2. Выбор монтажных средств

2.1 Монтажная оснастка

При комплексной механизации монтажных работ в состав комплектов включают монтажные краны для выполнения ведущих процессов монтажа. Монтаж одноэтажных унифицированных зданий выполняется стреловыми, башенными, козловыми кранами. Для обеспечения высоких темпов работ, выгрузку и складирование сборных элементов рекомендуется производить специальными разгрузочными кранами.

Монтажные краны для этих целей используют в тех случаях, когда они не заняты на монтажных работах, а также при монтаже с транспортных средств.

В данном курсовом проекте принимается однокрановая схема, когда монтаж выполняется одним стреловым краном (монтаж ферм ведется двумя кранами), назначенным с учетом весовых и пространственных характеристик всех видов конструкций.

0. Выбор грузозахватных и монтажных приспособлений:

Таблица 4. Ведомость вспомогательных приспособлений и оборудования для монтажа сборных конструкций

Наименование	Эскиз	Назначение	Техническая характеристика
			Грузоподъемность, т	Масса, т	Расч. высо-та Нр, м
1	2	3	4	5	6
Траверса ТР-12.5-0.4 КС		Монтаж прямоугольных крайних консольных колонн массой до 18 тонн	18	0,287	2,0
Траверса ТР-12.5-0,4КС-0,5С		Монтаж прямоугольных средних консольных колонн массой до 12,5 тонн	12,5	0,314	1,7
Траверса универсальная в комплекте с автоматическими захватами		Монтаж подкрановых и подстропильных балок длиной 6, 12 м	12	0,88	3,1
Строп двухветвевой 2СТ-10/4000		Монтаж стропильных ферм длиной 18 м и прогонов	12	0,143	3,0
Клиновой инвентарный вкладыш		Выверка и временное закрепление колонн	24	0,00725	–
Расчалка с карабином и винтовой стяжкой		Временное крепление стропильных ферм, колонн и т. д.	–	0,013	–
Инвентарная распорка		Временное крепление ферм при шаге 6 м	–	0,063	–
Лестница секционная приставная монтажная		Обеспечение рабочего места на высоте от 6 до 18 м	–	0,853	6-18

2.2 Выбор крана по техническим параметрам

Выбор монтажного крана производится в два этапа: сначала определяются варианты моделей кранов, удовлетворяющих по своим техническим возможностям условиям возведения объекта, затем из этих вариантов выбирается лучший по технико-экономическим показателям. Для выявления соответствия технических возможностей кранов и объемно-планировочных и конструктивных особенностей сооружения определяются требуемые технические параметры (установочная масса элемента, высота подъема и вылет крюка крана), исходя из возможности установки самой невыгодной конструкции.

Самой невыгодной конструкцией при монтаже одноэтажного здания стреловым краном является плита покрытия. Однако, т. к. масса плиты не больше массы других элементов, кран, подобранный по условиям установки плиты, проверяется по грузоподъемности по условиям монтажа элемента с наибольшей установочной массой (фермы, колонны и т. д.).

Расчет установочной массы элементов и высоты подъема крюка по формулам, а также определение требуемых технических параметров крана выполнены в табличной форме.

Расчетные параметры крана следует определять для всех видов элементов (табл. 5).

Таблица 5. Требуемая грузоподъёмность крана и высота подъёма крюка.

Элемент	Марка	Монтажная масса, т. (Gтр)	Высота опор, м. (Hо)	Требуемая высота подъёма крюка крана, м. (Hтр)
Колонна крайнего ряда	К-96-6	7,40725	-1,0	14,1
Колонна среднего ряда	С-96-12/6	11,03425	-1,0	13,1
Подкрановая балка крайнего ряда	БП-6	3,78	+(10,6-3,8-1)= +5,8	10,2
Подкрановая балка среднего ряда	БП-12	11,58	+(9,9-3,7-1)= +5,2	10,2
Подстропильная балка	БС-12	12,88	+(9,9-1)=+8,9	13,2
Стропильная ферма металлическая	ФМ-18-6	1,526	+(10,6-1)=+9,6	15,6
Прогон	ПМ-1	1,08	+(9,6+2,5)=+12,1	16,0

Монтажная масса определяется по формуле:

G_тр = G₁ + G₂,

где G₁ – масса монтируемого элемента, т;

G₂ – масса захватных и монтажных средств, поднимаемых вместе с элементом, т.

Колонна крайнего ряда: G_тр = 7,1+(0,287+0,00725+0,013)=7,40725т

Колонна среднего ряда: G_тр = 10,7+(0,314+0,00725+0,013)=11,03425т

Подкрановая балка крайнего ряда: G_тр = 2,9+0,88=3,78т

Подкрановая балка среднего ряда: G_тр = 10,7+0,88=11,58т

Подстропильная балка: G_тр = 12+0,88=12,88т

Стропильная ферма металлическая: G_тр = 2,9/2+(0,063+0,013)=1,526т

Прогон: G_тр = 0,2+0,88=1,08т

Требуемая высота подъема крюка крана при установке элемента Н_тр измеряется от уровня стоянки крана:

Н_тр = Н_о + Н₁ + Н₂ + Н₃ ;

где Но - высота опор монтируемого элемента от уровня стоянки крана, м; Н₁- запас по высоте между опорой и низом устанавливаемого элемента (0,5...2 м), принимаемый из условия безопасного производства работ; Н₂- высота (толщина) монтируемого элемента, м; Н₃ - расчетная высота захватного устройства, м.

Колонна крайнего ряда: Н_тр = 1+0,5+10,6+2=14,1м

Колонна среднего ряда: Н_тр = 1+0,5+9,9+1,7=13,1м

Подкрановая балка крайнего ряда: Н_тр = 5,8+0,5+0,8+3,1=10,2м

Подкрановая балка среднего ряда: Н_тр = 5,2+0,5+1,4+3,1=10,2м

Подстропильная балка: Н_тр = 8,9+0,5+0,7+3,1=13,2м

Стропильная ферма металлическая: Н_тр = 9,6+0,5+2,5+3,0=15,6м

Прогон: Н_тр = 12,1+0,5+0,3+3,1=16м.

Выбор технических параметров для крана:

Грузоподъемность:

Q_тр=Q_min=Q_э+g_стр+g_{м. о.}+g_{м. у.;}

где Q_э - масса наиболее тяжелого элемента, т;

g_стр. - масса строповочных приспособлений, т;

g_м.о. - масса элементов монтажной оснастки, т;

g_м.у. - масса конструкций усиления монтируемого элемента, т.

Максимальная грузоподъемность крана – 12,88 тонны.

Высота подъема крюка H_тр = Н_кр = h_м + h_э + h_з + h_c,

где h_м - превышение опоры монтируемого элемента над уровнем стоянки крана, м;

h_з - запас по высоте, необходимый для заводки элемента над ранее смонтированными и при переносе через ранее смонтированные конструкции, (0,8 – 1,0 м);

h_э - высота (или толщина) последнего монтируемого элемента, м;

h_с - высота грузозахватного приспособления в рабочем положении, м.

Максимальная высота подъема крюка – 16,0 метров.

Также определяем вылет стрелы.

Требуемую длину стрелы и вылет крюка крана устанавливают по условиям монтажа так называемого критического элемента, т.е. наиболее далеко и высоко расположенного от стоянки крана. Таким элементом при монтаже каркаса одноэтажного здания является прогон.

При использовании кранов с оборудованием прямой стрелы сначала определяется величина угла наклона стрелы к горизонту:

α=50⁰; sinα = 0,7619; cosα = 0,6476;

Н_кр – высота подъема крюка, м;

h_c - высота строповки, м;

h_ш - высота шарнира пяты стрелы от уровня стоянки, м, (принимается 1,5 м);

b - размер монтируемого элемента в направлении к стреле крана, м;

s - расстояние от края монтируемого элемента до оси стрелы (1 – 1,5 м);

α - угол наклона стрелы, при котором длина стрелы минимальна (град.).

При определении угла наклона стрелы для установки плиты следует иметь в виду, что максимальный угол наклона оси стрелы к горизонту для обычного стрелового оборудования (прямая стрела и стрела, оборудованная гуськом) не превышает 78°.

При известном угле наклона стрелы ее минимальная длина l_стр^min и вылет L могут быть определены из следующих выражений:

Минимальный вылет стрелы:

,

где d - расстояние от оси шарнира пяты стрелы до оси вращения крана (2,5 – 3,0 м).

Требуемая минимальная длина стрелы :

	При монтаже плит покрытия кран, как правило, стоит в центре пролета и, изменяя вылет стрелы, укладывает плиты. Поэтому окончательный требуемый вылет стрелы определяется по формуле:

где a - расстояние от оси проходки крана до центра тяжести крайней плиты, м.

Требуемая длина стрелы для монтажа плит покрытия с одной стоянки определится по формуле:

Таким образом, выбор модели крана производим на основе следующих требуемых параметров: Q_тр^max =12,88 т (установочная масса наиболее тяжелого элемента – БС-12); Н_тр =16,0 м, L_тр= 38,31 м, l_тр= 27,31 м (требуемые параметры крана для установки прогона).

Производим выбор 2 вариантов моделей крана.

В первом варианте, подбираем модель крана для разгрузки конструкций и модель крана для монтажа конструкций по длине стрелы, которая должна быть больше L_тр и максимальной грузоподъемности, которая должна превышать Q_тр^max. Из гусеничных кранов этим параметрам соответствуют: ДЭК-50 со стрелой 40 м и СКГ-50 со стрелой 40 м, имеющий максимальную грузоподъемность 15 т на вылете 10 м и минимальную – 2,6 т на вылете 34 м, что больше требуемой l_тр.

Во втором варианте, подбираем модель крана для монтажа колонн по максимальной грузоподъемности, которая должна превышать Q_тр^max, и модель крана для монтажа остальных конструкций по длине стрелы, которая должна быть больше L_тр. Из гусеничных кранов этим параметрам соответствуют: Э-2503 со стрелой 40 м и грузоподъемностью 12 т, и Э-2508 со стрелой 40 м, имеющий максимальную грузоподъемность 12 т на вылете 9,5 м.

Грузовысотные характеристики подобранных вариантов кранов:

1 Вариант:

• ДЭК-50

• СКГ-50

2. Вариант:

• Э-2503

• Э-2508

Определим основные производственные характеристики кранов.

• Усредненную часовую эксплуатационную производительность крана можно определить по средневзвешенной норме машинного времени на монтаж элементов каркаса Н_ср

,

где К_ф – средний коэффициент к нормам времени ЕНиР, учитывающий отклонение фактических затрат времени от нормативных, для монтажных работ принимается равным 1,3;

Ф_ср – средняя масса монтируемых элементов в тоннах;

К_у – коэффициент, учитывающий условия выполнения работ (для гусеничных кранов принимается 1,0).

• Средневзвешенная норма машинного времени на монтаж элементов каркаса здания определяется по калькуляции.

• Трудоемкость единицы работ также можно определить по калькуляции

,

где Т_монт –затраты труда монтажников, чел-час;

Т_маш – затраты труда машинистов, чел-час;

Т_­мд – затраты труда на монтаж, демонтаж и доставку крана на объект, чел-час;

V – объем работ на объекте.

• Удельную энергоемкость монтажных работ можно определить из выражения

,

где Э_д – мощность двигателя машины, кВт;

К_пр – коэффициент приведения размерностей, К_пр=3,6;

П_т – техническая производительность машины.

,

где П_ч – усредненная часовая производительность крана;

К_в – коэффициент использования машины по времени в течение смены, принимается равным 0,8.

1 ВАРИАНТ:

• Расчет для ДЭК-50:

Средняя масса монтируемых элементов

Средневзвешенная норма машинного времени на монтаж элементов каркаса здания.

Усредненная часовая эксплуатационная производительность

Трудоемкость единицы работ

Удельная энергоемкость монтажных работ

• Расчет для СКГ-50:

Средняя масса монтируемых элементов

Средневзвешенная норма машинного времени на монтаж элементов каркаса здания.

Усредненная часовая эксплуатационная производительность

Трудоемкость единицы работ

Удельная энергоемкость монтажных работ

2 ВАРИАНТ:

• Расчет для Э-2503

Средняя масса монтируемых элементов

Средневзвешенная норма машинного времени на монтаж элементов каркаса здания.

Усредненная часовая эксплуатационная производительность

Трудоемкость единицы работ

Удельная энергоемкость монтажных работ

• Расчет для Э-2508

Средняя масса монтируемых элементов

Средневзвешенная норма машинного времени на монтаж элементов каркаса здания.

Усредненная часовая эксплуатационная производительность

Трудоемкость единицы работ

Удельная энергоемкость монтажных работ

Таблица 6. Показатели вариантов монтажных кранов.

Наименование показателя	Ед. изм	Обозначе-ние	Значение для крана
Тип крана			ДЭК-50	СКГ-50	Э-2503	Э-2508
Максимальная грузоподъёмность	т	Gmax	15	15	12	12
Среднечасовая эксплута- ционная производительн.	т/ч	Пч	2,726	72,43	5,6	2.14
			Σ=75,156		Σ=7,74
Трудоёмкость единицы работ	Чел.-ч/т	Те	2,41	0.05	1,4	5,02
			Σ=2,46		Σ=6,42
Удельные энергозатраты на единицу работ	МДж/т	е	158.47	5,96	154,29	403,74
			Σ=164,43		Σ=558,03

Вывод: При сравнении вариантов монтажных кранов выбираем 1 вариант кранов: ДЭК-50, используемые для монтажа элементов и СКГ-50, используемый для разгрузки конструкций.