Расчет технологических параметров зимнего бетонирования

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 5Следующая ⇒

В данном разделе определяется требуемые температурные режимы выдерживания бетона. Помимо внешних факторов на температуру бетона влияет также массивность конструкции, которая характеризуется ее модулем поверхности.

Бетонная смесь укладывается автобетононасосом, поэтому применять метод предварительного разогрева нельзя. При Мп = 3-6 в качестве метода зимнего бетонирования можно применить термос, электропрогрев. Метод термоса применяется для конструкции с модулем поверхности до 6. Но при температурах ниже -15°С метод термоса применяется с использованием противоморозных добавок, которые в данном курсовом проекте не рассчитываются.

6.1 Расчет метода электропрогрева плиты.

Примем металлическую опалубку без утеплителя с коэффициентом теплопередачи , при скорости ветра 4.5м/с.

Выдерживание бетона ведется по режиму «нагрев и остывание»

а) Участок подъема температуры:

- время подъема температуры

где - температура изотермического выдерживания бетона;

9.06 ≤ 10 – скорость подъема температуры, для конструкций с модулем

поверхности 0т 4 до 10 [2];

t_бн- начальная температура бетона, уложенного в конструкцию

где t_б.см.- температура бетонной смеси при выходе с завода: 30°С

t_нв- температура наружного воздуха (г.Магнитогорск, январь табл.3[1]):

-15,8°С

L_тр- дальность транспортирования бетонной смеси: 15 км

- средняя температура бетона за период подъема температуры

б) Участок остывания

Температура наружного воздуха через 12 часов понижается на 10ºС.

где - температура, которой достигнет бетон после 12 часов остывания;

m - темп остывания бетона

где с_б - удельная теплоемкость бетона: 1,05 кДж/кг °С,

γ_б - объемная масса бетона: 2400 кг/м³,

λ_б - коэффициент теплопроводности бетона: 2,6 Вт/м °С,

α_пр - коэффициент теплопередачи опалубки, Вт/м² °С

k = 0,8 – коэффииент, учитывающий влияние экзотермии при твердении бетона

в) Прочность бетона за период подъема температуры и остывания:

где А, В, n – коэффициенты, учитывающие интенсивность твердения бетона.

, , ,

где R₃ - трехсуточная прочность бетона (прил.3[3]).

Полученна прочность не должна отличаться от требуемой прочности более, чем на 5%.

Прочность бетона монолитных конструкций, подвергающихся атмосферным воздействиям в процессе эксплуатации для В20 – 40% от проектной прочности.

6.2 Расчет метода электропрогрева стены

Примем металлическую опалубку без утеплителя с коэффициентом теплопередачи , при скорости ветра 4.5м/с.

а) Участок подъема температуры:

- время подъема температуры

где - температура изотермического выдерживания бетона;

5.06 ≈ 5 – скорость подъема температуры, для конструкций с модулем

поверхности до 4 [2];

t_бн- начальная температура бетона, уложенного в конструкцию

где t_б.см.- температура бетонной смеси при выходе с завода: 30°С

t_нв- температура наружного воздуха (г.Магнитогорск, январь табл.3[1]):

-15,8°С

- дальность транспортирования бетонной смеси: 15 км

- средняя температура бетона за период подъема температуры

б) Участок остывания

Температура наружного воздуха через 12 часов понижается на 10ºС.

где - температура, которой достигнет бетон после 12 часов остывания;

m - темп остывания бетона

где с_б - удельная теплоемкость бетона: 1,05 кДж/кг °С,

γ_б - объемная масса бетона: 2400 кг/м³,

λ_б - коэффициент теплопроводности бетона: 2,6 Вт/м °С,

α_пр - коэффициент теплопередачи опалубки, Вт/м² °С

k = 0,8 – коэффииент, учитывающий влияние экзотермии при твердении бетона

в) Прочность бетона за период подъема температуры и остывания:

где А, В, n – коэффициенты, учитывающие интенсивность твердения бетона.

, , ,

где R₃ - трехсуточная прочность бетона (прил.3[3]).

Полученна прочность не должна отличаться от требуемой прочности более, чем на 5%.

6.3 Расчет метода термоса плиты.

Примем металлическую опалубку с утеплителем с коэффициентом теплопередачи , при скорости ветра 4.5м/с.

а)

где t_бн- начальная температура бетона, уложенного в конструкцию

t_б.см.- температура бетонной смеси при выходе с завода: 30°С

t_нв- температура наружного воздуха (г.Магнитогорск, январь табл.3[1]):

-15,8°С

- дальность транспортирования бетонной смеси: 15 км

б) Участок остывания

Температура наружного воздуха через 12 часов понижается на 10ºС.

где - температура, которой достигнет бетон после 12 часов остывания;

m - темп остывания бетона

где с_б - удельная теплоемкость бетона: 1,05 кДж/кг °С,

γ_б - объемная масса бетона: 2400 кг/м³,

λ_б - коэффициент теплопроводности бетона: 2,6 Вт/м °С,

α_пр - коэффициент теплопередачи опалубки, Вт/м² °С

k = 0,8 – коэффииент, учитывающий влияние экзотермии при твердении бетона

в) Прочность бетона за период подъема температуры и остывания:

где А, В, n – коэффициенты, учитывающие интенсивность твердения бетона.

, , ,

где R₃ - трехсуточная прочность бетона, для класса бетона В20 (вид и марка цемента –ПЦ, М-400) - R₃ = 43%. (прил.3[3]).

Полученна прочность не должна отличаться от требуемой прочности более, чем на 5%. Требуемая прочность бетона монолитных конструкций, подвергающихся атмосферным воздействиям в процессе эксплуатации для В20 – 40% от проектной прочности.

- условие выполняется.

6.4 Расчет метода термоса стены.

Примем металлическую опалубку с утеплителем с коэффициентом теплопередачи , при скорости ветра 4.5м/с.

а)

где t_бн- начальная температура бетона, уложенного в конструкцию

t_б.см.- температура бетонной смеси при выходе с завода: 30°С

t_нв- температура наружного воздуха (г.Магнитогорск, январь табл.3[1]):

-15,8°С

- дальность транспортирования бетонной смеси: 15 км

б) Участок остывания

Температура наружного воздуха через 12 часов понижается на 10ºС.

где - температура, которой достигнет бетон после 12 часов остывания;

m - темп остывания бетона

где с_б - удельная теплоемкость бетона: 1,05 кДж/кг °С,

γ_б - объемная масса бетона: 2400 кг/м³,

λ_б - коэффициент теплопроводности бетона: 2,6 Вт/м °С,

α_пр - коэффициент теплопередачи опалубки, Вт/м² °С

k = 0,8 – коэффииент, учитывающий влияние экзотермии при твердении бетона

в) Прочность бетона за период подъема температуры и остывания:

где А, В, n – коэффициенты, учитывающие интенсивность твердения бетона.

, , ,

где R₃ - трехсуточная прочность бетона (прил.3[3]).

Полученна прочность не должна отличаться от требуемой прочности более, чем на 5%.

- условие выполняется.

6.5 Окончательный метод зимнего бетонирования.

Из соображений экономии в качестве метода зимнего бетонирования выберем термос. Толщина утеплителя неопалубленной повехности δ определяется из формулы:

где λ – коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/м∙ºС;

α_н – коэффициент теплопередачи у наружной поверхности ограждения, Вт/м²∙ºС.

λ _{ваты минеральной (ρ=150кг/ м3)}=0.055 Вт/м∙ºС

Для плиты:

Для стены:

Примем толщину утеплителя для плиты 4.5см, для стены 3.5см.

6.6 Контроль температуры.

Температуру бетона следует измерять в точках, подверженных наибольшему охлаждению (например, в углах конструкции) или нагреву (в приэлектродной зоне).

Количество точек для измерения температуры равно 93 (для плиты) и 276 (для стены).

Определяется среднее количество точек замеров температуры на одну захватку.

N₁= 20×V_з/100 = 20×92.4/100 = 18.48шт. Принимаем 18шт.

N₂= 20×V_з/100 = 20×125.5/100 = 25.1шт. Принимаем 25шт.

Определим число замеров на одну захватку:

n_зам_i = N_i×n,

где n – количество замеров за время остывания бетона и методе электропрогрева, контроль температуры осуществляется каждые 2 часа в первые сутки, в последующие трое суток — 1 раз в смену, далее — один раз в сутки.

При τ_ост = 98.57 ч n_зам= 15

При τ_ост= 99.41 ч n_зам= 15

n_зам1 = 15×18 = 270замеров

n_зам2= 15×25 = 375замеров

Расчет опалубки

Расчет опалубки сводится к сбору нагрузок, действующих на опалубку при бетонировании, и определению расстояния между прогонами и схватками.

Ввиду отсутствия аналитического подхода к определению бокового давления бетонной смеси на опалубку, в нормативных документах отдельных стран формулы для расчета бокового давления отличаются, поэтому в курсовом проекте давление бетонной смеси на вертикальную опалубку определяется по трем нормативным документам: российскому ГОСТ Р 52085-2003, немецкому DIN 18218 и американскому ACI 347R.

На рассчитываемую вертикальную опалубку в процессе бетонирования действуют следующие горизонтальные нагрузки:

– нормативная ветровая нагрузка (т.к. в проекте все конструкции нулевого цикла, то условно можно считать, что ветровая нагрузка отсутствует);

– нагрузка от сотрясений, возникающих при выгрузке бетонной смеси в заопалубочное пространство, кПа = 800кгс/м² (при укладке бетонной смеси автоботононасосом);

– нагрузка от вибрирования, кПа = 400кгс/м²; (табл.5[3])

– боковое давление бетонной смеси, Р.

В проекте конструкции нулевого цикла, поэтому условно считаем, что ветровая нагрузка отсутствует.

Рис.5 Распределение усилий, действующих на опалубку.

7.1 Расчет вертикальной опалубки для стены.

Боковое давление при уплотнении бетонной смеси внутренними вибраторами рассчитывается исходя из условия, что , где H = 0,35м. – высота свежеуложенного слоя бетона, = 0,25м. – радиус действия вибратора.

где кН/м³ – объемная масса бетонной смеси,

- коэффициент, учитывающий влияние пластичности бетонной смеси (осадка конуса 10см.),

- коэффициент, учитывающий температуру бетонной смеси,

V – скорость бетонирования конструкции

кгс/м².

В связи с необходимостью учитывать нагрузку от сотрясений при выгрузке бетонной смеси нормативная нагрузка, действующая на опалубку:

кгс/м²

Расчетная нагрузка действующая на опалубку:

где – коэффициент перегрузки от бокового давления бетонной смеси,

– коэффициент перегрузки от сотрясения и вибрирования.

кгс/м² .

Расстояние между прогонами определяется по максимальному изгибающему моменту в щите опалубки для случая двухпролетной балки, для чего вырезается балка единичной ширины.

Рис. 6 Расчетная схема опалубки.

Условие прочности щита по несущей способности:

где – момент сопротивления щита ( см – толщина щита опалубки),

кгс/см² – расчетное сопротивление изгибу материала щита опалубки.

см.

Условие прочности щита по деформациям:

где – прогиб щита опалубки.

– нормативная нагрузка без учета нагрузок от сотрясений и вибрирования.

кгс/см² – модуль упругости стального щита.

– момент инерции щита.

см

Окончательно расстояние между прогонами принимаем 15 см. как наименьшее, полученное из условий прочности и деформациям.

Расстояние между схватками определяется по нагрузке, собранной с полосы, шириной равной расстоянию между прогонами.

Принимаем прокатный двутавр №10 с характеристиками: мм, см², см⁴

Характеристики приведенного сечения:– координата центра тяжести сечения

Рис. 7 Схема приведенного сечения.

– приведенный момент инерции сечения

где кгс/м² – модуль упругости материала щита и прогона;

– приведенный момент инерции сечения

где – максимальное значение габарита сечения относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения.

см.

см³.

Расстояние между схватками из расчета по несущей способности

кгс/м

см.

Расстояние между схватками из расчета по деформации

кгс/м

см.

Окончательное расстояние между схватками принимаем см как наименьшее, полученное из условий прочности и деформации.

5.1 Определение давления бетонной смеси на вертикальную опалубку по

DIN 18218

Боковое давление бетонной смеси

где – коэффициент влияния добавок:

где – замедление твердения в часах (при отсутствии добавок ),

– коэффициент влияния температуры:

– температура свежеуложенного бетона,

тогда кгс/м².

7.2 Определение давления бетонной смеси на вертикальную опалубку по

ACI 347R

Формулу для расчета давления определяем из условия вида конструкции и скорости бетонирования.

м/ч, тогда кПа.

Таким образом давление бетонной смеси на вертикальную опалубку по ACI 347R (40.91кПа) превышает значения давления полученные по ГОСТ Р 52085-2003 (36.36кПа) и DIN 18218 (34.59кПа).

7.3 Конструирование опалубки

Учитывая особенности возводимой конструкции применяем разборно-переставную крупнощитовую опалубку, все элементы которой изготовлены из стали. Стальная опалубка обеспечивает гладкую поверхность бетонируемой конструкции, легкость распалубливания, жесткость, отсутствие деформаций. Выбранный тип опалубки снижает стоимость опалубочных работ, увеличивает оборачиваемость опалубки.

Для обеспечения необходимой жесткости на щитах в двух взаимно перпендикулярных направлениях устроены ребра (прогоны и схватки). Прогоны соприкасаются непосредственно со щитом, а схватки проходят над прогонами, таким образом, образуя блок опалубки. Для поддержания щитов опалубки и дальнейшей юстировки их фиксируют 2-х уровневым телескопическим подкосом, а также подкосом из бруса 40х80мм. Для передвижения монтажников во время бетонирования на щитах опалубки закрепляются подмости.

Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 1289; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 5 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!