Технологічні розрахунки при проектуванні виробництва арматурних виробів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсова робота

З дисципліни «Технологія арматурних робіт»

на тему: «Технологічні розрахунки при проектуванні виробництва арматурних виробів»



Зміст

Вступ

1. Розрахункова частина

1.1 Розрахунок потреби арматурних елементів і закладних деталей

1.2 Розробка технологічної схеми процесу

1.3 Розрахунок обсягів робіт (на один комплект/на годинну потребу)

1.4 Вибір устаткування

1.5 Розрахунок потрібної кількості устаткування

Висновки по даній курсовій роботі

Список використаної літератури



Вступ

залізобетонний устаткування деталь армування

Паля - стержень, розташований в ґрунті у вертикальному або похилому положенні і призначений для передачі ґрунту навантаження від надземної частини споруди.

Паля, що знаходиться в ґрунті, частково сприймає зовнішнє навантаження частково через бічну поверхню, а частково через вістря (п'яту).

За характером своєї роботи палі поділяються на два типи:

Висячі (палі тертя); Уf ? R (ліва схема на рис. 1).

Палі - стійки R>> f (права схема на нижньому малюнку).

Де f - опір, що чинить паля тертю по боковій поверхні; R - опір ґрунту під вістрям палі.

Рис. 1-принципова робота палі-тертя (висячої палі) і палі-стійки.

Висячі палі працюють в основному за рахунок тертя в ґрунті, передаючи навантаження (Р) від надземної частини споруди за своєю бічній поверхні (f) і частково - по вістрю (R).

Для паль-стійок передача навантаження (Р) на ґрунт відбувається в основному за рахунок роботи вістря (R), яке спирається, згідно з визначенням (рис.2), на шари ґрунту, що практично не Стискаються, такі як гравій, напівскельні і скельні породи. Виходячи з вище сформульованого визначення, палі-стійки не будуть викликати осадку споруди, що є незаперечною перевагою даного типу паль.

За типом розміщення в плані (рис.2) палі можуть бути розділені на чотири види:

Одиночна паля.

Ряд паль (одиночний, подвійний і т.д.).

Кущ паль (група паль під окрему конструкцію).

Пальове поле (група паль під всією спорудою).

Рис 2. - Можливе розміщення паль в плані.

Вибір виду розміщення палі залежить від розв'язуваного інженерного завдання, споруди, та інженерно-геологічних умов майданчика будівництва.

Пальовий фундамент - це група паль, об'єднаних ростверком.

Ростверком називається бетонна або залізобетонна плита, яка об'єднує голови паль. У залежності від свого положення ростверк може бути трьох видів (рис. 3):

Рис. 3 - Різні види застосовуваних ростверків.



Використання того чи іншого виду ростверку залежить від розв'язуваної інженерного завдання, споруди, та інженерно-геологічних умов майданчика будівництва.

Різновиди паль

Розрізняють палі, виготовлені заздалегідь з подальшим з заглиблення в ґрунт; монолітні палі - виготовляються безпосередньо на місці і х експлуатації, а також комбіновані (рис.4)

Рис 4. Різновиди паль

І - виготовлені заздалегідь з подальшим заглибленням їх у ґрунт;

ІІ- монолітні виготовлені на місці їх експлуатації;

ІІІ- комбіновані; а - циліндричні та призматичні, б- малопірамідальні; в - пірамідальні; г - з жорстким потовщенням ствола;

д - з спадним розширенням стовбура; е - з гвинтовим розширенням;

є - буронабивні; ж - пневмо трамбовані; ж - частотрамбовані;

і - буронабивні з поліпшеною основою; і - буронабивні з розширенням стовбура; ї - камуфлетною; й - у витрамбованних котлованах;

к - буроопускні; л - комбіновані камуфлетні; м - ін'єкційні анкери; 1 - жорстке потовщення стовбура в низу; 2-жорстке потовщення стовбура зверху; 3 - розкривається наконечник; 4 - різьбове розширення;

5 - свердловина; 6 - штанга; 7 - трамбування, 8 - бетонна суміш 9 - обсадна труба, 10 - шлюзова камера; 11 - наконечник обсадної труби; 12 - збірні забивні елементи; 13 - розбурене розширення стовбура; 14 - Камуфлетне розширення; 15 - витрамбований котлован, 16 опускні елементи;

17 - вібратор; 18 - цементний розчин; 19 - бур-ін'єктор.

Найбільше застосування зараз знаходять залізобетонні палі, що виготовляються, як збірні залізобетонні елементи (на заводах ЗБВ) довжиною

L = 4 ... 32 м (палі довжиною більше 16 м виконуються зі стикуванням по довжині). Як правило, палі виконуються суцільного квадратного перетину, розміром: 20х20 см; 25х25 см; 30х30 см; 35х35 см; 40х40 см.

Схема армування залізобетонної палі з різними формами поперечного перерізу.

Рис.5 - різна форма поперечного перетину залізобетонних паль з метою збільшення тертя об бокову поверхню.



Паля, як збірний залізобетонний елемент, армується поздовжньої і поперечної арматурою. Поздовжня арматура в даному випадку призначена в основному для сприйняття згинальних моментів, що виникають на стадіях складування і транспортування. Поперечна арматура - сприймає динамічні навантаження в момент забивання, тому має більш часте розташування на кінцевих ділянках.

При великій глибині розташування несучих шарів основи використовуються складені по довжині палі. Такі палі по-іншому називають довгими палями.

Стиковка паль здійснюється зварюванням з використанням металевих накладок (башмаків).

Палі повинні задовольняти вимогам ГОСТ 13015.0 за показниками фактичної міцності бетону: у проектному віці, передавальною і відпускною; по морозостійкості і водонепроникності бетону; до марок сталей для арматурних і заставних виробів, у тому числі для монтажних петель; по захисту від корозії [1].

Палі повинні задовольняти встановленим при проектуванні вимогам по тріщиностійкості і витримувати контрольні випробування, зазначені в робочих кресленнях на ці палі.

Палі слід виготовляти з важкого бетону по ГОСТ 26633 класів по міцності на стиск, зазначених у робочих кресленнях на ці палі.

При закріпленні паль на скельні і крупноуламкові ґрунти клас бетону по міцності на стиск слід приймати не нижче В25 незалежно від довжини палі.

Передачу зусиль обтискання на бетон (відпустка натягнення арматури) в палях з напруженою арматурою необхідно виконувати після досягнення бетоном необхідної передавальної міцності. Нормована передавальна міцність бетону повинна бути не менше 70% міцності, що відповідає класу бетону по міцності на стиск. Нормована відпускна міцність бетону паль повинна бути дорівнює 100% класу бетону по міцності на стиск.

Для армування паль слід застосовувати арматурну сталь наступних видів і класів як напружену поздовжньої арматури - термомеханічно зміцнену стрижневу класів Ат-V, Ат-Vск, Ат-IV, Ат-IVс і АТ-IVК за ГОСТ 10884, гарячекатану стрижневу класів А-V і А-IV - за ГОСТ 5781; арматурні канати класу К-7 по ГОСТ 13840; високоміцний дріт періодичного профілю класу Вр-II по ГОСТ 7348; в якості ненапружуваною поздовжньої арматури - стрижневу гарячекатану періодичного профілю класів А-III, A-II і Ас-II по ГОСТ 5781, термомеханічно зміцнену класів Ат-IIIС і Ат-IVс по ГОСТ 10884; в якості конструктивної арматури (спіралі, сітки, хомути) - дріт звичайну періодичного профілю класу Вр-I по ГОСТ 6727, стрижневу гарячекатану гладку класу А -I за ГОСТ 5781 [2].

Допускається як ненапружувану поздовжнью арматури застосовувати арматурну сталь класу А-I за ДСТ 5781.

Форма і розміри арматурних і заставних виробів і їх положення в палях повинні відповідати вказаним в робочих кресленнях на ці палі.

Зварні арматурні і заставні деталі повинні задовольняти вимогам ГОСТ 10922 (при класі точності паль 8) і цього стандарту.

Значення дійсних відхилень товщини захисного шару бетону до поздовжньої арматури не повинні перевищувати граничних, мм:

+15; -5 - В палях суцільного квадратного перетину з ненапруженою арматурою;

+10; -5 - Той же, в палях з напруженою арматурою на кінцевих ділянках;

+15, -5-То ж, в палях з напруженою арматурою в середній частині;

± 5 - у палях квадратного перетину з круглою порожниною і в полях-оболонках на кінцевих ділянках;

+10, -5-То ж, в середній частині.

Маркування паль - по ГОСТ 13015.2. Маркувальні написи і знаки слід наносити на бічні поверхні паль на відстані 500 мм від торця або на торці паль [2].

Приймання паль - по ГОСТ 13015.1 і даному стандарту. При цьому палі приймають: за результатами періодичних випробувань - за показниками тріщиностійкості паль, морозостійкості і водонепроникності бетону; за результатами приймально-здавальних випробувань - за показниками міцності бетону (класу бетону по міцності на стиск, передавальної і відпускній міцності), відповідності арматурних і заставних виробів робочим кресленням , міцності зварних з'єднань, точності геометричних параметрів, товщини захисного шару бетону до арматури, ширини розкриття технологічних тріщин, категорії бетонної поверхні [2].

Найбільше застосування зараз знаходять залізобетонні палі, що виготовляються, як збірні залізобетонні елементи (на заводах ЗБВ) довжиною L = 4 ... 32 м (палі довжиною більше 16 м виконуються зі стикуванням по довжині). Як правило, палі виконуються суцільного квадратного перетину, розміром: 20х20 см; 25х25 см; 30х30 см; 35х35 см; 40х40 см.

Мета курсової роботи полягає в розрахунку необхідної кількості обладнання для виготовлення арматурних виробів, забезпечивши процес виготовлення залізобетонних забивних паль суцільного квадратного перетину з ненапружуваною арматурою.



1. Розрахункова частина

Вихідні дані для виконання розрахунків

· характеристика базового виробу( паля забивна залізобетонна цільна суцільного квадратного перерізу з ненапруженою арматурою С3.5-30; об'єм бетону у виробі V_б =0,33 м³);

· річний обсяг виробництва залізобетонних виробів П_річн= 11800 м³;

· режим роботи цеху( двозмінний, F_p приймається рівним 4000 годин за рік);

· конструктивна схема просторового арматурного каркаса, специфікація арматурних елементів (рис. 2.1; табл.2.1).

1.1 Розрахунок потреби арматурних елементів і закладних деталей

Розрахунок ритму випуску комплектів арматурних елементів виконують виходячи з річного обсягу виробництва відповідних виробів формувальним цехом:

=

Де V_вир- об?єм залізобетонного виробу, м³ ;

П_річ - річний обсяг виробництва виробів, м³/рік

F_р - розрахунковий фонд робочого часу, годин.

Годинна потреба в комплектах арматурних виробів визначається залежністю :

n=60/R=60/6,71=8,94 комплектів за годину.

Потреба на один комплект (один просторовий каркас ПК) арматурних виробів визначається з альбому робочих креслень заданого базового виробу

У даному прикладі в комплект одного просторового каркаса входять:

- Арматурний каркас - К3,5-30 (1 шт.);

- Сітки голови - С30 (5 шт.);

- Монтажні петлі - ПЗ (2 шт.).

У наведеній таблиці потреба на 1 комплект(1 просторовий каркас ПК) арматурних виробів визначається з альбому робочих креслень заданого базового виробу.

Годинну і річну потребу в арматурних елементах і закладних деталях визначаємо таким чином:

- Кількість каркасів марки К3,5-30, що входять до просторового каркасу, складає 1.При ритмі випуску арматурних виробів R=8,94 комплектів за годину годинна потреба дорівнює : 1·8,94=8,94 шт., а річна потреба при річному фонді робочого часу, рівному 4000 год., становить: 8,94*4000=35760 шт.

Кількість сіток голови марки С30 складає 5. Годинна потреба дорівнює : 5·8,94=44,7 шт., а річна потреба становить: 44,7*4000=178800 шт.

Кількість монтажних петель марки ПЗ складає 2. Годинна потреба дорівнює : 2·8,94=17,88 шт., а річна потреба становить: 17,88*4000=71520 шт.

Таблиця 2.2 - Потреба арматурних елементів і закладних деталей на задану програму випуску залізобетонних виробів

№ з/п	Найменування арматурних елементів і закладних деталей	Потреба на один комплект	Годинна потреба	Річна потреба
1	Арматурний каркас К3,5-30	1	8,94	35760
2	Сітка голови С30	5	44,7	178800
3	Петля ПЗ	2	17,88	71520
4

Година потреба в арматурних елементах необхідна для того, щоб у наступних розрахунках визначити кількість верстатів і машин, продуктивність яких ( у технічній характеристиці устаткування продуктивність подана в шт. за годину, м за год. і таке інше) дозволить виконати розрахунковий обсяг арматурно-зварювальних робіт.

1.2 Розробка технологічної схеми процесу

Для кожного арматурного елемента наведемо перелік усіх технологічних операцій:

Арматурний каркас палі виготовляється у такий спосіб: складання із каркасу К3,5-30 , сіток голови (корзинки) та монтажних петель на горизонтальному кондукторі-маніпуляторі, обладнаному підвісними зварювальними машинами;

Для виготовлення каркаса К3,5- 30, який складається із 4 повздовжніх прутків арматурної сталі o 10 мм та поперечного армування у вигляді дротяної спіралі (гармошки) o 5мм , потрібні такі операції: виправлення і різання стержнів; гнуття стержнів; виготовлення гармошки на каркасно-намотувальна машинах;

При виготовленні корзинки, що складається із сітки С30повздовжніх і поперечних прутків дротяної арматурної сталі o5мм та стержнів СТ1 o5мм, потрібні такі операції: виправлення і різання стержнів; контактне точкове зварювання на одноточкових зварювальних машинах.

Для виготовлення петлі П3 яка виготовляється із арматури, що надходить у бухтах o10мм, потрібні такі операції: виправлення і різання стержнів а також гнуття;

Таким чином, для порахованих арматурних виробів наведемо технологічну схему її виготовлення у вигляді переліку операцій, яким надано певний код Табл.2.3.Процес виготовлення арматурних елементів характеризується функціональною технологічною схемою наведеною на рис 2.1.



Рисунок 2.1- Функціональна технологічна схема процесу виготовлення арматурних каркасів



І - запас арматури, що надходить у мотках; І.1 виправлення і різання арматури; І.2 - зварювання плоских сіток і каркасів; І.3 - зварювання просторових каркасів; ІV - гнуття стержнів; V - комплектація арматурних елементів; VІ - запас арматурних елементів.

Кожній операції технологічного процесу надається певний код, як це подано в табл. 2.3.

Таблиця 2.3 - перелік операцій технологічного процесу

№ З/П	Процес	Найменування операції	код
1	Заготівля	Виправлення і різання сталі	1.1
		Гнуття стержнів	1.4
		Навивання	1.7
2	Зварювання	Одноточкове зварювання	2.1
3	Складання	Складання просторового каркаса	3.2

Таблиця 2.4 Технологічна схема виготовлення визначених арматурних виробів з переліком операцій яким надано певний код (див табл. 2.3).

Марка арматурних елементів	Послідовність операцій(код)
ПК	3,2
К 3,5-30	Позиція 1	1.1; 1.4
	Позиція 2	1.7
Корзинка	С30	1.1; 2.1
	СТ1	1,1
П3	1.1; 1.4

1.3 Розрахунок обсягів робіт (на один комплект/на годинну потребу)

Для кожного арматурного елемента виконуємо розрахунок обсягів робіт, а потім, з урахуванням годинної потреби в елементах, розрахунок годинного обсягу робіт. Розрахунки ведуться у формі відомості табл. 2.5.

Виправлення і різання арматурної сталі (операція 1.1). Ця операція виконується на правильно-відрізних верстатах для арматурної сталі, яка надходить у бухтах. Обсяг робіт визначається кількістю погонних метрів виправленої арматурної сталі.

Для виготовлення корзинки голови потрібно виготовити 5 поперечних стержнів o5 мм, загальна довжина яких складає 5·280 =1400 мм, і 5 повздовжніх стержнів o5 мм загальна довжина яких дорівнює 5·280 =1400 мм. Сумарна довжина = 1400+1400=2800 мм або 2,80 погонних метрів (п.м.) на один комплект (просторовий каркас), до якого входять 5 сіток С30 - 2,8*5= 14 п.м. Та 4 стержні СТ1 загальна довжина яких складає 4·270=1080 мм. Обсяг робіт складає 14+1,08=15,08 (чисельник), а на годинну потребу 15,08·8,94 =134,82 п.м.( знаменник).

Для виготовлення каркасу К3,5-30 потрібно виготовити 4 повздовжніх стержні o10 мм загальна довжина яких дорівнює 4·3755 =15020 мм, або 15,02 п.м. на один комплект(чисельник), а на годинну потребу 15,02·8,94 =134,28 п.м. (знаменник).

Для виготовлення петлі П3 потрібно виготовити 1 стержень o10 мм, загальна довжина дорівнює 2·1250=2500мм, або 2,5 п.м. на один комплект (чисельник), а на годинну потребу 2,5·8,94 =22,35 п.м. (знаменник).

Одноточкове зварювання (операція2.1) виготовлення сітки С30 виконується одноточковим зварюванням 5 повздовжніх до 5 поперечних стержнів. Обсяг робіт при цьому визначається кількістю зварних точок: 5·5·5=125точок (чисельник); 125·8,94=1117,5 точок (знаменник).

Згинання стержнів (операція 1.4) Для виготовлення повздовжніх стержнів каркасу К3,5-30 потрібно виконати 2 згинання. На 1 комплект кількість згинань дорівнює: 2·4=8 згинань(чисельник), а годинну потребу 8·8,94 =71,52 згин. (знаменник).

Для виготовлення петлі П3 потрібно виконати 5 згинань попередньо заготовленого стержня. На 1 комплект кількість згинання складає: 5·2=10 шт. (чисельник), а годинну потребу 10·8,94 =89,94 шт. (знаменник).

Навивання гармошок (операція 1.7) навивання гармошок відбувається на каркасо-намотувальних машинах. Обсяг робіт визначається кількістю гармошок. На 1 комплект кількість гармошок дорівнює: 1 (чисельник), а годинну потребу 1·8,94 =8,94 гармошок. (знаменник).

Складання просторового каркаса(операція 3.2). Ця операція виконується на вертикальному кондукторі-маніпуляторі, обладнаному підвісними зварювальними машинами. Продуктивність визначається кількістю зварних точок. При визначенні їх числа слід мати на увазі, що кожен повздовжній стержень каркаса має бути приварений до гармошки та у 4 точках до кожної сітки голови. Таким чином кількість зварних точок становить: 5 сіток С30 зварюються 4-ма повздовжніми прутками СТ1 у 4 точках , тобто 5·4= 20 точок; ці ж прутки приварюються до каркасу К3,5-30 4 точках. Гармошка приварюється по 4 зварних точки на виток - 7 витків (у зоні з розміром кроку 100мм) + 7,5 витків ( у зоні з кроком 200мм) +10 витків (у зоні з кроком 100мм) + 2,5 витки ( загострення сваї - крок 100мм), тобто (7+7,5+10+2,5)·4=108 точок. 4 повздовжні прутки каркасу К3,5-30 в загостренні палі зварюються в пучок, тобто 3 зварні точки. Загальна кількість становить 20+4+108+3=135 точок.

Петлі П3 також приварюються до просторового каркаса. Точки їх з'єднання: 2·4=8 точок.

Таким чином, загальна кількість зварювальних точок для одного комплекту ( арматурного каркасу) дорівнює сумі точок, визначених вище, тобто 135+ 8=143 точок ( в табл2.4 чисельник). Тоді на 8,94 комплектів (годинна продуктивність) загальна кількість точок буде становити 143·8,94=1278,42 точок (знаменник).

Визначивши обсяги робіт для кожного арматурного елемента по всім операціям технологічного процесу, потрібно чисельники по окремих видах робіт і занести у підсумковий рядок відомості обсягів робіт (табл2.5).



Таблиця 2.5 - Відомість обсягів робіт

Марка арматурного елемента	Операції технологічного процесу (код)
	1.1	1.4	1,7	2.1	3.2
	Погонні метри	Кількість згинань	Кількість гармошок	Кількість зварних точок	Кількість зварних точок
К3,5-30	Поз. 1
	Поз. 2
С30
ПЗ
ПК
СТ1
Разом

Примітка. У чисельнику наводиться обсяг робіт на один комплект, у знаменнику - на годинну потребу.

1.4 Вибір устаткування

Таблиця 2.6 - Вибір устаткування

Код	Назва операції	Основні харак-ки стержнів сталі	Назва устаткування	Марка устаткування	Основні технічні харак-ки
1.1	Виправилення і різання сталі	O10 А-І O5 В-І	Правильно-відрізний автомат	И-6118	25 м/хв
1.4	Гнуття стержнів	O10 А-І	Вигинальний верстат	СМЖ-173 (С-146А)	300 згинань за годину
1.7	Навивання	O5 В-І	Каркасно-намотувальна машина	СКТБ-933-01	6 каркасів за годину
2.1	Одноточкове зварювання	O5 В-І	Контактна одно точкова машина	МТП -5 (МТ-1207)	40 зварювань за хвилину
3.2	Складання просторового каркасу	O10 А-І O5 В-І	горизонтальний кондуктор	СМЖ-286А	800 точок/год

1.5 Розрахунок потрібної кількості устаткування

Кількість устаткування, потрібного для виконання заданого обсягу випуску арматурних виробів і закладних деталей, визначається за формулою:

Де : V_год. - годинний обсяг арматурно-зварювальних робіт;

П_орг - організаційна продуктивність верстатів;

П_м- машинна продуктивність, яку наведено в технічній характеристиці машини;

К_орг - коефіцієнт організації, наведений в табл.2.7. Методичних вказівок до виконання курсового проекту

Таблиця 2.7 - Розрахунок необхідної кількості устаткування

Назва устаткування, марка	Машинна продуктивність	Годинний обсяг робіт	Корг	Прийнята кількість, шт.
Правильно-відрізний верстат	1500 м/год		0,7	281,79/25·60·0,7=0,27=1шт
Верстат для згинання стержнів	300 згин /год		0,2	161,46/300·0,2=2,61=3шт
Каркасно-намотувальна машина	6 гармошок/год		1	8,94/6·1=1,49=2 шт
Контактна одно точкова машина	2400 звар/год		0,75	1117,5/40·0,75·60=0,62=1шт
Вертикальний кондуктор для складання просторових каркасів	800 точок/год.		1	/800·1=1,31=2шт



Висновки до даної курсової роботі

В результаті розрахунку арматурного елементу для виробництва залізобетонних паль з річною продуктивністю П_річн= 11800 м³/рік, було розраховано необхідну кількість технологічного обладнання (табл. 2,8)

Таблиця 2,8 - Необхідна кількість технологічного обладнання для виготовлення паль

Назва устаткування, марка	Необхідна кількість, шт.
Правильно-відрізний автомат И-6118	1
Вигинальний верстат СМЖ-173 (С-146А)	3
Каркасно-намотувальна машина СКТБ-933-01	2
Контактна одно точкова машина МТП -5 (МТ-1207)	1
горизонтальний кондуктор СМЖ-286А	2



Список використаної літератури

1. Зайчекко М.М., Толчин С.М., Братчун В.І., Доля А.Г. Технология производства арматурных элементов и изделий для железобетонных изделий. Научное пособие. -- Макеевка: ДонДАБА. 2001. -- 94 с.

2. Русанова Н.Г.. Пальчик П.П.. Рижанкова Л.М. Технология бетонных и железобетонных изделий: (ч.2). -К.: Высшая школа, 1994.

3. ГОСТ 19804.1-79. Сваи забивные железобетонные цельные сплошного квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой, конструкций и измерений.

4. Методические указания к выполнению лабораторных работ с дисциплины "Технология арматурных работ" для студентов специальности "Технология строительных конструкций, изделий и материалов" / Докторов Є.Г., Гиль Ю.Б. - Харьков: ХГТУСА, 2008. - 36 с.

Размещено на Allbest.ru