Курсовая работа

По дисциплине: «Технология бетона, строительных изделий и конструкций»

По теме: «Проектирование технологической линии по производству арматурных изделий производственной мощностью 160 тыс. т/год (в т. ч. для многопустотных плит перекрытия)»

Выполнил: студент

К. А. Кара

ИСМ

ПС-41

Научный руководитель: к. т. н., доцент

Л. А. Сулейманова

Белгород 2007

Содержание

Задание на курсовую работу

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………… 4

1. НОМЕНКЛАТУРА И ОБЪЕМ ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ…………………………………………………………… 5

2. РЕЖИМ РАБОТЫ ПРОИЗВОДСТВА……………………………. 21

3. РАСЧЕТ ПОТРЕБНОСТИ В СЫРЬЕ И ПОЛУФАБРИКАТАХ…………………………………………………… 23

4. РАСЧЕТ АРМАТУРНОГО СКЛАДА…………………………………. 24

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА АРМАТУРНЫХ ИЗДЕЛИЙ……………………………………………. 26

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ………………………………………………………………. 28

Заготовка арматуры………………………………………….. 28

Производство плоских сеток………………………………. 38

Производство плоских каркасов…………………………. 40

Производство объемных каркасов………………………. 41

Производство стержневой напрягаемой арматуры…………………………… 43

Производство закладных деталей……………………….. 48

7. РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ………………………………………….. 51

Производство плоских сеток………………………………. 51

Производство плоских каркасов…………………………. 52

Производство объемных каркасов………………………. 52

Производство напрягаемой арматуры………………… 53

Производство монтажных петель………………………… 53

Производство закладных деталей……………………… 54

8. КОМПОНОВКА ОБОРУДОВАНИЯ АРМАТУРНОГО ЦЕХА……………… 55

9. СОСТАВ РАБОЧЕЙ БРИГАДЫ……………………………………. 57

10.МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЭКОНОМИИ СТАЛИ…………………….. 58

11. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ТРУДА И ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ……………… 61

12. ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. НОТ……………… 67

Список литературы……………………………………………………….. 70

Введение

Широкое применение в строительстве получили сборные железобетонные детали и конструкции, изготовляемые на заводах или полигонах и доставляемые на объекты строительства в готовом виде.

Сборные железобетонные детали отличаются высоким качеством и долговечностью, не требуют специального ухода во время эксплуатации; их применение ускоряет строительство, уменьшает его трудоемкость, сокращает расход леса (так как отпадает необходимость в устройстве подмостей и опалубки) и металла (по сравнению со стальными конструкциями); упрощает производство работ в зимний период.

Все больше применяются в строительстве предварительно напряженные железобетонные конструкции. Предельно допустимая растяжимость бетона в 5—6 раз меньше, чем у стали, поэтому в обычном железобетоне задолго до его разрушения появляются трещины и возникает опасность коррозии арматуры. Это часто не позволяет использовать полностью несущую способность арматуры, делает нецелесообразным применение арматуры из высокопрочной стали.[1]

Эффективность новых железобетонных конструкций, которые подлежат освоению, зависит от рационального выбора материалов с учетом последних достижений науки и техники.

Удовлетворительной можно считать только такую конструкцию, которая, будучи эффективной и надежной в эксплуатации, является при этом наименее трудоемкой и материалоемкой, а также простой в изготовлении. Значительную роль в выборе технологического процесса и разработке технологического ряда играет серийность железобетонных изделий и подбор изделий, сходных по предъявленным к их изготовлению требованиям. К новым железобетонным изделиям и конструкциям предъявляется комплекс требований: эксплуатационные, социальные, экономические и технологические.

Эксплуатационные требования определяют соответствие изделия целевому назначению, эксплуатационную надежность, прочность, износоустойчивость и долговечность.

Социальные требования, предъявляемые к новому изделию, предусматривают безопасность его производства и создание наилучших условий для его использования.

Экономические требования обусловлены двойственным характером каждого изделия (с одной стороны, изделие является объектом производства, а с другой,— объектом эксплуатации).

Поэтому к основным экономическим требованиям следует отнести: в производстве — снижение себестоимости изделия и его технологичность; в эксплуатации — надежность, долговечность и малые экплуатационные расходы.

Технологические требования связаны с процессом производства..К ним можно отнести следующее: простоту геометрических форм изделий и удобство их обработки, несложность установки технологических баз обработки, максимальные допуски на точность изготовления и чистоту обработки, минимальную трудоемкость, максимальное использование материалов, удобство транспортирования при производстве, удобство монтажа и использования в эксплуатационных условиях, возможность применения при изготовлении наиболее простого оборудования и минимально возможного количества оснастки, возможность индустриальных способов производства железобетонных изделий.

Соответствие изделия всем этим требованиям решается как при его конструировании, так и при технологической подготовке производства. В первую очередь необходимо проанализировать такие технико-экономические характеристики изделия, как ожидаемые себестоимость и трудоемкость, серийность, фактическую материалоемкость, простоту или сложность изготовления, степень индустриализации производства и т. д.[2]

1. Номенклатура и объем выпускаемых изделий, их характеристика

Для изготовления арматурных стержней и проволоки применяются различные малоуглеродистые, углеродистые, конструкционные и низколегированные стали, которые могут быть классифицированы по способу выплавки, методам обработки, механическим свойствам, химическому составу, структуре, свариваемости и применению.

По способу выплавки арматурную сталь можно разделить на мартеновскую и конверторную. Самый распространенный метод получения стали — мартеновский, однако из-за высокой стоимости и большой длительности цикла ее получения стал применяться конверторный способ с продувкой кислородом. Сравнивая сталь по качеству и стоимости в зависимости от производства и учитывая значительный прирост мощностей гидроэлектростанций, можно ожидать широкого использования электроплавок для получения стали.

При каждом способе выплавки стали могут применяться различные способы ее раскисления. Стали делятся на кипящую, спокойную и полуспокойную (по интенсивности выделения газов, т. е. по поведению жидкой стали в процессе ее затвердевания, влияющему на ее структурообразование). Максимальная химическая однородность стали в слитке наблюдается при спокойном ее раскислении и наоборот—максимальная структурная и химическая неоднородность проявляется у кипящей стали.

В зависимости от назначения и гарантируемых характеристик сталь подразделяется на две группы и одну подгруппу: к группе А относится сталь, поставляемая по механическим свойствам, к группе Б сталь, поставляемая по химическому составу, и к подгруппе В сталь, поставляемая по механическим свойствам, с дополнительными требованиями к химическому составу. К арматурной стали обычно предъявляются требования группы А и подгруппы В.

Для указания способа получения стали в индекс ее марки вводятся дополнительные обозначения: при мартеновском способе для группы А — Ст3, Ст5кп, Ст6пс, для подгруппы В — ВСт3кп, ВСТ 5 пкп и т. д., при конверторном способе для группы А — КСТ 0, КСТ 5 пс, для подгруппы В — ВКСт, 3псп, ВКСт. 5, при бессемеровском способе — БСт3 и т. д. (схема 1).

В зависимости от методов обработки арматурная сталь бывает горячекатаной, термически обработанной или холоднодеформированной. Горячекатаная арматура гладкого цилиндрического и периодического профиля получается путем прокатки заготовок в горячем состоянии через вальцы прокатных станов. для повышения механических свойств горячекатаные стержни могут упрочняться различными методами. При термическом упрочнении сталь подвергается закалке в воде и низкотемпературному отпуску, а при холодном деформировании — силовому удлинению, скручиванию, калибровке и т. д.

Получение холоднодеформированной высокопрочной проволоки — довольно сложный процесс: катанка диаметром 6—12 мм, полученная горячим способом, термически обрабатывается путем ее патентирования (нагрева и двухступенчатого с разными скоростями охлаждения), подвергается травлению в растворе кислот и омеднению, а затем волочению (интенсивному поперечному обжатию и продольному растяжению) с последующим низкотемпературным отпуском.

По механическим свойствам арматура должна соответствовать гарантированным параметрам то пределу текучести σ_т, временному сопротивлению разрыву σ_в, относительному удлинению при растяжении δ, углу загиба или числу перегибов в холодном состоянии. В зависимости от этих свойств арматурная сталь подразделяется на следующие классы:

горячекатаная —А-Ι, А-ΙΙ, А-ΙΙΙ, А-ΙV, Ак;

термически упрочненная — Ат-IV, Ат-V, Ат-VI, Атк;

холоднодеформированная—А-IIв, А-IIIВ, В-I, В-II, Вр-II;

пряди из высокопрочной проволоки — П2, П5, П7, П19, П18, П25;

канаты— К-2Х3, К-2Х7, К-2Х19 (двухпрядные);

К-3Х3, К-3Х7, К-3Х 19 (трехпрядные); К-7Х3, К-7Х7 (семипрядные); К-2Х2Х4; К-2Х2Х7 (двухстренговые).

Минимальные гарантированные показатели механических свойств арматуры устанавливают статистической обработкой результатов испытания и построения распределения полученных результатов с учетом средних значений.

В ГОСТ 5.1459—72 изложены требования по обеспечению качества арматурной стали и системы контроля. Завод-поставщик должен гарантировать средний уровень механических свойств арматуры с доверительной вероятностью Р-0,977 (например, для стали 35ГС σ_т=40—44 и σ_в =60—68 кгс/мм²). При этом должна быть обеспечена однородность механических свойств и их стабильность во времени.

Класс арматуры можно определить по профилю арматурных стержней (проволоки) и окраске их концов. Горячекатаная арматура класса А-Ι имеет

гладкий профиль; класса А-II — периодический с поперечными выступами, идущими по винтовой линии; классов А-III, А-IV — периодический с выступами,

размещаемыми в виде «елочки» (рис. 1). Кроме того, концы арматурных стержней из стали А-IV и Ат-IV окрашиваются в красный цвет; из стали Ат-V — в синий, из стали А-VI—в зеленый и из стали Ат-V1I - желтый.

Рис. 1. Разновидности профиля арматуры: а – горячекатаная классов А-Ι; б – А-ΙΙ; в –А-ΙΙΙ и А-ΙV; г – высокопрочная проволока классов В-II; е – трехпроволочная прядь П-3; ж – семипроволочная прядь П-7; з – канат.

По химическому составу арматурная сталь подразделяется на марки в зависимости от содержания в ней основных химических элементов (табл. 1).

Из табл. 1 видно, что содержание как углерода, так и легирующих добавок в составе арматурной стали одного класса колеблется в значительных пределах. Это используется при термической обработке, поскольку при минимальном содержании углерода в стали одной и той же марки можно получить арматуру класса Ат-IV, а при максимальном — арматуру классов Ат-V и Ат-VI. Кроме того, в зависимости от химического состава (особенно в пределах марки) могут изменяться пластические свойства арматуры, поэтому среднее количество элементов в сплаве должно отвечать техническим условиям.

В зависимости от содержания углерода и легирующих добавок (Si, Мп, Сr, Сu) арматурные стали делятся на малоуглеродистые (до 0,4% углерода — Ст. 3, Ст. 5), углеродистые конструкционные (до 0,8—46 % углерода — Ст. 70, Ст. 80,

У—8) и низколегированные (до 1 % Si, до 2% Мn, около 1,5% Сr — 25Г2С, 35ГС, 20ХГ2Ц). Для маркировки стали каждому легирующему элементу присвоена определенная буква: марганцу— Г, кремнию — С, хрому — Х, никелю — Н, фосфору — Р и т. д. Например, сталь, содержащая 0,20—0,29% углерода, 1,2—1,6% марганца, 0,6—0,9% кремния, обозначается маркой 25Г2С (марганца до 2% — Г2 и кремния до 1% — С).

Структура арматурной стали зависит от содержания углерода и методов ее обработки. Например, структура горячекатаной стали меняется от феррито-перли тной (при содержании 0,2—0,3% углерода) и бейнитной (при содержании 0,35—0,4 % углерода) до перлитной (при содержании 0,45—0,8% углерода). При этом с повышением количества этого элемента крупность зерен стали уменьшается с раздроблением феррита (светлые зерна) и переходом его в перлит (темные зерна). Холодная обработка стали вытяжкой и прокатом обеспечивает волокнистую структуру, а термическая (закалка в воде с низкотемпературным отпуском) приводит к образованию мелкодисперсной структуры троостита и мартенсита.

По свариваемости арматурную сталь делят на хорошо и удовлетворительно свариваемую, ограниченно свариваемую с применением специальных способов сварки и несвариваемую.

К хорошо свариваемым сталям относятся горячекатаная арматура с малым содержанием углерода—Ст. 3, Ст. 5. Низколегированные стали 25Г2С, 35ГС, 26ХГ2Ц, 26ХГСЦ, 23Х2Г2Т следует отнести к удовлетворительно свариваемым, а стали 65ГС, Б45Г2С, 80С (с повышенным содержанием углерода) — к несваривае мым. Термически обработанные арматурные стали относятся к ограниченно свариваемым и несвариваемым, так как высокая температура и окисление при сварке приводят к разупрочнению или в некоторых случаях к повышенной хрупкости стали. К неудовлетиорительно свариваемым относятся и холоднодеформированные стали, сварка которых также приводит к раз- упрочнению и повышению хрупкости.

По области применения арматурная. сталь подразделяется на арматуру, используемую для конструкций с ненапрягаемой и предварительно напряженной

арматурой, работающей при динамических знакопеременных воздействиях. Кроме того, к арматуре предъявляются особые требования для обеспечения ее нормальной работы в агрессивных средах.

Сборные железобетонные конструкции армируют ненапрягаемыми и предварительно напряженными арматурными элементами. В первом случае их выполняют в виде сеток и каркасов, а во втором — в виде пучков, пакетов, стержней и прядей. Арматурные элементы для сборных железобетонных конструкций можно разделить на следующие группы: сетки, плоские и пространственные каркасы, элементы для предварительного напряжения и закладные детали (рис. 2).

Сетки — это арматурные элементы из проволоки одинакового диаметра без выделения рабочих и распределительных стержней. Их применяют как монтажную арматуру, обеспечивающую прочность изделия во время формования и транспортирования (верхняя сетка пустотных и ребристых плит), изготовляют из проволоки диаметром 3—6 см. Сетки выпускают не только на заводах сборного железобетона, но и централизованно. Сетки, изготовленные на специальных заводах из проволоки разного диаметра и с разным размером ячеек, поставляют в виде рулонов.

Плоские каркасы выполняют из рабочих и распределительных или монтажных стержней, используют как несущие элементы. Устанавливают в растянутой зоне конструкций, работающих на изгиб. Эти каркасы обеспечивают полную систему армирования конструкций в плоскостях, перпендикулярных действующим нагрузкам (нижние каркасы плит настилов), и по высоте конструкций в плоскостях, параллельных действующим усилиям (каркасы для балок, прогонов и т. д.). Каркасы длиной до 9 м в некоторых случаях поставляют централизованно.

Пространственные каркасы выполняют из рабочей, распределительной и монтажной арматуры, обеспечивающей полную систему армирования конструкции. Такие каркасы могут быть прямоугольного и квадратного сечения для армирования колонн, стоек, прогонов; таврового и двутаврового — для

армирования балок, прогонов и ригелей; круглого сечения — для армирования изделий, имеющих форму тел вращения (трубы, сваи, опоры); П-образного сечения — для армирования лотко каналов, вентиляционных и сантехнических блоков, специальных панелей.

Рис. 2 Виды арматурных элементов: а – сетки; б - г - плоские каркасы; д -и пространственные

каркасы; к - элементы для предварительного напряжения; л - закладные детали.

Элементы для предварительного напряжения изготовляют в виде гибких стержней, равных при продольном напряжении длине конструкции, а при поперечном обжатии — ширине и высоте конструкции и имеющих специальные анкерные устройства, обеспечивающие передачу предварительного напряжения на бетон. Эти элементы могут быть выполнены из стержневой арматуры, пучков, прядей и канатов. Они требуют особой точности параметров, влияющих на получение заданного напряжения (расстояние между анкерами, прочность соединения их с арматурой, жесткость анкеров, шайб и т. д.).

Закладные детали выполняют из сортового проката (сталь полосовая, угловая, швеллеры и т. д.) и стержневой арматуры в виде анкеров. Их приваривают к арматуре или устанавливают отдельно, обеспечивая сборку конструкций зданий и сооружений путем сварки или при помощи болтовых соединений.

Сетки, плоские и пространственные каркасы могут быть вязаными или сварными. В некоторых случаях из плоских каркасов получают пространственные путем соединения их или гнутья. Следует всегда стремиться к получению сварных арматурных элементов, так как они имеют следующие преимущества по сравнению с вязаными: жесткость и прочность каркасов, равномерное распределение напряжений в рабочей арматуре, что дает возможность уменьшить сечение распределительной арматуры, надежное заанкеривание арматуры в бетоне, что позволяет отказаться от крюков на концах стержней, упрощение конфигурации арматурных стержней; повышение степени механизации и автоматизации процессов заготовки арматуры; сокращение расхода металла на 10—20%, снижение себестоимости арматурных элементов на 20—40%.

Эскиз выпускаемых изделий, вес, диаметр арматуры, класс стали, а также объем их производства приводится в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1 Номенклатура и объем выпускаемой продукции

Наименование	Эскиз	№ позиции	Кол-во, диаметр, класс стали	Длина стержня, мм	Масса единицы, кг/м	Общая масса, кг
Закладная деталь			Ст 3 60х4 4, d 14, А-1		31,2   1,21   Итого:	3,12   2,03   5,15
Монтажная петля			1, d 10, А-1		0,68 Итого:	0,68 0,68
Плоская сетка			5, d 4, Вр-1   6, d 3, Вр-1		0,12   0,02     Итого	0,6   0,12     0,72
Плоский каркас			1, d 5, Вр-1   1, d 4, Вр-1 11, d 4, Вр-1		0,15     0,09   0,02 Итого:	0,15     0,09   0,22 0,46
Напрягаемая арматура			1, d 14, А-1V		7,59 Итого:	7,59 7,59

6, d 25, А-V 14, d 32, А-V 96, d 10, А-1

3,853   6,31   0,617 Итого:

276,3     59,23

Объемный каркас

Таблица 1.2. Объем выпускаемой продукции

Номенклатура	Годовой выпуск, тонн/штук	Суточная потребность, тонн/штук	Сменная потребность, тонн/штук	Часовая потребность, тонн/штук
Закладная деталь	16000/3106796	56,1/12280	28,05/6140	3,5/768
Монтажная петля	8000/11764705,9	28,07/46501	14,03/23250	1,75/2906
Плоская сетка	36000/50000000	126,3/197628	63,2/98814	7,89/12351
Плоский каркас	32000/69565217	112,28/274961	56,14/137481	7,02/17185
Напрягаемая арматура Объемный каркас	20000/2635046   48000/34508	70,18/10415   189,7/136	35,08/5208   94,86/68	4,38/651   11,85/9
Всего:		582,63	291,36	36,39

Таблица 1.3 Механические характеристики арматурной стали

Класс	Предел текучести, σт МПа	Временное сопротивление разрыву, σв МПа	Относительное удлинение в % не менее
Горячекатаная арматурная сталь
А-I А-1V А-V
Арматурная проволока
Вр-I	1440 - 1040	1800 - 1300	2,5-3

Дата добавления: 2015-07-08