Введение
Сборник семестровых задач предназначен для студентов специальности 290300 – Промышленное и гражданское строительство, изучающих дисциплины «Технология возведения зданий и сооружений» и «Технология производства работ в экстремальных условиях». Согласно рабочей программе этих дисциплин, разработанных на основе Государственного образовательного стандарта (ГОС), студент должен знать методические и нормативные материалы относящиеся к строительной отрасли, эффективные проектные решения, отвечающие требованиям перспективного развития отрасли, и владеть методами расчетов зданий и сооружений, методами выполнения общестроительных и специальных работ, методами решения научно-технических, организационно-технических и конструкторско-технологических задач в области промышленного и гражданского строительства [1, 2].
Учебное пособие содержит основные формулы и указания по решению задач изучаемых в курсах «Технология возведения зданий и сооружений» и «Технология производства работ в экстремальных условиях». Кроме этого, предлагается набор различных типов задач для самостоятельного освоения методик и способов их решения с целью закрепления пройденного лекционного материала.
Задания выдаются студентам в течение всего семестра по графику, установленному преподавателем. Можно рекомендовать следующий минимальны объем заданий: задача 1 – по две задачи для каждого студента, задачи 2, 3, и 4 – по одной задаче.
1. Определение коэффициента суровости
Влияние климата на производство строительно-монтажных работ рекомендуется оценивать показателем суровости [4], определяемым в условных баллах по формуле
С = – t + k·v, (1)
где t – средняя отрицательная температура наружного воздуха за рассматриваемый период (день, неделя, месяц, квартал и т.д.), оС;
v – скорость ветра за рассматриваемый период, м/с;
k – коэффициент влияния ветра на человека (принимается равным 1 при v ≤ 5 м/с, 2 при v > 5 м/с).
При этом необходимо учитывать, что запрещается выполнять любые виды строительно-монтажных работ:
1) на открытом воздухе и приравненных к ним условиях при С > 45;
2) при температуре наружного воздуха ниже –30 оС;
3) при скорости ветра более 22 м/с;
4) при видимости менее 20 м.
Кроме этого, при скорости ветра более 10 м/с прекращаются работы башенных кранов и других машин и механизмов, связанных с подъемом грузов.
Варианты задач
1.1. Сделать заключение о возможности производства работ по возведению кирпичной кладки в городе Новосибирске в декабре. Средняя температура наружного воздуха составляет –17 оС, ожидаемая скорость ветра 39,6 м/с, видимость 20 метров.
1.2. Сделать заключение о возможности производства работ по бетонированию фундаментов в городе Сургуте в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –12 оС, ожидаемая скорость ветра 16 м/с, видимость 22 метра.
1.3. Сделать заключение о возможности производства работ по монтажу профилированного листа на кровлю в городе Челябинске в феврале месяце. Средняя температура наружного воздуха составляет –25 оС, ожидаемая скорость ветра 3,4 км/ч, видимость 15 метров.
1.4. Сделать заключение о возможности производства работ по бетонированию фундаментов в городе Челябинске в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –22 оС, ожидаемая скорость ветра 22 м/с, видимость 20 метров.
1.5. Сделать заключение о возможности производства работ по монтажу стеновых панелей из профилированного листа в городе Иркутске в феврале. Средняя температура наружного воздуха составляет –12 оС, ожидаемая скорость ветра 36 км/ч, видимость 22 метра.
1.6. Сделать заключение о возможности производства работ по бетонированию фундаментов в городе Екатеринбурге в декабре. Средняя температура наружного воздуха составляет –27оС, ожидаемая скорость ветра 9 м/с, видимость 38 метров.
1.7. Сделать заключение о возможности производства работ по забивке свай в городе Златоусте в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –22оС, ожидаемая скорость ветра 20 м/с, видимость 32 метра.
1.8. Сделать заключение о возможности производства работ по отделке фасадов в городе Салехарде в декабре. Средняя температура наружного воздуха составляет –23оС, ожидаемая скорость ветра 25,2 км/ч, видимость 23 метра.
1.9. Сделать заключение о возможности производства работ по монтажу стеновых панелей каркасно-панельного здания башенным краном. Работы производятся в городе Челябинске, в феврале, с ожидаемой скоростью ветра на рассматриваемый период 16 м/с, средняя температура составляет –20,3оС, видимость 32 метра.
1.10. Сделать заключение о возможности производства работ по монтажу ленточных фундаментов в городе Чите в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –21оС, ожидаемая скорость ветра 4 м/с, видимость 16 метров.
1.11. Определить возможность производства монтажных работ при устройстве перекрытия на последнем этаже многоэтажного здания с помощью башенного крана в городе Новосибирске в феврале. Средняя температура наружного воздуха t = –18оС, скорость ветра 14 м/с, видимость 25 метров.
1.12. Сделать заключение о возможности производства работ по монтажу железобетонных колон одноэтажного промышленного здания в городе Омске в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –23оС, ожидаемая скорость ветра 20 м/с, видимость 33 метра.
1.13. Сделать заключение о возможности производства работ по монтажу кровельных плит башенным краном в городе Чите в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –20оС, ожидаемая скорость ветра 6 м/с, видимость 19 метров.
1.14. Сделать заключение о возможности производства работ по укладке труб колёсным краном в городе Орске в марте. Средняя температура наружного воздуха составляет 0оС, ожидаемая скорость ветра 22,5 м/с, видимость 27 метров.
1.15. Сделать заключение о возможности производства работ по планировке площадки в Магнитогорске в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –35оС, ожидаемая скорость ветра 15 м/с, видимость 30 метров.
1.16. Сделать заключение о возможности производства работ по бетонированию перекрытий 14-ти этажного дома методом «кран-бадья» в Омске в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –17оС, ожидаемая скорость ветра 42,2 км/ч, видимость 22 метра.
1.17. Сделать заключение о возможности производства земляных работ по устройству котлована в городе Красноярске в декабре. Средняя температура наружного воздуха составляет –12оС, ожидаемая скорость ветра 25 м/с, видимость 22 метра.
1.18. Сделать заключение о возможности производства работ по монтажу кровли в городе Перми в марте. Средняя температура наружного воздуха составляет –10оС, ожидаемая скорость ветра 4 м/с, видимость 18 метров.
1.19. Сделать заключение о возможности производства земляных работ в городе Казане в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –29оС, ожидаемая скорость ветра 12 м/с, видимость 15 метров.
1.20. Сделать заключение о возможности производства работ по монтажу стеновых панелей крупнопанельного здания в городе Перми в декабре. Средняя температура наружного воздуха составляет –14оС, ожидаемая скорость ветра 13 м/с, видимость 28 метров.
1.21. Сделать заключение о возможности производства работ по строительству фермы в Челябинске в ноябре. Средняя температура наружного воздуха составляет –23оС, ожидаемая скорость ветра 32,4 км/ч, видимость 0,015 км.
1.22. Сделать заключение о возможности производства работ по строительству очистных сооружений в Челябинске в феврале. Средняя температура наружного воздуха составляет –33оС, ожидаемая скорость ветра 3 м/с, видимость 0,025 км.
1.23. Сделать заключение о возможности производства работ по возведению кирпичной кладки в городе Екатеринбурге в декабре. Средняя температура наружного воздуха составляет –17оС, ожидаемая скорость ветра 39,6 км/ч, видимость 20 метров.
1.24. Сделать заключение о возможности производства работ по бетонированию фундаментов в городе Сургуте в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –32оС, ожидаемая скорость ветра 6 м/с, видимость 22 метра.
1.25. Сделать заключение о возможности производства работ по монтажу профилированного листа на кровлю в городе Челябинске в феврале месяце. Средняя температура наружного воздуха составляет –20оС, ожидаемая скорость ветра 32,4 км/ч, видимость 15 метров.
1.26. Сделать заключение о возможности производства работ по бетонированию фундаментов в городе Екатеринбурге в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –22оС, ожидаемая скорость ветра 12 м/с, видимость 20 метра.
1.27. Сделать заключение о возможности производства работ по монтажу стеновых панелей из профилированного листа в городе Иркутске в феврале. Средняя температура наружного воздуха составляет –22оС, ожидаемая скорость ветра 36 км/ч, видимость 20 метров.
1.28. Сделать заключение о возможности производства работ по бетонированию фундаментов в городе Екатеринбурге в декабре. Средняя температура наружного воздуха составляет –17оС, ожидаемая скорость ветра 9 м/с, видимость 35 метров.
1.29. Сделать заключение о возможности производства работ по забивке свай в городе Златоусте в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –22оС, ожидаемая скорость ветра 10 м/с, видимость 22 метра.
1.30. Сделать заключение о возможности производства работ по отделке фасадов в городе Салехарде в декабре. Средняя температура наружного воздуха составляет –25оС, ожидаемая скорость ветра 25,2 км/ч, видимость 22 метра.
1.31. Сделать заключение о возможности производства работ по монтажу стеновых панелей каркасно-панельного здания башенным краном. Работы производятся в городе Челябинске, в феврале, с ожидаемой скоростью ветра на рассматриваемый период 15 м/с, средняя температура составляет –20,3оС, видимость 30 метров.
1.32. Сделать заключение о возможности производства работ по монтажу ленточных фундаментов в городе Чите в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –20оС, ожидаемая скорость ветра 5 м/с, видимость 15 метров.
1.33. Определить возможность производства монтажных работ при устройстве перекрытия на последнем этаже многоэтажного здания с помощью башенного крана в городе Новосибирске в феврале. Средняя температура наружного воздуха t = –15оС, скорость ветра 12 м/с, видимость 25 метров.
1.34. Сделать заключение о возможности производства работ по монтажу железобетонных колон одноэтажного промздания в городе Омске в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –25оС, ожидаемая скорость ветра 10 м/с, видимость 33 метра.
1.35. Сделать заключение о возможности производства работ по монтажу кровельных плит башенным краном в городе Чите в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –20оС, ожидаемая скорость ветра 5 м/с, видимость 18 метров.
1.36. Сделать заключение о возможности производства работ по укладке труб колёсным краном в городе Орске в марте. Средняя температура наружного воздуха составляет 0оС, ожидаемая скорость ветра 22,5 м/с, видимость 25 метров.
1.37. Сделать заключение о возможности производства работ по планировке площадке в Магнитогорске в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –35оС, ожидаемая скорость ветра 4 м/с, видимость 30 метров.
1.38. Сделать заключение о возможности производства работ по бетонированию перекрытий 16-ти этажного дома методом «кран-бадья» в Челябинске в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –19оС, ожидаемая скорость ветра 43,2 км/ч, видимость 22 метра.
2. Расчет глубины промерзания грунтов
При производстве земляных работ в зимний период выбор метода производства работ, прежде всего, будет зависеть от расчетной глубины промерзания грунта [4], величина которой определяется по формуле
, (2)
где Н – расчетная глубина промерзания грунта, м;
t – средняя отрицательная температура наружного воздуха за рассматриваемый период (день, неделя, месяц, квартал и т.д.), оС;
n – число дней с установившейся отрицательная температура наружного воздуха;
k – коэффициент влияния величины снежного покрова (принимается по табл. 1);
λМ – коэффициент теплопроводности мерзлого грунта, Вт/м·оС,
; (3)
λГР – коэффициент теплопроводности грунта в естественном состоянии, Вт/м·оС (определяется по табл. 2);
ВГР – объемная влажность грунта, %.
Таблица 1. Коэффициент влияния толщины снежного покрова
Толщина снежного покрова, см
10
20
30
40
50
60
Коэффициент влияния величины снежного покрова
0,50
0,40
0,35
0,30
0,275
0,25
Одним из самых простых и распространенных методов разработки грунтов в зимних условиях является укрытие поверхностей грунта теплоизоляционными материалами с последующей разработкой грунтов обычными методами. Толщина утеплителя зависит от расчетной глубины промерзания грунта при данных климатических условиях и определяется по формуле
, (4)
где НУ – расчетная толщина утеплителя, м;
Н – расчетная глубина промерзания грунта, м;
λУ, λГР – коэффициент теплопроводности утеплителя и грунта, Вт/м оС (определяется по табл. 2);
СУ, СГР – удельная теплоемкость утеплителя и грунта, кДж/кг·оС (определяется по табл. 2);
ρУ, ρГР – плотность утеплителя и грунта, кг/м3 (определяется по табл. 2).
Таблица 2. Характеристики строительных и теплоизоляционных материалов
Материалы
Ед. изм.
Толщина слоя, мм
Объемная масса, кг/м3
Коэффициент теплопроводности,
Вт/(м·°С)
Удельная теплоемкость,
кДж/кг·°С
Бетон
–
–
2400
2,6
1,05
Минераловатные плиты на синтетическом связующем (мягкие и полужесткие)
м3
20–40
100
0,05–0,07
0,76
Минераловатные плиты на битумном связующем
м3
40
100
0,05–0,07
0,92
То же
м3
40
200
0,07–0,08
0,92
Маты минераловатные прошивные
м3
40
100
0,048
0,76
То же
м3
40
200
0,06
0,76
Пенопласт плиточный
м3
50
100
0,043
1,34
То же
м3
50
150
0,049
1,34
То же
м3
50
200
0,06
1,34
Войлок строительный
м3
9–11
100
0,06–0,10
0,35
То же
м3
9–11
150
0,07–0,12
0,45
Опилки
м3
–
250
0,16–0,24
2,2
Шлак
–
–
600
0,24–0,29
–
Фанера
м3
8 и более
600
0,17–0,20
2,72
Рубероид, пергамин, толь
м2
1,0–2,0
600
0,17
1,47
Древесина, доски
м3
20 и более
700
0,17
2,72
Сталь
кг
3–5
7850
52
0,48
Глина
–
–
1800
1,82
1,24
Суглинок
–
–
1750
1,50
1,16
Супесь
–
–
1600
1,10
1,13
Песок
–
–
1500
0,60
1,09
Варианты задач
2.1. Рассчитать глубину промерзания глинистого грунта влажностью 25%, который промерзал в течение 15 дней со средней установившейся температурой наружного воздуха t = –12оС. В течение первых 5 дней толщина снежного покрова составила 10 см; в течение вторых 5 дней – 15 см; в течение последних 5 дней – 30 см.
2.2. Рассчитать глубину промерзания глинистого грунта влажностью 35%, который промерзал в течение 12 дней со средней установившейся температурой наружного воздуха t = –12оС. В течение всех 12 дней толщина снежного покрова составила в среднем 15 см.
2.3. Рассчитать глубину промерзания песчаного грунта влажностью 40%, который промерзал в течение 24-х дней со средней установившейся температурой наружного воздуха t = –28 оС. В течение всех дней толщина снежного покрова составила в среднем 40 см.
2.4. Рассчитать глубину промерзания глинистого грунта влажностью 30%, который промерзал в течение 24-х дней со средней установившейся температурой наружного воздуха t = –25 оС. В течение всех дней толщина снежного покрова составила в среднем 30 см. Определить толщину теплоизоляционного защитного слоя из опилок.
2.5. Рассчитать глубину промерзания песчаного грунта влажностью 22%, который промерзал в течение 24-х дней со средней установившейся температурой наружного воздуха t = –18 оС. За 24 дня толщина снежного покрова равномерно увеличилась с 10 см до 20 см.
2.6. Определить влажность песчаного грунта, который промерзал в течение 24-х дней со средней установившейся температурой наружного воздуха t = –18 оС, при установившейся толщина снежного покрова 15 см, если глубина его промерзания составила 0,297 м.
2.7. Определить при какой температуре наружного воздуха в течение 24-х дней промерзал песчаный грунт с влажностью 22%. Если известно, что при толщине снежного покрова 15 см глубина его промерзания составила 20,2 см.
2.8. Определить количество дней, в течение которых песчаный грунт с влажностью 22% промерз на 0,202 м при средней установившейся температуре наружного воздуха t = –18 оС и толщине снежного покрова 15 см.
2.9. Определить толщину снежного покрова песчаного грунта с влажностью 42%, который промерзал в течение 24-х дней со средней установившейся температурой наружного воздуха t = –18 оС, если глубина его промерзания составила 0,297 м.
2.10. Определить толщину теплоизоляционного слоя (состоящего из опилок) глинистого грунта влажностью 25%, который промерзал в течение 15 дней со средней установившейся отрицательной температурой t = –12 оС. В течение первых 5 дней толщина снежного покрова была 10 см; в течение вторых 5 дней – 15 см; в течение последних 5 дней – 30 см.
2.11. Определить толщину теплоизоляционного слоя (состоящего из опилок) песчаного грунта влажностью 30%, который промерзал в течение 61 дня со средней установившейся отрицательной температурой t = –10 оС. В течение всех дней толщина снежного покрова составила в среднем 10 см.
2.12. Определить толщину теплоизоляционного слоя (состоящего из фанеры) песчаного грунта влажностью 40%, который промерзал в течение 24-х дней со средней установившейся отрицательной температурой t = –28 оС. В течение всех дней толщина снежного покрова составила в среднем 40 см.
2.13. Определить толщину теплоизоляционного слоя (состоящего из пенопласта) песчаного грунта влажностью 30%, который промерзал в течение 61 дня со средней установившейся отрицательной температурой t = –10 оС. В течение всех дней толщина снежного покрова составила в среднем 10 см.
2.14. Определить толщину теплоизоляционного слоя (состоящего из пенопласта) песчаного грунта влажностью 40%, который промерзал в течение 24-х дней со средней установившейся отрицательной температурой t = –28 оС. В течение всех дней толщина снежного покрова составила в среднем 40 см.
2.15. Определить глубину промерзания глинистого грунта влажностью 25%, который промерзал в течение 20 дней со средней установившейся температурой наружного воздуха t = –21 оС. В течение всех дней толщина снежного покрова составила в среднем 15 см. Определить толщину теплоизоляционного защитного слоя при использовании в качестве утеплителя сухого шлака, покрытого рыхлым снегом толщиной 20 см.
2.16. Определить толщину теплоизоляционного слоя (состоящего из пенопласта) песчаного грунта влажностью 20%, который промерзал в течение 23-х дней со средней установившейся отрицательной температурой t = –22 оС. В течение всех дней толщина снежного покрова составила в среднем 10 см.
2.17. Определить глубину промерзания глинистого грунта влажностью 15%, который промерзал в течение 25 дней со средней установившейся температурой наружного воздуха t = –11 оС. В течение всех дней толщина снежного покрова составила в среднем 10 см. Определить толщину теплоизоляционного защитного слоя при использовании в качестве утеплителя сухого шлака, покрытого рыхлым снегом толщиной 10 см.
2.18. Определить толщину теплоизоляционного слоя (состоящего из опилок) глинистого грунта влажностью 22%, который промерзал в течение 25 дней со средней установившейся отрицательной температурой t = –22 оС. В течение первых 5 дней толщина снежного покрова была 5 см; в течение вторых 5 дней – 15 см; в течение последних 5 дней – 35 см.
3. Определение поправочных коэффициентов к нормам времени
При производстве строительно-монтажных работ в зимний период общие затраты труда и продолжительность выполнения работ увеличивается в зависимости от ряда факторов [3]. В качестве компенсации этого влияния при подсчете трудоемкости следует назначать дополнительные коэффициенты к нормам времени в зависимости от:
1) условий производства работ;
2) величины скорости ветра;
3) средней температуры на рабочем месте.
1) При выполнении работ в более сложных производственных условиях по сравнению с предусмотренными в ЕНиР допускается устанавливать к нормам времени и расценкам на соответствующие работы коэффициенты в следующих размерах:
а) на действующих предприятиях при наличии в зоне производства работ действующего технологического оборудования (станков, установок, кранов, конвейеров, разливочных ковшей и т.п.), – от 1,1 до 1,20, а на предприятиях металлургической, химической и нефтехимической отраслей промышленности – от 1,1 до 1,25;
б) при работе в стесненных условиях на предприятиях, остановленных для производства ремонтно-строительных работ, а также в зданиях и сооружениях при наличии в зоне производства работ загромождающих, помещения предметов – от 1,1 до 1,15;
в) при производстве работ в тепляках – 1,1;
г) при выполнении работ в охранной зоне воздушных линий электропередачи, в местах прохода коммуникаций электроснабжения, вблизи конструкций и предметов, находящихся под напряжением (в случаях, когда полное снятие напряжения по производственным условиям невозможно) – от 1,1 до 1,2;
д) при температуре воздуха на рабочем месте более 40° – от 1,15 до 1,25;
е) при производстве работ в закрытых сооружениях и помещениях (коллекторах, резервуарах, бункерах, камерах и т.п.), верхняя отметка которых находится ниже 3 м от поверхности земли – 1,1;
ж) при работе в действующих цехах предприятий с вредными условиями труда – 1,15, а при наличии производственных условий, указанных в подпункте «а», может быть добавлен, один из коэффициентов подпункта «а».
В случаях выполнения работ при сочетании производственных условий, указанных в подпунктах «а» – «е», может быть установлен только один из предусмотренных в этих подпунктах коэффициентов.
2) При производстве работ на не защищенных от ветра рабочих местах усредненные коэффициенты в ветреные дни увеличиваются:
а) в Заполярье и горных районах при производстве строительных и ремонтно-строительных работ (кроме монтажных и верхолазных) при силе ветра от 4 до 5 баллов – на 15%, а при силе ветра более 5 баллов – на 20%;
б) во всех районах, в том числе в Заполярье и горных районах, при производстве монтажных и верхолазных работ при возведении высотных сооружений (радиомачт, фабрично-заводских труб, воздухонагревателей доменных печей и т.п.), каркасов и покрытий зданий при силе ветра от 4 до 5 баллов – на 15%.
Производство всех монтажных и верхолазных работ при силе ветра 6 баллов и более правилами по технике безопасности не допускается.
Увеличение коэффициентов производится пропорционально числу ветреных дней в месяце. Так, например, если в 6-й температурной зоне в декабре на открытом воздухе производился монтаж стальных конструкций (III группа работ, коэффициент 1,6) на протяжении 25 рабочих дней, причем в течение 5 дней сила ветра составляла 4 балла, то суммарный поправочный коэффициент за эту работу в зимних условиях с учетом силы ветра составит 1,6+1,6·0,15·5/25 = 1,648.
3) При производстве строительных, монтажных и ремонтно-строительных работ, выполняемых в зимних условиях на открытом воздухе и в необогреваемых помещениях нормы времени и расценки следует умножать на усредненные коэффициенты, представленные в ЕНиР (табл. 1, [3]).
Для определения усредненного коэффициента необходимо определить температурную зону, к которой относится данная местность (табл. 3, [3]) и группу выполняемых работ (стр. 26, [3]).
В тех случаях, когда в отдельные месяцы, предусмотренные табл. 1 [3], наблюдается положительная температура, не менее в общей сумме 8 рабочих дней за месяц, усредненные коэффициенты к нормам времени и расценкам на работы, выполняемые в дни с положительной температурой, не применяются.
Если же в месяцы, не предусмотренные табл. 1 [3] (летний месяц), наблюдается отрицательная температура также не менее в общей сумме 8 рабочих дней за месяц, то к нормам времени и расценкам на работы, выполняемые в эти месяцы в дни с отрицательной температурой, применяются коэффициенты в порядке и размерах, предусмотренных таблицей 2 [3].
В указанных случаях в периоды наступления похолоданий следует два раза в смену (в конце второго и пятого часов работы) производить замер температуры на рабочем месте. И в зависимости от среднесменной отрицательной температуры применять коэффициент соответствующий данной температуре.
Усредненные коэффициенты не применяются к Н.вр. и Расц. на разработку мерзлых грунтов, ледокольные работы, очистку территорий и конструкций от снега, а также на другие работы, выполняемые только в зимнее время, так как влияние зимних условий в нормах на эти работы учтено.
При необходимости по условиям производства одновременного применения к нормам времени (расценке) нескольких коэффициентов, предусмотренных в Общей части и в соответствующих сборниках ЕНиР, окончательная норма времени и расценка для данного конкретного случая определяется умножением нормы времени и расценки на произведение всех применяемых коэффициентов.
Варианты задач
3.1. Определить поправочный коэффициент к норме времени на производство кровельных работ во Владимире в ноябре. Из 24-х рабочих дней: 8 дней температура воздуха составляла t = –5 оС, скорость ветра ν = 8 м/с; 16 дней – t = +5 оС, ν = 6 м/с.
3.2. Определить поправочный коэффициент к норме времени на производство земляных работ в Челябинске в октябре. Из 25 рабочих дней: 6 дней температура наружного воздуха составляла t = –18 оС, скорость ветра ν = 8 м/с; 4 дня – t = –8 оС, ν = 6 м/с; 7 дней – t = +1 оС, ν = 6 м/с; 8 дней – t = +11 оС, ν = 4 м/с.
3.3. Определить поправочный коэффициент к норме времени на производство работ по монтажу железобетонных конструкций в Санкт-Петербурге в декабре. Из 24-х рабочих дней: 10 дней скорость ветра составляла ν = 6 м/с; 6 дней – ν = 8 м/с; 2 дня – ν = 3 м/с; 4 дня – ν = 12 м/с.
3.4. Определить поправочный коэффициент к норме времени на производство работ по монтажу лестничных маршей в январе в Караганде. Из 24-х рабочих дней: 8 дней скорость ветра составляла ν = 6 м/с; 10 дней – ν = 8 м/с; 1 день – ν = 12 м/с; 2 дня – ν = 14 м/с.
3.5. Определить поправочный коэффициент к норме времени на разборку железнодорожных путей в январе в Омске. Из 24-х рабочих дней: 8 дней скорость ветра составляла ν = 6 м/с; 10 дней – ν = 8 м/с; 1 день – ν = 12 м/с; 2 дня – ν = 14 м/с.
3.6. Определить поправочный коэффициент к норме времени на производство каменной кладки в Томске в феврале. Работы выполняются в тепляках. Из 24-х рабочих дней: 8 дней скорость ветра составляла ν = 6 м/с; 10 дней – ν = 8 м/с.
3.7. Определить поправочный коэффициент к норме времени на производство свайных работ во Владимире в январе. Из 24-х рабочих дней: 5 дней средняя скорость ветра составляла ν = 6 м/с; 3 дня – ν = 8 м/с.
3.8. Определить поправочный коэффициент к норме времени на производство буровых работ в Омске в ноябре. Работы производятся в условиях особой стеснённости.
3.9. Определить поправочный коэффициент к норме времени на производство бетонных работ в Смоленске в марте. Работы производятся в стеснённых условиях.
3.10. Определить поправочный коэффициент к норме времени на производство каменных работ в Пензе, в марте. Из 25 рабочих дней: 6 дней температура наружного воздуха составляла t = –18 оС, 4 дня – t = –16 оС, 5 дней – t = –11 оС, 2 дня – t = –5 оС, 5 дней – t = +5 оС.
3.11. Определить поправочный коэффициент к норме времени на производство каменных работ в Пензе, в октябре. Из 25 рабочих дней: 4 дня температура наружного воздуха составляла t = –18 оС, 5 дней – t = –11 оС, 8 дней – t = –5 оС, 3 дня – t = –1 оС, 4 дня – t = +5 оС.
3.12. Определить поправочный коэффициент к норме времени на производство сварочных работ внешних сетей водоснабжения в Оренбурге, в марте. Из 24-х рабочих дней: 4 дня температура наружного воздуха составляла t = –18 оС, 5 дней – t = –12 оС, 8 дней – t = +2 оС, 2 дня – t = +5 оС, 5 дней – t = –3 оС.
3.13. Определить поправочный коэффициент к норме времени на производство сварочных работ внешних сетей водоснабжения в Оренбурге, в марте. Работы производятся в тепляке в стеснённых условиях. Из 24-х рабочих дней: 4 дня температура наружного воздуха составляла t = –18 оС, 5 дней – t = –12 оС, 8 дней – t = +2 оС, 2 дня – t = +5 оС, 5 дней – t = –3 оС.
3.14. Определить поправочный коэффициент к норме времени на производство утепления опалубки при бетонировании в Челябинске, в январе. Из 24-х рабочих дней: 4 дня температура наружного воздуха составляла t = –18 оС, 5 дней – t = –12 оС, 8 дней средняя скорость ветра составляла – 5 м/с.
3.15. Определить поправочный коэффициент к норме времени на устройство деревометаллической опалубки бетонного крыльца в Кургане, в январе. Из 24-х рабочих дней: 10 дней температура наружного воздуха составляла t = –9 оС, 8 дней – t = –14 оС, 6 дней – t = +2 оС. Последние 10 дней работы производятся в тепляке в стеснённых условиях.
3.16. Определить поправочный коэффициент к норме времени на производство утепления опалубки при бетонировании в Челябинске, в феврале. Из 24-х рабочих дней: 4 дня температура наружного воздуха составляла t = –19 оС, 5 дней – t = –11 оС, 8 дней средняя скорость ветра составляла – 6 м/с.
3.17. Определить поправочный коэффициент к норме времени на устройство деревометаллической опалубки бетонного крыльца в Кургане, в январе. Из 24-х рабочих дней: 10 дней температура наружного воздуха составляла t = –3 оС, 8 дней – t = –19 оС, 6 дней – t = +4 оС. Последние 20 дней работы производятся в тепляке в стеснённых условиях.
4. Определение коэффициента теплопередачи опалубки
При производстве бетонных работ в зимний период широко применяются различные методы зимнего бетонирования, при которых практически всегда требуется утеплять опалубку [5–8]. Конструкция утепления опалубки характеризуется коэффициентом теплопередачи опалубки, определяемым по формулам
(5)
где αприв – коэффициент теплопередачи опалубки, Вт/м2·оС;
αл – лучистая составляющая коэффициента теплопередачи опалубки, Вт/м2·оС;
αк – конвективная составляющая коэффициента теплопередачи опалубки, Вт/м2·оС;
tн.в- – средняя отрицательная температура наружного воздуха, оС;
ε – степень черноты полного нормального излучения (принимаем 0,65);
ν – скорость ветра, м/с;
а – определяющий размер конструкции (принимается максимальный размер стороны), м;
σ – толщина слоя опалубки, м;
λ – коэффициент теплопроводности слоя опалубки (табл. 2), Вт/м·оС.
Варианты задач
4.1. Определить коэффициент теплопередачи многослойной опалубки (стальной лист толщиной 3 мм, пенопласт толщиной 50 мм (объемная масса 200 кг/м3), деревянные доски толщиной 20 мм, толь толщиной 1 мм) и укрытия неопалубленной поверхности (в виде опилок толщиной 30 мм и слоя толи толщиной 1 мм) железобетонного фундамента с габаритными размерами 2400х2000х1600 мм. Работы по устройству фундамента ведутся при температуре наружного воздуха t = –12 оС и скорости ветра v = 7 м/с.
4.2. Рассчитать толщину утеплителя в опалубке (фанера толщиной 12 мм, утеплитель – минераловатная плита (объемная масса = 100 кг/м3), фанера толщиной 4 мм) железобетонной конструкции с размерами 5000x10 000 высотой 1700 мм, если коэффициент теплопередачи опалубки (aприв) равен 1,78 Вт/м2·оС. Работы ведутся при температуре наружного воздуха t = –30 оС и скорости ветра v = 6 м/с. Подобрать необходимое утепление открытых поверхностей из опилок.
4.3. Определить коэффициент теплопередачи многослойной опалубки (фанера толщиной 12 мм, минераловатная плита (объемная масса = 100 кг/м3) толщиной 20 мм, фанера толщиной 4 мм) железобетонного фундамента с габаритными размерами 1500х2100 высотой 3600 мм. Работы по устройству фундамента ведутся при температуре наружного воздуха t = –20 оС и скорости ветра v = 5 м/с. Подобрать необходимое утепление открытых поверхностей из опилок.
4.4. Рассчитать толщину утеплителя в опалубке (доска толщиной 20 мм, утеплитель – минераловатная плита (объемная масса = 100 кг/м3), фанера толщиной 4 мм) железобетонной конструкции с размерами 900x1500 высотой 1000 мм, если коэффициент теплопередачи опалубки (aприв) равен 1,06 Вт/м2·оС. Работы ведутся при температуре наружного воздуха t = –25 оС и скорости ветра v = 4 м/с. Подобрать необходимое утепление открытых поверхностей из опилок.
4.5. Определить коэффициент теплопередачи многослойной опалубки (металлический лист толщиной 3 мм, минераловатная плита (объемная масса 100 кг/м3) толщиной 40 мм, фанера толщиной 4 мм) железобетонного фундамента с габаритными размерами 1200х1200 высотой 3600 мм. Работы по устройству фундамента ведутся при температуре наружного воздуха t = –10 оС и скорости ветра v = 5 м/с. Подобрать необходимое утепление открытых поверхностей из пенопласта (объемная масса = 200 кг/м3).
4.6. Определить коэффициент теплопередачи многослойной опалубки (доска толщиной 20 мм, пенопласт (объемная масса = 100 кг/м3) толщиной 150 мм, доска толщиной 20 мм) железобетонного фундамента с габаритными размерами 3500х1500 высотой 3000 мм. Работы по устройству фундамента ведутся при температуре наружного воздуха t = –15 оС и скорости ветра v = 5 м/с. Подобрать необходимое утепление открытых поверхностей из пенопласта (объемная масса = 200 кг/м3).
4.7. Определить коэффициент теплопередачи многослойной опалубки (фанера толщиной 8 мм, минераловатная плита (объемная масса = 200 кг/м3) толщиной 100 мм, доска толщиной 20 мм) железобетонного фундамента с габаритными размерами 2000х1500 высотой 3000 мм. Работы по устройству фундамента ведутся при температуре наружного воздуха t = –15 оС и скорости ветра v = 6 м/с. Подобрать необходимое утепление открытых поверхностей из шлака.
4.8. Определить коэффициент теплопередачи многослойной опалубки (металлический лист толщиной 5 мм, пенопласт толщиной 100 мм (объемная масса = 150 кг/м3), фанера толщиной 8 мм) железобетонного фундамента с габаритными размерами 2400х3000х1600 мм. Работы по устройству фундамента ведутся при температуре наружного воздуха t = –20 оС и скорости ветра v = 4 м/с. Подобрать укрытие неопалубленной поверхности (в виде опилок и слоя толи толщиной 2 мм).
4.9. Рассчитать толщину утеплителя в опалубке (металл толщиной 5 мм, пенопласт (объемная масса = 200 кг/м3), толь толщиной 2 мм) железобетонной конструкции с размерами 3200x2400х1700 мм, если коэффициент теплопередачи опалубки (aприв) равен 1,15 Вт/м2·оС. Работы ведутся при температуре наружного воздуха t = –20 оС и скорости ветра v = 15 м/с. Подобрать необходимое утепление открытых поверхностей из опилок.
4.10. Определить коэффициент теплопередачи многослойной опалубки (стальной лист толщиной 5 мм, минераловатная плита толщиной 30 мм (объемная масса = 100 кг/м3), фанера толщиной 20 мм) железобетонного фундамента с габаритными размерами 2400х2100х1800 мм. Работы по устройству фундамента ведутся при температуре наружного воздуха t = –25 оС и скорости ветра v = 9 м/с. Подобрать укрытие неопалубленной поверхности (в виде опилок и слоя толи толщиной 2 мм).
4.11. Рассчитать толщину утеплителя в опалубке (фанера толщиной 12 мм, утеплитель – минераловатная плита (объемная масса = 100 кг/м3), фанера толщиной 12 мм) железобетонной конструкции с размерами 5000x6000 высотой 1700 мм, если коэффициент теплопередачи опалубки (aприв) равен 1,01 Вт/м2·оС. Работы ведутся при температуре наружного воздуха t = –15 оС и скорости ветра v = 15 м/с. Подобрать необходимое утепление открытых поверхностей из опилок.
4.12. Рассчитать толщину утеплителя в опалубке (древесина толщиной 40 мм, утеплитель – минераловатная плита (объемная масса = 100 кг/м3), фанера толщиной 4 мм) железобетонной конструкции с размерами 5000x12 000 высотой 5700 мм, если коэффициент теплопередачи опалубки (aприв) равен 2,0 Вт/м2·оС. Работы ведутся при температуре наружного воздуха t = –32 оС и скорости ветра v = 8 м/с. Подобрать необходимое утепление открытых поверхностей из опилок.
4.13. Рассчитать толщину утеплителя в опалубке (древесина толщиной 40 мм, утеплитель – строительный войлок (объемная масса = 100 кг/м3), фанера толщиной 4 мм) железобетонной конструкции с размерами 5000x15 000 высотой 8700 мм, если коэффициент теплопередачи опалубки (aприв) равен 1,43 Вт/м2·оС. Работы ведутся при температуре наружного воздуха t = –22 оС и скорости ветра v = 18 м/с. Подобрать необходимое утепление открытых поверхностей из опилок.
4.14. Рассчитать толщину утеплителя в опалубке (древесина толщиной 40 мм, утеплитель – минераловатная плита (объемная масса = 100 кг/м3), фанера толщиной 4 мм) железобетонной конструкции с размерами 1000x1000 высотой 20000 мм, если коэффициент теплопередачи опалубки (aприв) равен 1,0 Вт/м2·оС. Работы ведутся при температуре наружного воздуха t = –10 оС и скорости ветра v = 10 м/с. Подобрать необходимое утепление открытых поверхностей из опилок.
Библиографический список
1. СНиП 3.01.О1–85* Организация строительного производства. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. – 56 с.
2. СНиП 3.03.01–87. Несущие и ограждающие конструкции. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. – 192 с.
3. ЕНиР. Общая часть /Госстрой СССР. – М.: Прейскурант, 1987. – 38 с.
4. Березовский Б.И., Либерман И.А. Справочник мастера-строителя для работ в Северной климатической зоне. – Л.: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1986. – 328 с.: ил.
5. Временная инструкция по производству бетонных работ в зимних условиях на объектах Главюжуралстроя. – Челябинск: Министерство строительства предприятий тяжелой индустрии СССР «Главюжуралстрой», 1985. – 115 с.
6. Головнев С.Г., Коваль С.Б. Технология строительного производства: Практические занятия и лабораторные работы по курсу «Технология строительных процессов». – Челябинск: ЧГТУ, 1992. – 44 с.
7. Головнев С.Г., Юнусов Н.В. Зимнее бетонирование: Текст лекций. – Челябинск: ЧПИ, 1985. – 58 с., 1986. – 39 с.
8. Руководство по производству бетонных работ в зимних условиях, районах Дальнего Востока, Сибири и Крайнего Севера / ЦНИИОМТП Госстроя СССР. – М.: Стройиздат, 1982. – 213 с.