Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное
бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

 

Кафедра «Строительство, строительные материалы и конструкции»

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ ПО ПРОИЗВОДСТВУ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по проведению практических занятий для студентов, обучающихся по направлению 270800 «Строительство» по профилю подготовки "Производство и применение строительных материалов, изделий и конструкций"

дневного обучения

Часть 1

 

 

2012 г.

ЗАНЯТИЕ 1.

Тема: Установление номенклатуры железобетонных изделий и объема их выпуска по заданному району строительства.

Цель: 1. Изучить методику расчета потребности в сборных железобетонных изделиях и установить их номенклатуры для заданного региона строительства. 2. Рассчитать по заданному варианту потребность в сборных железобетонных изделиях и установить их номенклатуру для заданного региона строительства. 3. Дать рекомендации (на основе имеющихся данных) по строительству новых, расширению или реконструкции действующих предприятий сборного железобетона для заданного региона строительства.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.

Номенклатура и объем выпуска изделий определяются концентрацией строительства, объемом строительно-монтажных работ, видом строительства, типами зданий и сооружений.

Мощность, количество, места расположения заводов строительной индустрии находятся в прямой зависимости от концентрации строительства и развития отраслей народного хозяйства, для которых оно ведется. Для перспективного развития баз строительной индустрии установлены укрупненные показатели потребности в строительных материалах и изделиях на 1 млн. руб. объема строительно-монтажных работ и удельный вес этого объема в общем объеме капиталовложений по отрасли (табл. 1.1).  В среднем на 1 млн. руб. сметной стоимости строительно-монтажных работ используется 2088 м³ сборного железобетона,  5,22м³ сборных бетонных изделий, 2949 м³ товарного бетона и 1366м³ товарного раствора.

Расход сборных железобетонных конструкций изменяется в зависимости от вида строительства и составляет на 1 млн. руб.: для промышленного строительства 2010м³, предприятий транспорта и связи 2010 м³, сельскохозяйственного строительства 2540 м³, жилищного 4600м³ и культурно-бытового 5620 м³.

На стадии технологической подготовки производства определяют укрупненную номенклатуру и объем выпуска железобетонных изделий с учетом количества типов сооружений (табл. 1.2, 1.3).Уточнение номенклатуры изделий и их объема производится по рабочим чертежам объектов строительства и типам индустриальных конструкций с учетом перспективных планов строительно-монтажных работ. По установленной потребности в номенклатуре изделий определяют окончательно количество и мощность предприятий.

 

 

 

 

Таблица 1.1 - Удельный вес строительно-монтажных работ в общем объеме капитальных вложений.

 

Отрасль промышленности	Удельный вес в общем объеме капитальных вложений, %	Отрасль промышленности	Удельный вес в общем объеме капитальных вложений, %
Черная металлургия	63	Станкоинструментальная промышленность	42
Цветная металлургия	65	Автомобильное, транспортное и сельскохозяйственное машиностроение	33
Нефтяная и газовая промышленность	39	Общее машиностроение	58
Строительство электростанций	69	Строительство и дорожное машиностроение	52
Химическая промышленность	67	Промышленность строительных материалов, деталей и конструкций	57
Электротехническая промышленность	53	Лесная и деревообрабатывающая промышленность	52
Тяжелое машиностроение	40	Сельское хозяйство	43

Таблица 1.2 - Номенклатура сборных железобетонных элементов частей зданий и сооружений (среднее значение, % )

 

Конструкции и изделия.	Потребность для строительства зданий, П
	Промышленных				Жилищно-гражданских		Сельского производства
			Одноэтажные
	Всех типов	Многоэтажное	Некрупно-панельные	Крупно­панельные	Некрупно-панельные	Крупно­панельные
Объем сборного железобетона	100	100	100	100	100	100	100
Фундаменты	15	12	20	18	13	6	10
Колонны и стойки	13	20	14	13	5	0,5	3
Блоки, прогоны, ригели Фермы и арки	10 6	18 -	10 12	9 10	17 -	1 -	8 1
Плиты покрытия и перекрытия	28	35	29	27	50	34	19
Стеновые панели	8	10	-	15	-	50	12
Лестничные марши, площадки	0,1	2	0,1	0,1	3,4	3,4	0,1
Трубы безнапорные	0,8	0,7	0,8	0,7	1,4	1,4	2,9
Трубы напорные	0,5	0,4	0,5	0,4	1,8	1,8	2,9
Опоры ЛЭП, линии связи, блоки  для  кабельной канализации	3	2	3	2,5	3	0,5	8
Изделия для сельскохозяйственного строительства	-	-	-		-	-	15
Прочие изделия	15,6	-	10,6	4,8	5,4	1,4	18,1

Таблица 1.3 - Расход железобетонных изделий на 1 м² площади здания (среднее значение).

 

Наименование зданий	Расход изделий (м3) на 1 м2 площади (производственной или жилой)
Одноэтажные промышленные здания (строительный блок 144 х 144 м):   а = 6х18м, Н=7,2м, Q=5т Железобетонный каркас, стены некрупнопанельные, стены крупнопанельные.   а =12х18м, Н=7,2м, Q=3т_______	0,22;0,160 0,25;0,175
Железобетонный каркас, стены крупнопанельные	0,225 0,165
Стальной каркас, железобетонные покрытия, стены крупнопанельные а  = 12х24м, Н=12,5м, Q=20т	0.165 0,105
Железобетонный каркас, стены крупнопанельные	0,3 0,22
Стальной каркас, железобетонные покрытия, стены крупнопанельные  а=12хЗОм, Н= 16,2 м, Q =50 т	0,22 2,35
Железный каркас, стены крупнопанельные	0,37 0.28
Железобетонный каркас, металлические подкрановые балки, стены крупнопанельные	0,335 0,24
Стальной каркас, железобетонное покрытие, стены крупнопанельные	0,26 0,165
Жилые многоэтажные здания.
серия 1-464А	0,70
серия 1-464Б	0,80
серия 1-468	0,985
серия И-57, 1-Ш-91	0,98

Примечание. В числителе указанны данные для отапливаемых зданий, в знаменателе - для неотапливаемых, а - сетка колонн, Н - высота, Q - грузоподъемность крана.

 

 

2. УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ.

Для выполнения данного задания студент получает исходные данные у преподавателя и, руководствуясь предложенной методикой, решает задачу. В заданном регионе ведутся различные виды строительства (например, промышленное сельскохозяйственное, жилищное, культурно-бытовое и др.), их необходимо обеспечить сборным железобетоном. Строительство обеспечено определенной суммой капиталовложений. Задача заключается в том, чтобы определить, какой объем сборных железобетонных конструкций потребуется для освоения капиталовложений, установить их номенклатуру. Данные расчеты необходимы для определения потребной мощности предприятия по производству сборных железобетонных изделий для рассчитываемого региона.

3. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТОВ ПО УСТАНОВЛЕНИЮ НОМЕНКЛАТУРЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ И ОБЪЕМА ИХ ВЫПУСКА.

3.1.Установить объем капиталовложений, выделяемый на
строительство в заданном регионе.

Пример. На строительство в Тульской области выделены капиталовложения в сумме 280 млн. руб. в год.

3.2.Определить основные виды строительства, которые будут вестись в
текущем году в заданном регионе.

Пример. Определены следующие виды строительства: промышленное (общее машиностроение), сельскохозяйственное, жилищное и культурно-бытовое.

3.3.Распределить общий объем капиталовложений по видам
строительства.

Пример. Распределяем общий объем капиталовложений на строительные работы по видам строительства следующим образом; промышленное (общее машиностроение) - 150 млн. руб., сельскохозяйственное - 30 млн. руб., жилищное - 80 млн. руб., культурно-бытовое - 20 млн. руб.

3.4.Установить по каждому виду строительства типы зданий и
сооружений, которые предстоит строить (по этажности, виду конструкций),
их стоимости.

 

Пример. На основании определенного объема капиталовложений по видам строительства устанавливаем типы сооружений и их стоимость.

Промышленное строительство (общее машиностроение) -150 млн. руб.

- одноэтажные здания -115 млн. руб.

-крупнопанельные -100 млн. руб.  

- некрупнопанельные -15 млн. руб.

-многоэтажные     -35 млн. руб.

Сельскохозяйственное строительство (производственные здания) 30 млн. руб.

Жилищное строительство - 80 млн. руб.

- крупнопанельные здания – 70 млн. руб.

- некрупнопанельные здания – 10 млн. руб.

Культурно-бытовые некрупнопанельные здания - 20 млн. руб.

3.5.Определить объем строительно-монтажных работ по видам и типам
строительства:

С=К·А/100,

где С- объем строительно-монтажных работ по видам строительства, млн. руб.; К- стоимость строительства по данному виду или типу млн. руб.; А- удельный вес строительно-монтажных работ в общем объеме капиталовложений (по табл. 1.1),%

Пример. Капиталовложение в промышленное строительство (общее машиностроение) в задаче составляет 150 млн. руб. Удельный вес строительно-монтажных работ в общем объеме капиталовложений в промышленное строительство составляет 58% (табл. 1.1). Определяем стоимость строительно-монтажных работ в промышленном строительстве (общее машиностроение):

С=К·А/100=150·0,58=87 млн. руб.

По аналогии определяем стоимость строительно-монтажных работ для других видов строительства и данные сводим в табл. 1.4.

3.6.Определить потребность в сборном железобетоне для каждого вида
и типа строительства по укрупненным показателям. Расход сборных
железобетонных конструкций изменяется в зависимости от вида
строительства и составляет на 1 млн. руб. для промышленного строительства
2010 м³, предприятия транспорта и связи 2010 м³ _у сельскохозяйственного
строительства 2540 м³, жилищного 4600ку м³ культурно-бытового 5620 м³

В=С·Р

где В - объем сборных железобетонных конструкций для вида или типа строительства, тыс.   м³

Р - расход железобетонных изделий на 1 млн. руб. строительно-монтажных работ тыс. м³

Пример. Объем сборных железобетонных конструкций для промышленного строительства (общее машиностроение) составляет; В=87·2,01 =174,87 тыс. м³

Результаты расчетов рекомендуется свести в таблицу по прилагаемой форме (табл. 1.4)

Таблица 1.4 - Расчет потребности в сборном железобетоне.

 

	стоимость строитель­ства, К млн. руб.	стоимость строительно-мон­тажных работ, С млн. руб.	объем сборного железо­бетона, В, тыс. м3
Промышленное строительство одноэтажные здания:   - крупнопанельные - некрупнопанельные многоэтажные здания Сельскохозяйственное строи­тельство (производственные здания) Жилищное строительство - крупнопанельные здания   - некрупнопанельные здания   Культурно-бытовое строи­тельство  - некрупнопанельные здания   Всего	150   100 15 35   30   80   70   10   20   280	87   58 8,7 20,3   12,9   80   70   10   16	174,9   116,6 17,5 40,8   32,8 368,0 322,0 46 90 665,7

 

3.7. Определить номенклатуру и объем сборных железобетонных изделий по каждому виду строительства, руководствуясь табл. 1.2, по формуле:

И = В·П / 100,

где И - объем железобетонных изделий каждого типа (например, изделия для фундаментов, стеновых панелей, колонн и др.), тыс. м³, П - потребность в железобетонных изделиях данного типа для строительства какого-либо вида зданий, % (по табл. 1.2.)

 

Пример. Определяем общую потребность в железобетонных изделиях для фундаментов промышленных одноэтажных крупнопанельных зданий:

И= В·П/100=116,6·0,18=21 тыс. м³

Результаты расчетов рекомендуется свести в табл.1.5

Таблица 1.5 - Номенклатура сборных железобетонных изделий (среднее значения).

 

Наименование конструкций и изделий	Потребность тыс.м3
	Промышленное строительство		Сельскохозяй- ственное строительство	Жилищное и культурно-бытовое строительство
	Одноэтажные Много-этажные         этажные здания            здания			крупнопа- | нельные	некрупно-панельные |
	па-     без- нель- панель- ные    ные
Объем сборного железобетона	116.6 17,5	40,8	32,8	322	136
в том числе: фундаменты	21,0 3.5	4.9	3,3	19,4	17.7
колонны и стойки	15,2 2,45	8, 1	1	1,6	6,8
прогоны	10,5 1,7	7,3	2,6	3.2 -	23.2 -
фермы и балки	11,7 2 1	-
плиты покрытия и перекрытия	31,5 5,1	14,2	6,3	110	68
стеновые панели	17,5 -	4,0	3,9	161	-
лестничные марши и площадки	0,12 0,01	0,8	0,03	11,0	4,6
трубы безнапорные	0.82 0,1	0.27	1	4,5	1,9
трубы напорные	0.46 0/7	0.13	1	5,1	2,5
изделия для водохо- зяйственного строительства	-	-	4,9	----	-
опоры ЛЭП и связи	2,9   0.5	0.8	2,6	1,6	4,1
прочие изделия	6,3     1.8	0,13	5,9	4,6	6,9

 

 

На основании расчетов в потребности сборных железобетонных изделий и существующих мощностей по производству данного вида изделий в рассчитываемом регионе дается заключение о необходимости строительства новых предприятий или расширении и реконструкции действующих.

Приложение А

(справочное)

Таблица А 1 - Варианты заданий.

Вариант задания	Вид строительства	Распределение капиталовложений по вариантам
		1	2	3
1	Промышленное строительство (транспортное машиностроение)	50	40	40
	Промышленность строительных материалов	30	35	30
	Сельскохозяйственное строительство	20	25	30
2	Деревообрабатывающая промышленность	40	40	40
	Станкоинструментальная промышленность	30	25	35
	Жилищное строительство	30	35	25
3	Цветная металлургия	60	50	45
	Жилищное строительство	30	35	35
	Культурно-бытовое строительство	10	15	20
4	Промышленное строительство (строительство электростанций)	40	40	45
	Сельскохозяйственное строительство	25	30	30
	Жилищное строительство	35	30	25
5	Промышленное строительство (химическая промышленность)	60	50	60
	Сельскохозяйственное строительство	25	30	30
	Культурно-бытовое строительство	15	20	10

 

Приложение Б.

(справочное)

Таблица Б1. Объем капиталовложений по вариантам, млн. руб.

 

1	2	3	4	5	6	7	8
250	300	350	400	420	360	380	320

ЗАНЯТИЕ 2.

Тема: определение производительности стадийных процессов основного производства строительных изделий.

Цель: На основе заданной производительности технологической линии рассчитать производительность стадийных процессов изготовления железобетонных изделий.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.

Для комплексного и равномерного выпуска заводом сборного железобетона готовой продукции в соответствии с проектами заданий необходимо обеспечить равную относительную пропускную способность всех структурных звеньев, задействованных в технологическом процессе. Несоблюдение принципа пропорциональности вызовет диспропорцию в организации процесса. Одним из средств предупреждения диспропорции является распределение работ но звеньям, осуществляющим стадийные процессы, которые должны предшествовать разработке и построению полного технологического процесса.

Распределение объема работ выполняется в два этапа: составление балансовых моделей, отражающие производственные связи между цеховыми технологическими процессами, и расчет объема производства по отдельным стадиям каждого технологического процесса в отдельности.

2. УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ

Для выполнения данной темы студент получает задание у преподавателя или берет данные на базе выполняемого курсового проекта. На основе выбранной технологической схемы нужно выделить основные технологические переделы и зоны, определить необходимость в межлинейных, внутрилинейных, транспортных заделах.

Рассчитать производительность каждого передела согласно предлагаемой методике.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СТАДИЙНЫХ ПРОЦЕССОВ.

После распределения объема работ по цехам основного производства в каждую величину следует внести поправки на заделы производства и потери материала в процессе изготовления продукции.

Рассматривая технологический процесс производства на заводах сборного железобетона, пропорциональность распределения программы на основе сопряжения питающих и потребляющих линий можно выразить формулами:

)            (1

(2)

где  - программа выпуска питающей линии,   - программа запуска потребляющей линии, -программа запуска питающей линии, n-количество типов изделий, а-производственные потери или брак в рассчитываемом переделе, .- внутрилинейный задел,   - межлинейный задел.

На основании технологической схемы производства (табл.) по зависимостям (1) и (2)находят объем производства по отдельным зонам и переделам. Расчеты рекомендуется выполнять в порядке, обратном последовательности технологического процесса.

Обработка (отделка) изделий:

,

Термообработка изделий:

Формование изделий:

Обработка армалуры и изготовление арматурных элементов:

Приготовление бетонной смеси:

 где  - программа запуска потребляющей зоны (формования, термообработки, отделки), Кmn.-коэффициент технологических пустот изделия, -объем изделия.

При этом величина задела обычно должна быть определена для полуфабрикатов и материалов, которые поставляются на посты армирования и формования. Общий межлинейный задел состоит из суммы оборотных , транспортных , и межлинейных . заделов.

 

 

Таблица 6 - Схема определения производственной программы стадийных процессов технологической линии  по изготовлению железобетонных изделий

 

Технологические переделы	Изготовление арматурных элементов		Приготовление бетонной смеси	Формование изделии	Термообработка изделии |		Отделка изделии
	программа затека изготовления арматурных элементов	программа выпуска изготовления арматурных элементов			(1+а/100) программа затека на ; посту ТВО	программа выпуска на посту ТВО
Расчет объема производства по переделам							программа на посту отделки
			программа  выпуска на посту приготовления бетонной смеси	(1+ +a/100) программа запуска на посту формования программа выписка на посту формирования

Р1-программа запуска рассчитываемого передела, Р₂ -программа выпуска рассчитываемого передела,  Зм.л.- межлинейный задел,  Зв.л.- внутрилинейный задел, Зтр- транспортный задел, а - производственные потери и брак в рассчитываемом переделе, Р₀- программа отделочной линии, п- количество типов изделия, Рi-программа выпуска п-го изделия.

Где Рr-часовая программа линии с меньшей производительностью, tмuн, tмакс  - продолжительность работы линии за смену с меньшей и большей продолжительностью соответственно, П_тр - период транспортирования, Ко - количество одновременно транспортируемых комплектов, tn- время взаимного перебоя работы питающей линии, r- такты потребляющей и питающей линии соответственно.

В случае отсутствия диспропорции в производительности питающей и потребляющей линии не определяется,

4. ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СТАДИЙНЫХ ПРОЦЕССОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ

Исходные данные: годовая программа линии - 21 тыс. м³железобетонных изделий (блоков) или 11 тыс. шт. Объем изделия 1,5 м³. Режим работы технологической линии: формование -- 2 смены, термообработка - 3 смены, такт линии 15 минут, продолжительность ТВО -10,5 ч.

Данный процесс состоит из пяти переделов (рис.1): 1 - приготовление бетонной смеси, 2 - изготовление арматурных элементов, 3 - формование, 4 - термообработка, 5 - отделка изделия.

 

 

Рисунок1 - Структурная схема технологического процесса

Находим объем производства по переделам.

Обработка (отделка)

Термообработка изделий:

Определяем межлинейный задел между постами формования и термообработки: 

 

                                 изделия, или 63 м ³

 

 

Формование изделий:

= (21420+63)(1 + 1/100)=21697,8 м ³ Приготовление бетонной смеси:

 

= 21697,8(1 + 1/100)=21914,7 м ³

Изготовление арматурных элементов (комплектов) В решаемой задаче допустим, что величины внутрилинейного и межлинейного заделов равны нулю (вследствие простоты конструкции) После изготовления арматурный каркас транспортируется на пост армирования. Для выполнения этой операции затрачивается 30 минут. Рассчитываем величину транспортного задела на данном этапе технологического процесса:

=30/15=2 комплекта

Производительность технологической линии по изготовлению арматурных каркасов:

=2169738(1+ 1/100)/!,5+2=14612 комплектов. Рассчитанный таким образом объем производства по зонам позволяет установить удельный вес продукции каждой зоны в общем объеме производства завода. Это дает возможность перейти к более детальному расчету и рациональному обоснованию процессов для каждой зоны в отдельности с выбором оборудования, схем производства и компоновке стадийных процессов в пространстве.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ.

 

ЗАНЯТИЕ 1. Установление номенклатуры железобетонных изделий

и объема их выпуска по заданному району строительства…………………… 3

ЗАНЯТИЕ 2. Определение производительности стадийных процессов

                   основного производства сборных железобетонных конструкций…………… 12

 

Разработал Уруев В.М.,

               канд. тех. наук, доц.

 

 

Рассмотрено на заседании                                       

кафедры                                                                     

Протокол № ________ от  «___» ___________   2012 г.                                      

Зав. кафедрой                                                            

________      _______________А.А.Трещев