Определение числа и веса конструкций. Фундаментные стаканы и подушки. Плиты перекрытия. Варианты комплектов машин для производства работ

ВВЕДЕНИЕ

Задачей курсового проекта является проектирование производства работ нулевого цикла, куда входят разработка котлована и монтаж сборных фундаментов (или возведение монолитных).

В задании на проектирование указываются размеры котлована, вид грунта, расстояние транспортировки, наличие грунтовых вод, время производства работ.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА И ВЕСА КОНСТРУКЦИЙ

Производственное здание

Фундаментные стаканы

Vс=1,21 (м³) - объём фунд. стакана,

Pc=Vс*ρ=1,21*2,5=3,025 (т) - вес фун. стакана,

Административное здание

Фундаментные подушки

Vп=1,44 (м³) - объём фун. подушки,

Pп=Vп*ρ=1,44*2,5=3,6 (т) - вес фун. подушки,

Фундаментные блоки

Vб=0,864 (м³) - объём фун. блока,

Pб=Vб*ρ=0,864*2,5=2,16 (т) - вес фун. блока,

Плиты перекрытия

Pпп=Vпп*ρ=1,76 (т) - вес плиты перекрытия,

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ РАБОТ ПО ОТРЫВКЕ КОТЛОВАНОВ И ОБРАТНОЙ ЗАСЫПКЕ

Производственное здание

Вдоль осей будущего здания  роются траншеи. Траншеи разрабатываются с откосами.                                                                                                    

Расчет объема траншеи производится по формуле: Vтр=((F₁+F₂)*H_K)/2, где

H_K - глубина траншеи (м),

F1 - площадь траншеи по низу (м²),

F2 - площадь траншеи по верху с учетом величины откосов (м²).

Vтр=((259.84*2)*1,2)/2=155,91(м³)

B=0 (м) - откос,

F1=259,84 (м²),

F2=259,84 (м²),

Vобщ=Vтр*Nтр=155,91*4=623,64 (м³) - общий объём траншей,

Vоз=

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=((S1+S2)*Hk)/2, где

Hк - глубина котлована (м),

S1 - площадь котлована по низу (м²),

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

B=1,70 (м) - откос,

S1=429,76 (м²),

S2=595 (м²),

Vк=((429,76+595)*3,4)/2=1742 (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)=3,4 /tg(15°)=12,6 (м) - длина въездной траншеи,

Vтр=(3,4/2)*12,6 *3,5=74,97 (м³) - объём въездной траншеи,

Vок=Vк+Vтр=1742+74,97=1816 (м³) - общий объём котлована и въездной траншеи,

Vподв=12*30*3,4=1224 (м³) - объём подвала,

Vоз=Vок-Vф=1816-1224=592 (м³) - объём обратной засыпки,

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 (обратная лопата) с ёмкостью q=0,25 (м³) разрабатывает объем грунта под производственное здание V=1247,2 (м³),

Экскаватор (обратная лопата) с ёмкостью q=0,5 (м³ )разрабатывает объем грунта под административное здание V=1816 (м³).

2. Экскаватор (обратная лопата) с ёмкостью q=0,25(м³) разрабатывает объем грунта под производственное здание V=1247,2 (м³),

Экскаватор (прямая лопата) с ёмкостью q=0,5 (м³)  разрабатывает объем грунта под административное здание V=1816 (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-555 с грузоподъемностью Q=4,5 (т), а для 2 варианта ЗИЛ-555 с грузоподъемностью Q=4,5 (т) и ГАЗ-93А с грузоподъемностью Q=2,25 (т).

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=(Q*Кр)/(r*q*Кн) ≥ 3, где

Q - техническая грузоподъемность автосамосвала (т),

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

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

q - ёмкость ковша экскаватора (м³),

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

М¹=(Q¹*Кр)/(r*q¹*Кн¹)=(2,25*1,20)/(1,80*0,25*1)=6 (ковшей),

М²_обр=(Q²*Кр)/(r*q²*Кн²)=(4,50*1,20)/(1,80*0,50*1)=6(ковшей),

М³_пр=(Q³*Кр)/(r*q³*Кн³)=(4,50*1,20)/(1,80*0,50*1)=5,45≈6(ковшей)             М⁴=(Q⁴*Кр)/(r*q⁴*Кн⁴)=(2,25 *1,20)/(1,80*0,25*1)=6(ковшей)

2. Рассчитываем длительность погрузки самосвала.

tn=M/(n*Кт), где

М - число ковшей грунта,

n -  число циклов экскавации в минуту

n=60/tц

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

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

n¹=60/tц=60/18,0=3,33, tп¹=M/(n¹*Кт)=6 /(3,33*0,9)=2(мин),

n²_обр=60/tц=60/21,0=2,86 , tп²=M/(n²*Кт)=6/(2,86*0,9)=2,33 (мин),

n³_пр=60/tц=60/15,0=4,0 , tп³=M/(n³*Кт)=6/(4,0*0,9)=1,66 (мин),

n⁴=60/tц=60/18,0=3,33 , tп⁴=M/(n⁴*Кт)=6/(3,33*0,9)=2 (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+(2*3500)/583 +1,04+32=15,59 (мин),

Тц²=tп²+(2*Λ)/Vср+tрм²+tм²=2,33+(2*3500)/583 +1,2+0.8=16,33 (мин),

Тц³=tп³+(2*Λ)/Vср+tрм³+tм³=1,66+(2*3500)/583 +1,2+0.8=15,66 (мин),

Тц⁴=tп⁴+(2*Λ)/Vср+tрм⁴+tм⁴=2+(2*3500)/583+1,04+0,32=15,59 (мин).

4. Определяем число автосамосвалов.

Nⁱ=Tцⁱ/tпⁱ, где

Tц - длительность цикла работы самосвала,

tп - длительность погрузки самосвала.

N¹=Tц¹/tп¹=15,59/2=7,79≈8 (машин),

N²=Tц²/tп²=16,33/2,33=7(машин),

N³=Tц³/tп³=15,66/1,66=9,43≈10(машин),

N⁴=Tц⁴/tп⁴=15,59/2=7,79≈8(машин).

РАСЧЁТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ОСНОВНЫХ И КОМПЛЕКТУЮЩИХ МАШИН

1.Эксплуатационная производительность экскаватора

Пэⁱ=(3600*Т*qⁱ*Кнⁱ*Кв)/(tцⁱ*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 - продолжительность цикла работы экскаватора (сек) табл.27[2],

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

Пэ¹= Пэ⁴=(3600*Т*q¹*Кн¹*Кв)/(tц¹*Кр)=(3600*8,20*0,25*1*0,8)/(18,0*1,20)=273 (м³/см.)

Пэ²=(3600*Т*q²*Кн²*Кв)/(tц²*Кр)=(3600*8,20*0,5*1*0,8)/(21,0*1,20)=468,57(м³/см.)

Пэ³_пр=(3600*Т*q³*Кн³*Кв)/(tц³*Кр)=(3600*8,20*0,5*1*0,8)/(15,0*1,20)=656(м³/см.)

2.Эксплуатационная производительность бульдозера

Пб=(3600*Т*Q*Кc*Кв*Ку)/tц, где

Q=ah²/2tgB*Кр

Кр=1,2

Кв=0,8

Ку=1

Кс=1-0,005l=0,94

В=50⁰

a=2,52м

h=0,8м

t_ц= t_н+tп+tг

t_н=l_н/V_н=4,44/1,42=3,12

l_н=2Q/a*h_р=2*,56/2,52*0,1=4,44м

lп=18м

lг= lп- l_н=18-4,44=13,56м

t_ц=4,44/1,42+18/1,552+13,56/1,42=24,3

Пб=(3600*8,2*0,56*0,8*0,94*1)/24,3=511,58(м³/см.)

ПОТРЕБНОЕ ЧИСЛО МАШИНО-СМЕН

Тсмⁱ=Vⁱ/Пэⁱ, где

Vⁱ – объем разрабатываемого грунта,

Пэⁱ – производительность экскаватора.

Т1= V^пз/Пэпз+ Vаз/Пэ^аз+ Vнедоб/Пб

Т1=1247,2/273,3+1816/468,57+36/511,58 =8,55 (смен),

Т2=1247,2/273,3+1816/656+36/511,58=7,44 (смен)

ТРУДОЁМКОСТЬ РАЗРАБОТКИ ЕДиНИЦЫ 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=(Тэ.пз.*1*1+Тэ.пз.*1*8+Тэ.аз*1*1+Тэ.аз.*1*7+Тб*1*1)/(V¹+V²)=(4,6+4,6* *1*8+3,88+3,88*1*7+0,07)/(1247,2+1816)=0,02367 (чел.смен/м³),

qe²=(Тэ.пз.*1*1+Тэ.пз.*1*8+Тэ.аз*1*1+Тэ.аз.*1*10+Тб*1*1)/(V¹+V²)=(4,6+4,6*1*8+2,77+2,77*1*10+0,07)/( 1247,2+1816)=0,02349 (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*(Се.пз*Те.пз.*1+Ссам.пз*Тэ.пз.*8+Се.аз*Те.аз*1+Ссам.аз*Те.аз.*7+23,28*Тб*1)/(V¹+V²)=1,08*(11,92*4,6+30,91*4,6*8+17,21*3,88+41,08*3,88*7+23,28*0,07)/3063,2=0,8379 (руб/м³),

Сe²=1,08*(11,92*4,6+30,91*4,6*8+17,53*2,77+41,08*2,77*10+23,28*0,07)/3063,2=

=0,8393(руб/м³).

Се пз(аз)=Сэ*8,2+Эв*Lпр.см

Lпр.см=2*L*(60*8.2/Tц)*Кв

Lпр.смпз=2*1,5*(60*8,2/15,59)*0,8=75,74км

Lпр.смаз=(2*1,5*60*8,2*0,8)/16,33=72,31км

Lпр.смаз=(2*1,5*60*8,2*0,8)/15,66=75,4км

Се пз=0,89*8,2+0,061*75,74=11,92руб

Се аз1=1,19*8,2+0,103*72,31=17,21руб

Се аз2=1,19*8,2+0,103*75,4=17,53руб

Вывод:

Сравнив варианты по себестоимости выбираем II вариант комплекта машин:

1. Экскаватор (обратная лопата) с ёмкостью ковша