Учебное пособие по выполнению выпускной квалификационной работы (дипломного проекта) для

Учебное пособие по выполнению выпускной квалификационной работы (дипломного проекта) для

студентов, обучающихся по направлению подготовки

Строительство, по профилю «Производство строительных материалов, изделий и конструкций». Квалификация выпускника – бакалавр

заместитель генерального директора по науке ООО «АЖИО», д-р техн. наук, профессор А. М. Харитонов;

начальник лаборатории ООО «Бетон», канд. техн. наук, доцент А. Ю. Ковалева

Проектирование предприятий сборного железобетона: учебное пособие по выполнению выпускной квалификационной работы (дипломного проекта) для студентов, обучающихся по направлению подготовки 270800 – Строительство, по профилю «Производство строительных материалов, изделий и конструкций». Квалификация выпускника – бакалавр / сост.: Ю. В. Пухаренко, И. У. Аубакирова, М. П. Воронцов, Н. А. Елистратов, С. А. Волков, Б. Н. Воронков, Ю. С. Конев, В. А. Яковлев; СПб. Гос. архит.-строит. ун-т. - СПб., 2015. - 174 с.

Приведены общие положения выполнения выпускной квалификационной работы (далее дипломного проекта).

Даются рекомендации по выбору способов изготовления изделий, порядку выполнения технологических расчетов, подбору основного технологического и транспортного оборудования; излагаются состав и порядок составления технологических карт изготовления железобетонных изделий; рассматриваются указания по выполнению смежных частей дипломного проекта, механическому оборудованию и автоматизации процессов, расчету и конструированию железобетонных конструкций производственных зданий, а также выполнению теплотехнической части проекта.

Раздел 1. СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

Дипломное проектирование является завершающим этапом обучения студентов в ВУЗе. К дипломному проектированию допускаются студенты, выполнившие полностью учебный план по направлению подготовки «Строительство» по профилю «Производство строительных материалов, изделий и конструкций».

Тему дипломного проекта студент получает от руководителя, назначенного кафедрой до начала преддипломной практики. При закреплении тем дипломных проектов учитывается участие студентов в научно-исследовательской, рационализаторской и изобретательной работе, а также имеющиеся собранные материалы по передовым технологиям, собранные в период производственных практик.

Задание на дипломное проектирование оформляется по установленной форме руководителем и утверждается заведующим кафедрой до начала дипломного проектирования.

В процессе дипломного проектирования в соответствии с календарным графиком студенты периодически представляют все материалы проекта для проверки и просмотра в комиссии, назначаемой кафедрой.

Защита дипломного проекта является основанием государственной аттестационной комиссии (ГАК) для присвоения студенту квалификации бакалавра техники и технологии.

В дипломном проекте комплексно решаются все вопросы, связанные с проектированием предприятия.

В состав дипломного проекта входят следующие разделы:

5. Автоматизация производственных процессов.

6. Безопасность жизнедеятельности и гражданская защита.

Дипломный проект включает в себя пояснительную записку объёмом 70 ¸ 90 страниц, на бумажном носителе (формат листов А4), графическую часть проекта, состоящую из 6 ¸ 7 листов чертежей формата А1, выполненных в карандаше или с использованием компьютера.

Объём отдельных разделов проекта приведён в таблице 1.1.

В пояснительной записке по каждому разделу проекта приводятся все необходимые описания и расчеты, таблицы, схемы и графики.

Специальная технологическая часть проекта выполняется по согласованию с основным руководителем и может включать детальную и углублённую разработку:

- отдельных технологических процессов производства материалов, полуфабрикатов и изделий;

- процессов организации производства на основе их моделирования и оптимизации;

- узлов рыхления, разгрузки, размораживания и подогрева заполнителей;

- узлов приготовления рабочих растворов химических добавок;

- узлов предварительного разогрева бетонных смесей;

- мероприятий по снижению уровня шума и вибрации рабочих мест;

- принципиальных конструктивных решений новых видов оборудования и оснастки;

- мероприятий по повышению заводской готовности изделий и т. д.;

- результаты исследований по применению химических добавок для улучшения свойств бетонных смесей и бетонов.

При расчете производства годовой объем изготавливаемых основных типов изделий производственных базах ДСК и заводах ЖБИ для промышленного строительства должен обеспечивать комплектный выпуск изделий на целое число домов или зданий. При расчете требуется сначала определить количество формовочных постов для выпуска каждого вида изделий или группы изделий, входящих в технологический ряд.

Расчет производства рекомендуется вести с использованием таблицы 2.2.

Графы 1 ¸ 14 таблицы 2.2 заполняются в соответствии с заданием и режимом работы предприятия.

Сумма показателей по графам 10, 12, 14 и 16 определяет потребность предприятия в бетонной смеси и является в дальнейшем исходной базой для определения мощности бетоносмесительного узла.

Характеристики одной формовки определяются геометрическими размерами и формой изделий, объемом бетона и числом одновременно формуемых изделий и должна быть увязана с техническими характеристиками формовочного и транспортного оборудования (бетоноукладчиков, вибрoплощадок, кассетных установок, электромостовых кранов и т. п.).

Расчет на продолжительность циклов формования и ритмов работы технологических линий, оборачиваемость стендов, продолжительность выполнения операций при изготовлении изделий в кассетах принимаются по нормам технологического проектирования.

В графе 17 определяется расчетное количество формовочных постов, необходимое для выпуска требуемого годового объема изделий одного технологического ряда. Если суммарное расчетное количество формовочных постов составляет 1,0 ¸ 1,2, то принимается один формовочный пост с учетом возможного роста производительности труда до 20 % против нормы. При расчетном количестве формовочных постов больше 12 принимается два поста, при этом с целью полного использования формовочного оборудования годовой объем производства увеличивается за счет выпуска массовых изделий.

Для узкоспециализированных заводов все расчеты сводятся в таблицу 2.3.

При изготовлении мелкоразмерных изделий из обычного тяжелого бетона (перемычек, бортовых камней, карнизных плит и т. п.) рекомендуется применение многоместных форм, чтобы общий объем одновременно формуемых изделий был не менее
0,5 ¸ 0,7 м³.

Размеры форм определяются расчетом в зависимости от количества изделий, размещаемых в форме и их геометрических размеров. Ширину продольных и поперечных бортов формы следует принимать по 150 ¸ 200 мм. Высоту поддонов формы рекомендуется принимать при длине формы 3,0 ¸ 3,8 м – 140 ¸ 180 мм, при длине формы 4,0 ¸ 6,5 м – 200 ¸ 240 мм и при длине формы 6,5 ¸ 12,0 м – 240 ¸ 320 мм.

Размеры и вместимость камер определяется расчетом в зависимости от габаритов форм. Расстояние от продольных и поперечных бортов формы до внутренних поверхностей стенок камер следует принимать 300 мм, расстояние от верхней формы до крышки камеры 150 мм, расстояния между формами при их установке на кронштейны стоек принимаются по 150 мм, а при установке на прокладки 100 мм. Общая высота камеры, как правило, не должна быть более 3,5 м.

Расчет производства для специализированных заводов

Производительность одной стендовой линии определяется по формуле

где

– объем изделий в одной стендовой форме, м³; n – число форм, размещаемых на стендовой линии; Т – расчетное число рабочих суток в году; d – продолжительность одного оборота стендовой линии, сут.‚ определяется по циклограмме работы стендовой линии.

Для коротких стендов на одну форму и для силовых форм

для длинных протяжных стендов d может быть в пределах 1,5 ÷ 2 сут.

Время оборота форм на стенде равно времени оборота стендовой линии.

Требуемое общее количество форм для одной стендовой линии определяется по формуле

где 1,05 – коэффициент, учитывающий, что пять процентов форм находится на ремонте.

Годовая производительность одной стендовой кассетной установки определяется по формуле

где

– суммарный объем бетона всех изделий, изготавливаемых в кассетной установке, м³; T – расчетное количество рабочих суток в году, T = 253 сут.; K _об – коэффициент оборачиваемости одной кассетной установки за сутки, определяется по циклограмме работы всех кассетных установок пролета.

Средний коэффициент оборачиваемости кассетных установок конструкции института «Гипростроммаш» за сутки допускается принимать K _об = 1,15.

Если в кассетных установках предусматривается изготавливать большой изменяемый ассортимент продукции, то годовая производительность одной кассетной установки может быть рассчитана по формуле

где

– суммарный объем всех отсеков кассетной установки, м³; K _з – коэффициент заполнения кассетных отсеков, K _з = 0,9.

Производительность стендовой кассетной технологической линии определяется путем суммирования производительности всех установок на технологической линии.

Годовая производительность конвейеров с шаговым перемещением форм определяется по формуле

где V – объем одновременно формуемых изделий в одной форме или форме-вагонетке; r – ритм работы конвейера, мин.; h – количество рабочих часов в сутки. Принимается при двухсменной работе h = 16 ч; Т – расчетное количество рабочих суток в году, Т = 247 сут.

Количество камер непрерывного действия для тепловой обработки изделий на конвейерной линии определяется по формуле

где S – время тепловой обработки изделий, принимается кратным ритму работы конвейерной линии и с условием, чтобы при расчете получилось целое число камер, ч; r – ритм работы конвейерной линии, мин.; m – число форм или форм-вагонеток, размещаемых по длине камеры; b – число форм или форм-вагонеток, размещаемых по высоте камеры.

Количество пакетов термоформ при бескамерной обработке изделий определяется по формуле

где S – время тепловой обработки изделий, ч; r – ритм работы конвейерной линии, мин.; b – количество термоформ по высоте пакета, шт.

Годовая производительность конвейера непрерывного действия (стан Н. Я. Козлова) определяется по формуле

где V – объем изделий, имеющих длину l, размещаемых по ширине конвейера, м³; f – скорость движения конвейера, м/ч; h – количество рабочих часов конвейера в сутки, h = 16 ч; T – расчетное количество рабочих судок в году T = 247 сут; k _р – коэффициент снижения производительности конвейера из-за разрыва между торцами изделий определяется по формуле

где d´ – длина разрывов (промежутков) между торцами изделий
(0,2 ÷ 0,3 м).

Требуемое количество форм (форм-вагонеток) для конвейеров с шаговым перемещением обрабатываемых изделий определяется по формуле:

где а – число постов на конвейере без поста тепловой обработки; n _т – число форм (форм-вагонеток), находящихся в тепловых агрегатах; b – число форм (форм-вагонеток), находящихся на передаточных устройствах; 1,05 – коэффициент запаса форм на ремонт.

Тип бетоносмесителей выбирается в зависимости от удобоукладываемости смеси и объемов ее приготовления. Бетоносмесительный цех решается с использованием типовых проектов бетоносмесительных секций. При описании бетоносмесительного цеха указываются мероприятия по очистке воздуха (для транспорта цемента) от влаги и масла, а также мероприятия по очистке использованного воздуха от цементной пыли перед выбросом в атмосферу.

Общие положения по организации производства

Организация производства разрабатывается одновременно с технологической частью проекта. При этом решается специализация цехов, участков и технологических линий; определяются структура и организация технологического процесса; разрабатывается технологическая карта изготовления одного из основных видов изделий (выполняется на чертеже); составляется схема организационной структуры управления предприятием.

При разработке структуры организационного построения технологического процесса его расчленяют на отдельные операции, устанавливают порядок и продолжительность выполнения каждой операции и межоперационных перерывов.

Назначение необходимого количества постов на технологической линии производится по данным ранее выполненных проектов предприятий или путем самостоятельной разработки компоновочного решения линии.

В основу построения технологического процесса должны быть положены следующие принципы: специализация, пропорциональность, параллельность, прямоточность, непрерывность, ритмичность, автоматизация.

Закрепление операций за технологическими постами производится с учетом обеспечения технологической и организационной синхронизации поточной линии.

После закрепления операции за постами и установления вица их сочетаний (последовательное, параллельное или параллельно последовательное) производится оснащение постов необходимым оборудованием.

В раздел расчетно-конструктивной части дипломного проекта (дипломной работы) входят расчет и проектирование изготовленных на заводе сборных железобетонных изделий, предназначенных для строительства конкретных строительных объектов.

Виды конструкций (их номенклатура), подлежащие расчету и проектированию, определяется консультантом конструктивной кафедры.

Если в номенклатуре, выпускаемой заводом, отсутствуют изделия, например, по теме проекта: «Завод по выпуску керамзитового гравия», следует рассчитать и запроектировать железобетонные конструкции, входящие в состав проектируемого корпуса завода (конструкции покрытия, колонны, фундаменты, лестничные марши и площадки в здании АБК и т. д.).

Содержание расчетно-пояснительной записки

Расчет строительных конструкций необходимо осуществлять в соответствии с требованиями действующих норм и правил проектирования конструкций на всех стадиях их работы: эксплуатации, транспортирования и монтажа. При этом особое внимание должно быть уделено обоснованию действующих расчетных нагрузок, выбору расчетной схемы и метода расчета. При сложных и громоздких расчетах рекомендуется использовать современные системы программ. Допускается использовать приближенные методы расчета, таблицы, номограммы и литературные источники со ссылкой на последние, которые будут отражать действительную работу конструктивного элемента.

Расчеты нужно пояснять расчетными схемами, таблицами, эпюрами действующих усилий, эскизами элементов с объяснением хода вычислений и написанием расчетных формул. Следует избегать повторяемости расчетов однотипных и сравнительно одинаковых конструкций.

Расчет завершается составлением эскиза или схемы армирования конструкции с указанием главных размеров, диаметра, шага и класса арматуры, которые послужат основой выполнения рабочих чертежей.

Разработку всех конструкций осуществляют на стадии разработанных в проекте чертежей. На чертежах показывается опалубка, армирование со спецификацией, сводками и выборками материалов, узлы и детали, закладные части.

Для конструкций и элементов простой формы можно выполнять совмещенные чертежи опалубки и армирования в масштабе 1:50 (1:25). На опалубочных и совмещенных чертежах проставляют необходимые размеры конструкций и элементов.

Рекомендуется спецификацию арматуры и сводки давать на чертеже, где показана конструкция или отдельный элемент. Если на одном листе показано несколько элементов, то номера сечений, каркасов и сеток, а также номера позиций арматуры не должны повторяться.

Закладные части, как правило, показываются на опалубочных или совмещенных чертежах.

Объем графической части – один лист формата А1 (594×841 мм).

1. Байков В. Н. Железобетонные конструкции. Специальный курс / В. Н. Байков. – М.: Стройиздат, 1981.

2. Веселов А. А. Железобетонные конструкции: учеб. пособие, КП-1 / А. А. Веселов, А. В. Сконников, В. И. Жуков. – СПб., 2013.

3. Шоршнев Г. Н. Железобетонные конструкции: учеб. пособие, КП-2 / Г. Н. Шоршнев, М. П. Ерохин, Ю. С. Конев. – СПб., 2009.

4. ГОСТ 8829–94. Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости.

5. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101–2003). – М., 2005.

6. Бадьин Г. М. Комплексная система контроля качества бетонных работ. БХВ / Г. М. Бадьин, Д. В. Заренков. – СПб., 2012.

7. Бадьин Г. М. Справочник технолога-строителя. Строительство и архитектура. БХВ / Г. М. Бадьин. – 2010.

8. Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелого бетона (к СП 21-102–2003). – М., 2005.

9. СНиП 2.01.07–85*. Нагрузки и воздействия. – М., 2004.

10. СНиП 2.02.01–83*. Основания зданий и сооружений. – М., 1995.

11. СНиП 52-01–2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. – М., 2004.

12. Бондаренко В. М. Примеры расчета железобетонных и каменных конструкций / В. М. Бондаренко, В. И. Римшин. – М.: Высш. шк., 2006.

13. Кувалдин Ф. П. Примеры расчета железобетонных конструкций зданий / Ф. П. Кувалдин. – М.: Стройиздат, 1986.

14. Мандриков А. П. Примеры расчета железобетонных конструкций / А. П. Мандриков. – М.: Высш. шк., 1989.

15. Попов Н. Н. Проектирование и расчет железобетонных и каменных конструкций / Н. Н. Попов, А. В. Забегаев. – М.: Высшая школа, 1989.

Главной задачей теплотехнического раздела – определение затрат теплоты предприятием сборного железобетона.

Теплотехнический раздел включает в себя два подраздела, которые дипломник выполняет последовательно.

Первый подраздел содержит схему и описание работы одной наиболее распространённой и важной тепловой установки имеющейся на промышленном предприятии дипломника. Такими установками могут служить ямные и напольные пропарочные камеры, автоклавы, стенды, кассетные установки, пакетные установки, сушильные установки и др. Схема тепловой установки выполняется аккуратно и разборчиво на формате А4 или A3, где важным условием является возможность просмотра всех конструктивных особенностей установки, по которым чётко можно проанализировать весь принцип её работы. Вычерчивается схема простым карандашом на бумаге или в любом графическом редакторе ЭВМ в произвольном масштабе, где обязательно наносятся выноски-позиции, пронумеровывающие отдельные конструктивные элементы, входящие в состав тепловой установки. Все конструктивные элементы, входящие в её состав, на схеме обозначаются принятыми условными обозначениями. Ниже вычерченной схемы на свободном месте или (если ниже места недостаточно) на следующем листе выполняется расшифровка проставленных на схеме позиций.

Далее первый подраздел также включает в себя подробное описание принципа работы выбранной тепловой установки, учитывая все временные периоды технологии тепловой обработки. Описание принципа работы в объёме пояснительной записки проекта зависит от сложности технологической функциональности тепловой установки и занимает обычно от 1,5 до 3 страниц машинописного текста, напечатанного в системе Microsoft Word с использованием полуторного межстрочного интервала, шрифта Times New Roman с высотой печатного кегля 14 pt. На этом первый подраздел заканчивается.

Второй подраздел содержит определение затрат теплоты предприятием на производственные и непроизводственные нужды.

Затраты теплоты на производственные нужды включает в себя сумму теплопотребностей всех тепловых установок, связанных с производством выпускаемой предприятием продукции. Такими тепловыми потребителями на предприятии могут служить все технологические тепловые установки, имеющиеся на предприятии, включая установки по подогреву и сушки различного рода заполнителей, установки для зимней разморозки смёрзшегося на складах сырья и т. п.

Затраты теплоты на непроизводственные нужды включают в себя теплопотребности всех систем необходимых для обеспечения комфортабельных условий труда обслуживающего и рабочего персонала предприятия в любое время года. Комфортообеспечивающими системами являются система отопления производственных, вспомогательных и административных зданий и помещений, приточная система вентиляции, а также система хозяйственного горячего водоснабжения.

Однако следует отметить, что приточные системы вентиляции, а также горячего водоснабжения, обслуживающие какие-либо технологические процессы, связанные с технологией производства выпускаемой продукции, относятся к производственным теплопотребителям.

Расходы теплоты на технологические нужды, особенно, если предприятие снабжено периодически и неравномерно работающими установками, к которым относятся пропарочные камеры, кассетные установки, камерные сушила, автоклавы и т. п., характеризуются резкими скачками (изменениями) во времени. Если взять во внимание график теплопотребления установок периодического действия, то среднечасовой расход теплоносителя в первый период работы, обычно в 5 ¸ 10 раз, превышает расход при работе в изотермическом режиме. Величина отличия поддерживаемых расходов зависит от физических свойств используемого теплоносителя и создаваемых температурных режимов. Учитывая резко переменные тепловые нагрузки для эффективной работы источников теплоты, а также системы теплоснабжения предприятия необходимо произвести рационализацию расходов теплоносителя подаваемого по магистральным веткам системы, обслуживающих группу установок периодического действия.

Рациональное распределение расходов теплопотребления во времени производится увязкой групп однотипных установок, имеющих совпадающие по временным промежуткам технологические графики. Увязка заключается в определении времени начала подачи теплоносителя, в каждую тепловую установку, входящую в состав их группы, подключённую к одному магистральному участку тепловой сети. Увязке по расходу теплоносителя на магистральном участке тепловой сети могут быть подвергнуты и группы тепловых установок. Сама методика увязки с получением результирующих периодических графиков колеблющегося во времени теплопотребления группы установок подробно изложена в разделе «Определение среднечасовых и среднегодовых расходов теплоносителя в магистральных участках производственной тепловой сети снабжающей установки периодического действия» представленном ниже в настоящем пособии.

Если по сумме максимумов расходов тепла результирующего периодического графика полученного в результате увязки определить мощность котельной, то она большей частью будет недогружена, а, следовательно, и неэкономична. Подбор установочной номинальной мощности котельного оборудования производится по среднепериодному расходу вырабатываемого котельной теплоносителя.

Если иметь все технологические графики работы всех тепловых установок можно достаточно точно определить расходы теплоты на промышленном предприятии. Все вышеизложенные операции в большей части требуются для проектирования и расчёта тепловой сети предприятия. Однако, чтобы произвести оценку теплопотребления промышленного предприятия, для подбора котельного оборудования можно воспользоваться укрупнёнными эмпирическими тепловыми или расходными показателями. Эти значения зависят от вида, конструкции и назначения тепловой установки и являются справочными или, точнее, паспортными данными тепловой установки. На основании эмпирических значений тепловых или расходных показателей работы тепловых установок дипломник производит вычисления часовых и годовых расходов теплопотребления установок.

Датчики предназначены для преобразования контролируемого или регулируемого технологического параметра (температуры, уровня, расхода и т. п.) в стандартный сигнал (электрический, гидравлический, пневматический).

При выборе датчиков следует иметь в виду, что они характеризуются:

3) статической и динамической характеристиками;

5) устойчивостью к воздействию окружающей среды;

6) безопасностью (с точки зрения пожаро- и взрывоопасности, огнестойкости и т. п.).

На функциональной схеме автоматизации датчики изображаются согласно ГOCT 21.404–85 окружностью диаметром 10 мм (рис. 5.2, а), в верхней половине которой даются буквенное обозначение технологического параметра и буква Е, отражающая тот факт, что на данном месте установлен чувствительный элемент автоматической системы – датчик. В нижней половине изображения датчика указывается его номер в схеме.

Расчётные режимы тепловой обработки изделий из тяжелого бетона с изотермической выдержкой при температуре (80 ÷ 85) °С

при 1,5 ÷ 2 оборотах тепловых агрегатов в сутки

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: