Определение коэффициента суровости

Содержание

стр.

Введение             3

1. Задача №1. Определение коэффициента суровости                                        4
2. Задача №2. Расчет глубины промерзания грунтов                                     5
3. Задача №3. Определение поправочных коэффициентов к нормам времени    6                                                                 
4. Задача №4. Определение коэффициента теплопередачи опалубки                   7
5. Задача №5. Определение температурного режима остывания                           9
6. Список литературы                       11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Данный проект выполняется с целью изучения курса «Строительство в экстремальных условиях» и представляет собой решение задач с целью освоения методик расчета.

 

Задача №1. Определение коэффициента суровости

Задание: Сделать  заключение о возможности производства работ по возведению кирпичной кладки в городе Екатеринбурге в декабре. Средняя температура наружного воздуха составляет –17 ^оС, ожидаемая скорость ветра 39,6 км/ч, видимость 20 метров.

Решение:

Влияние климата  на производство строительно-монтажных  работ рекомендуется оценивать показателем суровости, определяемым в условных баллах по формуле

С = – t + k·v ,       (1)

где t – средняя отрицательная температура наружного воздуха за рассматриваемый период (день, неделя, месяц, квартал и т.д.), ^оС;

v – скорость ветра за рассматриваемый период, м/с;

k – коэффициент влияния ветра на человека (принимается равным 1 при v ≤ 5 м/с, 2 при v > 5 м/с).

При этом необходимо учитывать, что запрещается выполнять любые виды строительно-монтажных работ:

1) на открытом  воздухе и приравненных к ним  условиях при С > 45;

2) при температуре  наружного воздуха ниже –30 ^оС;

3) при скорости  ветра более 22 м/с;

4) при видимости  менее 20 м.

Кроме этого, при  скорости ветра более 10 м/с прекращаются работы башенных кранов и других машин и механизмов, связанных с подъемом грузов.

По заданию: v=39,6 км/ч.

Переводим в  единицы измерения – м/с: v=11 м/с;  коэффициент влияния ветра на человека принимается равным 2 при v > 5 м/с.

Подставляем в формулу (1): С = – (-17) + 2·11 = 5 < 45 .

Вывод:  Показатель суровости  С=5 при скорости ветра v=11 м/с и видимости 20 м, следовательно, работы разрешены, если не используются машины и механизмы для подъема грузов (при v > 10 м/с)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача №2. Расчет глубины промерзания грунтов

Задание: Рассчитать глубину промерзания песчаного  грунта влажностью 22%, который промерзал в течение 24-х дней со средней установившейся температурой наружного воздуха t = –18 ^оС. За 24 дня толщина снежного покрова равномерно увеличилась с 10 см до 20 см.

Решение:

При производстве земляных работ в зимний период выбор  метода производства работ, прежде всего, будет зависеть от расчетной глубины промерзания грунта [4], величина которой определяется по формуле

,      (2)

где  Н –  расчетная глубина промерзания  грунта, м;

t – средняя отрицательная температура наружного воздуха за рассматриваемый период (день, неделя, месяц, квартал и т.д.), ^оС;

n – число дней с установившейся отрицательная температура наружного воздуха;

k – коэффициент влияния величины снежного покрова (принимается по табл.);

λ_М – коэффициент теплопроводности мерзлого грунта, Вт/м·^оС,

;      (3)

λ_ГР – коэффициент теплопроводности грунта в естественном состоянии, Вт/м·^оС (определяется по табл.);

В_ГР – объемная влажность грунта, %.

По заданию: t_н.в.=-18 ^оС, n=24 дн., средняя толщина снежного покрова 15 см, следовательно принимаем k=0,45; λ_ГР=0,6 В_ГР=22%.

Определяем коэффициент теплопроводности мерзлого грунта

.

Глубина промерзания  равна .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача №3. Определение поправочных коэффициентов к нормам времени

Задание:  Определить поправочный коэффициент к норме времени на производство каменной кладки в Томске в феврале. Работы выполняются в тепляках. Из 24-х рабочих дней: 8 дней скорость ветра составляла ν = 6 м/с; 10 дней –ν = 8 м/с.

Решение:

При производстве строительно-монтажных работ в  зимний период общие затраты труда и продолжительность выполнения работ увеличивается в зависимости от ряда факторов. В качестве компенсации этого влияния при подсчете трудоемкости следует назначать дополнительные коэффициенты к нормам времени в зависимости от:

1. условий производства работ;
2. величины скорости ветра;
3. средней температуры на рабочем месте.

По заданию:

 Работа производится  в тепляках – применяем коэффициент  1,1;

Место производство работ  – г. Томск – 5 температурная зона; группа работ – II, месяц – февраль; применяем усредненный коэффициент 1,3; суммарный поправочный коэффициент за эту работу в зимних условиях с учетом силы ветра составит

К_ν = 1,3+1,3·0,15·10/25 = 1,378.

Окончательный  поправочный  коэффициент определяется произведением всех применяемых коэффициентов : К = 1,1· 1,378 = 1,5158.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача №4. Определение коэффициента теплопередачи опалубки

Задание:  Рассчитать толщину утеплителя в опалубке (металл толщиной 5 мм, пенопласт (объемная масса = 200 кг/м³), толь толщиной 2 мм) железобетонной конструкции с размерами 3200x2400х1700мм, если коэффициент теплопередачи опалубки (a_прив) равен 1,15 Вт/м²·^оС. Работы ведутся при температуре наружного воздуха t = –20 ^оС и скорости ветра v = 15 м/с. Подобрать необходимое утепление открытых поверхностей из опилок.

Решение:

При производстве бетонных работ в зимний период широко применяются различные методы зимнего бетонирования, при которых практически всегда требуется утеплять опалубку. Конструкция утепления опалубки характеризуется коэффициентом теплопередачи опалубки, определяемым по формулам

     (4)

где  α_прив – коэффициент теплопередачи опалубки, Вт/м²·^оС ;

α_л – лучистая составляющая коэффициента теплопередачи опалубки, Вт/м²·^оС;

α_к – конвективная составляющая коэффициента теплопередачи опалубки, Вт/м²·^оС;

t_н.в – средняя отрицательная температура наружного воздуха, ^оС;

ε – степень черноты  полного нормального излучения  материала опалубки (принимаем 0,65);

ν – скорость ветра, м/с;

а – определяющий размер конструкции (принимается максимальный размер стороны), м;

σ – толщина слоя опалубки, м;

λ – коэффициент теплопроводности слоя опалубки (табл. 2), Вт/м·^оС.

Определяем  толщину утеплителя:

 

 

Таким образом, подпираем конструкцию опалубки по коэффициенту теплопроводность опалубки λ и теплоемкости. Принимаем стальную опалубку с утеплителем из мин.плиты м рубероида:

Коэффициенту  теплопроводность опалубки  λ =52+0,06+0,17=52,53 Вт/м·^оС

Теплоемкость: 0,48+1,34+1,47=3,15;

Толшина: =50+1=51 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача №5. Определение температурного режима остывания

Задание:  Дана конструкция и замер температуры в контрольной точке. Определить:

а). Температурный  режим остывания до «0» ^оС.

• в контрольной точке; в центре; под опорной частью колонны.

б). Определить прочность 

• в контрольной точке; в центре; под опорной частью.

Дано: сечение  колонны 0,6х0,5 м; h=3.9; подколонник размером axb 1,5х1,2м; h=2,6 м; ;

Электропрогрев  – стержневыми электродами  

Решение:

1. Определяем объем бетонной конструкции:
2. Полная поверхность охлаждения составит:

3. Рассчитаем  модуль поверхности конструкции   , где

М_п – модуль поверхности, м^-1;

S_пов – площадь опалубливаемой поверхности, соприкасающейся с воздухом;

 – объем конструктивного  элемента - колонны.

м^-1.

4. Вычисляем время остывания любой точке конструкции:  ,

Время остывания в центре конструкции:  ,

где m – темп остывания бетона

t_{н.б .}– температура бетона начальная, ⁰С;

t_н.в. – температура наружного воздуха, ⁰С;

 

          _,

_{где k- коэффициент учета изотерии (для метода «Термос» ПЭР k=1, для методоа электропрогрев k=0,8);}

- удельная теплоемкость бетона (1,05кДж/кг*⁰С;

- объемная масса бетона (2400 кг/м3);

- коэффициент  теплопроводности  бетона (2,6Вт/м*⁰С );

- коэффициент теплопередачи  опалубки;

Принимаем

_{Определяем  темп остывания:}  

 

 

 

_{Время остывания бетона в центральнойточке конструкции}

_{Время остывания в заданной точке:}

 

_{Тогда , что не превышает допустимого времени остывания- 100ч.}

_{Проверим  выполнение условия по набору прочности}

Вычислим значения коэффициентов  А, В, n, необходимых для расчета прочности бетон:

, где 

R₃ – трехсуточная прочность бетона нормального хранения, %; R₃ = 40.

  

 

_{Т.о., время остывания  в любой точке  конструкции составляют 93ч. И является достаточным  для набора требуемой  прочности.}

 

Список литературы

 

1. СНиП 3.01.О1-85* Организация строительного производства. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. – 56 с.
2. СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. – 192 с.
3. ЕНиР. Общая часть /Госстрой СССР. – М.: Прейскурант, 1987. – 38 с.
4. Березовский Б.И., Либерман И.А. Справочник мастера-строителя для работ в Северной климатической зоне. – Л.: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1986. – 328 с.: ил.
5. Временная инструкция по производству бетонных работ в зимних условиях на объектах Главюжуралстроя. – Челябинск: Министерство строительства предприятий тяжелой индустрии СССР "Главюжуралстрой", 1985. – 115 с.
6. Головнев С.Г., Коваль С.Б. Технология строительного производства: Практические занятия и лабораторные работы по курсу "Технология строительных процессов". – Челябинск: ЧГТУ, 1992. – 44 с.
7. Головнев С.Г., Юнусов Н.В. Зимнее бетонирование: Текст лекций. – Челябинск: ЧПИ, 1985. – 58 с., 1986. – 39 с.
8. Руководство по производству бетонных работ в зимних условиях, районах Дальнего Востока, Сибири и Крайнего Севера /ЦНИИОМТП Госстроя СССР. – М.: Стройиздат, 1982. – 213 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Федеральное агентство  по образованию Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования «Южно-Уральский  государственный университет»     Филиал  в г. Озерске          Кафедра «Строительство»                           КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ по дисциплине  «Строительство в экстремальных условиях»                                                                                                    Руководитель преподаватель                                                                           _____________      С.Б. Коваль                                                                        _____________________2012  г.                                                                                                                                                                                                 Студент группы  444 - ОзЗ                                                                             ______________Е. А. Неженцева                                                                         ____________________2012 г.                                                             Работа   защищена                                       с оценкой                                                                          __________________________                                                                          _____________________20    г.         Озерск  2012