Технология и механизация процессов городского строительства и хозяйства
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Теоретические основы строительства
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Автор:
Лебедев Владимир Михайлович
Год издания: 2022
Кол-во страниц: 330
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-16-013564-9
ISBN-онлайн: 978-5-16-106220-3
Артикул: 668034.03.01
В учебном пособии изложены сведения о строительных машинах и механизмах, технологии и механизации погрузочно-разгрузочных, земляных работ, возведении бетонных и железобетонных конструкций, монтаже строительных конструкций, возведении многоэтажных кирпичных зданий и выполнении кровельных работ. В приложениях приведены технические характеристики строительной техники и монтажных приспособлений.
Соответствует Федеральным государственным образовательным стандартам высшего образования последнего поколения.
Учебное пособие предназначено для студентов-бакалавров, обучающихся по направлению 08.03.01 «Строительство».
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 08.03.01: Строительство
- 21.03.02: Землеустройство и кадастры
- 35.03.10: Ландшафтная архитектура
- ВО - Магистратура
- 08.04.01: Строительство
ГРНТИ:
Только для владельцев печатной версии книги: чтобы получить доступ к дополнительным материалам, пожалуйста, введите последнее слово на странице №11 Вашего печатного экземпляра.
Ввести кодовое слово
ошибка
-
978-5-16-013564-9_Облако.pdf
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
ТЕХНОЛОГИЯ И МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ГОРОДСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА И ХОЗЯЙСТВА В.М. ЛЕБЕДЕВ Москва ИНФРА-М 2022 УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Рекомендовано Учебно-методическим советом ВО в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство» (квалификация (степень) «бакалавр»)
УДК 69(075.8) ББК 38я73 Л33 Лебедев В.М. Л33 Технология и механизация процессов городского строительства и хозяйства : учебное пособие / В.М. Лебедев. — Москва : ИНФРА-М, 2022. — 330 с. + Доп. материалы [Электронный ресурс]. — (Высшее образование: Бакалавриат). — DOI 10.12737/10.12737/textbook_5bd70646c 70b76.27614982. ISBN 978-5-16-013564-9 (print) ISBN 978-5-16-106220-3 (online) В учебном пособии изложены сведения о строительных машинах и механизмах, технологии и механизации погрузочно-разгрузочных, земляных работ, возведении бетонных и железобетонных конструкций, монтаже строительных конструкций, возведении многоэтажных кирпичных зданий и выполнении кровельных работ. В приложениях приведены технические характеристики строительной техники и монтажных приспособлений. Соответствует Федеральным государственным образовательным стандартам высшего образования последнего поколения. Учебное пособие предназначено для студентов-бакалавров, обучающихся по направлению 08.03.01 «Строительство». УДК 69(075.8) ББК 38я73 Р е ц е н з е н т ы: Глаголев Е.С. — кандидат технических наук, доцент Белгородского государственного технологического университета имени В.Г. Шухова, начальник департамента строительства и транспорта Белгородской области; Козлюк А.Г. — кандидат экономических наук, профессор кафедры строительства и городского хозяйства Белгородского государственного технологического университета имени В.Г. Шухова ISBN 978-5-16-013564-9 (print) ISBN 978-5-16-106220-3 (online) Материалы, отмеченные знаком , доступны в электронно-библиотечной системе Znanium.com © Лебедев В.М., 2019
Введение Дисциплина «Технология и механизация процессов город ского строительства и хозяйства» согласно Федеральному государственному образовательному стандарту относится к блоку специальных дисциплин и является составной частью научно-практической области знаний — строительного производства. Целью изучения данной дисциплины является формирование системы знаний, умений и навыков в области устройства и рационального использования строительной техники и современных технологий городского строительства и хозяйства, умения технически грамотно организовывать и проводить работы, ведущие к созданию конечной строительной продукции (здания, сооружения). Задачи дисциплины: • формирование представления об основных компонентах город ского строительства и хозяйства; • освоение знаний основных принципов, норм и правил строи тельного производства; • изучение основных способов производства строительных работ; • изучение устройства технических и технологических возмож ностей основных видов строительных машин и оборудования; • изучение рабочих процессов, основ их моделирования с целью формирования умения выбирать рациональные режимы работы, средства механизации и автоматизации; • формирование умения обобщать отдельные работы в единый технологический цикл с применением средств комплексной механизации. В результате освоения дисциплины студент должен: знать • основные положения и задачи строительного производства, виды и особенности основных строительных процессов при возведении зданий, сооружений и их оборудовании; • технологии их выполнения, включая методику выбора и доку ментирования технологических решений на стадиях проектирования и реализации; • специальные средства и методы обеспечения качества строи тельства, охраны труда, выполнения работ в экстремальных условиях;
уметь • правильно организовывать рабочие места, их технически осна щать, размещать технологическое оборудование; • правильно выбирать конструкционные материалы, обеспечи вающие требуемые показатели надежности, безопасности, экономичности и эффективности сооружений; • анализировать воздействия окружающей среды на материалы и конструкции, устанавливать требования к строительным и конструкционным материалам и выбирать оптимальные материалы, исходя из их назначения и условий эксплуатации; • устанавливать состав рабочих операций и строительных про цессов, обоснованно выбирать методы их выполнения, определять объемы, трудоемкость строительных процессов и потребное количество работников, специализированных машин, оборудования, материалов, полуфабрикатов и изделий, разрабатывать технологические карты строительного процесса; • оформлять производственные задания бригадам (рабочим), осу ществлять контроль и приемку работ; владеть • методами осуществления контроля соблюдения технологи ческой дисциплины и экологической безопасности; • способностями к обобщению, анализу, восприятию новых технологий ведения работ на базе современных строительных машин, постановке цели и выбору путей ее достижения; • методами возведения зданий и сооружений, комплексной ме ханизации и автоматизации строительных процессов с использованием стандартных прикладных расчетных и графических программных пакетов; • основными методами, способами и средствами получения, хра нения и переработки информации, навыками работы с компьютером как средством управления информацией.
Глава 1 СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ 1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ИНДЕКСАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН Применяемые в строительстве машины можно классифициро вать: • по назначению, т.е. технологическому признаку, на транс портные; транспортирующие; погрузочно-разгрузочные; грузоподъемные; землеройные машины; машины для свайных работ; для приготовления, транспортирования, укладки и уплотнения бетонных и растворимых смесей; для уплотнения грунтов; для ремонта и содержания дорог; для отделочных и кровельных работ; ручные машины. Каждая из этих групп машин делится на подгруппы, например, в составе машин для земляных работ можно выделить экскаваторы, бульдозеры, скреперы, грейдеры и др. В свою очередь внутри подгрупп машин существуют отдельные типы конструкции их узлов или машин в целом (экскаваторы одноковшовые и многоковшовые, причем первые могут быть с прямой и обратной лопатой, грейдером, драглайном, погрузчиком, свайным молотом, а многоковшовые — роторными или цепными, с продольным или поперечным копанием и т.п.). Каждый тип машины имеет ряд типоразмеров (моделей или марок). Такие машины близки по конструкции, но отличаются по отдельным параметрам, например по вместительности ковша, радиусу и глубине копания, размерам, массе, мощности, производительности; • по режиму работы (или принципу действия) на машины пе риодического (циклического) и непрерывного действия. Машины циклического действия отличаются универсальностью и приспособленностью к работе в различных производственных условиях, а машины непрерывного действия — высокой производительностью; • по степени подвижности на переносимые, стационарные и пе редвижные, в том числе прицепные, полуприцепные и самоходные; • по типу ходового устройства на машины на гусеничном, пнев моколесном, рельсовом ходу, шагающие и комбинированные; • по виду силового оборудования на работающие от электрических двигателей и двигателей внутреннего сгорания. Электрические
всегда готовы к работе, но им требуются источники электроэнергии. Двигатели внутреннего сгорания при наличии топлива являются полностью автономными. Многие строительные машины имеют комбинированный привод, т.е. они бывают дизель-электрическими, дизель-гидравлическими, дизель-пневматическими, электрогидравлическими, электропневматическими; • по количеству двигателей на одномоторные, когда все механизмы машины работают от одного двигателя, и многомоторные, когда для механизмов машины может быть предусмотрен свой двигатель; • по системам управления на машины с ручным, полуавтоматиче ским и автоматическим управлением, а по средствам управления на машины с механическим, пневматическим, электрическим и комбинированным управлением (например, гидромеханические); • по степени универсальности на универсальные, т.е. многоцеле вого назначения (съемное рабочее оборудование), и одноцелевые (один вид рабочего оборудования); • по степени автоматизации на машины с механизированным управлением, с автоматизированным управлением, с автоматизированным управлением при помощи микропроцессоров и мини-ЭВМ. Появились строительные манипуляторы и роботы. На все выпускаемые строительные машины для облегчения их выбора имеется единая система индексации. Каждой машине присваивается свой индекс или своя марка. Буквенная часть индекса указывает на вид машин, а цифровая — на их технические характеристики. Например, буквенный индекс экскаваторов одноковшовых — ЭО, экскаваторов траншейных роторных — ЭТР, цепных — ЭТЦ, землеройно-транспортных машин — ДЗ, машин для подготовительных работ и разработки мерзлых грунтов — ДП, кранов стреловых — КС, башенных — КБ, оборудования для погружения свай — СП, бурильных машин — БМ, машин для отделочных работ — СО, лебедок — ТЛ, погрузчиков многоковшовых — ТМК, одноковшовых — ТО, подъемников — ТП, конвейеров и питателей — ТК, машин для уборки и очистки городов — КО, ручных машин: электрических — ИЭ, пневматических — ИП, вибраторов — ИВ и т.д. После цифровой части индекса, указывающей на технические характеристики машин, могут быть также приведены дополнительные буквы, обозначающие вид их специального исполнения, а также порядковую модернизацию и другие дополнительные сведения.
1.2. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И КОНСТРУКТИВНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАШИН Каждая строительная машина состоит из рабочего оборудования, непосредственно выполняющего технологическую операцию; ходового оборудования, влияющего на передвижение машины; силового оборудования (двигателя), приводящего в действие рабочее и ходовое оборудование; передаточных механизмов (трансмиссии), связывающих рабочее и ходовое оборудование с силовым; системы управления, используемой для включения и выключения, реверсирования и изменения скорости механизмов и рабочих органов машин; рам, на которых установлены все узлы и механизмы машин. Основным технико-эксплуатационным показателем является производительность машины, определяемая количеством продукции, вырабатываемой машиной в единицу времени (обычно за один час). Конструктивная (теоретическая) производительность Пк пред ставляет собой максимально возможную производительность машины, полученную при расчетных скоростях рабочих движений и нагрузки на рабочий орган, при полном отсутствии простоев и при определенных условных факторах. Производительность машин периодического действия (м3/ч или в т/ч): к к П илиП qn qn = = γ , (1.1) где q — расчетное количество продукции, выдаваемое машиной за один цикл работы, м3 или т; n — число циклов работы машины в час (n = 3600/tц , где tц — продолжительность цикла, с); γ — плотность продукции (материала), т/м3. Конструктивная производительность непрерывного действия (м3/ч или т/ч): к к П 3600 илиП 3600 Fv Fv = = γ , (1.2) где F — расчетное поперечное сечение потока продукции, м2; v — расчетная скорость движения потока, м/с. Техническая производительность Пт представляет собой макси мально возможную производительность, которая может быть получена в данных конкретных производственных условиях при непрерывной работе машины: т к т П П К = ⋅ , (1.3) где Кт — коэффициент, учитывающий конкретные условия работы.
Эксплуатационная производительность Пэ определяется реаль ными условиями использования машины с учетом неизбежных технологических и организационных перерывов в ее работе: э т в П П К = ⋅ , (1.4) где Кв — коэффициент использования машины за определенный промежуток времени: в с с К Т nt T = − ∑ , (1.5) где Тс — полное время работы машины за смену; tn — время перерывов в работе машины за смену. Стоимость единицы продукции определяется как отношение стоимости машино-смены к сменной эксплуатационной производительности машины. Маневренность машины — это способность работать и передви гаться в системных условиях, разворачиваться на месте. Иногда маневренности придают более широкое значение, отвечающее скорее свойству, называемому подвижностью. Подвижность машины — способность передвигаться как по стро ительному участку, так и вне его. Подвижность определяется скоростью движения, рабочей, транспортной проходимостью, устойчивостью при движении и работе, габаритом машины и другими параметрами. 1.3. ГРУЗОВЫЕ АВТОМОБИЛИ, ТРАКТОРЫ И ПНЕВМОКОЛЕСНЫЕ ТЯГАЧИ Грузовые автомобили обладают сравнительно большой скоро стью передвижения (до 80 км/ч), маневренностью, малым радиусом поворота, могут преодолевать довольно крутые подъемы и спуски, пригодны для работы с прицепами и полуприцепами, а также могут быть оснащены специальными кузовами для перевозки различных грузов и дополнительными механизмами, облегчающими их разгрузку. Различают следующие автомобили: бортовые, самосвалы, тя гачи и специализированные (битумовозы, бетоновозы, панелевозы и т.д.). Обычно они выполняются по единой конструктивной схеме и состоят из трех основных частей — двигателя, шасси и кузова. На современных автомобилях применяются двигатели внут реннего сгорания — карбюраторные и дизели, которые преобразуют тепловую энергию, выделяемую при сгорании топлива, в механиче
скую. Шасси состоит из механической ступенчатой трансмиссии (силового передатчика), ходовой части и механизмов управления машиной. Трансмиссия передает крутящий момент от вала двигателя к ведущим колесам, а также приводит в действие различное оборудование, смонтированное на автомобиле. Автомобили нормальной проходимости, приспособленные для работы на шоссе и грунтовых дорогах, имеют один ведущий мост — задний, а автомобили повышенной проходимости — два (передний и задний) или три (передний и два задних). В трансмиссиях автомобилей, используемых в качестве базы строительных машин, предусмотрен подвод части мощности двигателя к раздаточному редуктору, имеющему вал отбора мощности для привода рабочего навесного оборудования. Тракторы применяются в строительстве для перемещения тя желых грузов на прицепах по плохим дорогам и пересеченной местности, т.е. там, где не может пройти автомобиль, а также передвижения и работы навесных или прицепных строительных машин. Различают пневмоколесные и гусеничные тракторы, которые делятся на несколько классов в зависимости от максимального тягового усилия в тс (кН) на крюке трактора при номинальной мощности. В строительстве применяются тракторы тягового класса: 1,4 тс (13,8 кН), 3 тс (29,5 кН), 6 тс (59 кН), 9 тс (88кН), 15 тс (149 кН), 28 тс (345 кН) и 35 тс (443 кН). Пневмоколесные тракторы обладают сравнительно большими скоростями передвижения (до 40 км/ч), высокой мобильностью, маневренностью. Они эффективны на дорогах с твердым покрытием. Основной их недостаток — сравнительно высокое удельное давление на грунт (0,2–0,4 Мпа), значительно снижающее проходимость машины. По типу системы поворота различают тракторы с передними управляемыми колесами, со всеми управляемыми колесами и с шарнирно-сочлененной рамой. Наиболее распространены пневмоколесные тракторы с дизелями, механической трансмиссией и передними управляемыми колесами. Гусеничные тракторы широко применяются в строительстве бла годаря значительному тяговому усилию на крюке (не менее 3 тс), надежному сцеплению гусеничного хода с грунтом, малому удельному давлению на грунт (0,02–0,06 Мпа) и высокой проходимости. Основным недостатком гусеничных тракторов является их тихоходность (не более 12 км/ч). Различают тракторы общего назначения, мелиоративные, карь ерные и специальные — для работы с отдельными типами машин.
Основные узлы пневмоколесных и гусеничных тракторов — двигатель, силовая передача (трансмиссия), остов (рама), ходовое устройство, система управления, вспомогательное и рабочее оборудование. Гусеничные тракторы оснащаются дизелями и карбюраторными двигателями, механическими, гидромеханическими и электромеханическими трансмиссиями. Все тракторы могут иметь различное положение кабины — заднее, переднее и среднее. Пневмоколесные тягачи в сравнении с гусеничными тракторами проще по конструкции, имеют меньшую массу, бóльшую долговечность, они дешевле в изготовлении и эксплуатации. Скорость тягачей — до 50 км/ч. Различают одноосные и двухосные тягачи. Одноосный пневмоколесный тягач состоит из двигателя, транс миссии и двух ведущих колес. Самостоятельно передвигаться или стоять на двух колесах без полуприцепного оборудования одноосной тягач не может. В сочетании с полуприцепным рабочим оборудованием такой тягач составляет самоходную строительную машину с передней ведущей осью. Оба колеса тягача управляемы. Управление сцепом тягач с полуприцепом осуществляет путем поворота тягача на 90о вправо-влево относительно полуприцепа с помощью гидроцилиндров двустороннего действия. Двухосные тягачи могут самостоятельно перемещаться без при цепа, работать в агрегате с двухосными прицепами и имеют один или два ведущих моста и шарнирно-сочлененную раму. В конструкциях двухосных тягачей большой мощности (свыше 400 кВт) применяют электромеханические трансмиссии с моторколесами. В мотор-колесах используют электродвигатели постоянного тока, которые питаются током от генератора, приводимого во вращение двигателем-дизелем. На базе колесных тягачей, используя различное сменное рабочее оборудование, создают многие строительные и дорожные машины. 1.4. ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫЕ МАШИНЫ Различают погрузчики периодического и непрерывного дей ствия; гусеничные (на базе гусеничных тракторов) и пневмоколесные (на базе двухосных тягачей и самоходных шасси); с двигателями внутреннего сгорания и электродвигателями постоянного тока с питанием от аккумуляторных батарей; с гидравлическим и механическим приводом работающего оборудования. Погрузчики периодического действия разделяются на одноков шовые и вилочные. Эффективны при транспортировке груза