→ Cтроительные работы

Монтаж железобетонных конструкций

Монтаж конструкций одноэтажных промышленных зданий. При монтаже одноэтажных промышленных зданий применяют метод продольного монтажа, когда сборка ведется отдельными пролетами, и метод поперечного или секционного монтажа, когда сборка ведется на отдельных секциях объекта.

В зависимости от ширины пролета здания, массы монтируемых элементов и грузоподъемности крана передвижение его при установке конструкций осуществляется по середине пролета или по его краям. При выборе движения крана необходимо стремиться к тому, чтобы протяженность путей для его передвижения и число стоянок были минимальными.

В отличие от металлических каркасов, собираемых попанельно (комплексно), здания из сборных железобетонных элементов монтируют раздельным способом, что обусловливается необходимостью за-моноличивания стыков конструций до установки на них последующих элементов. Монтаж конструкций покрытия можно начинать только после достижения бетоном замоноличивания стыков колонн с фундаментами 70%-ной прочности. Для сдачи здания под следующие работы отдельными частями весь объем работ разбивают на захватки, ограниченные пролетами, температурными швами или отдельными участками в зависимости от размеров цеха.

При одновременной работе нескольких монтажных механизмов монтаж ведут несколькими параллельными потоками.

Сборные конструкции одноэтажных промышленных зданий монтируют, как правило, стреловыми кранами в следующей последовательности: фундаментные блоки, колонны, фундаментные балки, подкрановые балки, стропильные фермы или балки и плиты покрытия.

В случае монтажа каркасов сборных железобетонных промышленных зданий приобъектные склады не организуют, что объясняется сравнительно близким расположением к монтажным площадкам заводов-изготовителей и возможностью подачи конструкций непосредственно к месту монтажа.

При организации подачи конструкций в требуемой последовательности и в установленные сроки монтаж осуществляется с транспортных средств (монтаж «с колес»). Если нет возможности организовать монтаж «с колес», конструкции подают автотранспортом в зону монтажного крана. Разгрузку конструкций выполняют более легким краном, или монтажным краном в третью смену, так как использовать для разгрузки и раскладки конструкций основной монтажный механизм в дневные смены нерационально. Чтобы обеспечить бесперебойный монтаж, запас конструкций должен быть не меньше чем на 5 дней.

На рис. 181 показана схема монтажа цеха с тремя пролетами по 24 м.

Монтаж конструкций многоэтажных промышленных зданий. При возведении многоэтажных промышленных зданий применяют горизонтальный (поэтажный) или вертикальный (по частям здания на всю высоту) способы монтажа. При этом конструкции обычно монтируют комплексным методом, обеспечивающим пространственную жесткость каждой отдельной части (ячейки) здания.

Рис. 181. Схема монтажа цеха: 1 - кран СКГ-30 со стрелой 25 м; 2 - полуфермы; 3 - стенд для укрупнения ферм; 4 - плиты покрытия

Монтаж сборных элементов подземной части производят при помощи стреловых или башенных кранов. Башенные краны в этом случае устанавливают с расчетом их использования для монтажа надземной части здания без перекладки подкрановых путей. Сборные конструкции надземной части монтируют с помощью башенных кранов, которые устанавливают с одной или с двух сторон (при многих пролетах) здания, или стреловых с башенно-стреловым оборудованием.

Порядок монтажа сборных железобетонных конструкций многоэтажных промышленных зданий зависит главным образом от конструктивной схемы этих зданий. Основным условием монтажа конструкций зданий любой конструктивной схемы является обеспечение устойчивости смонтированной части здания и его отдельных элементов. К монтажу конструкций последующего этажа (яруса) приступают только после проектного закрепления конструкций предыдущего этажа и достижения бетоном замоноличивания 70%-ной прочности. Эти условия возведения каркаса предъявляют определенные требования к выбору монтажного механизма и к его установке.

Монтажный механизм должен располагаться за пределами каркаса и передвигаться вдоль здания, перекрывая его своей стрелой. При большой ширине здания и невозможности охватить его полностью с одной стороны каркас монтируют двумя кранами, перемещающимися по двум сторонам здания.

Большая высота зданий и поэтажный метод монтажа требуют наличия большого подстрелового пространства, что можно обеспечить применением высокого башенного крана или стрелового крана с ба-шенно-стреловым оборудованием.

Для сокращения общих сроков строительства и возможности ускорения сдачи каркаса под смежные строительные работы здание разбивают на очереди. Разбивка на очереди определяется температурными швами. Каждый участок каркаса делят на захватки в пределах этажа. Число захваток на этаже не должно быть менее двух, с тем чтобы на первой из них выполнять работы по установке элементов каркаса, а на второй в это время производить проектное закрепление стыков и их выдержку, если это необходимо. Размер захваток определяют из условия равной продолжительности работ на каждой захватке, для того чтобы не было простоев крана.

Рис. 182. Схема монтажа многоэтажного промышленного здания: 1 - каркас; 2 - башенные краны БК.СМ-14

В отличие от одноэтажных зданий элементы в многоэтажных зданиях из сборных железобетонных конструкций монтируют комплексно. Сначала устанавливают четыре колонны одной ячейки, затем монтируют ригели в этой ячейке и укладывают в ней распорные плиты между колоннами. По окончании монтажа элементов одной ячейки производят в такой же последовательности монтаж элементов другой и т. д.

В процессе монтажа колонн их временно закрепляют и выверяют с помощью теодолита. Крепление осуществляют при помощи кондукторов, растяжек или подкосов с винтовыми муфтами, с закреплением их к строповочным петлям нижележащих плит и ригелей. Кондукторы применяют одиночные или групповые (на две или четыре колонны). Кондукторы переставляют с одного места на другое, а также на этажи возводимого здания монтажными кранами. После временного закрепления и выверки правильности установки колонн их окончательно закрепляют путем электросварки закладных деталей. Стыки колонн сваривают до установки остальных элементов каркаса. Крепление ригелей к колоннам и плит к ригелям производят также сваркой закладных стальных деталей.

На рис. 182 показана схема монтажа многоэтажного промышленного здания.

Монтаж опор линий электропередачи. При сооружении линий электропередачи (ЛЭП) наряду с металлическими и деревянными широко применяют также сборные железобетонные опоры. Опоры с завода доставляют к месту их установки с помощью железнодорожного или автомобильного транспорта. Причем оснащение опоры траверсами, наголовником и другими деталями выполняется до отправки ее на пикет. Погрузку, транспортирование и разгрузку железобетонных опор производят с особой осторожностью, так как они легко повреждаются. Погрузку длинных стоек осуществляют с применением монтажных траверс. При перевозке по железной дороге длинные стойки грузят на сцепы из трех платформ, причем жестко привязывают только к средней платформе; на крайних платформах стойки укладывают на деревянные подкладки без привязки, чтобы обеспечить возможность их скольжения на кривых участках пути. При перевозке на автомобилях с полуприцепами в качестве подкладок используют швеллеры.

Железобетонные стойки опор, доставленные на пикет без траверс, соединяют со стальными траверсами посредством болтов, которые пропускают через отверстия в уголках траверсы и через стальные трубки, заделанные в стойку при ее изготволении. Крепление можно также осуществлять стальными хомутами, охватывающими стойку.

Рис. 183. Схема подъема железобетонной опоры ЛЭП

При сборке анкерных плоскостных опор на тросовых оттяжках с двумя траверсами обе стойки и траверсы выкладывают на выровненной площадке у места установки. Затем стойки соединяют с траверсами и крепят концы оттяжек. Собранная таким образом опора обладает достаточной жесткостью для подъема ее целиком без применения временных связей стойками. Железобетонные опоры со стальными траверсами устанавливают на весу при помощи стреловых кранов. Подъем опор с более тяжелыми железобетонными траверсами производят трактором с падающей стрелой (рис. 183). В отличие от стальных опор концы подъемного троса при высоте железобетонной опоры 15 м и более закрепляют на стойке в двух местах - под верхней и нижней траверсами, чтобы уменьшить в ней монтажные усилия. В начале подъема низ опоры упирается в стенку котлована, благодаря чему не требуется нижний тормозной трос. Тормозные расчалки, необходимые в конце подъема при выходе стрелы из работы, крепят к стойке под средней траверсой.

Тема этой статьи — железобетонные несущие и ограждающие конструкции. Нам предстоит разобраться с их классификаций и познакомиться с требованиями к монтажным работам, изложенными в действующих нормативных документах.

Строительство промышленного здания. Плиты перекрытия — железобетонные, несущий каркас — стальной.

Классификация

Какие типы конструкций из железобетона используются в строительстве?

• Монолитные . Наиболее наглядный пример — современные каркасно-монолитные многоквартирные здания. Несущий каркас здания отливается на месте в съемной опалубке; после набора бетоном прочности возводятся ограждающие стены и перегородки из легких пористых материалов.
• Сборные . Образец такой конструкции — панельный дом: он возводится из готовых элементов. Монтаж сборных железобетонных конструкций, как правило, сводится к объединению армирующего конструктивные элементы каркаса с помощью сварки и бетонированию швов.

Полезно: такая технология, среди прочего, позволяет использовать конструктивные элементы с предварительно напряженной арматурой.
Разогретые большими токами армирующие стержни, остывая, натягиваются и тем самым увеличивают прочность изделия на изгиб.
Способ производства железобетона с напряжением арматуры подразумевает промышленные условия.

• Сборно — монолитные . К такому типу конструкций относится, например, перекрытие из плит, уложенных на монолитные ригели.

Типичная комбинированная конструкция. 1 — монолитные колонны; 2 — плиты перекрытия; 3 — монолитные ригели; 4 — наружные стены из газобетонных блоков.

Кроме того, при строительстве зданий и промышленных объектов в единую конструкцию могут объединяться разнородные элементы. Совместный монтаж железобетонных и стальных конструкций применяется, например, при создании примыкающих к зданию открытых складов: балки или фермы навеса варятся к закладным деталям в бетоне или анкерятся к монолиту.

Нормативные документы

Какие документы регламентируют монтаж изделий из железобетона?

Нам предстоит ознакомиться преимущественно с содержанием последнего документа: он содержит наиболее полную информацию по монтажным работам.

СНиП 3.03.01-87

Действие документа распространяется на следующий перечень работ:

• Возведение монолитных бетонных и железобетонных стен, балок, колонн, перекрытий и прочих несущих и ограждающих сооружений.

Монолитное домостроение — один из частных случаев применения СНиП.

• Монтаж железобетонных и металлических конструкций сборного типа в условиях строительной площадки.
• Сварка монтажных соединений металлических сооружений, сварка соединений арматуры железобетонных изделий и закладных деталей в них.
• Строительство из каменных, керамических, силикатных и бетонных блоков.

Работа начинается с составления ППР (проекта производства работ). Проект, среди прочего, должен включать изложения порядка основных операций с учетом безопасности и технологичности строительства.

Все используемые материалы должны соответствовать действующим стандартам и/или техническим условиям.

Давайте изучим основные требования СНиП.

Складирование и перемещение

При складировании элементы конструкций должны опираться на прокладки прямоугольного сечения толщиной не менее 30 миллиметров. При многоярусном складировании прокладки должны располагаться на одной вертикальной линии.

Выпуски арматуры защищаются от повреждений. Защиты требуют и поверхности, снабженные фактурой для обеспечения лучшего сцепления с бетоном.

Складирование осуществляется с учетом порядка монтажа. При этом заводская маркировка должна оставаться видимой.

Металлические крепежные элементы (болты, гайки и т.д.) складируются исключительно в закрытых помещениях; они должны быть рассортированы по типоразмерам, классу прочности, а в случае высокопрочных изделий — и по партиям.

Перемещение любых изделий волоком запрещается. Для перемещения или подачи к месту работ используется подъемная техника. Строповка выполняется за монтажные петли или в местах, указанных в рабочих чертежах.

Уточним: ЕНиР на монтажные и строительные работы (документ, содержащий единые нормы и расценки) исходит из перемещения грузов массой до 50 кг на расстояние до 30 метров своими руками, без использования погрузочной техники.

Способ строповки должен исключать смещение строп и повреждение арматуры. Стропить изделия за выпуски арматуры запрещается. Положение элемента при подъеме должно быть максимально близким к проектному (то есть, к примеру, стеновая панель подается к месту работ в вертикальном положении, а панель перекрытия — в горизонтальном).

Элементы поднимаются без рывков и раскачивания; нужная ориентация в пространстве достигается применением оттяжек (одной для вертикально ориентированных элементов и не менее двух — для горизонтальных частей конструкции).

Подъем выполняется в два приема:

1. Изделие поднимается на 20-30 см для проверки качества строповки.
2. После проверки осуществляется дальнейший подъем.

Способ фиксации элементов должен исключать их смещение на любом этапе монтажа. До надежной фиксации (постоянной или временной) изделие нельзя использовать в качестве опоры для других конструктивных элементов.

Бетонные работы

По СНиП, для них должны использоваться смеси, приготовленные в соответствии со следующими требованиями:

Параметр	Значение
Количество фракций заполнителя при максимальном размере зерна до 40 мм	Не менее двух (песок и щебень)
Количество фракций заполнителя при максимальном размере зерна свыше 40 мм	Не менее трех (щебень фракции 10-20 мм, щебень фракции свыше 20 мм, песок)
Максимальный размер заполнителя для железобетонных конструкций	Не больше 2/3 минимального расстояния между элементами армирования
Максимальный размер заполнителя для плит	Не больше половины толщины плиты
Максимальный размер заполнителя для перекачки бетона бетононасосом	Не больше трети диаметра трубопровода

Дозирование компонентов бетона производится по массе. По объему воды для затворения могут дозироваться только модифицирующие добавки (пластификаторы, противоморозные и т.д.).

Соотношение компонентов определяется отдельно для каждой партии цемента и заполнителя при обязательном контроле образцов на подвижность и прочность.

Запрещается увеличивать подвижность бетона введением в него воды.

Перед бетонированием поверхности рабочих швов должны быть очищены от грязи, пыли, мусора, жиромасляных пятен, цементной пленки, снега и льда. Непосредственно перед укладкой бетона поверхность промывается водой и сушится струей воздуха. Инструкция связана с понижением адгезии цемента к основанию при загрязнении поверхности.

Бетон укладывается горизонтальными слоями одинаковой толщины.

При виброукладке вибратор не должен опираться на арматуру, закладные детали или опалубку. Глубинный вибратор должен погружаться на 5-10 см в ранее уложенный слой и перемещаться с шагом не более полутора радиусов действия; поверхностный перемещается с 10-сантиметровым перекрытием провибрированного участка.

Укладка следующего слоя бетона допустима либо до схватывания предыдущего слоя, либо после набора им прочности не менее 1,5 МПа. Такая же прочность необходима для того, чтобы по бетону можно было ходить или устанавливать опалубку вышележащей части конструкции.

Обработка бетона

Она может включать прорезку деформационных швов, проемов и технологических отверстий.

• Для всех работ СНиП предусматривает использование алмазного инструмента. Вполне закономерно: несмотря на то, что его цена достаточно высока, резка железобетона алмазными кругами обходится дешевле, чем та же работа, выполненная обычными абразивными. Причина — огромная разница в скорости износа.

Полезно: кроме того, алмазное бурение отверстий в бетоне в отличие от применения победитовых буров и коронок делает края отверстия идеально ровными.

• Инструмент охлаждается водой с добавкой поверхностно-активных веществ, снижающих потери энергии на преодоление трения.
• Прочность бетона на момент обработки должна достигать как минимум 50% проектной.

Армирование

Бессварочные соединения арматурных стержней выполняются с помощью отожженной вязальной проволоки. Для стыковых соединений допускается использование обжимных гильз и винтовых муфт.

Предпочтительно использование крупноблочных армирующих изделий или сеток заводского изготовления.

При установке армирования необходимо выдерживать толщину защитного слоя бетона, исключающую контакт арматуры с атмосферным воздухом и водой.

Сборные конструкции

Каким образом документом регламентируется монтаж бетонных и железобетонных конструкций сборного типа?

• В общем случае следующий ярус многоярусной конструкции возводится не только после соединения армирующих каркасов сваркой, но и после замоноличивания швов и набора бетоном оговоренной в ППР прочности. Исключения особо оговариваются в проекте.

Панельное домостроение — одно из немногочисленных исключений. Швы заделываются в последнюю очередь.

• Для закрепления элемента конструкции при сборке могут использоваться временные монтажные связи. Их количество, тип и порядок применения опять-таки оговаривается в ППР.
• Для бетонирования швов не допускается применение раствора, который начал схватываться. Последствие нарушения этого правила — катастрофическое падение прочности монтажного шва на сжатие.
• Ригели, несущие фермы, межколонные плиты и стропильные балки укладываются на опорные поверхности колонн насухо, без раствора. Плиты перекрытий укладываются на раствор; при этом толщина его слоя не должна превышать 20 мм. Поверхности смежных плит выравниваются со стороны потолка.
• При монтаже вентиляционных блоков следует контролировать заполнение горизонтальных швов раствором. Просветов оставаться не должно.
• Сантехкабинки выставляются на прокладки с совмещением вертикальной оси расположения стояков. Отверстия под стояки заделываются после опрессовки систем горячего и холодного водоснабжения.

На фото — железобетонная сантехкабина.

• Для замоноличивания швов сборных железобетонных конструкций применяются бетоны на быстротвердеющих портландцементах (марка М400 и выше). Допускается и даже рекомендуется использование ускорителей твердения. Максимальный размер зерна заполнителя в бетоне не должен превышать 1/3 минимального сечения шва и 3/4 минимального расстояния между элементами армирования.
• На момент снятия опалубки бетон должен достигнуть минимальной указанной в проекте прочности.

Обратите внимание: в отсутствие особых указаний распалубка производится после достижения 50% номинальной прочности.

• Во время монтажа сварных стальных конструктивных элементов запрещены ударные воздействия на них при низких температурах. Если быть точным, для сталей с пределом текучести 390 МПа и менее нижняя граница температуры составляет -25С, а для сталей с пределом текучести свыше 390 МПа — 0 градусов.

Заключение

Надеемся, что предложенная вниманию читателя информация окажется полезной. Видео в этой статье, как обычно, содержит дополнительные материалы обсуждаемой нами тематики. Успехов в строительстве!

Тема этой статьи - железобетонные несущие и ограждающие конструкции. Нам предстоит разобраться с их классификаций и познакомиться с требованиями к монтажным работам, изложенными в действующих нормативных документах.

Классификация

Какие типы конструкций из железобетона используются в строительстве?

• Монолитные. Наиболее наглядный пример - современные каркасно-монолитные многоквартирные здания. Несущий каркас здания отливается на месте в съемной опалубке; после набора бетоном прочности возводятся ограждающие стены и перегородки из легких пористых материалов.
• Сборные. Образец такой конструкции - панельный дом: он возводится из готовых элементов. Монтаж сборных железобетонных конструкций, как правило, сводится к объединению армирующего конструктивные элементы каркаса с помощью сварки и бетонированию швов.

Полезно: такая технология, среди прочего, позволяет использовать конструктивные элементы с предварительно напряженной арматурой.Разогретые большими токами армирующие стержни, остывая, натягиваются и тем самым увеличивают прочность изделия на изгиб.Способ производства железобетона с напряжением арматуры подразумевает промышленные условия.

• Сборно - монолитные. К такому типу конструкций относится, например, перекрытие из плит, уложенных на монолитные ригели.

Кроме того, при строительстве зданий и промышленных объектов в единую конструкцию могут объединяться разнородные элементы. Совместный монтаж железобетонных и стальных конструкций применяется, например, при создании примыкающих к зданию открытых складов: балки или фермы навеса варятся к закладным деталям в бетоне или анкерятся к монолиту.

Нормативные документы

Какие документы регламентируют монтаж изделий из железобетона?

Нам предстоит ознакомиться преимущественно с содержанием последнего документа: он содержит наиболее полную информацию по монтажным работам.

СНиП 3.03.01-87

Действие документа распространяется на следующий перечень работ:

• Возведение монолитных бетонных и железобетонных стен, балок, колонн, перекрытий и прочих несущих и ограждающих сооружений.

• Монтаж железобетонных и металлических конструкций сборного типа в условиях строительной площадки.
• Сварка монтажных соединений металлических сооружений, сварка соединений арматуры железобетонных изделий и закладных деталей в них.
• Строительство из каменных, керамических, силикатных и бетонных блоков.

Работа начинается с составления ППР (проекта производства работ). Проект, среди прочего, должен включать изложения порядка основных операций с учетом безопасности и технологичности строительства.

Все используемые материалы должны соответствовать действующим стандартам и/или техническим условиям.

Давайте изучим основные требования СНиП.

Складирование и перемещение

При складировании элементы конструкций должны опираться на прокладки прямоугольного сечения толщиной не менее 30 миллиметров. При многоярусном складировании прокладки должны располагаться на одной вертикальной линии.

Выпуски арматуры защищаются от повреждений. Защиты требуют и поверхности, снабженные фактурой для обеспечения лучшего сцепления с бетоном.

Складирование осуществляется с учетом порядка монтажа. При этом заводская маркировка должна оставаться видимой.

Металлические крепежные элементы (болты, гайки и т.д.) складируются исключительно в закрытых помещениях; они должны быть рассортированы по типоразмерам, классу прочности, а в случае высокопрочных изделий - и по партиям.

Перемещение любых изделий волоком запрещается. Для перемещения или подачи к месту работ используется подъемная техника. Строповка выполняется за монтажные петли или в местах, указанных в рабочих чертежах.

Уточним: ЕНиР на монтажные и строительные работы (документ, содержащий единые нормы и расценки) исходит из перемещения грузов массой до 50 кг на расстояние до 30 метров своими руками, без использования погрузочной техники.

Способ строповки должен исключать смещение строп и повреждение арматуры. Стропить изделия за выпуски арматуры запрещается. Положение элемента при подъеме должно быть максимально близким к проектному (то есть, к примеру, стеновая панель подается к месту работ в вертикальном положении, а панель перекрытия - в горизонтальном).

Элементы поднимаются без рывков и раскачивания; нужная ориентация в пространстве достигается применением оттяжек (одной для вертикально ориентированных элементов и не менее двух - для горизонтальных частей конструкции).

Подъем выполняется в два приема:

1. Изделие поднимается на 20-30 см для проверки качества строповки.
2. После проверки осуществляется дальнейший подъем.

Способ фиксации элементов должен исключать их смещение на любом этапе монтажа. До надежной фиксации (постоянной или временной) изделие нельзя использовать в качестве опоры для других конструктивных элементов.

Бетонные работы

По СНиП, для них должны использоваться смеси, приготовленные в соответствии со следующими требованиями:

Дозирование компонентов бетона производится по массе. По объему воды для затворения могут дозироваться только модифицирующие добавки (пластификаторы, противоморозные и т.д.).

Соотношение компонентов определяется отдельно для каждой партии цемента и заполнителя при обязательном контроле образцов на подвижность и прочность.

Запрещается увеличивать подвижность бетона введением в него воды.

Перед бетонированием поверхности рабочих швов должны быть очищены от грязи, пыли, мусора, жиромасляных пятен, цементной пленки, снега и льда. Непосредственно перед укладкой бетона поверхность промывается водой и сушится струей воздуха. Инструкция связана с понижением адгезии цемента к основанию при загрязнении поверхности.

Бетон укладывается горизонтальными слоями одинаковой толщины.

При виброукладке вибратор не должен опираться на арматуру, закладные детали или опалубку. Глубинный вибратор должен погружаться на 5-10 см в ранее уложенный слой и перемещаться с шагом не более полутора радиусов действия; поверхностный перемещается с 10-сантиметровым перекрытием провибрированного участка.

Укладка следующего слоя бетона допустима либо до схватывания предыдущего слоя, либо после набора им прочности не менее 1,5 МПа. Такая же прочность необходима для того, чтобы по бетону можно было ходить или устанавливать опалубку вышележащей части конструкции.

Обработка бетона

Она может включать прорезку деформационных швов, проемов и технологических отверстий.

• Для всех работ СНиП предусматривает использование алмазного инструмента. Вполне закономерно: несмотря на то, что его цена достаточно высока, резка железобетона алмазными кругами обходится дешевле, чем та же работа, выполненная обычными абразивными. Причина - огромная разница в скорости износа.

Полезно: кроме того, алмазное бурение отверстий в бетоне в отличие от применения победитовых буров и коронок делает края отверстия идеально ровными.

• Инструмент охлаждается водой с добавкой поверхностно-активных веществ, снижающих потери энергии на преодоление трения.
• Прочность бетона на момент обработки должна достигать как минимум 50% проектной.

Армирование

Бессварочные соединения арматурных стержней выполняются с помощью отожженной вязальной проволоки. Для стыковых соединений допускается использование обжимных гильз и винтовых муфт.

Предпочтительно использование крупноблочных армирующих изделий или сеток заводского изготовления.

При установке армирования необходимо выдерживать толщину защитного слоя бетона, исключающую контакт арматуры с атмосферным воздухом и водой.

Сборные конструкции

Каким образом документом регламентируется монтаж бетонных и железобетонных конструкций сборного типа?

• В общем случае следующий ярус многоярусной конструкции возводится не только после соединения армирующих каркасов сваркой, но и после замоноличивания швов и набора бетоном оговоренной в ППР прочности. Исключения особо оговариваются в проекте.

• Для закрепления элемента конструкции при сборке могут использоваться временные монтажные связи. Их количество, тип и порядок применения опять-таки оговаривается в ППР.
• Для бетонирования швов не допускается применение раствора, который начал схватываться. Последствие нарушения этого правила - катастрофическое падение прочности монтажного шва на сжатие.
• Ригели, несущие фермы, межколонные плиты и стропильные балки укладываются на опорные поверхности колонн насухо, без раствора. Плиты перекрытий укладываются на раствор; при этом толщина его слоя не должна превышать 20 мм. Поверхности смежных плит выравниваются со стороны потолка.
• При монтаже вентиляционных блоков следует контролировать заполнение горизонтальных швов раствором. Просветов оставаться не должно.
• Сантехкабинки выставляются на прокладки с совмещением вертикальной оси расположения стояков. Отверстия под стояки заделываются после опрессовки систем горячего и холодного водоснабжения.

• Для замоноличивания швов сборных железобетонных конструкций применяются бетоны на быстротвердеющих портландцементах (марка М400 и выше). Допускается и даже рекомендуется использование ускорителей твердения. Максимальный размер зерна заполнителя в бетоне не должен превышать 1/3 минимального сечения шва и 3/4 минимального расстояния между элементами армирования.
• На момент снятия опалубки бетон должен достигнуть минимальной указанной в проекте прочности.

Обратите внимание: в отсутствие особых указаний распалубка производится после достижения 50% номинальной прочности.

• Во время монтажа сварных стальных конструктивных элементов запрещены ударные воздействия на них при низких температурах. Если быть точным, для сталей с пределом текучести 390 МПа и менее нижняя граница температуры составляет -25С, а для сталей с пределом текучести свыше 390 МПа - 0 градусов.

Заключение

Надеемся, что предложенная вниманию читателя информация окажется полезной. Видео в этой статье, как обычно, содержит дополнительные материалы обсуждаемой нами тематики. Успехов в строительстве!

masterabetona.ru

Тема 7 «Монтаж сборных железобетонных конструкций»

Рассматриваемые вопросы:

Общие сведения

Методы производства монтажных работ

Особенности монтажа одноэтажных промышленных зданий.

1Общие сведения

Монтажом ж/б конструкций называется процесс их сборки т.е. установки и закрепления в проектном положении. Монтаж включает в себя три вида работ:

1. Подготовительные:

Разгрузка транспортных средств

Складирование

Укрупнительная сборка

2. Основные

Строповка

Перемещение к месту монтажа

Наводка, опускание и установка элементов

Их временное закрепление и выверка с доводкой до проектного положения, окончательное закрепление, замоноличивание стыков (швов).

3. Заключительные

Замоноличиванием стыка (шва) называется процесс его заделки бетоном или цементным раствором

Перевозка ЖБК. Сборные конструкции необходимо доставлять от предприятия изготовителя на стройплощадку без повреждений. Ответственность за погрузку несет предприятие, а за сохранность – транспортирующая организация.

Во избежание повреждений располагают сборные изделия на транспортных средствах по возможности в проектном положении (панели стен и перегородок в вертикальном положении или слегка наклонном, балки фермы – в положении «на ребро», прочие элементы – в горизонтальном положении.

Перевозка ЖБК может осуществляться автотранспортом и ж/д транспортом.

Монтаж сборных ЖБК следует производить непосредственно с транспортных средств («с колес»), существует три схемы организации работ «с колес»:

2. Получелночная

3. Челночная

При маятниковой схеме тягач с прицепом загружается на складе, транспортирует изделие к объекту, становится в монтажную зону крана и кран монтирует изделие непосредственно с транспорта. Тягач при этом простаивает в ожидании выгрузки, а после снятия последнего изделия покидает стройплощадку и перемещается к складу. Количество прицепов при такой схеме равно количеству тягачей.

В тех случаях, когда простой тягача на объекте в ожидании разгрузки превышает 20% от времени цикла его работы, используют получелночную схему.

При получелночной схеме количество тягачей на 1 меньше, чем прицепов, т.к. доставив изделие на объект, прицеп отцепляют от тягача в монтажной зоне крана. В то время, когда кран ведет выгрузку и монтаж изделий к тягачу прицепляют другой, уже освободившийся прицеп, с которым тягач перемещается на склад для уже очередной погрузки изделий. Если и при данной схеме простой тягача достигает 20% и более от времени процесса, то используют челночную схему.

При челночной схеме количество тягачей количество тягачей на 2 меньше чем прицепов. При такой схеме организация работ следующая: привезя изделия на объект, тягач отцепляется от груженого прицепа, подцепляет к себе освободившийся прицеп и едет на склад. Там пустой прицеп отцепляется, оставляется для погрузки, а груженый прицепляется к тягачу и перемещается к объекту. т.е. прицеп-отцеп осуществляется и на объекте и на складе. Для того чтобы вычислить какое количество изделий можно перевозить в том или ином автомобиле, нужно знать вес перевозимого изделия, грузоподъемность транспортного средства и соблюсти условия, чтобы коэффициент загрузки находился в интервале 0,8-1

P – масса перевозимого изделий

Q – грузоподъемность машины

studfiles.net

Лекция 16. Монтаж сборных железобетонных и бетонных конструкций. Продолжение темы.

11.Методы монтажа конструкций зданий и сооружений по степени укрупнения конструкций, по последовательности установки элементов

Многообразие конструктивных решений зданий и сооружений тре­бует применения различных методов и приемов их монтажа. Выбор метода возведения здания зависит от его конструктивных и технологи­ческих особенностей, степени укрупнения элементов, материала конст­рукций, средств механизации и других факторов.

Методы монтажа элементов конструкций находятся в прямой зави­симости от степени укрупнения монтажных элементов, последователь­ности монтажа сборных элементов, способа установки конструкций в проектное положение, средств выверки и временного крепления эле­ментов и других признаков.

Методы монтажа по степени укрупнения элементов. В зависимости от степени укрупнения конструкций монтаж под­разделяют на мелкоэлементный, поэлементный, крупноблочный, ком­плектно-блочный и монтаж сооружений в готовом виде.

Мелкоэлементный монтаж из отдельных конструктивных эле­ментов характеризуется значительной трудоемкостью, неполной загру­женностью монтажных механизмов из-за большой разницы в массах различных монтируемых элементов, большим числом подъемов, задел­кой многочисленных стыков. Часто возникает необходимость в уст­ройстве строительных лесов для фиксации отдельных элементов и укрупнительной сборке непосредственно в конструкции. Метод мало эф­фективен и применяется крайне редко.

Поэлементный монтаж из отдельных конструктивных элементов (колонны, ригели, панели перекрытий и т. д.) требует минимума затрат на подготовительные работы. Широко применяют при возведении гра­жданских и промышленных зданий, их монтаже с приобъектного скла­да и с транспортных средств.

Крупноблочный монтаж из геометрически неизменяемых пло­ских или пространственных блоков, предварительно собранных из от­дельных элементов. Массу блоков доводят, по возможности, до мак­симальной грузоподъемности монтажных механизмов. При этом уменьшается число монтажных подъемов, исключается выполнение на высоте большинства монтажных операций. Примеры плоского блока - рама каркаса многоэтажного здания, блок оболочки покры­тия; пространственные элементы - блоки покрытия одноэтажных промышленных зданий размером на ячейку, включая фермы, связи, конструкции покрытия.

Комплектно-блочный монтажподразумевает полную степень за­водской готовности крупных блоков размером на ячейку, включая уже смонтированные коммуникации - санитарно-технические, электротех­нические, вентиляционные, располагаемые между поясами ферм. В гражданском строительстве метод включает в себя монтаж блок-комнат и блок-квартир. Возводимое здание разделяют на крупно­габаритные, но транспортабельные конструктивно законченные, пол­ностью отделанные (окраска, отделка, полы) и укомплектованные обо­рудованием монтажные блоки, которые доставляют к месту монтажа и осуществляют сборку зданий. Масса таких монтажных блоков может достигать 100 т.

Монтаж сооружений в готовом виде предполагает сборку со­оружения полностью на уровне земли с окончательным соединени­ем и закреплением всех узлов с последующей установкой сооруже­ния в проектное положение. Применяют метод при монтаже опор линий электропередач, радиобашен, оболочек, заводских труб и т. д.

Способы наводки монтажных элементов на опоры. В зависимости от способа установки конструкции в проектное по­ложение различают следующие виды монтажа.

Свободный монтаж, при котором монтируемый элемент без ка­ких-либо ограничений устанавливают в проектное положение при его свободном перемещении. Способ требует постоянного контроля поло­жения элемента в пространстве при его установке, необходимость вы­полнения выверочных, крепежных и других операций на высоте. Не­достатки способа - повышенная сложность и высокая трудоемкость работ.

Ограниченно-свободный монтаж характеризуется тем, что монти­руемая конструкция устанавливается в направляющие упоры, фиксато­ры и другие приспособления, частично ограничивающие свободу пере­мещения конструкции, но приводящие к снижению трудозатрат на временное крепление и выверку. Способ повышает производитель­ность кранового оборудования за счет снижения времени монтажного цикла.

Принудительный монтаж конструкции основан на использова­нии кондукторов, манипуляторов, индикаторов и других средств, обес­печивающих полное или заданное ограничение перемещений конст­рукции от действия собственной массы и внешних воздействий. Спо­соб обеспечивает повышение точности монтажа, приводит к значи­тельному снижению трудозатрат.

Методы монтажа по последовательности установки элементов. При сборке конструкций зданий и сооружений необходимо соблю­дать следующие требования:

последовательность сборки должна обеспечивать устойчивость и геометрическую неизменяемость смонтированных частей здания на всех стадиях монтажа;

установка конструкций на каждом участке здания должна позволять производить на смонтированном участке последующие ра­боты;

безопасность монтажных, общестроительных и специальных paбот на объекте с учетом их выполнения по совмещенному графику.

В зависимости от принятой последовательности установку элемен­тов конструкций производят следующими методами: дифференцированным (раздельным), комплексным и смешанным (комбинирован­ным).

Дифференцированный или раздельный метод характеризуется ус­тановкой однотипных конструктивных элементов, включая их времен­ное и окончательное закрепление. Для одноэтажных промышленных зданий сначала устанавливают все колонны, затем все подкрановые балки, при последней проходке монтажного крана навешивают стено­вые элементы. В многоэтажных жилых зданиях последовательно мон­тируют стеновые панели, перегородки, сантехкабины и другие элемен­ты. Завершается работа на этаже укладкой панелей перекрытий.

Комплексный метод предусматривает последовательную установ­ку, временное и окончательное закрепление разных конструктивных элементов, составляющих каркас одной ячейки здания. Установка эле­ментов другой ячейки начинается после проектного закрепления кон­струкций предыдущей ячейки. Достоинство этой схемы - возможность раньше приступить к последующим отделочным работам и установка технологического оборудования в ячейках, законченных монтажом. Метод применяют при монтаже многоэтажных каркасных и бескаркас­ных зданий, одноэтажных промышленных зданий с металлическим каркасом.

Смешанный или комбинированный метод представляет собой сочетание раздельного и комплексного методов. Монтаж смешанным методом наиболее часто применяют для одноэтажных промышлен­ных зданий из сборного железобетона. В первом монтажном потоке устанавливают все колонны, во втором потоке - по ячейкам монтиру­ют подкрановые балки, стропильные фермы и панели покрытия, в третьем потоке навешивают стеновые панели. Метод эффективен когда имеется возможность обеспечить каждый монтажный поток са­мостоятельными монтажными средствами. Монтаж с необходимым смещением во времени может быть обеспечен всеми тремя монтаж­ными механизмами, что приводит к значительному сокращению сро­ков монтажных работ.

studfiles.net

Монтаж сборных железобетонных конструкций

Монтаж сборных железобетонных конструкций зданий, как пра­вило, производится поэлементно.

Установка стропильных балок в вертикальной плоскости выполня­ется путем выверки их геометрических осей на опорах относительно вертикали. Выверку подкрановых балок по высоте следует произво­дить по наибольшей отметке в пролете или на опоре с применением прокладок из стального листа. В случае применения пакета прокладок они должны быть сварены между собой, а пакет приварен к опор­ной пластине.

Установка плит перекрытий выполняется по разметке на опорных балках, определяющей их проектное положение. Установка плит по­крытия производится по закладным деталям в полке стропильных ба­лок. Плиты перекрытия укладываются на слой раствора толщиной не более 20 мм, плиты покрытия - насухо.

Стеновые панели устанавливаются по закладным деталям на же­лезобетонных колоннах или заранее размеченным рискам на стро­пильных колоннах. Выверка панелей должна производиться в плос­кости стены и в вертикальной плоскости. После проверки правиль­ности установки конструкций и приемки соединений элементов в узлах сопряжений производится замоноличивание стыков.

Приемку законченных бетонных и железобетонных конструкций оформляют актом по установленной форме.

1. Монтаж ограждающих конструкций

Стены вертикальной и горизонтальной разрезок монтируются, как правило, с их предварительной укрупнительной сборкой в так назы­ваемые «карты». При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается поэлементный монтаж. Укрупнительную сборку панелей стен в «карты» необходимо выполнять на стендах в зо­не действия основного монтажного крана.

Установка «карт» и панелей в плане и по высоте выполняется пу­тем совмещения установочных рисок, нанесенных на монтируемых и опорных конструкциях. Верх панелей выверяется относительно разбивочных осей. До установки панелей в вертикальные и горизон­тальные стыки укладываются уплотняющие прокладки. При приемке стен проверяются надежность закрепления панелей, отсутствие по­вреждений, зыбкости. Промежуточному контролю подлежит тепло­изоляция стыков между панелями.

Стыки покрытия из металлических панелей, не имеющих гидро­изоляционного ковра, следует герметизировать металлическими на­тельниками, при этом борта верхней обшивки панелей по всей длине должны иметь высоту не менее 60 мм.

1. Бетонные работы

Дозирование компонентов при приготовлении бетонной смеси сле­дует производить по массе. Допускается дозирование добавок, вво­димых в бетонную смесь в виде водных растворов, по объему воды. За­полнители для бетонов применяются фракционированными и мытыми. Запрещается применять природную смесь песка и гравия без рас­сева на фракции.

Транспортирование и подача бетонной смеси осуществляется спе­циализированными средствами, обеспечивающими сохранение за­данных свойств бетонной смеси.

Перед бетонированием все поверхности тщательно очищаются от мусора, грязи, масел, снега, льда, цементной пленки. Бетонную смесь укладывают в бетонируемые конструкции горизонтальными слоями одинаковой толщины без разрывов с последовательным направлени­ем укладки в одну сторону во всех слоях.

В начальный период твердения бетон необходимо защищать от попадания атмосферных осадков и потери влаги, а далее - поддер­живать температурно-влажностный режим для создания условий, обеспечивающих нарастание его прочности.

Мероприятия по уходу за бетоном, порядок и сроки их проведе­ния, контроль за их выполнением и сроки распалубки конструкций должны устанавливаться ППР.

studfiles.net

Монтаж сборных железобетонных и бетонных конструкций

1.Общие указания по монтажу

3.Установка колонн и рам

4. Установка ригелей, балок, ферм, плит перекрытий и покрытий

5.Установка панелей стен

6.Установка вентиляционных блоков, объемных блоков шахт лифтов и санитарно-технических кабин

7.Возведение зданий методом подъема перекрытий

8.Сварка и антикоррозионное покрытие закладных и соединительных изделий

9.Замоноличивание стыков и швов

10.Водо-,воздухо- и теплоизоляция стыков наружных стен полносборных зданий

1.Общие указания по монтажу

Предварительное складирование конструкций на приобъектных складах допускается только при соответствующем обосновании. Приобъект­ный склад должен быть расположен в зоне действия монтажного крана.

Монтаж конструкций каждого вышележащего этажа (яруса) много­этажного здания следует производить после проектного закрепления всех монтажных элементов и достижения бетоном (раствором) замоноличенных стыков несущих конструкций прочности, указанной в ППР.

В случаях, когда прочность и устойчивость конструкций в процессе сборки обеспечиваются сваркой монтажных соединений, допускается, при соответствующем указании в проекте, монтировать конструкции несколь­ких этажей (ярусов) зданий без замоноличивания стыков. При этом в проекте должны быть приведены необходимые указания о порядке монта­жа конструкций, сварке соединений и замоноличивании стыков.

В случаях, когда постоянные связи не обеспечивают устойчивость конструкций в процессе их сборки, необходимо применять временные мон­тажные связи. Конструкция и число связей, а также порядок их установки и снятия должны быть указаны в ППР.

Марки растворов, применяемых при монтаже конструкций для уст­ройства постели, должны быть указаны в проекте. Подвижность раствора должна составлять 5-7см по глубине погружения стандартного конуса, за исключением случаев, специально оговоренных в проекте.

Применение раствора, процесс схватывания которого уже начался, а также восстановление его пластичности путем добавления воды не допус­каются.

Предельные отклонения от совмещения ориентиров при установке сборных элементов, а также отклонения законченных монтажных конст­рукций от проектного положения не должны превышать величин, приведен­ных в табл. 12. СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции».

В процессе монтажа должен осуществляться измерительный контроль, составляться геодезическая исполнительная схема. Результаты контроля должны регистрироваться в специальных журналах.

2.Установка блоков фундаментов и стен подземной части зданий

Установку блоков фундаментов стаканного типа и их элементов в плане следует производить относительно разбивочных осей по двум взаимно перпендикулярным направлениям, совмещая осевые риски фун­даментов с ориентирами, закрепленными на основании, или контролируя правильность установки геодезическими приборами.

Установку блоков ленточных фундаментов и стен подвала следует производить, начиная с установки маячных блоков в углах здания и на пе­ресечении осей. Маячные блоки устанавливают, совмещая их осевые риски с рисками разбивочных осей, по двум взаимно перпендикулярным направлениям. К установке рядовых блоков следует приступать после выверки положения маячных блоков в плане и по высоте.

Фундаментные блоки следует устанавливать на выровненный до проектной отметки слой песка. Предельное отклонение отметки выравни­вающего слоя песка от проектной не должно превышать минус 15мм.

Установка блоков фундаментов на покрытые водой или снегом основания не допускается.

Стаканы фундаментов и опорные поверхности должны быть защищены от загрязнения.

Установку блоков стен подвала следует выполнять с соблюдением перевязки. Рядовые блоки следует устанавливать, ориентируя низ по обрезу блоков нижнего ряда, верх -по разбивочной оси. Блоки наружных стен, устанавливаемые ниже уровня грунта, необходимо выравнивать по внутренней стороне стены, а выше -по наружной. Вертикальные и гори­зонтальные швы между блоками должны быть заполнены раствором и расшиты с двух сторон.

studfiles.net

Виды и способы монтажа стальных и железобетонных конструкций

Основное предназначение железобетонных конструкций – служить опорным каркасом здания. От того, насколько правильно и качественно они поставлены, зависит долголетие и надежность сооружения.

Малейшие ошибки в сборке и установке этого элемента здания чреваты самыми тяжелыми последствиями. Поэтому заниматься такими работами должны профессиональные и опытные специалисты, вооруженные необходимой техникой. Виды и способы монтажа стальных и железобетонных конструкций различны, но конечная цель одна – придать сооружению максимальную устойчивость.

Классификация железобетонных конструкций

Монтаж железобетонных конструкций

Монтаж металлических и железобетонных конструкций зависит от предназначения и их конструктивных особенностей. По критерию предназначения конструкции подразделяются на:

• Фундаменты;
• Балки;
• Фермы;
• Колонны;
• Плиты.

Первые служат опорой для всего здания, остальные – как перекрытия и несущие конструкции, для поддержки элементов каркаса и передачи усилия с одних конструкций на другие.

По особенностям изготовления конструкции подразделяются на:

• Монолитные;
• Сборные;
• Сборно-монолитные.

Монолитные конструкции самые прочные и надежные. Их применяют в случаях, когда предполагается большая нагрузка на несущий элемент. Сборные конструкции не столь прочны, слишком зависят от погодных условий и могут использоваться там, где не требуется особой надежности.

Зато они просты в монтаже и удобны для транспортировки. Сборно-монолитные конструкции обладают достаточно высокой прочностью и по этому показателю мало уступают монолитным. Поэтому их часто применяют при строительстве мостов, в перекрытиях многоэтажных домов.

Виды работ при монтаже конструкций

Монтаж железобетонных конструкций - в основном, дело профессионалов

Монтаж металлических и железобетонных конструкций подразделяется на следующие виды работ:

• Монтаж фундамента;
• Монтаж стен подвальной части строения;
• Монтаж конструктивных элементов каркаса здания;
• Монтаж вентиляционных элементов и блоков;
• Монтаж внутренних элементов здания.

Каждая из этих разновидностей работ требует соблюдения особой технологии и использования тех стальных и железобетонных конструкций, которые соответствуют поставленным задачам.

Начальный этап строительства

Прежде чем производить монтаж, следует провести подготовительные работы. Поскольку эти конструкции имеют немалый вес, нужно продумать подъезд к месту стройки автотранспорта и специальной техники (например, подъемных кранов).

Далее проводятся геодезические работы, позволяющие привязать оси строения к местности. Также определяется, какие конструкции и в каком количестве должны быть использованы. Съемка местности и предварительные расчеты позволяют избежать перерасхода средств и потери времени на переделку неправильно смонтированных конструкций.

После транспортировки к месту сборки конструкции раскладываются в нужном порядке. Это очень важная и ответственная часть работы, ибо ферма, балка или плита – не спичка, вытащить ее из-под других конструкций очень непросто. Основное правило раскладки: если конструкции уложены друг на друга, сверху должны лежать элементы, устанавливаемые в первую очередь, нижний ряд или особо тяжелые конструкции укладываются на деревянные подложки, следует предусмотреть свободный доступ техники к каждой конструкции и возможность захвата детали стрелой крана, а также удобство стропления.

Монтаж фундаментов

Укладка и монтаж железобетонных конструкций в котлован осуществляется по заранее составленной схеме, в которой точно отмечено расположение и порядок сборки всех составляющих. В котлован первоначально укладываются маячные блоки. Так называются железобетонные конструкции, которые располагаются по углам фундамента и на пересечениях осей сооружения.

Монолитный ленточный фундамент

Затем укладываются блоки-подушки, между которыми оставляют технологические зазоры (например, для пропуска кабелей или трубопроводов). Блоки ленточных фундаментов должны располагаться на песчаной подсыпке.

Далее устанавливаются стены фундамента и подвальные перекрытия. Панели перекрытий приваривают к закладным деталям в блоках-подушках, а стыки между панелями заполняют раствором цемента. Монтаж железобетонных конструкций фундамента требует постоянной выверки нивелиром положения стен, как по вертикали, так и по горизонтали.

По завершении укладки устанавливается монтажный горизонт – цементный слой по верхней части стен для выхода на проектную отметку и выравнивания верхнего обреза. После этого выстраивается цоколь, а подвал закрывается плитами, формирующими его потолок и одновременно пол нижнего этажа.

Сборные железобетонные фундаменты устанавливаются в несколько ином порядке. Сначала на дно котлована укладывается плита, куда привариваются блок-стакан. Его ставят на своеобразную «постель», состоящую из раствора цемента. Блочные фундаменты устанавливаются краном, причем постановка их в правильное положение проводится на весу.

Монтаж колонн

Перед установкой на колонны по четырем граням сверху и снизу наносятся риски, обозначающие оси. Колонны раскладываются перед местом установки с таким расчетом, чтобы кран делал минимум перемещений, а рабочим было удобно осматривать и закреплять конструкции. Колонна устанавливается в стакан, укрепленный на фундаменте.

• Колонна крепится к крюку крана с таким расчетом, чтобы при подъеме она встала вертикально;
• Кран ставит колонну в вертикальное положение. В зависимости от веса колонны используют разные способы подъема – поворотный, поворот со скольжением. Для стропления колонн используют фрикционные или штыревые захваты;
• Опускание на фундамент и выверка положения. Нельзя снимать колонну с крана, пока не будет однозначно определено ее правильное положение с помощью нивелира и теодолита.

Колонна должна стоять строго вертикально без малейшего наклона. Временное закрепление колонны для ее корректировки осуществляется с помощью клиновых вкладышей.

Следующий этап - закрепление колонны в стакане фундамента. Оно производится нагнетанием в стыки колонны бетонного раствора (обычно пневмонагнетателем). После достижения 50%-ной проектной прочности бетона, клиновые вкладыши можно удалить. Дальнейшие работы, связанные с нагрузкой на колонну, а также укладка балок проводятся только после полного затвердения смеси.

Установка балок и ферм покрытия

Железобетонные конструкции

Балки и фермы покрытия устанавливаются либо одновременно с плитами покрытия, либо раздельно. Монтаж металлических и железобетонных конструкций основной части здания осуществляется в зависимости от проектных требований.

Перед установкой ферм выверяются и очищаются все опорные площадки и наносятся риски осей. После этого конструкции подаются к месту установки, производится строповка и подъем. При установке на опору ферма или балка временно закрепляется распорками из металлических труб, которые крепятся до начала подъема.

После этого производится подгонка фермы и проверка ее на устойчивость и правильность установки согласно нанесенным рискам. Ферма или балка должна стоять так, чтобы не нарушать геометрию здания и не смещаться относительно осей каркаса.

Лишь после полной проверки производится окончательное закрепление элемента. Закладные детали привариваются к опорной плите или оголовку колонны, а также к ранее установленным фермам. Следует также заварить шайбы анкерных болтов. Только после полной установки балок и ферм можно проводить их расстроповку.

После возведения каркаса устанавливают горизонтальный пояс жесткости, который представляет собой монолитную железобетонную балку, проходящую по верхним торцам несущих стен. Его задача – обеспечить горизонтальную жесткость строения.

Монтаж плит

Как и любая установка железобетонных конструкций, монтаж плит требует предварительной подготовки. На фермах пролетов нужно установить подмостки или ограждения. Есть два основных способа монтажа плит – продольный и поперечный. В первом случае кран перемещается вдоль пролета, во втором – поперек пролета. Плиты покрытия укладываются штабелями между колонн для подачи к месту покрытия.

Постройка дома

Первая плита укладывается в место, заранее отмеченное на ферме, остальные – впритык к ней. Если здание каркасное, плиты перекрытия кладут после установки ригелей, прогонов и распорных плит, а если бескаркасное – после постройки стен. При укладывании плиты на поверхность устраивается из раствора «постель». Излишек раствора выдавливается самой плитой. Первая плита должна быть приварена к ферме в четырех узлах, последующие – в трех. Межстыковые швы заделываются раствором цемента и песка.

Монтаж стеновых панелей

Стеновые панели ставят после возведения каркаса здания и укладки перекрытий. Перед подъемом панели группируют в кассеты. При таком способе складирования монтаж металлических и железобетонных конструкций, предназначенных для возведения стен, наиболее рационален. Кассеты могут располагаться между стеной и краном, за краном, а также перед ним.

Панели устанавливаются монтажниками только с внутренней части строения. Стеновые панели ставят по всей высоте строения участком между двумя колоннами. Поэтому в одной кассете должно быть такое количество панелей, чтобы закрыть весь участок по всей его высоте.

Прием панели монтажниками осуществляется в месте соединения этой конструкции с колонной. Для этого нужно заранее обеспечить доступ рабочих к этим точкам. Если поперечное перекрытие отсутствует, придется устанавливать люльки, подмостки или подъемник.

Особое значение имеет установка первого ряда панелей, поэтому их положение и соответствие нанесенным рискам проверяется особенно тщательно. Внешние панели исполняют не только опорные и защитные, но и эстетические функции. Потому швы между панелями должны быть заделаны не просто тщательно, но очень аккуратно и не превышать установленных норм.

Внутренние стеновые панели ставят до установки перекрытий верхнего этажа. К колоннам панели крепят струбцинами, к плитам перекрытия – подкосами. Окончательное закрепление стеновых панелей производится их сваркой с элементами каркаса здания.

Особенности металлических конструкций

Отличительной особенностью металлических строительных конструкций является их склонность к деформации, значительный вес и особая точность в изготовлении. Поэтому транспортировка, укладка, подъем и установка требуют особой тщательности и осторожности.

В целом, монтаж металлических и железобетонных конструкций принципиально не различается, но металлические изделия нередко бывают сборными, что позволяет их собирать не только на земле, но и непосредственно на установочной площадке.

domnuzhen.ru

Методы монтажа железобетонных конструкций каркасных зданий

Методы и технология монтажа элементов каркасных зданий зависят от их конструктивных решений, этажности и имеющегося монтажного оснащения.

Каркасы многоэтажных зданий с колоннами двухэтажной разрезки рекомендуется монтировать с помощью групповых или шарнирно-связевых кондукторов. Это обеспечивает принудительное фиксирование колонн в проектном положении при их установке, благодаря чему сокращается объем работ по выверке. Остальные элементы каркаса монтируют свободным методом.

Каркасы одноэтажных и малоэтажных производственных и административно-бытовых зданий рекомендуется монтировать ограниченно-свободным методом с помощью одиночных или групповых кондукторов.

Важнейшее правило, которое нужно обязательно выполнять при любой организации и способах монтажа, - обеспечение устойчивости монтируемых конструкций. В связи с этим любую установленную конструкцию нельзя освобождать от крюка крана до надежного закрепления ее. Последовательность установки элементов каркаса должна быть такой, чтобы обеспечивалась жесткость и геометрическая неизменяемость смонтированной части его.

С учетом этого требования при возведении каркаса одноэтажных производственных и других зданий рекомендуется соблюдать такую очередность: первыми на каждом участке (захватке) устанавливают конструкции, между которыми расположены связи (вертикальные, горизонтальные и др.). Каждый очередной конструктивный элемент присоединяют к ранее установленному соединительными элементами, предусмотренными проектом: ригелями, связями или временными распорками и связями.

Сборные элементы многоэтажных зданий в каждой захватке (секции) монтируют в такой последовательности. Сначала устанавливают колонны и ригели каркаса в ячейке жесткости или начиная с торца здания (секции) по всей ширине его и на всех этажах яруса. После выверки положения колонн и ригелей и их закрепления устанавливают связи или связевые панели и распорные плиты перекрытий между колоннами. Затем монтируют внутренние панели лестничной клетки, лестничные площадки и марши, наружные стеновые панели лестничной клетки, вентиляционные блоки, санитарно-технические кабины, стеновые панели наружных стен и перегородки. После сборки элементов одной секции и закрепления их сваркой кран передвигают на следующий участок, а на собранной секции заканчивают сварочные работы, замоноличивают стыки, монтируют плиты перекрытия. В такой же последовательности выполняют монтажные работы во всех последующих секциях яруса.

К монтажу второго яруса приступают только после выверки установленных конструкций, сварки всех монтажных стыков первого яруса и контроля геодезическими приборами правильности установки конструкций и разбивки осей и рисок для последующей установки конструкций.

Перед началом монтажа конструкций на каждом ярусе, в который могут входить два или три этажа (зависит от разрезки колонн по высоте здания), размечают на перекрытии или оголовках колонн основные разбивочные оси здания, определяют монтажный горизонт, размечают осевые и другие установочные риски. Риски осей отмеряют каждый раз от основных разбивочных осей и проверяют взаимное расположение смежных осей.

Наиболее распространенные многоэтажные жилые, общественные и производственные каркасные здания - с ячейками каркаса 6 х 6 и 9 х 9 м, возможны и другие пролеты, например 12 м и промежуточные. Высота этажа 3; 3,3; 3,6; 7,2 м. Ширина зданий чаще всего 12; 18; 24 и 36 м. В верхних этажах могут быть зальные помещения высотой до 10,8 м, пролетом на всю ширину здания или его часть, в том числе с мостовыми кранами или без них. Протяженность здания кратна параметру ячейки.

Для несущих каркасов применяют колонны на один, два, три этажа. В зависимости от объемно-планировочных решений здания строят с поперечным или продольным расположением ригелей, по которым укладывают плиты перекрытий соответственно в продольном или поперечном направлении.

Сборка каркаса зданий - это взаимоувязанный процесс монтажа колонн, ригелей, диафрагм жесткости, связевых и междуэтажных плит перекрытий. Элементы устанавливают в такой последовательности, которая обеспечивает жесткость и пространственную неизменяемость каркаса. Последовательность монтажа в каждом конкретном случае определяется проектом производства работ и комплектом монтажной оснастки, которую будут применять для установки и выверки конструкций: индивидуальных (одиночных) или групповых приспособлений.

Монтаж с применением индивидуальных средств монтажной оснастки.

В строительстве чаще всего применяют индивидуальные средства монтажной оснастки, с помощью которых выверяют и временно закрепляют конструкции. В состав комплектов индивидуальных средств монтажной оснастки для монтажа многоэтажных каркасов входят (см. схему ниже, поз. а... в): клинья и вкладыши, опорные балки, анкерные устройства, хомуты, подкосы и горизонтальные распорки, кондукторы. В отличие от групповых индивидуальные средства более универсальны и просты в применении (рис. 1).

Рис. 1 - Схемы установки многоэтажных колонн с помощью комплекса индивидуальных средств монтажной оснастки: а - расположение колонн и приспособлений, б - закрепление колонны подкосами, в - хомут для закрепления подкосов к колонне; 1 - стакан фундамента, 2 - инвентарная балка, 3 - колонна, 4 - хомут, 5 - подкос, 6 - фаркопф подкоса, 7 - клинья, 8 - анкерное устройство, 9 - обжимный канат

Клинья и клиновые вкладыши применяют для выверки и закрепления колонн в стаканах фундаментов.

Опорные балки состоят из двух соединенных планками швеллеров и имеют в верхней части петли для крепления подкосов, а в нижней - концевые упоры для закрепления за стаканы фундаментов (см. схему выше, поз. а, б).

Анкерные устройства 8 представляют собой П-образную рамку с отверстиями в верхней части, через которые проходит захватный крюк, перемещаемый с помощью натяжной гайки.

Хомут (см. схему выше, поз. в) для крепления подкоса к колонне выполнен в виде углового упора, который закрепляют на колонне с помощью каната с натяжным устройством.

Подкосы 5 состоят из телескопически соединяемых труб с натяжными фаркопфами 6 и захватными устройствами на концах для закрепления за петли или проушины хомута и петли опорных балок или других конструкций.

Кондукторы предназначены для временного закрепления и выверки колонн, стыкуемых по высоте с оголовками ранее установленных колонн.

Колонны первого монтажного яруса устанавливают теми же методами, что и при монтаже одноэтажных зданий. Однако при этом устанавливают подкосы и распорки, удерживающие колонны таким образом, чтобы они не мешали укладке ригелей и связевых плит между колоннами. До начала монтажа колонн на захватке укладывают опорные балки 2 (см. схему выше) и крепят их к петлям фундаментов с помощью анкерных устройств. Опорные балки не укладывают в тех местах, где устанавливают диафрагмы жесткости каркаса.

На монтируемую колонну на складе надевают хомут 4 и на него навешивают два подкоса 5, после чего колонну стропят и поднимают краном. Поданную на монтаж колонну устанавливают в стакан фундамента и временно закрепляют с помощью клиновых вкладышей (клиньев) 7 и двух подкосов 5. После этого колонну расстроповывают и выверяют. В вертикальное положение колонну устанавливают с помощью теодолитов по двум осям. По мере монтажа колонны замоноличивают в стаканах фундаментов. Подкосы снимают с колонн после раскрепления каркаса ригелями и плитами в уровне двух нижних этажей.

Ригели монтируют после колонн (см. схему ниже, поз. а... в). Перед монтажом ригели очищают, выпрямляют арматурные выпуски и закладные детали и ригели насухо опирают на консоли колонн. На каждой конструктивной ячейке здания монтируют вначале нижние, а затем верхние ригели. Рабочее место монтажников - на инвентарных площадках.

Работы выполняют в такой последовательности. Монтажник 3-го разряда стропит ригель и подает команду машинисту крана на подъем. Машинист подает краном ригель к месту установки. Монтажник 5-го разряда руководит работой крана. Монтажники 4-го и 3-го разрядов, находясь на переставных подмостях-площадках, принимают ригель, укладывают его на полки и выверяют.

В поперечном направлении ригели устанавливают в проектное положение, совмещая их оси (выпуски верхней арматуры) с осями (выпусками арматуры) колонн, в продольном - соблюдая равные площадки опирания концов ригеля на консоли колонн (разность площадок опирания концов ригеля на консоли не должна превышать ± 5 мм).

После выверки ригелей их опорные закладные детали приваривают прихваткой к закладным деталям консолей колонн и ригель расстроповывают (рис. 2).

Рис. 2 - Установка ригеля: а - нанесение осевой риски на колонну, б - установка ригеля, в - рихтовка ригеля при выверке

Убедившись в том, что колонны и ригели в смонтированной ячейке находятся в проектном положении, монтажники окончательно закрепляют ригели ванной сваркой выпусков арматуры, сваркой закладных деталей, замоноличиванием стыков (после сдачи по акту сварочных работ). Затем монтируют диафрагмы жесткости каркаса (см. схему ниже, поз. а, б) с полкой, заменяющей ригель (рис. 3).

Рис. 3 - Монтаж внутренних стен - диафрагм жесткости - в каркасном здании: а - установка, б - временное закрепление; 1 - подкос, 2 - диафрагма с полкой, заменяющей ригель, 3 - универсальный строп, 4 - переставная струбцина со стойкой

Для временного крепления и выверки диафрагм применяют переставные струбцины 4. Панели жесткости каркаса без полки, заменяющей ригель, монтируют до установки ригеля в этом пролете. При этом вместо временных креплений каркаса на месте установки диафрагмы ставят равноценные крепления с другой стороны колонны, например горизонтальные связи-распорки. Организация рабочего места и последовательность операций показаны на схеме ниже, поз. а, б.

При монтаже зданий, сооружений и технологического оборудования используют подъемные краны для подачи элементов к месту их установки. При монтаже конструкций зданий применяют стационарные монтажные машины, которые допускают ведение работ в строго определенном пространстве: монтажные стрелы, монтажные мачты, шевры (разновидность мачт), портальные гидравлические и тросовые подъемники, винтовые мачто-стреловые краны, жестконогие мачтово-стреловые краны, приставные башенные краны. Передвижные монтажные машины способны перемещаться со стоянки на стоянку собственным ходом: гусеничные, колесные и башенные краны.

Грузозахватные приспособления приведены на рис. 9.1 и 9.2.

В зависимости от укладки по высоте сооружения существуют различные методы монтажа конструкций: наращиванием, подращиванием, поворотом со скольжением, поворотом, надвижкой и др. Последовательность установки элементов в проектное положение определяет следующие способы монтажа: поэлементный, дифференцированный, комплексный и смешанный. Монтаж конструкций можно проводить с объектного склада или непосредственно с транспортных средств («монтаж с колес»). Для монтажа трубопроводов из отдельных труб или их коротких секций применяют самоходные стреловые краны на гусеничном, автомобильном и пневмоко-лесном ходу. Для монтажа труб из длинных секций и плетей основными машинами являются краны-трубоукладчики с боковой стрелой и откидным контргрузом.

Выбор монтажных кранов. Выбор крана обычно проводят в два этапа. На первом этапе определяют требуемые для данных условий и принятых схем монтажных работ минимально возможные рабочие параметры крана - вылет крюка, высоту подъема (глубину опускания в траншею) крюка и грузоподъемность. На втором этапе вычисляют технико-экономические показатели для каждого из подобранных кранов и по ним определяют наиболее экономичный.

Рис. 9.1. 1 - карабин;

• 2- крюк; 3- траверса; 4 - кабель; 5- электрозахват; 6- коуш;
• 7 - облегченный строп; 8- универсальный строп; 9- подкладки;
• 10- колонна; 11 - подвеска; 12- щеки захвата; 13- рама;
• 14- рычаг; 15- подвижный вал; 16- прижимные башмаки;
• 17- предохранительные цепи

Расчет рабочих параметров для выбора крана. Вначале определяют минимальный вылет крюка - наименьшее расстояние от оси вращения поворотной платформы крана (для кранов-трубоукладчиков - от крайней гусеницы) до оси трубопровода в траншее. Требуемый вылет крюка Т к монтажного крана в зависимости от принятой схемы монтажа трубопровода (рис. 9.3) можно определить по следующим формулам и зависимостям.

При прокладке трубопроводов из одиночных труб в трапецеидальных траншеях по схеме, приведенной на рис. 9.3, а , Ь к = 0,5(Ь + Б кр) + 1,2 тк, где Ь - ширина траншеи по дну, м; Б кр - ширина базы крана, м; 1,2 тИ - расстояние от основания откоса выемки до гусениц (колес или выносных опор) крана (свободная берма при этом должна быть не менее 1 м); т - заложение откосов; /? - глубина траншеи, м.

Рис. 9.2. Грузозахватные приспособления, применяемые при строительстве трубопроводов: а - строповка труб универсальным стропом с приспособлением для расстроповки; б - полуавтоматический строп «удавка»; в - строповка трубы этим стропом; г, д- двух- и четырехветвевые стропы с торцевыми захватами для труб; е - строповка стальной трубы двухветве-вым стропом; ж - шарнирный торцевой захват для асбестоцементных труб; з- монтажная скоба для железобетонных труб; и - то же для керамических; 1 - тросик; 2- фиксатор-замок; 3- щеки; 4- опорная плита;

• 5 - палец; 6 - трос (строп); 7 - труба; 8 - скоба; 9 - захват; 10 - коуш; 11 - серьга; 12- мягкие прокладки; 13- устройство для подвески;
• 14 - монтажная скоба

При монтаже трубопроводов из одиночных труб в прямоугольных траншеях с креплениями (рис. 9.3, б) вылет крюка определяют аналогично.

Для монтажа трубопроводов из крупных монтажных заготовок (длиной до 18-24 м) вылет крюка принимают минимально возможным, но так, чтобы условия работы крана были наиболее выгодными (рис. 9.3, в), Ь к = 0,5Ь + 1,2 тк + с1 н + 1 + 0,5Б кр, где с! и - наружный диаметр укладываемых труб, а для раструбных труб - диаметр раструба, м.

В глубокие траншеи, а также при слабых грунтах трубы укладывают при большом вылете крюка. При этом если расстояние от оси вращения крана до центра тяжести трубной секции будет меньше требуемого по расчету вылета крюка (Ь 2 то схему монтажа оставляют прежнюю (рис. 9.3, в), а если Ц >Ь К, то кран отодвигают от секции в сторону на расстояние не менее 1 м и подают вперед на величину Ь 2 -Ь к, осуществляя далее монтаж при расчетном вылете крюка (определенном по вышеприведенной формуле). В процессе монтажа в этом случае применяют оттяжки к концам трубной секции, чтобы предотвратить ее поворот при подъеме. Когда такое смещение невозможно по местным или другим условиям, монтаж ведут и подбирают кран при вылете крюка, равном Ь 2 Ь К = Ь 2 = 0,5 4р. с + 1,5 + / габ, где / трс - длина трубной секции; 1,5 м - расстояние в свету между торцем секции и габаритом крана (по условиям безопасности); 4,6 - расстояние между осью вращения платформы крана и передним краем его ходовой части.

При монтаже труб с транспортных средств (рис. 9.3, г) вылет крюка определяют по формуле, аналогичной приведенной, и проверяют по условию: Ь^= /)+ 1 + Б а, где Д. р - расстояние между осями движения крана и транспортных средств; /) - радиус поворота хвостовой части платформы крана; Б а - ширина базы транспортных средств.

Этим одновременно определяют место установки транспортных средств по отношению к крану. Расстояние между осью вращения крана и центром тяжести доставленной трубы (секции) (Ь рп):

Укладку изолированных плетейстальных трубопроводов в полевых условиях обычно ведут кранами-трубоуклад-чиками. Исходя из условия предотвращения обрушения стенки траншеи расстояние от бровки до крана-трубоукладчика должно составлять не менее 2 м. Необходимый вылет крюка крана-трубоукладчика Ь К -0,5Ь + тИ + 2 м.

Если укладку изолированных плетей ведут стреловыми кранами на гусеничном или пневмоколесном ходу, то их размещают по другую сторону от плети (считая от траншеи), а необходимый вылет тогда Ь к = 0,5Ь + тИ + 4„1 + с! и + / бр2 + 0,5Б кр, где / бр1 , / бр2 - соответственно расстояние от бровки траншеи до трубной плети и от нее до крана. Обычно принимают / брЬ = 1 м, а / бр2 = 0,5-1 м.

Грузоподъемность крана подсчитывают исходя из максимального груза, который должен поднять кран при требуемом вылете крюка Ь к.

Он определяется массой монтируемых труб или их секций и плетей с учетом массы грузозахватных приспособлений. По справочникам подбирают соответствующие типы и марки кранов. При работе двух кранов расчет ведут на один из них. Основными технико-экономическими показателями являются: продолжительность и трудоемкость монтажа; стоимость монтажных работ на единицу конструкции.

Рис. 9.3. Схема определения вылета крюка при прокладке труб: а - укладка одиночных труб в трапецеидальные траншеи; б - то же в траншеи с креплениями; в - то же при длине звеньев более 12 м;

г- при монтаже «с колес»

Выбор грузозахватных приспособлений (стропы, захваты, скобы, траверсы, подвески и др.) для подъема, перемещения и укладки труб осуществляют исходя из того, чтобы они отвечали следующим основным требованиям: обеспечению необходимой грузоподъемности; прочности; надежному закреплению (строповке) трубы; недопустимости повреждения как самой трубы, так и ее изоляционного покрытия; простоте конструкции и применения.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

1. Технологическая часть

2. Механическая часть

2.3 Расчет толщины стенки обечайки

2.4 Расчет днища

2.5 Расчет и выбор фланцевого соединения

2.6 Расчет укрепления отверстий

3. Монтажная часть

3.1 Транспортировка оборудования, аппарат до места монтажа

3.3 Выбор опор

3.4 Проведение испытаний

4. Охрана труда

4.2 Пожарная безопасность

4.3 Охрана окружающей среды

5. Заключений

Список использованных источников

Введение

оборудование конструкционный монтаж материал

В условиях постоянного роста объемов промышленного, гражданского и жилищного строительства, осуществляемого в нашей стране, большую роль играет индустриальный метод строительства из сборных конструкций заводского изготовления. Индустриальное строительство позволяет превращать строительные площадки в монтажные , на которых осуществляется механизированная сборка зданий и сооружений из элементов, изготавливаемых на специализированных заводах. Оно является основой технического прогресса в этой отрасли народного хозяйства, снижает трудоемкость, сокращает продолжительность строительства, улучшает его качество и снижает стоимость, сокращает сроки ввода объектов в эксплуатацию. Удельный вес монтажных работ в строительстве увеличивается с каждым годом. Наряду с продолжающимся использованием сборных железобетонных конструкций в ближайшие годы предусматривается дальнейший рост применения металлических конструкций. Развитие монтажных работ как ведущего строительного процесса базируется на распространении комплексной механизации и автоматизации работ. Большую роль в этом играет совершенствование монтажных машин, парк которых постоянно растет, увеличение их грузоподъемности позволяет повышать массу монтируемых блоков.

Для развития монтажных процессов значительную роль играют эффективные материалы и конструкции. К числу таких материалов и изделий следует отнести: легкие бетоны, асбесто- и армоцементные изделия, синтетические материалы, герметики, пенопласта, алюминиевые сплавы и др. Развитию монтажных работ способствует применение железобетонных и металлических предварительно напряженных конструкций, конструкций из трубчатых элементов, вантовых, структурных, мембранных, сборных железобетонных оболочек, а также облегченных конструкций покрытий из профилированного штампованного настила и листа из алюминиевых сплавов, пространственных блоков. Совершенствуются технология и организация монтажных работ, широкое распространение получают методы монтажа, такие, как безвыверочный, принудительный монтаж, монтаж крупными строительно технологическими блоками и блоками полной готовности, конвейерный метод, позволяющие сокращать трудоемкость работ. Освоен и совершенствуется монтаж с транспортных средств. Большое внимание уделяется подготовительным работам и укрупнительной сборке, комплектации и максимальной готовности монтируемых конструкций и элементов зданий, приводящим к уменьшению трудоемкости вспомогательных процессов, сокращению объема работ на высоте и непроизводительному перемещению монтажников.

Тем не менее, в монтажном процессе остается еще большое количество ручных операций, главным образом по выверке и заделке стыков. Механизация и автоматизация таких работ являются неотложными задачами совершенствования монтажного процесса. Сокращение объема ручного труда на монтаже строительных конструкций должно базироваться на резком повышении уровня монтажной технологичности и осуществляться путем совершенствования монтажных машин, комплексной механизации, широкой автоматизации и роботизации строительного производства, повышения уровня заводской готовности монтируемых конструкций.

1. Технологическая часть

1.1 Литературный обзор существующих конструкций оборудования

Колонные аппараты-цилиндрические вертикальные сосуды постоянного или переменного сечения, оснащенными внутренними тепло- и массообменными устройствами (тарелками, насадками),а также вспомогательными узлами, обеспечивающие проведение технологического процесса (ректификации, абсорбции, экстрактивной ректификации, экстракции, прямого теплообмена между паром и жидкостью.

Рис. 1 Схема колонного аппарата

Классификация колонных аппаратов

Аппараты колонного типа могут быть классифицированы в зависимости от технологического назначения, рабочего давления и типа контактных (массообменных) устройств.

В зависимости от назначения каждый массообменный аппарат носит наименование конкретного, целенаправленного массообменного процесса: ректификационная колонна, абсорбер, адсорбер, экстрактор и т.д.

Ректификационная колонна - это аппарат, в котором происходит процесс ректификации, т.е. массообмен между жидкой и паровой фазами для четкого разделения компонентов (смеси двух взаимно растворимых жидкостей с получением целевых продуктов требуемой концентрации). Такое разделение обеспечивается в результате процесса ректификации, под которым понимают двусторонний массообмен между двумя фазами растворов, одна из которых паровая, другая - жидкая. Диффузионный процесс разделения жидкостей ректификацией возможен при условии, что температуры кипения жидкостей различны. Для осуществления диффузии пары и жидкости должны как можно лучше контактировать между собой, двигаясь в ректификационной колонне навстречу друг другу: жидкость под собственным весом сверху вниз, пары - снизу вверх.

Из свойств равновесной системы известно, что при контактировании неравновесных паровой и жидкой фаз система стремится к состоянию равновесия в результате массообмена и теплообмена между этими фазами. Следовательно, для протекания ректификации необходимо, чтобы контактируемые жидкость и пары при одном и том же давлении не были равновесными. Иными словами, нужно, чтобы температура жидкости была ниже температуры паров.

Ректификационные колонны широко применяются в различных отраслях промышленности, в частности, в нефтегазопереработке для разделения нефти и мазута на установках первичной перегонки нефти (АВТ), бензина на установках вторичной перегонки, углеводородных газов на газофракционирующих установках (ГФУ), продуктов реакций на установках

Рис. 2 Ректификационная колонна

Абсорбер - это аппарат для избирательного поглощения жидкостью (абсорбентом) целевых составных частей исходной газовой смеси.

Процесс абсорбции протекает тогда, когда парциальное давление или концентрация извлекаемого компонента в газовой смеси больше, чем в абсорбенте. Чем больше эта разность, тем интенсивнее переход компонента из газовой смеси в жидкость (абсорбент). Когда парциальное давление или концентрация компонента в жидкости больше, чем в газовой смеси, происходит десорбция - выделение растворенного газа из раствора.

Абсорберы и десорберы работают попарно. В некоторых случаях абсорбцию и десорбцию осуществляют последовательно в одном и том же аппарате. Абсорберы и десорберы обычно конструктивно не отличаются друг от друга.

Рис. 3 Абсорбер с регулярной насадкой Рис.4Абсорбер с комбинированными контактными устройствами

Адсорбер - аппарат, в котором протекает процесс адсорбции, т.е. массообмен между твердой и жидкой фазами для извлечении из смеси нужных компонентов.

Процесс адсорбции заключается в избирательном поглощении вещества поверхностью адсорбента - пористого твердого тела. Такое поглощение объясняется наличием сил взаимного притяжения между молекулами адсорбента и молекулами адсорбируемого вещества. Адсорбенты используют в виде зерен размером до 10 мм и в пылевидном состоянии. Применяют также молекулярные сита - синтетические цеолиты, имеющие поры одинаковых размеров.

Адсорбцию обычно применяют для разделения «бедных» смесей (содержащих незначительные количества поглощаемых веществ) и смесей, состоящих из трудноразделяемых компонентов. На нефтеперерабатывающих заводах путем адсорбции производят очистку масел и парафина, извлечение бензина из углеводородных газов, осушку газов, воздуха и т.п.

Поглощенное адсорбентом вещество выделяется из него десорбцией - процессом, обратным адсорбции. В результате десорбции и последующей обработки адсорбента он регенерируется и может быть использован вновь.

Десорбцию и регенерацию адсорбента проводят водяным паром и различными жидкостями, из которых затем извлекают целевые вещества. Нецелевые компоненты можно выжигать, если при этом регенерируемый адсорбент не потеряет присущих ему свойств.

В большинстве случаев адсорберы и десорберы - колонные аппараты. Наиболее сложны аппараты непрерывного действия - адсорберы с движущимся зернистым адсорбентом и адсорберы с кипящим слоем адсорбента.

Экстрактор - аппарат, в котором осуществляется процесс экстракции, т.е. массообмен между двумя жидкими фазами для удаления из смеси нежелательных компонентов и т.д.

Жидкостную экстракцию в нефтепереработке применяют для очистки масел, а также в производстве дизельного топлива и керосина. Процесс экстракции заключается в разделении смеси компонентов путем обработки твердой или жидкой фазы жидким избирательным растворителем. В качестве избирательных растворителей используют фурфурол, фенол, жидкий сернистый ангидрид, диэтиленгликоль, жидкий пропан и др.

Конструкции экстракторов должны обеспечить тщательное контактирование массообменивающихся фаз и их последующее разделение. Большинство экстракторов представляет собой колонны с тарелками или насадкой. В колоннах экстракция осуществляется контактированием в противотоке рафинатного и экстрактного растворов.

В зависимости от применяемого давления колонные аппараты подразделяются на атмосферные, вакуумные и колонны, работающие под избыточным давлением.

К атмосферным колоннам обычно относят колонны, в верхней части которых рабочее давление незначительно превышает атмосферное и определяется сопротивлением коммуникаций и аппаратуры, расположенных на потоке движения паров ректификата после колонны. Давление в нижней части колонны зависит в основном от сопротивления ее внутренних устройств и может значительно превышать атмосферное (например, колонна для разделения смеси этилбензола и ксилолов). В колоннах, работающих под избыточным давлением , величина последнего может значительно превышать атмосферное - давление может достигать 100 и более МПа.

Давление является одним из важных факторов эксплуатации колонн. Например, для процессов ректификации главной предпосылкой для его выбора является температурный режим процесса. Повышенное давление позволяет осуществить фракционирование при высоких температурах, что необходимо в случае разделения смесей, состоящих из компонентов с низкими температурами кипения (ректификация низкомолекулярных углеводородов).

В ректификационной колонне давление меняется по высоте аппарата в зависимости от гидравлических сопротивлений тарелок и отбойных устройств.

Для разделения компонентов с высокой температурой кипения ректификацию нужно проводить при низких температурах, чтобы избежать разложения высокомолекулярных углеводородов - при температуре их кипения. С этой целью ректификацию проводят в вакуумных колоннах, где температуры кипения искусственно снижают в зависимости от величины вакуума. Особенно распространены вакуумные колонны, применяемые на мазутоперегонных установках для получения масляных дистиллятов.

В вакуумных колоннах давление ниже атмосферного (создано разрежение), что позволяет снизить рабочую температуру процесса и избежать разложения продукта (разделение мазута, производство стирола, синтетических жирных, кислот и др.). Величина остаточного давления в колонне определяется физико-химическими свойствами разделяемых продуктов и главным образом допустимой максимальной температурой их нагрева без заметного разложения.

Массообменные контактные устройства

Для обеспечения эффективного контактирования фаз, как было сказано ранее, массообменные колонны снабжаются массообменными устройствами.

В настоящее время известно большое количество разнообразных массообменных устройств, при этом продолжается разработка новых прогрессивных. Это объясняется тем, что к массообменным устройствам предъявляется большое количество требований, многие из которых противоречат друг другу. Поэтому невозможно разработать универсальной конструкции массообменных устройств.

Области применения контактных устройств определяются свойствами разделяемых смесей, рабочим давлением в аппарате, нагрузками по пару (газу) и жидкости и т.п.

К конструкциям массообменных устройств предъявляются следующие основные требования: дешевизна, простота в обслуживании, высокая производительность, максимально развитая поверхность контакта между фазами и эффективность передачи массы вещества из одной фазы в другую, устойчивость режима в широком диапазоне нагрузок, максимальная пропускная способность по паровой (газовой) и жидкой фазе, минимальное гидравлическое сопротивление, прочность конструкции и долговечность и т.д.

В зависимости от способа организации контакта фаз массообменные устройства обычно подразделяют на тарельчатые, насадочные и роторные.

Около 60% изготавливаемых колонных аппаратов для абсорбции и ректификации представляют собой тарельчатые колонны, остальные насадочные. Последние при правильной организации гидродинамики процесса часто более экономичны, чем тарельчатые.

В колонные аппараты подразделяют на тарельчатые, насадочные и пленочные.

Роторные и пленочные из-за сложности изготовления и высокой стоимости мало используются в промышленности, поэтому здесь не рассматриваются.

Тарельчатые массообменные устройства

В нефтеперерабатывающей промышленности наибольшее распространение находят тарельчатые колонные аппараты. В тарельчатой колонне процесс массообмена осуществляется путем многократного ступенчатого контактирования двух фаз. Для этой цели она и снабжается специальными устройствами - тарелками, на которых в основном и происходит массообмен, если не считать незначительного массообмена в свободном объеме колонны. Тарелки монтируют горизонтально внутри колонны.

В ректификационных колоннах применяются тарелки различных конструкций, существенно различающиеся по своим рабочим характеристикам и технико-экономическим данным.

При оценке конструкций тарелок обычно принимают во внимание следующие показатели:

1. производительность;

2. гидравлическое сопротивление;

3. эффективность при разных рабочих нагрузках;

4. диапазон рабочих нагрузок в условиях достаточно высокой эффективности;

5. сопротивление одной теоретической тарелки при разных рабочих нагрузках;

6. возможность работы на средах, склонных к образованию инкрустаций, к полимеризации и т.п.;

7. простоту конструкции, проявляющуюся в трудоемкости изготовления, монтажа, ремонтов;

8. металлоемкость.

Тарелок универсальных конструкций, как и других массообменных устройств, не существует. В большинстве случаев для оценки достаточно иметь данные по показателям а, в и г ; если они различаются сравнительно слабо, то анализируют показатели е, ж и з. Показатели б и д имеют большое значение для вакуумных и многотарельчатых колонн, где решающую роль играет сопротивление аппарата. Поэтому в целом ряде случаев для вакуумных колонн может оказаться целесообразным применение тарелок, обладающих относительно низкой эффективностью и малым гидравлическим сопротивлением.

Основы классификации тарельчатых массообменных устройств

В настоящее время в промышленной практике известны сотни различных конструкций тарелок, многие из которых имеют лишь чисто познавательное значение. Другие конструкции, хотя и различаются отдельными элементами, в практической области имеют равноценные основные показатели. Вплоть до настоящего времени нет достаточно стройной классификации тарельчатых устройств, хотя попытки в этом направлении делались неоднократно. Поэтому здесь будут приведены лишь общие принципы, которые позволят ориентироваться во всем многообразии имеющихся конструкций тарелок и производить их предварительную оценку

1.2 Описание и обоснование выбранной конструкции

Рис. 5 Ректификационная колонна

Ректификация известна с начала XIX века как один из важнейших технологических процессов главным образом спиртовой и нефтяной промышленности. В настоящее время ректификацию во всем мире применяют в самых различных областях химической технологии, где выделение компонентов в чистом виде имеет весьма важное значение. Ректификация -- это процесс многократного испарения и конденсации, в ходе которого исходная смесь разделяется на 2 или более компонентов, и паровая фаза насыщается легколетучим (низкокипящим) компонентом, а жидкая часть смеси насыщается тяжелолетучим (высококипящим) компонентом.

Ректификационная колонна -- цилиндрический вертикальный сосуд постоянного или переменного сечения, оснащенный внутренними тепло- и массообменными устройствами и вспомогательными узлами, предназначенный для разделения жидких смесей на фракции, каждая из которых содержит вещества с близкой температурой кипения. Классическая колонна представляет собой вертикальный цилиндр, внутри которого располагаются контактные устройства -- тарелки или насадки. Соответственно различают ректификационные 0колонны тарельчатые и насадочные.

Принцип работы колонны заключается в подаче исходной смеси, нагретой до температуры питания в паровой, парожидкостной или жидкой фазе, поступающей в колонну в качестве питания. Зону, в которую подаётся питание, называют эвапорационной, так как там происходит процесс эвапорации -- однократного отделения пара от жидкости. Пары поднимаются в верхнюю часть колонны, охлаждаются, конденсируются в холодильнике-конденсаторе и подаются обратно на верхнюю тарелку колонны в качестве орошения. Таким образом, в верхней части колонны (укрепляющей) противотоком движутся пары (снизу вверх) и стекает жидкость (сверху вниз). Стекая вниз по тарелкам, жидкость обогащается высококипящими компонентами, а пары, чем выше поднимаются вверх колонны, тем более обогащаются легкокипящими компонентами. Таким образом, отводимый с верха колонны продукт обогащен легкокипящим компонентом. Продукт, отводимый с верха колонны, называют дистиллятом. Часть дистиллята, сконденсированного в холодильнике и возвращённого обратно в колонну, называют орошением или флегмой. Отношение количества возвращаемой в колонну флегмы и количества отводимого дистиллята называется флегмовым числом. Для создания восходящего потока паров в кубовой (нижней, отгонной) части ректификационой колонны часть кубовой жидкости направляют в теплообменник, образовавшиеся пары подают обратно под нижнюю тарелку колонны.

Таким образом, в кубе колонны создается 2 потока:1 поток-жидкость, стекающая с верха (из зоны питания + орошение) 2 поток -пары, поднимающиеся с низа колонны.

Кубовая жидкость, стекая сверху вниз по тарелкам, обогащается высококипящим компонентам, а пары обогащаются легкокипящим компонентом.

В случае, если разгоняемый продукт состоит из двух компонентов, конечными продуктами являются дистиллят, выходящий из верхней части колонны и кубовый остаток. Ситуация усложняется, если необходимо разделить смесь состоящую из большого количества фракций.

Классификация ректификационных колонн

Применяемые в нефте- и газопереработке ректификационные колонны подразделяются:

1) по назначению:

Для атмосферной и вакуумной перегонки нефти и мазута;

Вторичной перегонки бензина;

Стабилизации нефти, газоконденсатов, нестабильных бензинов;

Фракционирования нефтезаводских, нефтяных и природных газов;

Отгонки растворителей в процессах очистки масел;

Разделения продуктов термодеструктивных и каталитических процессов переработки нефтяного сырья и газов

2) по способу межступенчатой передачи жидкости:

С переточными устройствами (с одним, двумя или более);

Без проточных устройств провального типа

3) по способу организации контакта парогазовой и жидкой фазы:

Тарельчатые

Насадочные

Роторные

По типу применяемых контактных устройств наибольшее распространение получили тарельчатые, а также насадочные ректификационные колонны.

В ректификационных колоннах применяются сотни различных конструкций контактных устройств, существенно различающихся по своим характеристикам и технико-экономическим показателям. При этом в эксплуатации находятся наряду с самыми современными конструкциями контактные устройства таких типов (например, желобчатые тарелки), которые, хотя и обеспечивают получение целевых продуктов, но не могут быть рекомендованы для современных и преспективных производств.

При выборе типа контактных устройств обычно руководствуются следующими основными показателями:

а) производительностью;

б) гидравлическим сопротивлением;

в) коэффициентом полезного действия;

г) диапазоном рабочих нагрузок;

д) возможностью работы на средах, склонных к образованию смолистых или других отложнний;

е) материалоемкостью

ж) простотой конструкции, удобством изготовления, монтажа и ремонта

Промышленные ректификационные колонны могут достигать 80 метров в высоту и более 6,0 метров в диаметре. В ректификационных колоннах в качестве контактных устройств применяются тарелки, которые дали название химическому термину, и насадки. Насадка, заполняющая колонну, может представлять собой металлические, керамические, стеклянные и другие элементы различной формы.

Ректификационные установки по принципу действия делятся на периодические и непрерывные. В установках непрерывного действия разделяемая сырая смесь поступает в колонну и продукты разделения выводятся из неё непрерывно. В установках периодического действия разделяемую смесь загружают в куб одновременно и ректификацию проводят до получения продуктов заданного конечного состава.

В ректификационных и абсорбционных колоннах применяются тарелки различных конструкций (колпачковые, клапанные, струйные, провальные и т. п.), существенно различающиеся по своим рабочим характеристикам и технико-экономическим данным. При выборе конструкции контактного устройства учитывают как их гидродинамические и массообменные характеристики, так и экономические показатели работы колонны при использовании того или иного типа контактных устройств.

Ситчатые тарелки. Колонна с ситчатыми тарелками представляет собой вертикальный цилиндрический корпус с горизонтальными тарелками, в которых равномерно по всей поверхности просверлено значительное число отверстий диаметром 1-5 мм. Газ проходи сквозь отверстия тарелки и распределяется в жидкости в виде мелких струек и пузырьков сетчатые тарелки отличаются простотой устройства, легкостью монтажа, осмотра и ремонта. Гидравлическое сопротивление этих тарелок невелико. Сетчатые тарелки устойчиво работают в довольно широком интервале скоростей газа, причем в определенном нагрузок по газу и жидкости эти тарелки обладают высокой эффективностью. Вместе с тем ситчатые тарелки чувствительны к загрязнителям и осадкам, которые забивают отверстия тарелок.

Колпачковые тарелки. Менее чувствительны к загрязнениям, чем ситчатые, и отличаются более высоким интервалом устойчивой работы колонны с колпачковыми тарелками. Газ на тарелку поступает по патрубкам, разбиваясь затем прорезями колпачка на большое число отдельных струй. Далее газ проходит через слой жидкости, перетекающей по тарелке от одного сливного устройства к другому. При движении через слой значительная часть мелких струй распадается и газ распределяется в жидкости в виде пузырьков. Интенсивность образования пены и брызг на колпачковых тарелках зависит от скорости движения газа и глубины погружения колпачка в жидкость. Колпачковые тарелки изготовляют с радиальным или диаметральным переливами жидкости. Колпачковые тарелки устойчиво работают при значительных изменениях нагрузок по газу и жидкости. К их недостаткам следует отнести сложность устройства и высокую стоимость, низки предельные нагрузки ею газу, относительно высоко гидравлическое сопротивление, трудность очистки.

Клапанные тарелки. Принцип действия клапанных тарелок состоят в том, что свободно лежащий что свободно лежащий над отверстием в тарелке круглый клапан с изменением расхода газа своим весом автоматически регулирует величину площади зазора между клапаном и плоскостью тарелки для прохода газа и тем самым поддерживает постоянной скорость газа при его истечении в барботажный слой.

1.3 Выбор грузоподъемного оборудования

Рис. 6 Расчетная схема

Определяем требуемую грузоподъемность крана

Gтр - масса груза, т

Lцм - расстояние от основания до центра массы, м

Lc - расстояние от основания до места строповки, м

Lc = H0 - при строповке за вершину оборудования, м

N k - количество кранов участвующих в подъеме оборудования, шт

Определение высоты подъема крюка для подъема оборудования

где h ф - высота фундамента, м

h 0 - высота оборудования до места строповки, м

h c - длинна стропа соединяющего груз с крюком крана, м

Выбираем монтажный кран марки СКГ 160 с длинной стрелы 30м, грузоподъемностью 82т и вылетом крюка 50м.

Рис. 7 Грузовысотная характеристика крана СКГ-160

2.2 Расчет системы дотяжки

Рис. 8 Расчетная схема дотяжки

Определяем усилие в дотяжке

где G 0 - масса оборудования, т

Усилие, действующее на крюке подвижного блока полиспаста

Усилие на неподвижном блоке

Подбираем подвижный и неподвижный блоки по большему значению усилия

Грузоподъемность - 1000 кН

Количество роликов в блоке - 5 шт. (общее количество роликов 10 шт.)

Диаметр роликов 750 мм

Масса блока - 1760 кг (общая масса 3520 кг)

Длинна полиспаста в стянутом виде - 3500 мм

Усилие в сбегающей нити полиспаста

где m n - общее количество рабочих роликов без учета отводных, шт

Коэффициент полезного действия полиспаста с учетом отводных блоков

Рассчитываем разрывное усилие в канате

где S - усилие в канате, кН

k з - коэффициент запаса прочности каната

Выбираем канат для полиспаста марки ЛК-РО

6х36(1+7+7/7+14)+1о.с.

Диаметр каната - 23.5 мм

Разрывное усилие - 338 кН

Масса 1000м - 2130 кг

Определяем длину каната для полиспаста

где m - общее число роликов

H - длинна полиспаста в растянутом виде, м

h 1 - величина сокращения полиспаста, м

h 2 - длинна полиспаста в стянутом виде, м

D р - диаметр ролика, м

l 1 - длинна сбегающей нити полиспаста, м

l 2 - длинна запаса каната, м

Суммарная масса полиспаста

где G б - масса обоих блоков полиспаста, кг

G к - масса каната для полиспаста, кг

G 1000м - масса 1000 м каната, кг

Усилие, действующее на канат, закрепляющий неподвижный блок полиспаста, работающего под наклоном (при сбегающей ветви каната с подвижного блока)

Разрывное усилие каната для закрепления неподвижного блока

где m - число ветвей в стропе, шт

Выбираем канат для закрепления неподвижного блока марки ЛК-РО

6х36(1+7+7/7+14)+1о.с.

Маркировочная группа - 1960 МПа

Диаметр каната - 25.5 мм

Разрывное усилие - 383 кН

Масса 1000м каната - 2495 кг

Подбираем лебедку по усилию S n

Тип лебедки ЛМН-12

Тяговое усилие - 125 кН

Канатоемкость - 800 м

Диаметр барабана - 750 мм

Масса лебедки с канатом - 5643 кг

Определяем требуемую массу якоря для закрепления лебедки

Рис. 9 Расчетная схема якоря

N 1 - горизонтальная составляющая нагрузки

N 2 - вертикальная составляющая нагрузки

б - угол наклона тяги якоря к горизонту

k y - коэффициент устойчивости якоря от сдвига

G л - масса лебедки, кг

Определяем требуемое число бетонных блоков для якоря

где q б - масса одного блока, шт

Таблица 1

Блоки бетонные

Масса якоря

где m - число блоков, шт

Проверка якоря на опрокидывание

где b - плечо удерживающего момента

a - плече опрокидывающего момента от усилия в тяге

1.4 Описание технологической установки

Рис. 10 Принципиальная схема блока атмосферной перегонки нефти установки ЭЛОУ-АВТ-6:1-отбензинивающая колонна;2- атмосферная печь; I-нефть с ЭЛОУ; II-легкий бензин; III-газ

Блок атмосферной перегонки нефти высокопроизводительной, наиболее распространенной в нашей стране установки ЭЛОУ-АВТ-6 функционирует по схеме двухкратного испарения и двухкратной ректификации.

Обезвоженная и обессоленная на ЭЛОУ нефть дополнительно подогревается в теплообменниках и поступает на разделение в колонну частичного отбензинивания 1. Уходящие с верха этой колонны углеводородный газ и легкий бензин конденсируются и охлаждаются в аппаратах воздушного и водяного охлаждения и поступает в емкость орошения. Часть конденсата возвращается на верх колонны 1 в качестве острого орошения. Отбензиненная нефть с низа колонны 1 подается в трубчатую печь, где нагревается до требуемой температуры и поступает в атмосферную печь. Часть отбензиненной нефти из печи возвращается в низ колонны в качестве горячей струи.

2. Механическая часть

2.1 Выбор конструкционных материалов

Для корпуса аппарата выбираем по рекомендациям листовую сталь марки 16 ГС по ГОСТ 10885-5, для которой технические требования по ГОСТ 10885-5; рабочие условия: tR = 240°С; р=0,5 МПа. Виды испытаний и требования по ГОСТ 10885-5 (испытания проводятся на заводе-поставщике металла по требованию заказчика). При выборе материала было учтено следующее: коррозионные свойства среды. При заданных рабочих параметрах скорость коррозии составляет менее 0,1 мм/год. технологические свойства используемого материала: свариваемость, пластичность и другие. влияние конструкционного материала на качество исходной смеси и продуктов разделения. технико-экономические соображения: нержавеющая сталь широко применяется в химическом машиностроении и других отраслях промышленности. Сварка автоматическая. Тип электрода по ГОСТ 10052-5 -Э-04Х20Н9. Опоры цилиндрические. Материал деталей опор должен выбираться из условий эксплуатации и в соответствии с техническими требованиями ОСТ 26-91-4.

2.2 Определение расчетных параметров

Рабочая и расчетная температура

Расчетная температура T R - это температура для определения физико-механических характеристик конструкционного материала и допускаемых напряжений. Она определяется на основании теплового расчета или результатов испытаний. Если при эксплуатации температура элемента аппарата может повысится до температуры соприкасающейся с ним среды, расчетная температура принимается равной рабочей, но не менее 20 °С. Проектируемый аппарат снабжен изоляцией препятствующей охлаждению или нагреванию элементов аппаратов внешней средой.

Рабочая температура аппарата Т=240 °С.

Расчетная температура Т Р =240°С.

Рабочее, расчетное и условное давление

Рабочее давление P - максимальное избыточное давление среды в аппарате при нормальном протекании технологического процесса без учета допускаемого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного устройства P=0,5МПа.

Расчетное давление P R - максимальное допускаемое рабочее давление, на которое производится расчет на прочность и устойчивость элементов аппарата при максимальной их температуре. Как правило, расчетное давление может равняться рабочему давлению.

Расчетное давление может быть выше рабочего в следующих случаях: если во время действия предохранительных устройств давление в аппарате может повыситься более чем на 10% от рабочего, то расчетное давление должно быть равно 90% давления в аппарате при полном открытии предохранительного устройства; если на элемент действует гидростатическое давление от столба жидкости в аппарате, значение которого свыше 5% расчетного, то расчетное давление для этого элемента соответственно повышается на значение гидростатического давления.

2.3 Определяем толщину стенки цилиндрической обечайки аппарата

работающего под внутренним избыточным давлением и определяем величину пробного давления при гидроиспытаниях, допускаемое внутреннее давление в рабочих условиях и в условиях гидроиспытаний.

Исходные данные для расчета:

D-внутренний диаметр обечайки, мм;

Н-высота обечайки, мм;

Р раб - рабочее давление, МПа;

Т раб - температура среды в резервуаре, єС;

П- скорость коррозии, мм/год;

Материал аппарата-16ГС

Среда- нетоксичная, некоррозионная

1.Определяем расчетную температуру стенки аппарата:

При Т>20єС,Т расч =Т раб =240 єС (23)

2. Определяем допускаемое напряжение для материала аппарата в рабочих условиях и в условиях гидроиспытаний:

а)в рабочих условиях

[?]=?·? * , (24)

где? * -определяем по табл.

Поправочный коэффициент для литых аппаратов равен 0,7-0,8 для сварных равен 1;

б)в условиях гидроиспытаний

[?] и =? т 20 /1,1, (25)

где? т 20 -определяем по таблице.

3.Опрделяем расчетное значение внутреннего избыточного давления в рабочих условиях:

Р расч =Р раб +Р г (26)

где Р г =p·g·Н-гидростатистическое

где p-плотность среды, кг/м 3 ;

g-ускорение свободного падения,м/с 2 ;

Н-высота столба жидкой среды в аппарате, м.

Если Р г составляет менее 5% от

Р раб,то Р расч =Р раб

Р г =1000·9,81·7,26=71220,6Па=0,712 МПа

Так как 0,712 МПа>0,0025 МПа, то Р расч =0,5+0,712=1,212 Мпа

4.Определяем пробное давление при гидроиспытаниях:

для сварных аппаратов

Р пр =maх{1,25·Р расч; Р расч +0,3}; (27)

где [?] 20 =?·? *

где? * -определяем по табл.для материала аппарата при 20 єС

1,25·Р расч =1,25·1,212·=1,91 МПа

Р рас +0,3=1,212+0,3=1,512 МПа

Р пр =max{1,91;1.512}=1.91 Мпа

5.Определяем расчетную и исполнительную толщину стенки аппарата:

S рас =max (28)

S рас =max{2,09;2,1,59}=2,09 мм

с=с 1 +с 2 +с 3

с=2+0,1+0,3=2,4 мм

S=2,09+2,4=4,49 мм

Принимаем S=5мм

6.Определяем допускаемое внутреннее давление:

а)в рабочем состоянии

0.75>1.1-условие выполняется

[P] и >Р пр

1,5>1,91-не выполняется

Толщину стенки увеличиваем для выполнения условия прочности

Принимаем S=7 мм

1,3>0,5-условие выполняется

2,7>1,91-условие выполняется

7.Проверяем условие применимости формулы:

Определяем толщину стенки эллиптического днища аппарата, работающего под внутренним избыточным давлением и проверяем условия прочности.

1. Определяем расчетную температуру стенки аппарата:

при Т>20єС,Т р =Т=240єС (31)

2.Определяем допускаемое напряжение для материала аппарата в рабочих условиях:

3.Определяем расчетную толщину стенки по формуле:

4.Определяем исполнительную толщину стенки

c=c 1 +c 2 +c №

c=2+0,03+0,1=2,13

S=2+2,13=4,13мм

5.Определяем допускаемое внутреннее избыточное давление по формуле:

Применимость формулы проверяем по условию:

6.Проверяем условие прочности:

[Р]> Р в.р (35)

Выбор фланцевого соединения при заданных рабочих параметрах, подбор крепежных деталей и определение расчетной болтовой нагрузки на фланец.

1.Выбор фланцевого соединения

Тип фланцевого соединения выбирается в зависимости от рабочего давления и диаметра условного прохода штуцера

Назначение фланцев- Для труб и трубной арматуры

Тип фланцев- Стальные плоские приварные с выступом и впадиной

Стандарт ГОСТ 12828-67

Основные геометрические размеры фланцев для труб и трубной арматуры-D y =200мм; D ф =315 мм; D Б =280 мм; D 1 =258 мм; D 2 =250 мм; D 4 =222 мм; D 6 =225 мм; h=19 мм; h 1 =18 мм; h 2 =18 мм;d=18 мм;z=8

Материал фланцев и крепежных деталей как корпус аппарата 16ГС

Тип прокладки выбирается в зависимости от формы сопрягаемой поверхности выбранного фланцевого соединения

Конструкция прокладки- плоская неметаллическая.

Материал прокладки выбирается в зависимости от рабочего давления, температуры и свойств среды-паронит

2. Расчет болтовой нагрузки фланцевого соединения:

2.1 Определяем нагрузку на болты фланцевого соединения, находящегося под давлением среды:

Q б 1 =·(d в +(2b/3)) 3 ·Р раб +р·D c ·b 0 ·m· Р раб, (36)

где d в - внутренний диаметр прокладки, мм;

b=(D- d в)/2-ширина прокладки, мм;

D c = d в + b-средний диаметр прокладки, мм;

b 0 -расчетная ширина прокладки, мм; Определяется в зависимости от конструкции прокладки; для плоской прокладки b 0 = b при b<0,012 м, при b>0,012 м b 0 =1,1v b; для прокладки овального сечения b 0 = b/4;

m-коэффициент удельного давления на прокладку.

b= мм=0,018 м

D c =222+18=240 мм=0,240 м

Q б 1 = 3 ·0,5+3,14·0,240·0,018·2,5·0,5=0,017 МПа

Определяем нагрузку на болты фланцевого соединения, не находящегося под давлением среды, обеспечивающую смятие прокладки для надежной герметичности:

Q б 2 =р· D c · · b 0 ·q пр, (37)

q пр - давление на поверхность прокладки, МПа.

Q б 2 =3,14·0,240·0,005·20=0,075 Мпа

Выбираем максимальное значение:

Q б =max{ Q б 1 ; Q б 2 } (38)

Q б =max{0,087;0,075}=0,087 Мпа

Определяем нагрузку, приходящуюся на один болт:

где n б - число болтов

Определяем внутренний диаметр резьбы:

где [?] б -допускаемое напряжение для материала болта при рабочей температуре, Мпа

Определяем уточненное значение нагрузки на один болт:

Определяем минимальную нагрузку на болты:

Q min =n·q б 1 (42)

Q min =8·0,367=2,936 Мпа

Параметры фланца (толщину диска, сварные швы) рассчитаем по расчетной нагрузке:

Q p ==1,51 Мпа

Расчет отверстия не требующего укрепления, проверка укрепления выреза утолщением стенки цилиндрической обечайки и патрубка штуцера, определение геометрических размеров укрепляющего кольца.

1. Определяем расчетный диаметр отверстия в стенке обечайки:

d p =d+2c 5 (44)

d p =200+2·2=204 мм=0,204 м

2. Определяем наибольший диаметр одиночного отверстия, не требующего укрепления, при наличии избыточной толщины стенки обечайки:

где S p -расчетная толщина стенки обечайки, мм.

D p -расчетный внутренний диаметр укрепляемого элемента. Для отверстия, расположенного на обечайки и стандартном эллиптическом днище, у которого Н=0,25 D, D р =D

Расчетный диаметр одиночного отверстия удовлетворяет условию d p < d 0

0,204<0,2101-условие выполняется

3. Монтажная часть

3.1 Транспортировка ректификационной колонны, аппарат до места монтажа

Транспортировка -- процесс перемещения груза/объекта в место назначения, посредством тех или иных транспортных средств.

Негабаритный груз -- это такой груз, весогабаритные параметры которого превышают допустимые при транспортировке размеры и установленные правилами дорожного движения нормы. Другими словами, негабаритный размер -- это такой размер груза, который невозможно поместить в стандартное транспортное средство.

В нашем случае грузом является ректификационная колонна. Её параметры:

Транспортировка колонны будет осуществляться с помощью автотранспорта.

Основные документы, регулирующие перевозку негабаритных грузов автомобильным транспортом в Российской Федерации:

1. Правила дорожного движения

2. Правила перевозок грузов автомобильным транспортом

3. Правила обеспечения безопасности перевозок пассажиров и грузов автомобильным транспортом и городским наземным электрическим транспортом.

Согласно правилам дорожного движения (ПДД) и правилам перевозок грузов автомобильным транспортом, перевозка негабаритных грузов должна производиться транспортным средством с размерами, не превышающими 2,55 м в ширину, 20 м в длину (включая прицеп) и 4 м в высоту от проезжей части с учётом груза.

Параметры автопоезда с грузом превышает допустимые, поэтому для проезда такого автопоезда требуется специальное разрешение и специальный пропуск.

Перевозка негабаритного груза представляет собой сложный и в некоторых случаях опасный процесс, поэтому:

· груз должен быть размещён таким образом, чтобы не ухудшать и не ограничивать обзор водителя

· груз не должен негативно влиять на устойчивость используемого транспортного средства, то есть должен быть закреплён по всем правилам безопасности и не должен провоцировать опрокидывание транспорта во время передвижения

· груз не должен затруднять управление транспортным средством

· груз не должен препятствовать восприятию сигналов, подаваемых водителю участниками дорожного движения, не должен загораживать светоотражатели, опознавательные знаки, осветительные устройства и другие приборы

· груз не должен производить шумы и другие звуковые помехи, не должен поднимать пыль при транспортировке, вредить дорожному покрытию и окружающей среде

· во время движения водитель обязательно должен осуществлять контроль размещения, крепления и состояния перевозимого груза.

3.2 Описание способов монтажа. Монтаж оборудования

Подъем аппарата методом поворота вокруг шарнира выполняется в следующей последовательности:

1) произвести пробный отрыв верха аппарата от опор на 200-300 мм с выдержкой в течение 15 мин и проверкой состояния оснастки и грузоподъемных средств;

2) работая грузоподъемными средствами, в соответствии с циклограммой подъема повернуть аппарат на угол, не доходящий на 5-10 ° до положения неустойчивого равновесия;

3) включить в работу тормозную оттяжку, создав в ней нагрузку, равную 20-30% расчетной

4) с помощью грузоподъемных средств перевести аппарат через положение неустойчивого равновесия, передав нагрузку на тормозную оттяжку;

5) попуская тормозную оттяжку (систему) и ослабляя полиспасты грузоподъемного средства, опустить аппарат в проектное положение.

1.2 Поворот вокруг шарнира с дотягиванием является разновидностью метода поворота вокруг шарнира и принимается в случае, когда грузоподъемные средства не имеют достаточных грузовысотных характеристик для вывода аппарата в проектное положение. При этом рационально использовать метод поворота вокруг шарнира о дотягиванием при угле подъема аппарата не менее 70°

1.3 При подъеме аппарата методом поворота с дотягиванием работа выполняется в следующей последовательности:

1) по п.1.1, подпункт 1;

2) поднять аппарат до предельного угла, обусловленного возможностями грузоподъемного сродства, используя указания п.1.1, подпункт 2;

3) включить в работу дотягивающую систему и передать на нее нагрузку от грузоподъемного средства;

4) допуская тормозную оттяжку, довернуть аппарат с помощью дотягивающей системы на угол, не доходящий на 5-10° до положения неустойчивого равновесия;

5) по п. 1.1, подпункт 3;

6) с помощью дотягивающей системы перевести аппарат через положение неустойчивого равновесия, передав нагрузку на тормозную систему;

7) по п. 1.1, подпункт 5;

3.3 Выбор опор

3.4 Проведение испытаний

Для крупногабаритных аппаратов значительной высоты, устанавливаемых на фундамент, выполняют пневматические испытания воздухом или инертным газом. Перед испытаниями аппарат подвергают тщательному осмотру, проверяя разъемные и сварочные соединения. Просвечивают все сварные швы. При пневматических испытаниях запрещается обстукивать аппарат. Плотность швов и разъемных соединений проверяют с помощью мыльного раствора. Порядок повышения и снижения пробного давления зависит от давления. Например, при давлении до 2 МПа продолжительность снижения давления -- 30 мин, при давлении от 5 до 10 МПа -- 90 мин.

Особенность испытаний горизонтальных аппаратов заключается в том, чтобы нагрузки на стенки аппарата от опор были не больше, чем расчетные. При укладке аппаратов на песчаные подушки необходимо обкапывать сварные швы, чтобы можно было наблюдать за ними.

После завершения всех строительно-монтажных работ производители работ готовят объект к сдаче заказчику. Оборудование должно вводиться в эксплуатацию опробованным и в состоянии полной готовности к нормальной работе.

4. Охрана труда

4.1 Меры безопасности при монтаже

При подготовке технологических аппаратов колонного типа к монтажу и перед их подъемом производители работ проверяют соответствие проекту производства работ грузоподъемных механизмов, канатов стропов, якорей, а так же соответствие их всех поднимаемых грузов.

Перед подъемом необходимо убедиться в надежности установленных площадок, лестниц и обвязывающих аппарат трубопроводов, а также в том, что выступающие части аппаратов и сами аппараты не задевают за конструкции подъемных механизмов и сооружений, расположенных вблизи.

Колонны, масса которых близка к грузоподъемности механизма, следует поднимать в два приема. Сначала груз поднимают на высоту 20..30 см и таком положении проверяют подвеску и устойчивость аппарата. Затем осуществляют основной подъем. Канат должен огибать захватное устройство, при этом отношение диаметра захватного устройства к диаметру каната при установке вант и полиспастов должно быть не менее 4. В противном случае используют коуши, подкладки или переходные устройства.

В процессе подъема контролируют отклонение полиспастов (угломерами)

Наклон мачт, подъемников, шевров (угломером или теодолитом) высоту подъема и скорость ветра.

Работу прекращают при плохой видимости при скорости ветра более 9м/с. Аппараты следуют закреплять от раскачивания, самоопускания при вынужденной остановке подъема. Необходимо следить, чтобы аппарат не соприкасался с грузоподъемными средствами и близко расположенными конструкциями. Поднимают груз, поворачивают платформу и перемещают краны по сигналам такелажника. Сигнал «Стоп» выполняется немедленно. Расстроповку аппаратов производят после их надежного закрепления.

Запрещается открывать от грунта заземленный и примерзший груз, стаскивать, не приподнимая, оборудования с опорных конструкций, волочить или подтаскивать груз при косом положении полиспаста, выравнивать, поправлять стропы, оттягивать груз в проемы без применения специальных приемных площадок, вытаскивать стропы из - под аппарата с помощью крюка, поднимать аппараты вместе с людьми и поддерживать их руками

4.2 Пожарная безопасность

На монтажных площадках должны соблюдаться действующие правила, технические нормы и инструкции по пожарной охране.

Проходы и запасные выходы не должны загромождаться, доступ к установленным пожарным кранам шлангам огнетушителям и ящикам с песком должен быть свободным. В случае возникновения пожара необходимо немедленно вызвать пожарную охрану и принять меры по ликвидации огня, а так же предупредить его распространение всеми имеющими подручными средствами.

Воспламеняющиеся жидкие горючие вещества (бензин, керосин, д.р.) или промасленные материалы тушат пенным огнетушителям или песком.

При загорании электропроводки линию немедленно обесточивают, Горящие деревянные предметы, бумагу, спецодежду тушат водой из пожарных шлангов.

Запрещается пользование открытым огнем на расстоянии менее 20 м от места хранения легковоспламеняющихся веществ. Запрещается оставлять без надзора включенные электроприборы и механизмы.

При производстве газовой сварки и резки металлов руководствуются соответствующими разделами СНиП.

Расстояние между переносным генератором и местом обработки металла, а так же местоположением открытого огня должно быть не менее 10 м. На месте установки переносного генератора вывешивают предупредительные плакаты и надписи «Огнеопасно», «Не курить». Запрещается устанавливать ацетиленовые генераторы в помещениях, где имеются продукты, способные образовать с ацетиленом взрывчатое соединение, а также в эксплуатируемых котельных, кузницах и около мест всасывания воздуха компрессорами и вентиляторами. В случае возникновения пожара газогенераторном помещении для его тушения следует применять исключительно углекислотные огнетушители.

4.3 Охрана окружающей среды

Основные положения по технике безопасности. Правила техники безопасности, которыми руководствуются при монтаже оборудования, приведены в Строительных нормах и правилах (СНиП Ш-А. 11-70). Монтажные работы должны выполняться в соответствии с проектом производства работ. В проекте производства работ предусматривают создание условий для безопасного выполнения работ как на строительной площадке в целом, так и на отдельных рабочих местах.

Контроль за выполнением мероприятий по технике безопасности возлагается на генерального подрядчика; ответственность за безопасное ведение работ, выполняемых субподрядными организациями, возлагается на руководителей этих организаций.

Ответственность за соблюдением согласованных мероприятий по технике безопасности несет администрация монтажной организации и предприятия, на территории которого производятся строительно-монтажные работы.

Территорию монтажной площадки и рабочие места перед началом работ очищают от строительных материалов и мусора, а зимой -- от снега и льда.

Проезды, проходы и подкрановые пути следует содержать в чистоте и не загромождать.

...

Подобные документы

Спецификация сборных железобетонных конструкций, технология монтажа. Выбор монтажных кранов по техническим параметрам. Подсчет эксплуатационной производительности крана и объемов земляных работ при обработке траншей. Выбор бульдозера для обратной засыпки.

реферат , добавлен 09.12.2012


Технология производства работ по возведению здания. Область применения технологической карты. Определение объемов работ при монтаже сборных конструкций, параметров монтажного крана. Подсчет трудовых ресурсов. Контроль качества работ, техника безопасности.

курсовая работа , добавлен 11.09.2011


Изучение комплексно-механизированного процесса сборки зданий и сооружений из элементов и конструктивных узлов заводского изготовления. Разработка технологической карты на монтаж сборных железобетонных конструкций одноэтажного промышленного здания.

курсовая работа , добавлен 28.01.2014


Климатологическая характеристика участка. Благоустройство и озеленение прилегающей территории. Определение нагрузок на здание, несущей способности свай. Расчет армирования железобетонных конструкций. Выбор оборудования для монтажа сборных элементов.

курсовая работа , добавлен 22.03.2015


Спецификация сборных железобетонных конструкций. Выбор грузоподъемных приспособлений. Определение монтажных характеристик крана. Технология и организация строительного процесса. Калькуляция затрат труда и заработной платы. Операционный контроль качества.

курсовая работа , добавлен 08.11.2015


Разработка технологической карты на каменную кладку сборных железобетонных конструкций с учетом численно-квалификационного состава бригады, калькуляции трудовых затрат, потребности в материалах. Составление календарного и генерального планов работ.

курсовая работа , добавлен 26.01.2011


Определение объемов производства работ и составление ведомостей расхода материалов, конструкций при монтаже каркаса здания. Выбор и расчет монтажных кранов по двум потоку, их технико-экономическое сравнение. Расчёт машин и оборудования производства работ.

курсовая работа , добавлен 07.12.2012


Спецификация сборных железобетонных конструкций. Сведения о заделке стыков и швов. Выбор методов монтажа, монтажных и грузозахватных приспособлений. Сменная эксплуатационная производительность кранов. Технология монтажа одноэтажных промышленных зданий.

курсовая работа , добавлен 04.01.2014


Расчет параметров зрительного зала кинотеатра, выбор кинотехнологического оборудования, его краткая характеристика. Расчет освещения помещений киноаппаратного комплекса, выбор электромонтажных материалов. Монтаж экрана и кинотехнического оборудования.

курсовая работа , добавлен 25.09.2011


Подсчет объемов работ и выбор метода при монтаже конструкций промышленного здания. Основные факторы, влияющие на выбор типа крана. Выбор грузозахватных и монтажных приспособлений. Контроль и оценка качества работ при производстве и приемке работ.