Механизация монтажа зданий, возводимых методом подъема перекрытий

5.5.1 При возведении многоэтажных зданий, за­проектированных по конструктивной схеме «ядро жесткости – каркас – перекрытие» с ядром жесткости и плоскими монолитными перекрытиями, в качес­тве возможного должен быть рассмотрен вариант механизации, предусматривающий использование метода подъема перекрытий.

5.5.2 Метод должен предусматривать изготовление пакета монолитных плит перекрытий на уровне земли с последующим их вертикальным подъемом по колоннам при помощи синхронно действующих электромеханических или гидравлических подъемников в виде винтовых тяг, соединенных с плитами перекры­тий. Опирание плит на колонны или стенку ядра жесткости производится автоматически при достижении плитами проектных отметок. Для обеспечения син­хронности работы подъемников их количество не должно превышать 20–25 шт., что определяет размеры карт монолитного перекрытия.

5.5.3 При применении метода подъема перекрытий, помимо подъемников, для подачи сопут­ствующих процессу материалов и мелкоэлементных конструкций должны использоваться наземные стреловые краны, а при возве­дении высотных зданий — краны башенного типа, устанавливаемые
на возводи­мом с опережением в скользящей опалубке ядре жесткости.

5.5.4 При оценке эффективности метода подъема перекрытий следует учитывать, что только пере­нос работ по бетонированию перекрытий здания с уровня проектных отметок на уровень земли поз­воляет обеспечить на этом процессе почти двукратное снижение трудовых и энергетических затрат.

Выбор монтажных кранов

5.6.1 При выборе монтажных кранов в качестве предварительного рас­четного этапа должна быть определена эксплуатационная производительность предполагаемого к применению крана.

5.6.2 Для ориентировочных расчетов при разработке ППР часовая производительность крана
П_ч, т/ч, может быть определена по формуле

, (2)

где Q_кр — грузоподъемность крана на данном вылете стрелы, т;

К_г — коэффициент использования крана по грузоподъемности с одним заданным грузом (при подъеме различных грузов должно приниматься среднее значение К_г);

Т_ц — продожительность цикла, мин.

5.6.3 Годовая производительность среднесписочного крана П_г, т/г., при исходных среднечасовой производительности и годовом режиме работы определяется по формуле

П_г =П_чТ_гК_в, (3)

где Т_г — продолжительность работы крана в году, маш.-ч;

К_в — коэффициент использования внутрисменного времени (для усредненных расчетов можно принимать К_в = 0,86).

5.6.4 Выработка стреловых кранов с различными видами сменного оборудования должна определяться с учетом коэффициента использования крана с определенным видом оборудования К_вр. Значение К_врдля гусе­ничных кранов, в зависимости от их грузоподъемности и вида рабочего обору­дования, должно приниматься по таблице 5.5.

Таблица 5.5 — Значения коэффициента использования крана по времени

Грузоподъемность крана, т	Коэффициент использования Квр
Стреловое оборудование	Башенно-стреловое обору­дование
	0,54	0,46
	0,29	0,71
	0,57	0,43
	0,24	0,76
	0,37	0,63

5.6.5 Годовой режим работы крана Т_г,маш.-см., определяется по формуле

, (4)

где Т_ф— годовой фонд рабочего времени, дн.;

К_см — коэффициент смен­ности работы крана;

t_см— средняя продолжительность смены, ч;

Д_р— простои во всех видах технического обслуживания и ремонта, дн./(маш.-см.);

d_в— продолжи­тельность монтажа, демонтажа и перевозки крана, дн.;

Т_об— время пребывания крана на объекте, маш.-см.

Годовой фонд рабочего времени Т_ф, дн.,определяется по формуле

Т_ф= 364 – Д_в – Д_м – Д_н, (5)

где Д_в— праздничные и выходные дни, дн.;

Д_м — перерывы по метеорологическим условиям, дн.;

Д_н— перерывы по непредвиденным причинам, дн., определяемые по формуле

Д_н @ 0,03 × (364 – Д_в).(6)

Перерывы по метеорологическим условиям могут возникнуть и в связи с действием следую­щих факторов: скорость ветра более 10 м/с (для кранов башенного типа), ливневые дожди, снежные бураны и туманы (для кранов обычного исполнения).

При расчете времени, необходимого для монтажа, демонтажа и перевоз­ки кранов, следует пользоваться данными таблицы 5.6.

Таблица 5.6 — Продолжительность монтажа и демонтажа кранов

Башенные краны с грузовым моментом, кН · м	Продолжительность, дн.	Стреловые гусеничные краны грузоподъемностью, т	Продолжительность, дн.
		От 80 до 100
		“ 120 “ 160

5.6.6 При разработке ППР годовую выработку стреловых самоходных кранов (на 1 т грузоподъем­ности) при возведении одноэтажных промышленных зданий следует определять по таблице 5.7.

Таблица 5.7 — Годовая выработка стреловых самоходных кранов на 1 т грузоподъемности

Грузоподъемность крана, т	Годовая выработка, т
при монтаже металлоконструкций	при монтаже железобетонных конструкций

Необходимое количество кранов N_кр, шт., для монтажа зданий определяется по формуле

(7)

где V — объем монтажных работ, т;

К_вс— коэффициент, учитывающий вы­полнение вспомогательных работ, принимаемый равным от 1,05 до 1,1;

Т — продолжительность производства монтажных работ, дн.;

n_см— число рабочих смен в сутки;

П_ж— эксплуатационная сменная производительность крана, т.

5.6.7 После расчета требуемой производительности монтажных кранов их выбор производится
в следующей последовательности:

— устанавливаются для данного конкретного объекта требуемые техниче­ские параметры монтажного крана (вылет и высота подъема грузового крюка, грузоподъемность, производительность, характер ходового устройства);

— выбираются соответствующие типы монтажных кранов и сопоставляются их па­раметры с объем­но-планировочными, конструктивными и технологическими параметрами возводимого объекта;

— из числа технически приемлемых для использования монтажных кранов выбирается наиболее экономичный вариант.

5.6.8 Параметр башенного крана L_стр, м, для монтажа здания при одностороннем расположении крана (рисунок 5.8) определяется по формуле

L_стр= A + B + DL_стр, (8)

где А — необходимое минимальное расстояние от оси подкранового пути до стены (или ее наиболее выступающей части — эркеров, пилястр и т. д.), м;

В — наи­большая ширина здания, м;

DL_стр— запас вылета стрелы от 1,5 до 2 м для облегчения наводки монтируемого элемента.

Для башенных кранов с поворотной башней параметр А определяется по формуле

А = Z + 1,0,(9)

где Z — задний габарит платформы крана, м;

1,0— безопасное приближение грузовой платформы крана к наиболее выступающим частям здания, м.

Для башенных кранов с неповоротной башней и поворотной консолью (при высоте расположения консоли менее высоты здания) параметр А представляет собой сумму значений: габарита противовесной консоли и расстояния 1 м до здания.

Рисунок 5.8 — Схема для определения расчетных параметров башенного крана

5.6.9 Необходимая минимальная высота подъема грузового крюка башенного крана Н_к, м,определяется по формуле

Н_к = H_мг + a + h_э + h_гу, (10)

где H_мг— расстояние от уровня стоянки крана до монтажного горизонта, м;

a — расстояние между нижней плоскостью монтируемого элемента и уровнем опоры перед установкой его в проектное положение, м;

h_э— высота монтируемого элемента, м;

h_гу— высота грузозахватного устройства, м.

5.6.10 При работе двух или нескольких башенных кранов, расположенных с одной стороны здания, должны быть предусмотрены концевые выключатели, останавливающие кран на расстоянии
не менее 5 м от перемещаемых конструктивных элементов или выступающих конструкций кранов.
При одновременной работе кранов, расположенных с противоположных сторон здания, расстояние С, м, между их осями при предельном сближении определяется по формуле

С = L₁ + L₂ +2n + 2D + 2D*, (11)

где L₁— вылет крюка первого крана, м;

L₂— вылет крюка второго крана, м;

n — половины длин конструкций, монти­руемых в горизонтальном положении, м;

D — отклонение груза от вертикали под действием центробежной силы, возникающей при вращении стрелы крана, м;

D*— показатель, учитывающий отклонения башни крана от вертикального положения из-за ее податливости и допускаемого уклона пути, м.

5.6.11 Необходимый вылет стрелы стрелового самоходного крана L, м, (рисунок 5.9) определяется по формулам:

при работе с главным крюком

(12)

где e — половина толщины стрелы на уровне вероятного ее соприкосновения с ранее смонтированными конструкциями или поднимаемым элементом, м;

c — минимально допустимая величина зазора между стрелой крана и смонтированными конструкциями здания или монтируемым элементом, принимается равной 0,5 м;

H — высота верхнего блока стрелы над уровнем установки крана, м;

h_ш— высота шарнира, м;

h_п— длина грузового полиспаста, м;

h_гу— высота грузозахватного устройства от верхней плоскости поднимаемого элемента до оси грузового крюка, м;

h_э— высота монтируемого элемента, м;

a — расстояние между нижней плоскостью мон­тируемого элемента и уровнем опоры перед установкой его в проектное по­ложение, принимается равным 0,3 м;

при работе с вспомогательным крюком

L_г= L + l_г, (13)

где L — вылет стрелы, м;

l_г— вылет гуська, м.

5.6.12 Высота подъема грузового крюка H_к, м, над уровнем установки крана должна приниматься не менее определяемой по формуле

H_к = H_мг + a + h_э + h_гу, (14)

где H_мг, a, h_э, h_гу— то же, что в формуле (10).

Рисунок 5.9 — Схема для определения расчетных параметров стрелового самоходного крана

Высота верхнего блока стрелы Н_п, м, стрелового самоходного крана над уровнем его установки определяется по формуле

Н_п= H_к + h_п, (15)

где h_п— высота полиспаста, м.

5.6.13 При определении грузоподъемности, вылета стрелы и высоты подъема крюка стреловых самоходных кранов должны учитываться возможность удлинения стандартных и использование сменных стрел, оснащение башенно-стрело­вым оборудованием, гуськами и др.

5.6.14 Грузоподъемность монтажных кранов определяется из условия обеспечения монтажа наиболее тяжелых элементов с учетом массы оснастки, закрепляемой на конструкциях до их подъема, и массы строповочных устройств.

Необходимая грузоподъемность крана Q, т, определяется по формуле

Q = Q_э+ Q_о + Q_с, (16)

где Q_э— масса монтируемого элемента, т;

Q_о — масса оснастки, закрепляемой на монтируемом элементе до его подъема, т;

Q_с— масса строповочных устройств, т.

5.7 Расчет состава комплекта машин для монтажа строительных конструкций

5.7.1 Комплект машин для обслуживания комплексно-механизированного потока монтажа строительных конструкций должен состоять из ведущей машины (монтажного крана), транспортных средств (для доставки сборных элементов в зону монтажа) и приданных им вспомогательных механизмов и приспособлений.

5.7.2 Состав входящих в комплект машин должен подбираться исходя из условия их технологической совместимости, возможности обеспечения непрерывной работы ведущей машины, безопасности монтажного процесса и минимально возможного расхода энергетических ресурсов.

5.7.3 Эксплуатационная производительность ведущей машины комплекта (монтажного крана) Q_эв, от которой зависит необходимое количество монтажных кранов, определяется по формуле

(17)

где n_i — число монтажных циклов за 1 ч чистой работы при установке конструкций определенного вида;

q_i — количество элементов, монтируемых краном за один цикл, шт.;

— коэффициент использования крана по времени в течение смены, учитывающий техно­логические и организационные перерывы в работе крана;

— продолжительность монтажного цикла при установке конструкций определенного вида, мин;

t_cм— продолжительность смены, ч.

Коэффициент использования крана по времени в течение смены К_в определяется по формуле

К_в = К_втК_вс, (18)

где К_вт— коэффициент, учитывающий технологические перерывы в работе в течение смены (замена строповочных устройств и др.);

К_вс— коэффициент, учитывающий организационные перерывы в течение смены (текущий уход, заправка горючим и водой, прием и сдача крана в начале и в конце смены, отдых обслуживающего персонала и др.).

Коэффициенты К_вт и К_вс определяются по формулам:

, ,

(19)

где t_cм— то же, что в формуле (17);

t_т— продолжительность технологических перерывов в работе крана в течение смены, ч;

t_оп— продолжительность организационных перерывов в течение смены, ч.

Необходимое количество кранов m_к, шт. из условия монтажа различных сборных элементов
на данной захватке, определяется по формуле

(20)

где — количество сборных элементов определенного вида, устанавливаемых в смену, шт.;

K — коэффициент перевыполнения норм;

Q_эв— эксплуатационная производительность монтажного крана при установке конструкций определенного вида, шт./см.

5.7.4 Расчет потребности в транспортных средствах должен производиться из условия бесперебойной работы монтажного крана. Необходимое количество автотягачей с полуприцепами, автомобилей, автомобилей с прицепами или других тяговых машин при монтаже с транспортных средств
m_т, шт., определяется по формуле

m_т = Q_эв/Q_эт, (21)

где Q_эв— то же, что в формуле (20);

Q_эт— эксплуатационная производительность транспортной машины в смену.

Условие непрерывности работы крана и транспортных машин может быть также выражено отношением продолжительности циклов их работы. Для согласования сроков монтажа сборных элементов с их доставкой необходимо, чтобы в перевозках участвовало столько тяговых машин, во сколько раз продолжительность транспортного цикла больше продолжительности монтажного цикла, т. е.

m_т = t_тр/t_м, (22)

где t_тр— продолжительность транспортного цикла, равная времени оборота тяговой машины по перевозке сборных элементов, мин;

t_м— продолжительность монтажного цикла, равная времени монтажа сборных элементов, доставленных на одной транспортной машине, мин.

Продолжительность транспортного цикла t_тр, мин, определяется по формуле

(23)

где t_п— время погрузки всех элементов на подвижной состав с учетом маневров на месте погрузки, мин;

L_тр— расстояние перевозки, км;

V_тр— средняя скорость движения тяговой машины, км/ч;

t_мо— время ожидания и маневров в зоне монтажного крана, мин.

Продолжительность монтажного цикла t_м, мин, определяется по формуле

t_м = NH_вр, (24)

где N — количество элементов, доставленных на одной машине, шт.;

H_вр— норма времени работы крана на один элемент, мин.

В случае перевозки конструкций сменными транспортными средствами (челночная схема) необходимое количество автотягачей допускается приближенно определять из условия равенства продолжительности циклов работы крана (кранов) и автотягачей в течение смены по формуле

m_кt_cK_вкK_ок = t_тn_тн, (25)

отсюда необходимое число транспортных циклов автотягача

, (26)

где m_к— количество обслуживающих кранов, шт.;

t_c— продолжительность работы кранов в смену, мин;

К_вк— коэффициент использования времени работы кранов в течение смены;

К_ок— коэффициент организационных перерывов в работе кранов, возникающих вследствие невозможности полного согласования работы машин в комплекте;

t_т— продолжительность транспортного цикла автотягача, мин, определяемая по формуле

(27)

здесь t_cп— время смены прицепов на строительной площадке с учетом ожиданий и маневров, мин;

L_тр, V_тр— то же, что в формуле (23);

t_з— время смены прицепов на заводе с учетом ожиданий и маневров, мин.

Число транспортных циклов работы автотягача в смену n_тв определяется по формуле

(28)

где К_ок, t_c, t_т— то же, что в формуле (26);

К_от— коэффициент организационных перерывов в работе автотягачей.

Необходимое количество автотягачей для обеспечения непрерывной работы кранов при челночной схеме транспортировки m_т, шт., определяется по формуле

m_т = n_тн/n_тв. (29)