Н.В. Гилязидинова Выбор оптимального варианта механизации монтажных работ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра технологии строительного производства

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА МЕХАНИЗАЦИИ МОНТАЖНЫХ РАБОТ

Методические указания к курсовому проекту «Монтаж сборных железобетонных конструкций промышленных зданий» по дисциплине «Технология возведения зданий и сооружений» для студентов специальности 290300

«Промышленное и гражданское строительство» дневной формы обучения

Составители Н.В. Гилязидинова Т.Н. Санталова

Утверждены на заседании кафедры Протокол № 9 от 28.06.02

Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией специальности 290300 Протокол № 14 от 28.06.02

Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ

Кемерово 2002

1

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Самостоятельным разделом в курсовом проекте по дисциплине «Технология возведения зданий и сооружений», а также в выпускной квалификационной работе и дипломном проекте является техникоэкономическое обоснование строительно-монтажных работ.

Цель данного раздела – сформировать у студентов навыки оптимального обоснованного проектирования строительных процессов.

В процессе проектирования студент должен решить следующие задачи:

-разработать методы возведения промышленного здания (в нескольких вариантах);

-выбрать кран по техническим параметрам;

-определить производительность кранов и продолжительность ведения работ;

-выбрать оптимальный вариант ведения работ.

2. ВЫБОР МЕТОДОВ ВЕДЕНИЯ РАБОТ

Выбор и обоснование методов монтажа производят на основе изучения нормативной и специальной литературы по данному вопросу [1, 2, 3] и передового опыта [4, 5], анализа объёмно-планировочных решений здания, определения критериев оценки технологических решений.

Анализ объёмно-планировочных решений

Анализ объёмно-планировочных решений здания предполагает установление размеров здания, величины пролёта, шага средних и крайних колонн, высоты здания, наличия кранового оборудования и подстропильных конструкций.

Возведение зданий из унифицированных типовых секций сокращает возможное количество типоразмеров и позволяет использовать типовые сборные железобетонные конструкции. Это несколько сужает поиск оптимальных решений при определении последовательности установки конструкций.

На основе анализа архитектурно-планировочных решений здания намечают последовательность установки конструкций и направление монтажа.

2

Методы ведения монтажа

Для зданий, не оборудованных мостовым краном и подстропиль-

ными конструкциями, возможно продольное и поперечное направление

ведения работ.

Здания с подкрановыми балками и подстропильными конструкциями целесообразно возводить продольным методом.

Установку стеновых панелей для всех зданий выполняют после монтажа основных несущих конструкций при движении крана по периметру здания.

Анализируя массу и размеры конструкции, можно принять решение о целесообразности укрупнения их в блоки. Сборные железобетонные конструкции, имеющие значительную массу, поставляются готовыми к установке и укрупнения не требуют.

Вплоские блоки на площадке укрупняют, например, стропильные фермы и конструкции фонарей; в пространственные – подкрановые балки и тормозные фермы.

Взависимости от последовательности установки конструкций различают дифференцированный, комплексный и комбинированный методы монтажа.

При возведении одноэтажных промышленных зданий работы вы-

полняют комбинированным методом.

После установки колонн в стаканы фундаментов и заделки стыков требуется технологический перерыв до набора бетоном необходимой прочности. Это обстоятельство делает целесообразным выделение про-

цесса монтажа колонн в дифференцированный поток.

Монтаж стеновых панелей ведут после установки несущих конструкций каркаса при обеспечении устойчивости смонтированной части здания. Специфические особенности монтажа этих конструкций и схема движения крана позволяют выделить их в дифференцированный по-

ток.

Всоответствии с требованиями СНиП III-4-80* и СНиП 3.03.01-87 после установки каждой очередной фермы (или балки) следует устанавливать плиты покрытия. Поэтому монтаж конструкций покрытия ведут комплексным методом.

Решения по установке других конструкций проектировщик принимает самостоятельно на основании технико-экономических показателей.

3

Выбор монтажных кранов

Одним из важнейших этапов проектирования является рациональный выбор монтажных кранов.

Конструкции одноэтажных промышленных зданий, как правило, можно монтировать кранами различных типов. Поэтому при рассмотрении схем организации монтажа обычно намечают большое число вариантов, отличающихся как числом, так и типоразмерами используемых кранов, а также условиями производства работ (направлением движения монтажа, последовательностью установки и т.п.).

Самоходные стреловые краны во время работы меняют вылет грузового крюка ( Lкр) и высоту подъёма ( Нкр ). Поэтому при выборе тако-

го крана необходимо вначале найти место его стоянки, соответствующее всем технологическим требованиям, в том числе и правилам складирования конструкций.

Например, при монтаже колонн одноэтажного промышленного здания пролётом 18 м кран может передвигаться вдоль ряда колонн и с одной стоянки монтировать 1, 2 или 4 колонны (рис. 1, а, б, в, г).

а)

в)

	б)
Ст.А	Ось движения	Ст.Б	Ст.Б
	крана

Ст.В	г)
	Ст.Г	Ст.Г

Ст.В

Рис. 1. Выбор стоянок монтажного крана:

а– кран устанавливает с одной стоянки четыре колонны;

б– то же, две колонны; в – то же, две колонны;

г– то же, одну колонну; Ст.А, Ст.Б, Ст.В, Ст.Г – стоянки кранов

По схеме (рис. 1, а) кран проходит посередине 18-метрового пролёта и, останавливаясь посередине (Ст.А), имеет вылет стрелы L ≥15 м, при этом с одной стоянки монтирует четыре колонны.

4

По схеме (рис. 1, б, в) кран, делая стоянки в точках Б и В, устанавливает по две колонны на вылетах стрелы, соответственно равных 9 и 12 м. Причём на рис. 1, б направление движения крана продольное, а на рис. 1, в – поперечное.

По схеме (рис. 1, г) кран идёт вблизи одного ряда колонн, а затем монтирует колонны другого ряда. Такое приближение позволяет сократить вылет стрелы до 5-6 м, но кран с одной стоянки устанавливает только по одной колонне, и путь движения его увеличивается.

Важное значение имеет и организация складов. Она определяет параметры движения кранов (угол поворота, перемещение и др.), что, в свою очередь, скажется на производительности и безопасности работ.

Конструкции одноэтажных промышленных зданий могут иметь различную массу и размеры, однако из этого не следует, что для каждого конструктивного элемента следует брать отдельный кран.

При монтаже одноэтажного промышленного здания с железобетонным каркасом возможно организовать несколько монтажных потоков, каждому из которых определить свой кран, или последовательно монтировать конструкции одним краном.

Возможные варианты приведены в табл. 1.

Таблица 1

Варианты организации монтажных работ

Наименование монтируемых	Количество используемых кранов
конструкций			по вариантам
	1	2		3		4	5
Колонны	1	1		1		1
Подкрановые балки	2	2
Подстропильные конструкции	3			2		2	1
Стропильные конструкции и	4	3
плиты покрытия
Стеновые панели	5	4		3		1

Максимальное количество потоков монтажа равно 5, минимальное равно 3. Наличие нескольких различных кранов должно быть оправдано целесообразностью использования, наряду с лёгкими, более мощных и дорогих кранов, необходимых для монтажа тяжёлых элементов.

5

Пример 1

Выбрать комплект кранов для монтажа железобетонных конструкций одноэтажного многопролётного промышленного здания.

Анализ проекта показал, что монтаж отдельных конструкций мо-

жет производиться кранами следующих типов:
колонны	- МКГ-25
подкрановые балки	- МКГ-25
стропильные конструкции и плиты покрытия	- СКГ-63
стеновые панели	- МКГ-16

Исходя из наличия кранов, монтажные работы могут быть организованы следующим образом.

Вариант 1. Все конструкции монтируются краном СКГ-63. Вариант 2. Конструкции покрытия монтируются краном СКГ-63,

остальные конструкции – одним краном МКГ-25.

Вариант 3. Конструкции покрытия монтируются краном СКГ-63, колонны – одним краном МКГ-25, подкрановые балки – другим краном МКГ-25. По окончании монтажа колонн и подкрановых балок оба крана МКГ-25 переходят на монтаж стеновых панелей.

Вариант 4. Конструкции покрытия монтируются краном СКГ-63, колонны и подкрановые балки – краном МКГ-25, стеновые панели – краном МКГ-16.

Вариант 5. Конструкции покрытия монтируются краном МКГ-25, подкрановые балки – другим краном МКГ-25, стеновые панели – краном МКГ-16.

Вариант 6. Отличается от варианта 5 тем, что, закончив монтаж колонн и подкрановых балок, оба крана МКГ-25 переходят на монтаж стеновых панелей (в дополнение к крану МКГ-16).

Требуемые технические параметры кранов определяют по известным методикам [1, 2, 3] с учётом намеченных методов ведения работ.

Выбор крана производят по справочной литературе [1, 4]. Результаты выбора марки стрелового крана с учётом оптимально-

го места его стоянки сводят в табл. 2.

Окончательное решение принимают после техникоэкономического сравнения вариантов, которое включает:

-определение сменной эксплуатационной производительности монтажных кранов Пэ. см (т/смена, м3/смена);

-определение продолжительности ведения работ Т (дни, смены);

-определение стоимости механизированных затрат Со (р.).

6

Таблица 2

Результаты выбора кранов

Наименование		Монтажные				Краны, пригодные
монтируемых		характеристики			по техническим параметрам
конструкций		конструкций
	высота подъёма		грузоподъёмность Q,т			I вариант			II вариант
				вылет стрелы Lстр,м			тех-			тех-
		Нкр, м					ниче-			ниче-
							ские			ские
							харак-			харак-
					марка		тери-	марка		тери-
							стики			стики

3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ СРАВНЕНИЯ ВАРИАНТОВ

3.1. Определение сменной эксплуатационной производительности монтажных кранов

Для определения сменной эксплуатационной производительности сначала вычерчивают схему монтажа в произвольном масштабе с указанием мест стоянки крана и складирования материалов. При раскладке элементов, предназначенных для монтажа их самоходным стреловым краном, следует выполнять следующие общие требования.

1.Не рекомендуется менять вылет стрелы крана в процессе подъёма монтажного элемента, а также во время перемещения его к месту установки в проектное положение.

Чтобы не менять вылет стрелы при перемещении груза, необходимо обеспечить надлежащую раскладку элементов сборных конструкций. Например, при монтаже колонн место расположения крюка крана во время зацепления элемента и центр опоры устанавливаемой конструкции должны быть на одном и том же радиусе поворота стрелы крана (см. рис. 2). Места расположения крюка крана при креплении стропов в

точках А1 и А2 и центры стакана фундаментных башмаков Б1 и Б2 находятся на одном радиусе. Ближние к крану колонны монтируют при вылете стрелы R1 =4,5 м, а дальние колонны – при R2 =7,5 м.

2.Угол поворота стрелы α монтажного крана в горизонтальной плоскости следует принимать возможно малым (рис. 3).

7

M

M

ББ

Рис. 2. Сохранение неизменного вылета стрелы крана при монтаже колонн

M

Рис. 3. Сохранение неизменного вылета стрелы крана при монтаже балок:

1 − проектное положение балки; 2 − положение балки при подъёме; 3 − монтажный кран; 4 − колонна; L − длина балки

При больших углах α удлиняется путь поворота стрелы крана, увеличивается время, затрачиваемое на поворот, снижается производительность труда машиниста-крановщика, а также значительно расширяется рабочая зона, т.е. зона, в пределах которой производится перемещение монтажного элемента и где могут произойти несчастные случаи.

8

3. Монтажные элементы, находящиеся в зоне работы крана, следует располагать на подкладках. Высота подкладок должна быть такой, чтобы можно было под конструкцию подвести хомуты, скобы и другие элементы зацепляющих устройств (стропов).

При раскладке колонн дополнительно к указаниям, приведённым ранее, следует учитывать следующее:

-колонны должны полностью укладываться в пределах зоны раскладки так, чтобы оставалось место для проезда и прохода; между отдельными разложенными колоннами или другими конструкциями необходимо оставлять проходы шириной не менее 0,7-1 м для свободного

ибезопасного движения рабочих;

-желательно, чтобы все колонны были уложены однотипно по отношению к фундаменту и стоянкам крана. В этом случае направление всех движений монтажников остаётся всё время неизменным; вырабатываются определённые навыки и ритм, что способствует улучшению условий безопасности работ и повышению производительности труда.

Раскладку колонн можно осуществлять по различным схемам. При линейной раскладке (рис. 4, а) колонны располагают в одну

линию параллельно оси здания и оси движения крана. При подъёме колонны, перемещении её и установке в проектное положение вылет стрелы крана не меняется. Раскладка колонн по данной схеме может быть выполнена при условии, если длина колонны будет меньше шага фундаментов.

При раскладке колонн уступами (рис. 4, б) колонны располагают параллельно оси монтируемого здания и оси проходки крана. При длине колонн более шага колонны заходят одна за другую, образуя уступы. Точно так же, как и при линейной раскладке, движение стрелы крана происходит по сложной траектории со всеми вытекающими из этого недостатками.

Наклонная раскладка (рис. 4, в) характеризуется расположением колонн под углом к оси монтируемого здания и оси движения монтажного крана. Эта схема находит применение при ограниченных размерах зоны раскладки. Траектория движения стрелы крана остаётся сложной.

Центрированная раскладка колонн (рис. 4, г) характеризуется тем, что траектория поворота крановой стрелы при выполнении монтажной операции представляет собой одностороннюю дугу. Это условие достигается расположением низа колонны в одном створе с фундаментом, в который она должна быть установлена. Монтажный кран поворачивает

9

а)

Ш Ш

А

б)

Ш

Ш

А

в)

Ш

Ш

г)

Ш Ш

Ш

Рис. 4. Раскладка колонн:

а– линейная раскладка; б – уступами; в – наклонная;

г– центрированная; 1 – колонна; 2 – фундамент; 3 – линии траектории движения стрелы крана; 4 – стоянки монтажного крана;

5 – границы зоны раскладки колонн; H1 – длина колонны;

H2 – расстояние до места захвата; Ш – шаг фундаментов