Определение числа и веса конструкций для строительства производственного здания

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ РАБОТ ПО ОТРЫВКЕ КОТЛОВАНОВ И ОБРАТНОЙ ЗАСЫПКЕ

Производственное здание

Под каждую колону, расположенных вдоль осей будущего здания отдельно роется котлован. Котлованы разрабатываются с откосами.                                     _____

Расчет объема котлована производится по формуле: Vк=(Hк/3)*(S1+S2+√S1*S2), где

Hк - глубина котлована (м),

S1 - площадь котлована по низу (м²),

S2 - площадь котлована по верху с учетом величины откосов (м²).

b=45° - угол откоса,

Bк=1,60*tg(45°)=1,60 (м) - заложение откоса,

S1=225,00 (м²),

S2=484,84 (м²),

Vк=(1,60/3)*(225,00 +484,84+√225,00*484,84)=554,734 (м³),

Vко=Vк*Nк=554,734*4=2218,936 (м³) - общий объём котлованов,

hтр=0,20(м) - толщина трамбовочного слоя,

Sтр=10749,31 (м²) - площадь трамбовки,

Sср=6492,640 (м²) - площадь срезки растительного слоя.

Административное здание

Для устройства фундаментов отрываем котлован под всем зданием и въездную траншею. Котлован и траншея разрабатывается с откосами.                        _____

Расчет объема котлована производится по формуле: Vк=(Hк/3)*(S1+S2+√S1*S2), где

Hк - глубина котлована (м),

S1 - площадь котлована по низу (м²),

S2 - площадь котлована по верху с учетом величины откосов (м²).

b=45° - угол откоса,

Bк=2,00*tg(45°)=2,00 (м) - заложение откоса,

S1=714,24 (м²),

S2=504,64 (м²),

Vк=(2,00/3)*(714,24 +504,64+√714,24*504,64)=1212,828 (м³).

Расчет объема въездной траншеи производится по формуле: Vтр=(Hк/2)*Lтр*Bтр, где

Hк - глубина котлована,

Lтр - длина траншеи, причём Lтр=Hк/tg(d)

Bтр - ширина траншеи.

d=15°- угол наклона въездной траншеи,

Bтр=3,5(м) - ширина въездной траншеи,

Lтр=Hк/tg(δ)=2,00/tg(15°)=7,285 (м) - длина въездной траншеи,

Vтр=(2,00/2)*7,285 *3,5=25,496 (м³) - объём въездной траншеи,

Vок=Vк+Vтр=1212,828+25,496=1238,324 (м³) - общий объём котлована и въездной траншеи,

Vф=Vп+Vб=769,760 (м³) - объём, занимаемый фундаментом, где Vп и Vб - объёмы фун. подушек и фун. блоков,

Vоз=Vок-Vф=1238,324-769,760=468,564 (м³) - объём обратной засыпки,

hтр=0,20(м) - толщина трамбовочного слоя,

Sтр=2342,819 (м²) - площадь трамбовки,

Sср=714,240 (м²) - площадь срезки растительного слоя.

ВЫБОР СПОСОБА РАБОТ И КОМПЛЕКТОВ МАШИН ДЛЯ РАЗРАБОТКИ КОТЛОВАНА

Варианты комплектов машин выбираются с учетом структуры работ по отрывке котлована. Ведущей машиной является экскаватор. Предварительный выбор по таб. 19 [2]

Рассмотрим 2 варианта.

1. Экскаватор ЭО-2621А(обратная лопата) с ёмкостью q=0,25 (м³) разрабатывает объем грунта под производственное здание V=2218,936 (м³),

Экскаватор ЭО-3311Г(обратная лопата) с ёмкостью q=0,4 (м³ )разрабатывает объем грунта под административное здание V=1238,324 (м³).

2. Экскаватор Э-5015(обратная лопата) с ёмкостью q=0,5(м³) разрабатывает объем грунта под производственное здание V=2218,936 (м³),

Экскаватор ЭО-2621А(обратная лопата) с ёмкостью q=0,25 (м³)  разрабатывает объем грунта под административное здание V=1238,324 (м³).

Для обратной засыпки грунта используется бульдозер ДЗ-18. В соответствии со СНиП [3] при разработке грунтов, меняющих свои свойства под влиянием атмосферных воздействий, в выемках оставляют защитный слой грунта - недобор, который позже удаляется непосредственно перед началом монтажа фундамента. В случае административного здания с помощью бульдозера, а в случае промышленного здания вручную.

Для перемещения грунта будут использоваться в 1 варианте ГАЗ-93А с грузоподъемностью Q=2,25 (т) и ЗИЛ-585 с грузоподъемностью Q=3,5 (т), а для 2 варианта ЗИЛ-585 с грузоподъемностью Q=3,5 (т) и ГАЗ-93А с грузоподъемностью Q=2,25 (т).

Примечание

1 - 1 вариант ПЗ

2 - 2 вариант АЗ

3 - 1 вариант ПЗ

4 - 2 вариант АЗ

УСТАНОВЛЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ РАБОТ И РАСЧЁТ КОЛИЧЕСТВА ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

1. Определяем число ковшей грунта, вмещаемое в кузов в соответствии с грузоподъемностью автосамосвала.

Имеем в виду, что в кузов можно поместить от 3 до 6 ковшей грунта, причем перегруз автосамосвала может быть до 5%, а недогруз до 10% грузоподъёмности ((-) - недогруз (+) - перегруз).

6 ≥ Мⁱ=(Qⁱ*Кр)/(r*qⁱ*Кнⁱ) ≥ 3, где

Qⁱ - техническая грузоподъемность автосамосвала (т),

Кр - коэф. первоначального разрыхления грунта табл.4[2],

r - плотность грунта (т/м³) табл.3[2],

qⁱ - ёмкость ковша экскаватора (м³),

Кнⁱ - коэф. наполнения ковша табл.28[2].

М¹=(Q¹*Кр)/(r*q¹*Кн¹)=(2,25*1,10)/(1,60*0,25*0,85)=7,28 ≈7 (ковшей), ≈4,0%

М²=(Q²*Кр)/(r*q²*Кн²)=(3,50*1,10)/(1,60*0,50*0,85)=5,66≈6(ковшей),≈-5,6%

М³=(Q³*Кр)/(r*q³*Кн³)=(3,50*1,10)/(1,60*0,40*0,85)=7,08≈7(ковшей),≈1,1%             М⁴=(Q⁴*Кр)/(r*q⁴*Кн⁴)=(2,25 *1,10)/(1,60*0,25*0,85)=7,28 ≈7(ковшей). ≈4,0%

2. Рассчитываем длительность погрузки самосвала.

tnⁱ=M/(nⁱ*Кт), где

М - число ковшей грунта,

nⁱ -  число циклов экскавации в минуту

nⁱ=60/tц.экс.ⁱ

tц.экс.ⁱ - продолжительность цикла работы экскаватора (сек) табл.27[2],

Кт - коэф., зависящий от организации работ по погрузке грунта табл.26[2].

n¹=60/tц.экс.¹=60/19,0=3,2(раз), tп¹=M/(n¹*Кт)=7 /(3,2*0,94)=2,4 (мин),

n²=60/tц.экс.²=60/22,0=2,7 (раз), tп²=M/(n²*Кт)=6/(2,7*0,94)=2,3 (мин),

n³=60/tц.экс.³=60/20,0=3,0 (раз), tп³=M/(n³*Кт)=7/(3,0*0,94)=2,5 (мин),

n⁴=60/tц.экс.⁴=60/19,0=3,2 (раз), tп⁴=M/(n⁴*Кт)=7/(3,2*0.94)=2,4 (мин).

3. Рассчитываем длительность цикла работы автосамосвала.

Тцⁱ=tпⁱ+(2*Λ)/Vср+tрмⁱ+tмⁱ, где

Λ - среднее расстояние перевозки грунта (м),

Vср - средняя скорость движения автосамосвала (м/мин) табл.34[2],

tрм - время разгрузки с маневрированием (мин) табл.35[2],

tм - время маневрирования в забое (мин) табл.35[2].

Тц¹=tп¹+(2*Λ)/Vср+tрм¹+tм¹=2,4+(2*1000)/366,7 +1,0+0,6=9.4 (мин),

Тц²=tп²+(2*Λ)/Vср+tрм²+tм²=2,3+(2*1000)/366,7 +1,2+0.8=9,8 (мин),

Тц³=tп³+(2*Λ)/Vср+tрм³+tм³=2,5+(2*1000)/366,7 +1,2+0.8=9.9 (мин),

Тц⁴=tп⁴+(2*Λ)/Vср+tрм⁴+tм⁴=2,4+(2*1000)/366,7 +1,0+0,6=9,4 (мин).

4. Определяем число автосамосвалов.

Nⁱ=Tцⁱ/tпⁱ, где

Tц - длительность цикла работы самосвала,

tп - длительность погрузки самосвала.

N¹=Tц¹/tп¹=9,4/2,4=4,0≈4 (машин),

N²=Tц²/tп²=9,8/2,3=4,2≈4(машин),

N³=Tц³/tп³=9.9/2,5=4,0≈4(машин),

N⁴=Tц⁴/tп⁴=9.4/2,4=4,0≈4(машин).

РАСЧЁТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ОСНОВНЫХ И КОМПЛЕКТУЮЩИХ МАШИН

Эксплуатационная производительность экскаватора

Пэⁱ=(3600*Т*qⁱ*Кнⁱ*Кв)/(tц.экс.ⁱ*Кр), где

Т - продолжительность смены (ч),

q - емкость ковша экскаватора (м³),

Кн - коэф. наполнения ковша табл.28[2],

Кв - коэф. использования экскаватора за определенный период работы,

tц.экс. - продолжительность цикла работы экскаватора (сек) табл.27[2],

Кр - коэф. первоначального разрыхления грунта табл.4[2].

Пэ¹=(3600*Т*q¹*Кн¹*Кв)/(tц.экс.¹*Кр)=(3600*8,20*0,25*0,85*0,8)/(19,0*1,10)=240.115 (м³/см.)

Пэ²=(3600*Т*q²*Кн²*Кв)/(tц.экс.²*Кр)=(3600*8,20*0,5*0,85*0,8)/(22,0*1,10)=414,744 (м³/см.)

Пэ³=(3600*Т*q³*Кн³*Кв)/(tц.экс.³*Кр)=(3600*8,20*0.4*0,85*0,8)/(20,0*1,10)=364,975 (м³/см.)

Пэ⁴=(3600*Т*q⁴*Кн⁴*Кв)/(tц.экс.⁴*Кр)=(3600*8,20*0,25*0,85*0,8)/(19,0*1,10)=240,115 (м³/см.)

ПОТРЕБНОЕ ЧИСЛО МАШИНО-*СМЕН

Тсмⁱ=Vⁱ/Пэⁱ, где

Vⁱ – объем разрабатываемого грунта,

Пэⁱ – производительность экскаватора.

Тсм¹=V¹/Пэ¹=2218,936/240,115 =9,241 (смен),

Тсм²=V¹/Пэ²=2218,936/414,744 =5,350 (смен),

Тсм³=V²/Пэ³=1238,324/364,975 =3,393 (смен),

Тсм⁴=V²/Пэ⁴=1238,324/240,115 =5,157 (смен).

ТРУДОЁМКОСТЬ РАЗРАБОТКИ ЕДЕНИЦЫ ОБЪЁМА ГРУНТА

qe=(Тм.см.ⁱ*nⁱ+Тм.см.ⁱ*nⁱ*Nⁱ+Тм.см^j*n^j+Тм.см.^j*n^j*N^j)/(V¹+V²), где

Тм.см.ⁱ - потребное число машино-смен,

nⁱ - число рабочих,

N - количество автосамосвалов,

Vⁱ - объём разрабатываемого грунта (м³),

Т - продолжительность смены (ч).

qe¹=(Тм.см.¹*n¹+Тм.см.¹*n¹*N¹+Тм.см³*n³+Тм.см.³*n³*N³)/(V¹+V²)=(9,241*1+9,241 *1*4+3,393*1+3,393*1*4)/(2218,936+1238,324)=0,0183 (чел.смен/м³),

qe²=(Тм.см.²*n²+Тм.см.²*n²*N²+Тм.см⁴*n⁴+Тм.см.⁴*n⁴*N⁴)/(V¹+V²)=(5.350*1+5,350*1*4+5,157*1+5.157*1*4)/( 2218,936+1238,324)=0.0152 (чел.смен/м³).

СЕБЕСТОИМОСТЬ РАЗРАБОТКИ 1 КУБОМЕТРА ГРУНТА

Сe=1,08*(См.см.эксⁱ*Тм.см.ⁱ+См.см.самⁱ*Тм.см.ⁱ*Nⁱ+ См.см.экс^j*Тм.см.^j+См.см.сам^j*Тм.см.^j*N^j)/(V¹+V²), где

См.см.экс - себестоимость машино-смены экскаватора (руб),

См.см.сам - себестоимость машино-смены автосамосвала (руб),

Тм.см. - потребное число машино-смен,

N - количество автосамосвалов,

V - объём разрабатываемого грунта (м³).

Сe¹=1,08*(См.см.экс¹*Тм.см.¹+См.см.сам¹*Тм.см.¹*N¹+См.см.экс³*Тм.см.³+См.см.сам³*Тм.см.³*Nⁱ)/(V¹+V²)=1,08*(30,340*9,241+12,402*9,241*4+35,424*3,393+17,920*3,393*4)/( 2218,936+1238,324)=0,3443 (руб/м³),

Сe²=1,08*(См.см.экс²*Тм.см.²+См.см.сам²*Тм.см.²*N²+См.см.экс⁴*Тм.см.⁴+См.см.сам⁴*Тм.см.⁴*N⁴)/(V¹+V²)=1,08*(48,954*5.350+18,038*5,350*4+30,340*5,157+12,402*5,157*4)/( 2218,936+1238,324)=0,3312 (руб/м³).

Себестоимость машино-смены экскаватора

См.см.эксⁱ=(См.ч.эⁱ+Сз.п.ⁱ)*T, где

См.ч.э – цена машино-часа экскаватора (руб/ч) по [3],

Сз.п. – заработная плата (руб/ч) по [3],

Т - продолжительность смены (ч).

См.см.экс¹=(См.ч.э¹+Сз.п.¹)*T=(2,65+1,05)*8,20=30,340 (руб),

См.см.экс²=(См.ч.э²+Сз.п.²)*T=(4,22+1,75)*8,20=48,954 (руб),

См.см.экс³=(См.ч.э³+Сз.п.³)*T=(3,29+1,03)*8,20=35,424 (руб),

См.см.экс⁴=(См.ч.э⁴+Сз.п.⁴)*T=(2,65+1,05)*8,20=30,340 (руб).

Себестоимость машино-смены автосамосвала

См.см.самⁱ=Сэⁱ+Эeⁱ*Лпр.см.ⁱ, где

Сэ - эксплуатационные расходы, не зависящие от пробега (руб) по табл.33[2],

Эe - расходы, относящиеся к 1 км пробега (руб/км) по табл.33[2],

Лпр.см. - сменный пробег автосамосвала (км).

См.см.сам¹=Сэ¹+Эe¹*Лпр.см.¹=7,30+0,061*83,632=12,402 (руб),

См.см.сам²=Сэ²+Эe²*Лпр.см.²=9,76+0,103*80,368=18,038 (руб),

См.см.сам³=Сэ³+Эe³*Лпр.см.³=9,76+0,103*79,221=17,920 (руб),

См.см.сам⁴=Сэ⁴+Эe⁴*Лпр.см.⁴=7,30+0,061*83,632=12,402 (руб).

Сменный пробег автосамосвала

Лпр.см.ⁱ=2*Λ*Кв*60*Т/Тцⁱ, где

Λ - дальность перемещения грунта (км),

Кв - коэф. использования экскаватора за определенный период работы,

Т - длительность смены (ч),

Tц - длительность цикла работы самосвала (мин).

Лпр.см.¹=2*Λ*Кв*60*Т/Тц¹=2*1,00*0,8*60*8,20/9,4=83,632 (км),

Лпр.см.²=2*Λ*Кв*60*Т/Тц²=2*1,00*0,8*60*8,20/9,8=80,368 (км),

Лпр.см.³=2*Λ*Кв*60*Т/Тц³=2*1,00*0,8*60*8,20/9,9=79,221 (км),

Лпр.см.⁴=2*Λ*Кв*60*Т/Тц⁴=2*1,00*0,8*60*8,20/9,4=83,632 (км).

	1 вариант	2 вариант
Тсм, (смен)	9.241(ПЗ)	5,350(ПЗ)
	3,393(АЗ)	5,157(АЗ)
qe, (чел.смен/м3)	0,0183	0.0152
Сe, (руб/м3)	0,3443	0,3312

Так как себестоимость Сe^1-3=0,3443 (руб/м³) больше себестоимости Сe^2-4=0,3312 (руб/м³), то выбираем 2 вариант комплекта машин.

КОМПЛЕКТ МАШИН

1. Экскаватор Э-5015(обратная лопата) с ёмкостью ковша