, что кроме нижней разводки пара в ней предусмотрена верхняя разводка. Это позволяет производить пропарку не только в паровоздушной среде, но и в среде насыщенного пара без примеси воздуха.
• 6.6 Склады готовой продукции
• Склады готовой продукции предприятий железобетонных изделий предназначены для хранения прошедших технический контроль изделий до отгрузки их потребителю по железной дороге или автотранспортом.
• Как правило, склад готовой продукции представляет собой открытую прямоугольную площадку, оборудованную подъёмно-транспортным механизмами. Из заводского цеха на склад изделия подаются самоходными тележками. Основное оборудование склада - краны, с помощью которых выполняются все погрузочно-разгрузочные и складские операции. Применяются: а) мостовые краны, обладающие высокой маневренностью, грузоподъёмностью до 30 т; б) портальные (козловые) трёх разновидностей без консолей, одноконсольные и двухконсольные; их грузоподъёмность обычно 3-5 т, в отдельных случаях до 70 т; в) башенные самоходные полноповоротные краны, г) автокраны и автопогрузчики.
• Изделия на складе хранятся в штабелях или кассетах в соответствии с ГОСТами или техническими условиями на изделия (высота штабеля, способы опирания изделий, их назначение, конструкция и очертания, расположение подъёмных монтажных петель и т.д.). В каждом штабеле должны находиться изделия лишь одного типоразмера или марки.
• Заключение

Бетон и сталь имеют различные физико-механические свойства. Бетон является искусственным камнем и он, как и все естественные камни, хорошо сопротивляется сжатию и значительно хуже растяжению. Прочность бетона при растяжении в 1015 раз ниже, чем при сжатии. Сталь имеет существенно большую прочность, и одинаково хорошо сопротивляется как сжатию, так и растяжению.

• Список использованных источников

1. Стропильные фермы - http://bent.ru/modules/Articles/article.php?storyid=181.

2. Железобетонные фермы - http://interka.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=362:3-zhelezobetonnye-fermy&catid=88&Itemid=51.

3. Производство сборных железобетонных изделий - http://www.twirpx.com/file/120729/.

Размещено на Allbest.ru