Politechnika Wrocławska      Rok akademicki 2009/2010

Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego

Zakład Metod Projektowania i Realizacji Budowli

Ćwiczenie projektowe z przedmiotu:

„TECHNOLOGIA ROBÓT BUDOWLANYCH”

Wykonał: Michał Nycz Sprawdził: dr hab. inż. Bożena Hoła

1. TECHNOLOGICZNA CHARAKTERYSTYKA OBIEKTU

• Podstawa Opracowania

Podstawa opracowania projektu jest temat wydany przez Zakład Metod Projektowania
i Realizacji Budowli.

• Przedmiot opracowania

Przedmiotem opracowania jest projekt realizacji zbiornika żelbetowego, dwukomorowego.

• Dane ogólne

• Posadowienie: Fundamenty - płyta o wysokości 30 cm, beton B25, stal AII, wylewane na deskowaniu. Głębokość posadowienia ław 2,0 m poniżej poziomu terenu.

• Ściany wewnętrzne i zewnętrzne: ściany grubości 50cm, beton B25, wykonanie na deskowaniu, wysokość – 2,70 m.

• Sposób przekrycia: wykonany ze stropu sprężonego wielokanałowego typu SP, wymiary powierzchni przekrycia: 12 m x 12 m x 0,25 m.

• Lokalizacja

Zaprojektowany zbiornik żelbetowy zostanie wykonany na działce 124/26 przy ulicy Szybkiej we Wrocławiu. Strefa przemarzania – I. Szkic terenu – Zał.1.1

• Warunki terenowe i gruntowe

Zbiornik zostanie wykonany na gruncie kategorii II. Odległość wywozu urobku z placu budowy wynosi 3 km, odległość dowozu betonu na plac budowy – 8 km, odległość dowozu elementów montażowych na plac budowy – 8 km.

• Klasa betonu konstrukcji monolitycznych

Beton podkładowy – B10, beton towarowy – B25.

1. ROBOTY ZIEMNE

   1. Parametry gruntu

Zbiornik zostanie wykonany na gruncie kategorii II:

- rodzaj gruntu - Piasek gliniasty twardoplastyczny

- ciężar objętościowy – $\text{\ \ \ }\gamma = 17,7\frac{\text{kN}}{m^{3}}\text{\ \ \ \ \ \ }\gamma = \ 1,8\frac{t}{m^{3}}$

- Przeciętne spulchnienie po odspojeniu w % od pierwotnej objętości – 15%−25%

- współczynnik spulchnienia -  S_Sp = 1, 25

- pochylenie skarpy wykopu - $\frac{h}{l} = \frac{1}{1,5}$

1. Określenie geometrii wykopu

Wymiary w cm

1. Zdjęcie humusu

A_H = 492, 84 m²

Objętość humusu, jaka należy zdjąć: V_H = A • h = 492, 84 • 0, 4 = 197, 136 m³

1. Dobór spycharki

Spycharka gąsienicowa KOMATSU Model : D37EX-22

MAX. TRAVEL SPEEDS

Quick shift mode Forward Reverse

1st 0 - 3,4 km/h 0 - 4,1 km/h

2nd 0 - 5,6 km/h 0 - 6,5 km/h

3rd 0 - 8,5 km/h 0 - 8,5 km/h

1. Schemat pracy spycharki

1. Wydajność spycharki (eksploatacyjna)

$$W_{s} = \frac{3600 \bullet q_{lemiesza,obl}}{t_{c}}\mathbf{\bullet}s_{s} \bullet s_{n} \bullet s_{w}$$

α − dla humusu wystepujacego na terenie budowy − 49, 5

$$q_{lemiesza,obl} = \frac{q_{lemiesza,obl}}{2 \bullet tg\alpha} = \frac{1,77}{2 \bullet tg49,5} = 0,76\ m^{3}$$

t_c −  czas skrawania + czas przemieszczania humusu + czas powrotu

$$t_{c} = t_{s} + t_{\text{prz}} + t_{p} = \frac{l_{s}}{v_{s}} + \frac{l_{prz,\ sr}}{v_{\text{prz}}} + \frac{l_{pow,\ sr}}{v_{\text{pow}}}$$

$$l_{s} = \frac{q_{\text{lemiesza}}}{l \bullet h_{\text{warstwy\ skrawanej}}} = \frac{0,76}{2,71 \bullet 0,1} = 2,80\ m$$

$$l_{prz,\ sr} = \frac{\sum_{}^{}l_{\text{prz}}}{n} = \frac{\left( 15,1 + 12,3 + 9,5 + 6,7 + 3,9 + 1,1 \right)}{6} = 8,10\ m$$

$$t_{s} = \frac{l_{s}}{v_{s}} = \frac{2,80}{0,94} = 2,98\ s\ $$

$$t_{\text{prz}} = \frac{l_{prz,\ sr}}{v_{\text{prz}}} = \frac{8,10}{1,56} = 5,19\ s$$

$$t_{p} = \frac{l_{pow,\ sr}}{v_{\text{pow}}} = \frac{8,10}{2,36} = 3,43\ s$$

t_c = 2, 98 + 5, 19 + 3, 43 = 11, 6 sekund

s_s − wspolczynnik strat na dlugosci

s_s = (1−0,01•l_prz,  sr) = 1 − 0, 01 • 8, 60 = 0, 914

s_n − wspolczynnik napelnienia − grunt kat.II −  0, 9

s_w − wspolczynnik organizacji pracy − 0, 85

$$W_{s} = \frac{3600 \bullet q_{\text{lemiesza}}}{t_{c}}\mathbf{\bullet}s_{s} \bullet s_{n} \bullet s_{w} = \frac{3600 \bullet 0,76}{11,60} \bullet 0,914 \bullet 0,9 \bullet 0,85 = 164,917\frac{m^{3}}{h}$$

$$t_{\text{pracy\ spycharki}} = \frac{V_{H}}{W_{s}} = \frac{197,136}{164,917} = 1,20\ h$$

1. Wykonanie wykopu szerokoprzestrzennego

   1. Oszacowanie objętości gruntu do wykopania

$$V_{\text{wykopu}} = 1,6\left\lbrack {13,4}^{2} + \frac{4}{3} \bullet 2,4 \bullet 13,4 + \frac{4}{3} \bullet {2,4}^{2} \right\rbrack = 368,192\ m^{3}$$

1. Objętość obiektu w wykopie

V_obiektu = 1, 5 • 12² + 0, 3 • 12, 2² = 260, 652 m³

1. Objętość gruntu do zasypania obiektu w wykopie

V_gruntu = V_wykopu − V_obiektu = 368, 192 − 260, 652  = 107, 54 m³

1. Dobór koparki

Koparka podsiębierna KOMATSU Model : PC130-8

1. Schemat pracy koparki

Faza pierwsza: Faza druga:

1. Wydajność koparki

s_t − wspolczynnik trudnosci odspojenia gruntu − grunt kat.II − 0, 87

s_n − wspolczynnik napelnienia − grunt kat.II −  0, 9

s_w1; s_w2  − wspolczynniki organizacji pracy − s_w1 = 0, 85;   s_w2 = 0, 8;

T_ck −  czas pracy cyklu koparki − 0, 34 minuty

$$W_{k} = \frac{3600 \bullet q_{k}}{T_{\text{ck}}}\mathbf{\bullet}s_{t} \bullet s_{n} \bullet s_{w1} \bullet s_{w2} = \frac{3600 \bullet 0,25}{22,8} \bullet 0,87 \bullet 0,9 \bullet 0,85 \bullet 0,8 = 21,02\ \frac{m^{3}}{h}$$

1. Czas pracy koparki

- praca na odkład

V_gruntu = V_wykopu − V_obiektu = 368, 192 − 260, 652  = 107, 54 m³

$$t_{k} = \frac{V_{\text{gruntu}}}{W_{k}}\mathbf{=}\frac{107,54}{21,02} = 5,12\ h$$

1. Dobór środków transportu

   1. Dane techniczne

Wywrotka KAMAZ Model : 65117

Podstawowe dane techniczne (wywrotka 3-stronna)

DMC pojazdu 20.000 kg

Ładowność 11.500 kg

Objętość skrzyni ładunkowej 12,5 m sześć.

Wymiary skrzyni ładunkowej długość / szerokość / wysokość 6.200 x 2.550 x 800 mm

Kąt wychylenia skrzyni 65 stopni

Silnik Kamaz, 11,8 l, V8

Moc maksymalna 280 KM przy 2.200 obr./min

Maksymalny moment obrotowy 1.177 Nm przy 1.400 obr./min

1. Pojemność skrzyni

$$P_{jt,\ obl} = \frac{N_{\text{jt\ }}}{\gamma \bullet S_{\text{sp}}} = \frac{115}{17,7 \bullet 1,25} = 5,20\ m^{3} < P_{\text{jt}} = 12,5\ m^{3}$$

P_jt,  obl = 5, 20 m³

1. Liczba cykli pracy koparki potrzebna do załadunku jednostki transportowej

$$n_{\text{c\ }} = \frac{P_{jt,\ obl}}{q_{k}} = \frac{5,20}{0,25} = 20,8\ \ \ $$

1. Czas załadunku jednostki transportowej

$$t_{\text{z\ }} = n_{\text{c\ }} \bullet \frac{T_{\text{ck}}}{s_{w1} \bullet s_{w2}}\mathbf{=}20,8 \bullet \frac{22,8}{0,85 \bullet 0,8} = 698\ s = 11,63\ min$$

1. Liczba jednostek transportowych potrzebnych do ciągłej pracy koparki

T_cjt = t_p  + t_z  + t_w  + 2t_j

t_p  = czas podstawienia samochodu − 1 min

t_z  = czas zaladunku − 11, 63 min

t_w  = czas wyladunku − 5 min

$$t_{\text{j\ }} = czas\ jazdy \rightarrow \ \ \frac{60 \bullet L}{v_{sr}} = \frac{60 \bullet 3}{25} = 7,2\ min$$

T_cjt = 1 + 11, 63 + 5 + 14, 4 = 32, 03 min

$$n_{\text{jt\ }} = \frac{T_{\text{cjt}}}{t_{\text{z\ }}} = \frac{32,03}{11,63} = 2,75\ \ \ \rightarrow n_{\text{jt\ }} = 3$$

1. Liczba cykli jednostki transportowej

t − dlugosc zmiany roboczej − 8h

s_w −  wspolczynnik organizacji pracy − 0, 8

$$m = \frac{60 \bullet t}{T_{\text{cjt}}} \bullet s_{w} = \frac{60 \bullet 8}{32,03\ } \bullet 0,8 = 12$$

1. Wydajność jednostki transportowej

$$W_{\text{jt}} = m\mathbf{\bullet}P_{jt,\ obl} = 12 \bullet 5,20 = 62,40\ \frac{m^{3}}{zmiane}$$

1. Wydajność jednostek transportowych

$W_{\text{njt}} = n_{\text{jt\ }}\mathbf{\bullet}W_{\text{jt}} = 3 \bullet 62,40 = 187,2\ \frac{m^{3}}{zmiane}$

1. Czas wykonania robót

$$W_{\min} = min\left\{ W_{\text{njt}}, \right.\ W_{k}\} = \min\left\{ 187,2\ ;21,02 \right\} = 21,02\frac{m^{3}}{h}$$

$$t_{\text{jt}} = \frac{V_{\text{obiektu}}}{W_{\min}}\mathbf{=}\frac{260,652}{21,02} = 12,40\ h$$

1. PROJEKT ROBÓT BETONIARSKICH

   1. Wstęp

      1. Przedmiot opracowania

Przedmiotem opracowania projektu jest realizacja robót betoniarskich obejmujących płytę fundamentową oraz ściany zbiornika.

1. Cel opracowania

Celem opracowania jest:

- określenie czasu wykonywania robot betoniarskich,

- dobór maszyn do wykonywania robót,

- określenie zapotrzebowania na mieszankę betonową,

- określenie zapotrzebowania na elementy deskowania.

1. Założenia projektowe

Wykorzystywany jest beton towarowy B25, beton podkładowy B10. Roboty będą prowadzone w systemie jednozmianowym. Długość zmiany roboczej w okresie letnim wynosi 8h. Odległość dowozu betonu oraz elementów montażowych wynosi 8 km.

1. Oszacowanie objętości betonu konstrukcji

V_Bk = V_F + V_S = 12, 20² • 0, 3 + (3•0,5•2,7•11,00+2•0,5•12,00•2,7) = 44, 65 + (44,55+32,40) = 121, 60 m³

Zapotrzebowanie na mieszankę betonową:

V_MB = V_Bk • k + V_Bk = 121, 60 • 15%+121, 60 = 18, 24 + 121, 6 = 139, 84 m³ → Przyjmuje V_MB = 140 m³ 

1. Podział obiektu na działki

D₁ −  plyta fundamentowa  → V_F = 45, 00 m³ 

D₂ −  sciany  → V_S = 77, 00 m³ 

1. Transport mieszanki betonowej

   1. Dane techniczne betonowozu

Renault KERAX 300-6x4-Baryval 7 m³

- pojemność gruszki - P_jg = 7, 00 m³

- średnia prędkość jazdy -$\ v_{sr} = 20\frac{\text{km}}{h}$

1. Czas cyklu pracy

T_c = t_z  + t_j  + t_w  + t_j  = 5 + 24 + 10 + 24 = 63 min

t_z  czas zaladunku − 5 min

$$t_{\text{j\ }}\ czas\ jazdy\ \rightarrow \ t_{\text{j\ }} = \frac{L}{v_{sr}}\mathbf{=}\frac{8}{20} = 0,4\ h = 24\ min$$

t_w  czas wyladunku − 10 min

1. Wydajność samochodu

$$W_{\text{jg}} = \frac{60 \bullet P_{\text{jg}}}{T_{c}} \bullet s = \frac{7,00}{63} \bullet 0,85 = 5,67\frac{m^{3}}{h}$$

1. Dobór wibratora

   1. Dane techniczne

Wibrator buławowy (pogrążalny):

Typ – WACKER seria M – buława H35

Średnica buławy – d = 35 mm

Długość buławy – l = 40 cm

Promień pola wibracji – R = 40 cm

Wydajność katalogowa – $W = 19\ \left\lbrack \frac{m^{3}}{h} \right\rbrack$

1. Schemat wibrowania

Na ścianie

Czas zagęszczania – 15 s

Na płycie

1. Określenie powierzchni betonowania ze względu na wydajność wibratora

$$F = \frac{W_{w}}{0,2} = 0,5 \bullet \frac{19}{0,2} = 47,50\ \left\lbrack \frac{m^{2}}{h} \right\rbrack$$

$$F_{s} = 3 \bullet 0,5 \bullet 11,00 + 2 \bullet 0,5 \bullet 12,00 = 28,5\ \left\lbrack \frac{m^{2}}{h} \right\rbrack$$

$$F_{p} = {12,20}^{2} = 148,84\left\lbrack \frac{m^{2}}{h} \right\rbrack$$

1. Określenie ilości wibratorów

$$n_{w} = \frac{F_{p}}{F} = \frac{148,84}{47,50} = 3,14\ \rightarrow Przyjmuje\ n_{w} = 4\ (bo\ wiazanie\ betonu - \ 40\ \min)$$

1. Dobór pompy

   1. Dane techniczne

Typ – CIFA KZR/24 PA 907 F8

Wydajność pompy – $W_{p} = 87\frac{m^{3}}{h}$

Wysokość pompowania – 24 m

Zasięg – 20, 25 m

Wymiary – 9, 05m x 4m x 2, 3m

1. Schemat usytuowania pompy

1. Obliczenie czasu potrzebnego do wykonania robót betonowych

$$W_{\min} = \min\left\lbrack W_{p},\ W_{w},\ W_{\text{jg}} \right\rbrack = 9,5\frac{m^{3}}{h}$$

$$t_{F} = \frac{V_{\text{MBF}}}{W_{\min}} = \frac{V_{F} \bullet k + V_{F}}{W_{\min}} = \frac{52}{9,5} = 5,5\ h$$

$$t_{S} = \frac{V_{\text{MBS}}}{W_{\min}} = \frac{V_{s} \bullet k + V_{s}}{W_{\min}} = \frac{89}{9,5} = 9,3\ h$$

Przyjęto dzienny czas betonowania – 7h

$$t = \frac{t_{F} + t_{S}}{7} = \frac{5,5 + 9,3}{7} = 2,11 \rightarrow 3\ dni\ robocze$$

1. Dobór deskowania

Zastosowano deskowanie PERI TRIO

OZNACZENIE	NAZWA ELEMENTU	SYMBOL KATALOGOWY	LICBA SZTUK
A1	Płyta 270x240	2120-611724	24
A2	Płyta 270x210	2120-611730	20
A3	Płyta 270x120	2120-611768	4
A4	Płyta 270x72	2120-611744	4
N1	narożnik wewnę. 270x30	2122-613730	4
N2	narożnik zewnę. 270x15	2122-613270	8
-	Ściągi TRH 15-30/99	2122-543230	27
-	Zamek montażowy BSD	2122-546780	128
El1	Krawędziak 270x10	-	8
El2	Krawędziak 270x3	-	4

Do wysokości betonowania 3,30 m wymagany jest tylko 1 ściąg na wysokości.

Do wysokości betonowania 3,30 m wymagany są 2 ściągi na wysokości.

Ściąg TRH 15-30/99, grubość ściany ustawiana jest w module 10 cm.

1. PROJEKT ROBÓT MONTAŻOWYCH

   1. Wstęp

      1. Przedmiot opracowania

Przedmiotem opracowania jest dobór żurawia w celu montażu prefabrykowanego stropu dla projektowanego zbiornika.

1. Cel opracowania

Celem opracowania jest określenie udźwigu, wysokości podnoszenia oraz wysięgu pracy przyjętego żurawia montażowego do wykonania danego procesu montażu.

1. Założenia projektowe

- Roboty prowadzone w systemie jednozmianowym,

- Długość zmiany roboczej 8h

Płyta stropowa sprężona wielokanałowa typu SP o wymiarach: l x b x a = 600x120x25cm

Ciężar płyty $G_{e,max} = V_{e} \bullet \gamma_{b} = \frac{600 \bullet 120 \bullet 25}{1000000} \bullet 25 = 45\ \text{kN} = 4587,16\ \text{kg}$

1. Wyznaczenie parametrów roboczych żurawia

   1. Niezbędny udźwig maszyny montażowej

Q > G_max

G_max = (G_e, max + G_z + G_k)•γ_d

G_e, max −  ciezar najciezszego elementu montazowego

G_z − ciezar zawiesia montazowego

G_k = 0 −  ciezar konstrukcji wzmacniajacej

γ_d = 1, 15 − wspolczynnik dynamiczny

Typ Zawiesia

Zawiesia linowe typu 4FKh WLL 5,65t Ø 16mm czterocięgnowe zakończone hakami

- MASA: - 5 • 3, 14 • 0, 008² • 78, 5 • 4 = 0, 32 kN = 32, 20 kg

G_max = (4587,16+32,20) • 1, 15 = 5312, 26 kg

1. Niezbędny zasięg działania l_z

l_z ≥ l_z, min

$$l_{z,min} = l_{0} + l_{b} + \frac{1}{2l_{e}} + 0,5$$

l₀ −  promien obrotu przeciwwagi + 1, 0 m (dla Coles Husky 18/22  l₀ = 6, 23 m)

$$l_{z,min} = l_{0} + l_{b} + \frac{1}{2l_{e}} + 0,5 = 6,23 + 12 + \frac{1}{2 \bullet 1,2} + 0,5 = 19,20\text{\ m}$$

1. Niezbędna wysokość podnoszenia h_min

h_min = h₀ + h_e + h_bm + h_z = 1, 4 + 0, 25 + 2, 5 + 3 = 7, 15 m

h₀                  - wysokość usytuowania haka żurawia nad konstrukcją,

h_bm = 2, 5 m - wysokość bezpiecznego manewrowania,

h_e  - wysokość elementu montowanego,

h_z - wysokość zawiesia montażowego w trakcie przemieszczania.

1. Parametry i typ przyjetego żurawia samochodowego

Typ: Żuraw samojezdny Coles Husky 18/22  

- udźwig: 18t

- zasięg: 21m

- wysokość podnoszenia: 27m