Расчет конструкций здания мельницыРасчет конструкций здания мельницыРЕФЕРАТ Пояснительная записка с., 2 листа формата А2 и 1 лист формата А1 графического материала. Расчет конструкций здания мельницы агрофирмы имени Цюрупа. Объектом курсового проектирования является цех переработки зерна на агрофирмы имени Цюрупа Цель работы – расчет и разработка основных строительных конструкций стен, кровли, пола, фундамента здания, а также системы отопления и канализации. В проекте рассчитаны толщина стен и утеплителя кровли, выбраны окна и двери, выполнен расчет системы отопления, водоснабжения и канализации. ВЕДЕНИЕ Агрофирмы имени Цюрупа расположена по адресу: 450501 Республика Башкортостан, Уфимский район, с. Булгаково. Руководители предприятия агрофирмы имени Цюрупа: - Генеральный директор – Незнанов - Главный инженер – Жуков Рабочим мельницы является типовой проект мельницы Фермер - 4. Мельница еще не эксплуатируется 1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СТРОИТЕЛЬСТВА ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО ПРЕДПРИЯТИЯ Необходимо построить предприятие, обеспечивающее замкнутый цикл производства сельскохозяйственной продукции. Предприятие обеспечивается внутрихозяйственным сырьем. Мощность предприятия должна составлять до 1200 кг/час. 2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Мощность мельницы составляет 1200 кг/час Ассортимент и заданные объемы производства приведены в таблице 2.1 Таблица 2.1 Технические показатели |Наименование продукта |Производственная | | |мощность % | |Мука высшего сорта |35 | |Мука первого сорта |25 | |Мука второго сорта |10 | 3 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА При сортовом помоле зерна мука должна быть сформирована только за счет измельченного эндосперма, его крахмалистой части. Оболочки, алейроновый слой и зародыш направляются в отруби, причем зародыш желательно выделять в виде самостоятельного продукта. В подготовительном отделении мельзавода поступающее зерно подвергают сепарированию для удаления из его массы различных посторонних примесей. Их начальное содержание ограниченно следующими нормами: сорной примеси не более 2%, зерновой – не более 5%, После очистки, на выходе из подготовительного отделения их остаточное содержание не должно превышать: сорной 0,3%, зерновой - 3,0%. На оболочках зерна могут присутствовать различные загрязнения, поэтому проводят специальную операцию по очистке поверхности зерна, в некоторых случаях осуществляют легкое шелушение зерна, частично удаляя его плодовые оболочки. Особое значение имеет направленное изменение исходных структурно- механических и технологических свойств зерна - это достигается путем проведения процесса гидротермической обработки (ГТО). Помимо того, для стабилизации свойств зерна проводят формирование помольных партий, причем преследуют цель обеспечить в течение возможно более длительного периода постоянные значения стекловидности, содержания клейковины и других показателей свойств зерна. Завершаются операции в подготовительном отделении увлажнением оболочек зерна для придания им повышенной сопротивляемости измельчению; это обеспечивает формирование при помоле крупных отрубей которые легко отделяются от частиц муки при сортировании продуктов измельчения. В размольном отделении мельзавода осуществляются операции измельчения и сортирования продуктов измельчения по крупности и добротности. Эти операции повторяются многократно, что диктует задача избирательного измельчения крахмалистой части эндосперма. Эффективность этого процесса повышается при направлении на каж дую систему измельчения однородных по размерам и добротности про- дуктов, что достигается их фракционированием, сортированием на ряд промежуточных продуктов на рассевах и ситовеечных машинах. Если стоит задача получения нескольких сортов муки, то проводится операция их формирования; тот или иной сорт муки получается путем объединения и смешивания ряда потоков муки с отдельных тех нологических систем. 4 ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ 4.1 Агрегат очистки и подготовки зерна к помолу (ПТМА – 1 ): - бункер приемный - нория приемная - рассев-сепаратор - камнеотборник - нория №2; нория №3 - увлажняющая машина – 2 шт. - бункера № 3,4 (отволаживание) – 2 шт. - блок очистки воздуха – 3 шт. - вентилятор – 3 шт. - машина обоечная – 4 шт. - аспирационная колонка – 2 шт. - машина щеточная – 2 шт. 4.2 Мельница (Фермер – 4) - первый мельничный модуль - второй мельничный модуль -третий мельничный модуль - контрольный расе - бункер для муки первого и высшего сорта - бункер для муки второго сорта и отрубей - весы товарные электронные ВТТ-100 – 3 шт. - мешкозашивочная машина АН-1000 5 ПЛАНИРОВКА ПОМЕЩЕНИЙ [pic] Рисунок 5.1 Схема мельницы 1 – мельничный цех; 2 – склад готовой продукции в таре; 3 – склад зерна бункерный 4 – РП; 5 – приточная камера 6 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ И КОНСТРУИРОВАНИЕ НАРУЖНИХ СТЕН ПОМЕЩЕНИЯ Определим сопротивление ограждающей конструкции по формуле: [pic], (6.1) где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, n = 1 (таблица П 1.2 /1/); tн – расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92. Для РБ tн = -33…-370С; tв – расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-76 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений. Для категории работ средней тяжести IIа оптимальная температура tв = 18- 200С; ?tн – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, ?tн =tв – tр; tр – температура точки росы при расчетной температуре и относительной влажности внутреннего воздуха ? = 70%. [pic] ?tн =tв – tр = 18 - 9,85=8,150С Принимаем ?tн = 70С; ?в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, ?в = 8,7 Вт/(м2?0С) (Таблица П 1.3 /1/). [pic] (м2?0С)/Вт Определяем сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций [pic] , (6.2) где ?н – коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, ?н = 23 Вт/(м2?0С) (Таблица П 1.4 /1/); [pic](м2?0С)/Вт Rк – термическое сопротивление ограждающей конструкции. Определим градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) по формуле ГСОП = (tв - tот.пер.) zот.пер. , (6.3) где tот.пер. – температура отопительного периода, zот.пер. – средняя температура, (С, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 80С по СНиП 2.01.01- 82, zот.пер. = 214 дней, tот.пер = -6,60С. ГСОП = (18 – (-6,6))?214 = 5264,4 Значения Rтро определим методом интерполяцией. [pic] (м2?0С)/Вт Исходя из полученных данных ГСОП, определим требуемую толщину утеплителя стены: В качестве утеплителя принимаем пенополистирол ПСБ-С-40 по ГОСТ 15588-70 с коэффициентом теплопроводности = 0,041 [pic] Рисунок 6.1 Конструкция стены 1- кирпичная стена; 2 – строительный картон; 3 – утеплитель; 4 – слой штукатурки тогда [pic] принимаем стандартную толщину 0,04 м = 40 мм 7 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОКОН И ДВЕРЕЙ Требуемое сопротивление теплопередачи R0 дверей и ворот должно быть не менее 0,6? R0тр. R0 = 0.6?0,87 = 0,522 (м2?0С)/Вт. Принимаем двери из дерева тип Г 21-19 (ГОСТ 14624-84). Требуемое сопротивление теплопередачи для окон определим согласно ГСОП. Значения Rо определим методом интерполяцией. [pic] (м2?0С)/Вт Выбираем окна из деревянных профилей с двойным остеклением ПНД 18-30,2 (ГОСТ 12506-81). 8 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПЕРЕКРЫТИЯ, ПОТОЛКА, КРОВЛИ И ПОЛА 8.1 Подбор состава кровли Расчет толщины утеплителя кровли. Определим требуемое сопротивление теплопередачи кровли. [pic] (8.1) Для производственных зданий [pic]0С; [pic] (м2?0С)/Вт Требуемое сопротивление теплопередачи для окровли определим согласно ГСОП.Значения Rтро определим методом интерполяцией. [pic] (м2?0С)/Вт [pic] Подбор состава кровли производим по СНиП II – 26 – 76 «Кровля». Выбираем тип кровли К – 2,Основной водоизоляционный ковер 4 слоя на битумной мастике: Защитный слой по верху водоизоляционного ковра - Слой гравия на битумной мастике [pic] Рисунок 8.1 Конструкция кровли 1 -4 слоя на битумной мастике: а) гидроизола мароки ГИ-Г, (ГОСТ 7415-74*) б) рубероида антисептированного дегтевого марки РМД-350 в) толя гидроизоляционного с покровной пленкой мароки ТГ-350,(ГОСТ 10999- 76) г) толя гидроизоляционного антраценового марки ТАГ-350 2 -Слой гравия на дегтевой битумной мастике; 3 - пенополистироловая плита 4 - рубероид, наклеенный на горячем битуме расчетные сопротивления паропроницанию кв.м·ч·мм рт.ст/г =10,3; 5 - железобетонные плиты; 8.2 Подбор плит перекрытия Для подбора плит перекрытия производим сбор нагрузок на 1 м2 покрытия. Таблица 8.1 Сбор нагрузок на 1 м2 |№ |Наименование нагрузки |Нормативная |Коэффициент |Расчетная | | | |нагрузка |надежности |нагрузка | |1 |2 |3 |4 |5 | |1. |Слой гравия на битумной|18 |1,3 |23,4 | | |мастике | | | | |2. |4 слоя рубероида на |9,2 |1,2 |11,04 | | |битумной мастике: | | | | |1 |2 |3 |4 |5 | |3. |пенополистироловая |2 |1 |2 | | |плита | | | | |4. |рубероид, наклеенный на|1,55 |1,2 |1,86 | | |горячем битуме | | | | |5. |Снеговая нагрузка |150 |1,4 |210 | | |Итого: | | |248,3 | По полученной общей нагрузки подбираем марку плиты перекрытия Выбираем плиту ребристую, предварительно напряженную, размером 1,5 x 6 м, марки 2ПГС6-2Ат IV с расчетной нагрузкой 370 кг/м2. Расчетная нагрузка плиты составляет 165 кг/м2. 8.3 Расчет и конструирование полов Покрытие пола. Покрытие пола принимаем бетон кл.В22,5 на безискровом заполнителе(щебень или песок исключающий искрообразование) – 25мм. Подстилающий слой – бетон кл.7,5 – 100мм. Основание – уплотненный щебнем грунт – 60мм. Стяжка из цементно-песчаного раствора М-150 по уклону, толщиной 20 мм. [pic] 9 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЯ 9.1 Расчетная глубина сезонного промерзания грунта [pic] , (9.1) где dfn – нормативная глубина промерзания, для РБ dfn = 1,8 м; kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения. kh = 0,6 для мельницы (пол по грунту). [pic] м 9.2 Расчет оснований по деформациям [pic] (9.2) |где [pic] и |-|коэффициенты, условий работы, принимаемые по | |[pic] | |табл. 3; | |k |-|коэффициент, принимаемый равным: k = 1, если | | | |прочностные характеристики грунта (( и с) | | | |определены непосредственными испытаниями, и k = | | | |1,1, если они приняты по табл. 1-3 рекомендуемого| | | |приложения 1; | |[pic] |-|коэффициенты, принимаемые по табл. 4; | |[pic] |-|коэффициент, принимаемый равным: | | | |при b ( 10 м - [pic]=1, при b ( 10 м - [pic]=z0 | | | |/b+0,2 (здесь z0=8 м); | |b |-|ширина подошвы фундамента, м; | |[pic] |-|осредненное расчетное значение удельного веса | | | |грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при | | | |наличии подземных вод определяется с учетом | | | |взвешивающего действия воды), кН/м3 (тс/м3); | |[pic] |-|то же, залегающих выше подошвы; | |[pic] |-|расчетное значение удельного сцепления грунта, | | | |залегающего непосредственно под подошвой | | | |фундамента, кПа (тс/м2); | |d1 |-|глубина заложения фундаментов бесподвальных | | | |сооружений от уровня планировки или по формуле | [pic] (9.3) |где |-|толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны | |[pic] | |подвала, hs = 1,5 м; | |[pic] |-|толщина конструкции пола подвала, [pic]= 0,22 м; | |[pic] |-|расчетное значение удельного веса конструкции пола | | | |подвала, [pic]= 5,2 кН/м3 (тс/м3); | |[pic] |-|глубина подвала – расстояние от уровня планировки до | | | |пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B ( | | | |20 м и глубиной свыше 2 м принимается [pic] = 2 м, при | | | |ширине подвала B ( 20 м - [pic] = 0). | [pic] м 9.3 Расчет ленточного фундамента Производим сбор нагрузок на 1 погонный метр ленточного фундамента под кирпичную стену мельницы. Нагрузка от собственного веса кровли, снега, покрытия и перекрытия [pic] кг/м Нагрузка от собственного веса кирпичной стены толщиной 0,24 м и высотой 8,95 м. и утеплителя толщиной 0,04 м и высотой 8,95 м. [pic] кг/м Суммарная нагрузка [pic] кг/м [pic] кН/м Определим ориентировочную ширину фундамента здания по формуле [pic] (9.4) N – расчетное сопротивление грунта основание; Rср – расчетное сопротивление грунтов, принимаем приближенно R = R0 = 300 кПа (Таблица П 2.5/1/) [pic] - коэффициент учитывающий меньший удельный вес грунта лежащего на обрезах фундамента по сравнению с удельным весом материала фундамента (в практических расчетах принимается [pic]) [pic] м примем b = 0,5 м [pic] кПа Так как [pic] кПа, Rср быть принята за окончательный размер. 10 РАСЧЕТ РАСХОДА ТЕПЛА НА ОТОПЛЕНИЕ И РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ 10.1 Определение расчетного расхода воздуха в системах вентиляции Определение воздухообмена для удаления избыточной теплоты [pic], (10.1) где Lwz – расход воздуха, удаляемой из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов и на технологические нужды м3/с; Q – избыточный явный тепловой поток в помещении; C – теплоемкость воздуха (1200 Дж/(м3?0С)); tin – температура воздуха, подаваемого в помещение; tl – температура воздуха, удаляемого из помещения; twz – температура воздуха в обслуживаемом помещении; [pic], (10.2) где Qвыд – тепловой поток, выделяемый в помещение различными источниками; Qпот – тепловой поток, теряемый наружными ограждениями. 10.1.1 Определение теплопоступления Теплопоступление от электродвигателей и механического оборудования [pic], (10.3) [pic]– установленная мощность эл.дв., Вт; [pic] – коэффициент использования установленной мощности (0,7…0,9); [pic] – коэффициент загрузки (0,5…0,8); [pic] –[pic]коэффициент одновременности работы электродвигателей (0,5…1); [pic] – Коэффициент перехода механической энергии в тепловую (0,1…1); [pic] – КПД электродвигателя (0,75…0,9). Примем установленную мощность электродвигателей [pic] кВт [pic] Вт Теплопоступление от освещения [pic] , (10.5) E – освещенность (Е ? 300 Лк при люминицентных светильниках); F – площадь помещения (210,2 м2); qосв – удельное выделение теплоты на 1 Лк освещенности (0,05…0,13 Вт); ? – доля тепловой энергии, попадающей в помещение, если лампа находится вне помещения (за остекленной поверхностью) или в потоке вытяжного воздуха (? = 0,55). [pic] Вт Количество теплоты, выделяемое людьми [pic], (10.6) ni – число людей в определенной физической группе i; qлi – тепловыделение одного человека в группе [pic], (10.7) ?и – коэффициент, учитывающий эффективность работы (?и = 1,07 – работы средней тяжести); ?од – коэффициент, учитывающий теплозащитные свойства одежды (0,65 – для обычной одежды); vв – скорость движения воздуха в помещении (0,2…0,4 м/с при работах средней тяжести). [pic] Вт/чел [pic] Вт Количество теплоты солнечной радиации, поступающее в помещение через непрозрачные и прозрачные ограждения Теплопоступление от солнечной радиации через остекленное ограждение [pic], (10.8) Теплопоступление через непрозрачные поверхности [pic], (10.9) F0, Fп – площадь поверхности остекления и покрытия, м2; q0 – удельное поступление тепла солнечной радиации через остекление в зависимости от широты местности и ориентации по сторонам горизонта (q0 = 80 Вт/м2 для северной ориентации (СНиП 2.01.01-82)); qп – удельное поступление тепла через покрытие (qп = 17,5 Вт/м2); A0 – коэффициент, учитывающий характер и конструкцию остекления (для обычных оконных стекол A0 = 1,45); kп – коэффициент, учитывающий конструкцию покрытия. [pic] Вт [pic] Вт Общее теплопоступление [pic] Вт 10.1.2 Определение теплопотерь помещения Потери тепла через ограждающие конструкции [pic], (10.10) где Ai – расчетная площадь ограждающих конструкций, м2; Ri – сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции; [pic] , (10.11) ?в, ?н – коэффициент теплоотдачи внутренней и наружной поверхности ограждения; Rk – термическое сопротивление ограждающих конструкций; [pic], (10.12) R1, R2, Rm – термическое сопротивление отдельных элементов ограждающей конструкции; Rвп – термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки; ?н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждений конструкции по местным условиям определяется по формуле: [pic], (10.13) v = 3,6 м/с – минимальное из средних скоростей ветра за июль (СНиП 2.01.01 – 82); tp – расчетная температура воздуха в помещении; text – расчетная температура наружного воздуха (-350С для Уфы по СНиП 2.01.01 – 82); [pic] Вт/(м2?0С) [pic] (м2?0С)/Вт [pic] (м2?0С)/Вт Потери теплоты ограждающих конструкций в зимний период [pic] Вт Потери теплоты ограждающих конструкций в летний период [pic] Вт Определим избыточный явный тепловой поток в летний период [pic] Вт Определим воздухообмен для удаления избыточной теплота [pic] м3/с Определим воздухообмен для удаления вредных веществ [pic] |Lw,z=0,1 |—|расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или | | | |рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и| | | |на технологические нужды, м3/ч. | |mpo=0,0003 |—|расход каждого из вредных или взрывоопасных | | | |веществ, поступающих в воздух помещения, кг/с; | |qw,z,=0,000|—|концентрация вредного или взрывоопасного вещества в| |6 | |воздухе, удаляемом соответственно из обслуживаемой | |ql=0,00006 | |или рабочей зоны помещения и за ее пределами, | | | |кг/м3; | |qin=0 |—|концентрация вредного или взрывоопасного вещества в| | | |воздухе, подаваемом в помещение, мг/м3; | [pic] Так как воздухообмен рассчитанный для удаления избыточного тепла оказался больше воздухообмена для удаления вредных веществ, то расчет системы вентиляции ведем по нему. Рассчитаем площадь воздуховода системы вентиляции [pic] где Q – необходимый воздухообмен, м3/с (м максимальную скорость движения воздуха, м/с, по формуле (м = К(n |(n=3,5 |- | нормируемая скорость движения воздуха, м/с,в | | | |обслуживаемой зоне или на рабочих местах в рабочей | | | |зоне помещения: (СНиП 2.04.05-91 приложение 3) | |К=1,8 |- |коэффициент перехода от нормируемой скорости | | | |движения воздуха в помещении к максимальной скорости| | | |в струе, определяемый по обязательному приложению 6 | | | |(СНиП 2.04.05-91) | (м = К(n=3,5*1,8=6,3 м/с [pic] Принимаем воздуховод из оцинкованной стали d = 0,65 м по ГОСТ14918-80 [pic] 11 РАСЧЕТ РАСХОДА ТЕПЛА НА ОТОПЛЕНИЕ И РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ 11.1 Определение тепловой мощности системы отопления [pic] (11.1) [pic] Вт [pic] Вт так как общее теплопоступление (от электродвигателей и механического оборудования, выделяемое людьми, от освещения, от солнечной радиации через остекленное ограждение, через непрозрачные поверхности) значительно больше потери теплоты ограждающих конструкций в зимний период, то отопление не рассчитываем. 12 РАСЧЕТ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ СЕТЕЙ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ 12.1 Расчет водоснабжения Определим необходимый расход воды Водоснабжение цеха по переработке зерна (мельница) предусматривается от существующего поселкового водопровода. Подключение осуществляется врезкой в существующий водопровод с устройством двух проектируемых колодцев с установкой у них отключающей арматуры. Напор в точку подключения 50 – 60м. Наружная сеть водопровода принята закольцованная и прокладывается в земле на глубине не менее 2,30 м от планировочной поверхности земли до низа трубы диаметром 110 мм из полиэтиленовых труб ПНД типа С по ГОСТ 18599 – 83. Учет расхода воды предусматривается крыльчатым счетчиком воды ВСКМ – 30/504. Расход воды на внутреннее пожаротушение составляет 10 л/с (2 струи по 5 литров на секунду). Пожарные краны приняты диаметром 65 мм. Система водопровода монтируется из стальных электросварных труб ГОСТ 10704 – 74ж и стальных водогазопроводных труб ГОСТ 3262 – 75ж. Примерный суточный расход воды в пиковые периоды загрузки мельницы составляет примерно 518,4 л/сут. Определим средний часовой и секундный расход воды: [pic] [pic] л/ч [pic] [pic] л/с [pic]Определим необходимый диаметр трубопровода для водоснабжения цеха при скорости движения воды 1 м/с [pic][pic] , (12.1) vв – средняя скорость движения воды; [pic] м Примем диаметр трубопровода равным 10,2 мм 12.2 Расчет канализационных сетей Канализация не требуется т.к. в технологическом процессе производства муки вода используется полностью, и ее расход мал БИБЛИОГРАФИЯ 1. СНиП || - 3-79** «Строительная теплотехника» 2. СНиП 01.01-82 «Строительная климотология» 3. СНиП 2.02.01-83 «Основание зданий и сооружений» 4. СНиП ||-26-76 «Кровли» 5. СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» ОГЛАВЛЕНИЕ 1. Технико-экономическое обоснование проектирования………………..….5 2. Исходные данные……………………………………………………….……6 3. Описание технологического процесса………………………………….…..7 4. Выбор технологического оборудования……………………………………8 5. Планировка помещений……………………………………………………..9 6. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций и конструирование наружных стен помещения……………………………………………...…10 7. Расчет и конструирование окон и дверей…………………………………13 8. Расчет и конструирование перекрытия, потолка, кровли и пола………..14 9. Расчет и конструирование фундаментов здания…………………………17 10. Расчет расхода тепла на отопление ………………………………………20 11. Разработка схемы отопления………………………………………………24 12. Расчет канализационных сетей водоснабжения ..……………………....25 БИБЛИОГРАФИЯ………………………………………………………...27 |
|