CC BY
9Научно-технический и производственный журнал
-------ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
УДК 691.32
DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2019-10-9-13
Е.Ф. ФИЛАТОВ, начальник строительной лаборатории (iilatovef@mail.ru), В.С. ЯНЧЕНКО, канд. техн. наук, А.В. ИВАНЬКОВ, инженер-строитель-технолог
ООО СЗ УСК «Надежда» (214007, г. Брянск, ул. Бежицкая, 1, к. 11)
Совершенствование перемещения и хранения металлоформ на заводе крупнопанельного домостроения
При производстве железобетонных изделий на предприятиях крупнопанельного домостроения мощностью 100 тыс. м2 общей площади в год одной из важных является проблема хранения металлических форм (металлоформ), чаще всего на складе готовой продукции, и транспортирование их на необходимые технологические линии. На предприятии, как правило, площадей для хранения металлоформ не хватает и поэтому складирование их осуществляется в стопках высотой более 2,5 м. В результате тратится большое количество рабочего времени на извлечение нужной металлоформы или поддона-вагонетки для подачи на технологическую линию. Как правило, склады готовой продукции для готовых железобетонных изделий (наружные и внутренние стеновые панели, плиты перекрытия и т. д.) оборудуются стеллажами со стойками с кронштейнами для складирования изделий в вертикальном положении. Для совершенствования складирования и перемещения металлоформ была поставлена задача рассмотреть возможность их хранения также в вертикальном положении на складских площадках. В результате выполненных расчетов и проведенного математического моделирования подтверждена устойчивость и безопасность хранения металлоформ в вертикальном положении, что позволяет оперативно транспортировать нужные марки металлоформ на требуемую технологическую линию. Данный способ хранения металлоформ на складе готовой продукции апробирован и практикуется в ООО УК «Брянский завод КПД».
Ключевые слова: железобетонные изделия, металлические формы, склад готовой продукции, математическое моделирование, стройиндустрия.
Для цитирования: Филатов Е.Ф., Янченко В.С., Иваньков А.В. Совершенствование перемещения и хранения металлоформ на заводе крупнопанельного домостроения // Жилищное строительство. 2019. № 10. С. 9-13. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2019-10-9-13
E.F. FILATOV, Head of Construction Laboratory (filatovef@mail.ru), V.S. YANCHENKO, Cabdidate of Sciences (Engineering), A.V. IVANKOV, Engineer-Builder-Technologist OOO SZ USK "Nadezhda" (1, bldg. 11, Bezhitskaya Street, Bryansk, 214007, Russian Federation)
Improvement of Movement and Storage of Metal Forms at the Large-Panel Housing Construction Plant
When producing reinforced concrete products at enterprises of large-panel housing construction with a capacity of 100 thousand m2 of total area per year, one of the important is the problem of storage of metal forms, most often in the warehouse of finished products, and their transportation to the necessary production lines. At the enterprise, as a rule, the areas for storage of metal forms are not enough and therefore their warehousing is executed in stacks of more than 2,5 m height. As a result, a large amount of working time is spent for the extraction of the required metal form or pallet-trolley for delivery to the production line. As a rule, finished products warehouses for finished reinforced concrete products (external and internal wall panels, floor slabs, etc.) are equipped with racks with props with brackets for storing products in a vertical position. In order to improve the storage and movement of metal forms, the task was set to consider the possibility of their storage also in a vertical position on storage sites. As a result of the calculations performed and the mathematical modeling conducted, the stability and safety of storage of metal forms in a vertical position is confirmed, which makes it possible to operatively transport the necessary grades of metal forms to the required production line. This method of storage of metal forms in the warehouse of finished products is approbated and practiced at OOO UK «Bryansk Large-Panel Housing Construction Plant».
Keywords: reinforced concrete products, metal forms, finished products warehouse, mathematical modeling, construction industry.
For citation: Filatov E.F., Yanchenko VS., Ivankov A.V. Improvement of movement and storage of metal forms at the large-panel housing construction plant. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2019. No. 10, pp. 9-13. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2019-10-9-13
Хранение металлических форм на складах и производственных площадях предприятий строй-индустрии регламентировано, и его рекомендуется осуществлять согласно нормативным документам
10'2019 ^^^^^^^^^^^^^
«Руководство по эксплуатации стальных форм при изготовлении железобетонных изделий» (Гипростром-маш, СКТБ Главмоспромстройматериалов. М.: Издательство литературы по строительству, 1972. 17 с.)
- 9
Индустриальное домостроение
ц м .1
Научно-технический и производственный журнал
и «Пособие по технологии формования железобетонных изделий (к СНиП 3.09.01-85)» (М.: Стройиздат, 1988. 91 с.).
В этих документах рекомендуется укладывать формы в штабеля высотой до 2,5 м, используя соответствующие прокладки. При этом разрешается хранение форм на открытых площадках с твердым покрытием и водоотводом. Склад хранения должен быть доступен для обслуживания транспортными средствами.
При хранении форм в штабелях невозможно извлечение отдельной формы без трудоемких операций по их перекладке. В заводской практике нашел применение способ хранения форм в вертикальном положении в так называемой «гребенке» -- сварной конструкции, представляющей собой стеллаж, в котором устанавливаются формы (рис. 1). Обычно гребенка (одна или две) располагается в зоне действия мостового или козлового крана. В этой же зоне имеется площадка для подъезда внутризаводского транспорта.
При проектировании и устройстве этой конструкции необходимо учитывать опасность заваливания форм в гребенке, при этом может иметь место эффект домино.
Заваливание формы в стеллаже может произойти при внешнем механическом воздействии (работа мостового крана, перемещение внутризаводского транспорта, погрузочно-разгрузочные работы), а также под действием ветровой нагрузки.
Прежде всего следует провести геометрическое моделирование. Для формы, имеющей конфигурацию, как на рис. 1, оно показывает, что при крайнем правом положении формы и наклоне влево заваливания формы не произойдет (рис. 2), а при крайнем левом положении и наклоне вправо форма завалится до касания упора гребенки (рис. 3).
Центр
тяжести
>
Рис. 2. Случай заваливания формы влево
I
Восстанавливающим вертикальное положение моментом является момент силы собственного веса формы в. Определим критические заваливающие силы Р для двух случаев: действие внешней силы в центре формы и на верхнюю часть как слева, так и справа. Расчетная схема приведена на рис. 4.
Обозначим вес формы в. Тогда критические заваливающие силы определятся по следующим формулам:
Р
: в . Ьц2 в . Ь2 /
ц
Р12 = е . Ьц1 /
р22= в . Ьц1 /
Ветровая нагрузка определяется по СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85» (М.: ОАО «ЦПП»,
2011. 96 с.). Нормативное значение ветровой нагрузки:
w = ^ + ^
где wm - средняя составляющая; wp - пульсационная составляющая;
wm = wo + к^в) . С,
т о 4 в' '
где wo - нормативное значение ветрового давления согласно СП 20.13330.2011; к^в) - коэффициент изменения ветрового давления по высоте согласно СП 20.13330.2011; С - аэродинамический коэффициент.
Принимается тип местности: В - городские территории (СП 20.13330.2011, Приложение Д). Аэроди-
Рис. 1. Способ хранения форм в вертикальном положении: h0 — высота опорного деревянного бруса, мм; hф — высота металлоформы, мм; h¡t — высота до центра тяжести, мм; Пг — высота до центра гребенки, мм; Ьф — ширина формы, мм; Ьц — расстояние от грани формы до центра тяжести, мм
Рис. 3. Случай заваливания формы вправо
10
102019
21
h
п
ф
Ь
п
Ь
ф
ц
п
и
Научно-технический и производственный журнал
— Р„
h+ h„
ф 0
700
центр тяжести
f
Ьц1 j Ьц2
150
450
центр тяжести
С
Рис. 4. Расчетная схема хранения форм: G — собственная масса формы, кН; Р1; Р12; Р2; Р22 — критические заваливающие силы, кН
намический коэффициент Сх: принимается тип - отдельные плоские сплошные конструкции на земле; принимается вид В (высота А, длина 2^.
Ze = h ; Сх= 1,8
Нормативное значение ветрового давления принимается согласно СП 20.13330.2011, Приложение Ж.
Пульсационная составляющая:
Wp = Wm ■ Z(Ze) V
где - коэффициент пульсации для типа местности (СП 20.13330.2011, табл. 11.4); V - коэффициент пространственной корреляции (СП 20.13330.2011, табл. 11.4).
Принимается, что сила ветра L приложена в геометрическом центре днища формы перпендикулярно ему:
Рис. 5. Расчетная схема поддонов СМЖ3010Б
P12 = G ■ 0,123 / 3,9 = 80 ■ 0,123 / 3,9 = 2,54 кН; P22= G ■ 0,123 / 2,07 = 80 ■ 0,123 / 2,07 = 4,75 кН;
Ветровая нагрузка определяется по СП 20.13330.2011, Приложение Д. Принимается тип местности В -городские территории.
Аэродинамический коэффициент Сх=1,8.
Брянск и Брянская область по давлению ветра относятся к району I (по СП 20.13330.2011, Приложение Ж): wo = 0,23 кПа ( табл. 11.1); к^в) = 0,5 (Таблица 11.2).
Таким образом, средняя составляющая:
W
: wo + k(ze) ■ С = 0,23 ■ 0,5 ■ 1,8 = 0,207 кПа^
Для определения пульсационной составляющей - коэффициент пульсации для типа местности В = 1,22 (табл. 11.4); V - коэффициент пространственной корреляции V = 0,87 ( табл. 11.4).
Таким образом, пульсационная составляющая:
L = w ■ B ■ H,
W
w ■ Z(z ) ■ v = 0,207 ■ 1,22 ■ 0,87 = 0,22 кПа^
m e' ' ' ' '
где В - длина формы; Н - высота формы.
При L > Р22 - под действием ветровой нагрузки может произойти заваливание формы влево (рис. 2).
После определения действующих нагрузок необходимо провести расчеты на прочность элементов гребенки.
Ниже приводится пример расчета устойчивости металлоформ на базе унифицированных поддонов СМЖ 3010Б, хранящихся в вертикальном положении.
Определим критические заваливающие силы P для двух случаев: действие внешней силы в центре формы и на верхнюю часть как слева, так и справа. Расчетная схема приведена на рис. 6.
Вес формы принимается в = 80 кН.
Р11 = в . 0,047 / 3,9 = 80 . 0,047 / 3,9 = 0,96 кН;
Р21 = в . 0,047 / 2,07 = 80 . 0,047 / 2,07 = 1,82 кН;
Нормативная ветровая нагрузка: 0,207 + 0,220 = 0,427 кПа^
W = Wm + Wp =
150
xz
G
123
Центр тяжести
47
Рис. 6. Расчетная схема поддонов СМЖ3010Б с определением критических заваливающих сил
10'2019
11
12
b
21
22
h
Ц
11
12
21
22
Индустриальное домостроение
Ц M .1
Научно-технический и производственный журнал
Рис. 7. Расчетная схема гребенки, где L — ветровая нагрузка, кН; Q — сосредоточение нагрузки на свободном конце упора, кН
510
Q
!
Труба 95 У10
Рис. 8. Расчетная схема сварного соединения трубы
М / (0,7 : 4 . 3,386 / (0,7 . 0,014 . п
Tm = 4
k . п . d2) = 0,0952) = 48,744 МПа.
Принимается, что сила ветра L приложена в геометрическом центре днища формы перпендикулярно ему. В данном случае В = 7,3 м; Н = 3,6 м:
L = w . В . Н = 0,427 . 7,3 . 3,6 = 11,22 кН.
Таким образом, L > Р22. Следовательно, под действием ветровой нагрузки может произойти заваливание формы влево.
Необходимо также рассчитать прочность сварного соединения гребенки. Рассчитаем усилия, действующие на упор гребенки. Расчетная схема представлена на рис. 7. Расчет ведется по ветровой нагрузке L. При этом рассматривается наиболее опасный случай, когда вся нагрузка Q сосредоточена на свободном конце упора:
Q = 11,22 . 2,07/3,5 = 6,64 кН.
Наибольший изгибающий момент при этом действует в области сварного шва. В соответствии с требованиями Пособия по технологии формования железобетонных изделий к СНиП 3.09.01-85 (М.: Стройиздат, 1988. 91 с., табл. 47), катет таврового одностороннего соединения со скосом одной кромки принимается 14 мм. Обварка по контуру. Сварка ручная, электродом Э42. Нагрузка статическая. Расчетная схема приведена на рис. 8.
Изгибающий момент:
M=Q . г = 6,64 . 0,51 = 3,386 кНм.
Предел текучести для материала трубы (углеродистая сталь) принимается стт = 220 МПа.
Допускаемое напряжение основного металла:
стр = (0,6-0,8) . 220 = 132-176 МПа.
Принимаем стр = 150 МПа. Допускаемое напряжение сварочного шва:
[т] = 0,6 . [стр] = 0,6 . 150 = 90 МПа.
Напряжение от изгибающего момента для контурного шва по трубе:
Таким образом, Tm < [t] - условие прочности выполняется.
Коэффициент надежности по ветровой нагрузке рекомендуется принимать 1,4. С учетом этого:
т' = 1,4 . t = 1,4 . 48,744 = 68,242 МПа;
mm
- условие прочности т'т < [т] выполняется.
Выводы
Формы являются наиболее массовой частью технологического оборудования заводов стройиндустрии и составляют самую металлоемкую его часть (Машины и оборудование для производства сборного железобетона: Отраслевой каталог. М.: ЦНИИИТЭстроймаш, 1988. 542 с.), на которую приходится 70-80% металла формовочных линий, или более половины массы всего технологического оборудования предприятия [1-4].
Качество железобетонных изделий (соблюдение проектных размеров, состояние граней и ребер, наличие трещин, околов и т. п.) также в очень большой степени зависит от конструкции, качества изготовления и степени изношенности металлоформ и их деформаций [5-10].
В связи с указанными выше причинами в процессе эксплуатации металлоформ необходимо уделять внимание их сохранности за счет более рациональных способов их хранения, например в вертикальном положении (рис. 9).
11
_...» I
Ni ff m
Рис. 9. Хранение металлоформ на складе готовой продукции в ООО УК «Брянский завод КПД»
12
10'2019
Научно-технический и производственный журнал
Таким образом, приведенная методика расчета и математического моделирования позволяет получить обоснованные параметры устройств для хранения металлоформ в вертикальном положении с обеспечением требований технологичности и безопасности, что позволяет оперативно транспортировать нужные марки металлоформ на технологические линии.
Список литературы
1. Граник Ю.Г. Заводское производство элементов полносборных домов. М.: Стройиздат, 1984. 222 с.
2. Граник Ю.Г., Полтавцев С.И. Реконструкция и техническое перевооружение предприятий полносборного домостроения. М.: Стройиздат, 1989. 267 с.
3. Филатов Е.Ф. Отечественное оборудование на Брянском заводе крупнопанельного домостроения // Жилищное строительство. 2015. № 10. С. 21-27.
4. Филатов Е.Ф. Снижение материалоемкости изделий крупнопанельного домостроения // Жилищное строительство. 2016. № 10. С. 30-33.
5. Митник Г.С. Новые направления в конструировании форм для сборного железобетона. М.: ЦНИИИТЭстроймаш, 1978. 59 с.
6. Николаев С.В. Возрождение домостроительных комбинатов на отечественном оборудовании // Жилищное строительство. 2015. № 5. С. 4-8.
7. Соколов Б.С., Зенин С.А. Анализ нормативной базы проектирования железобетонных конструкций // Строительные материалы. 2018. № 3. С. 4-12. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430Х-2018-757-3-4-12
8. Филатов Е.Ф., Локутцова Н.П. К вопросу совершенствования изготовления изделий крупнопанельного домостроения. Перспективы развития новых технологий в строительстве и подготовке инженерных кадров Республики Беларусь: Материалы международного научно-методического семинара. Могилев, 16-18 ноября 2005. Могилев: Белорусско-Российский университет, 2005. С. 474-479.
9. Филатов Е.Ф. К вопросу совершенствования технологических переделов заводского производства железобетонных изделий и конструкций. Повышение качества строительных работ, материалов и проектных решений: Международный сборник научных трудов. Вып. 2. Брянск: БГИТА, 2000. С.183-194.
10. Филатов Е.Ф. Совершенствование технологического процесса производства железобетонных конструкций и изделий на Брянском заводе крупнопанельного домостроения. Технология и организация производства строительных конструкций изделий и материалов: Научно-технический информационный сборник. Ярославль. 1992. № 1-2. С. 8-11.
10'2019 ^^^^^^^^^^^^^
References
1. Granik Yu.G. Zavodskoe proizvodstvo ehlementov pol-nosbornyh domov [Factory production of elements of prefabrication houses]. Moscow: Stroyizdat. 1984. 222 p.
2. Granik Yu.G., Poltavtsev S.I. Rekonstrukciya i tekh-nicheskoe perevooruzhenie predpriyatij polnosbor-nogo domostroeniya [Reconstruction and modernization of the enterprises of prefabrication housing construction]. Moscow: Stroyizdat. 1989. 268 p.
3. Filatov E.F. The domestic equipment at the Bryansk plant of large-panel housing construction. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2015. No. 10, pp. 21-27. (In Russian).
4. Filatov E.F. Decrease in material capacity of products of large-panel housing construction. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2016. No. 10, pp. 30-33. (In Russian).
5. Mitnik G.S. Novye napravleniya v konstruirovanii form dlya sbornogo zhelezobetona [New directions in the design of forms for precast concrete]. Moscow: CNIITMASH. 1978. 59 p.
6. NikolaevS.V.Revivalofhouse-buildingcombinesonthe domestic equipment. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2015. No. 5, pp. 4-8. (In Russian).
7. Sokolov B.S., Zenin S.A. Analysis of the regulatory base for designing reinforced concrete structures. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2018. No. 3, pp. 4-12. (In Russian). DOI: https://doi. org/10.31659/0585-430X-2018-757-3-4-12
8. Filatov E.F., Lokutcova N.P. K voprosu sovershen-stvovaniya izgotovleniya izdelij krupnopanel'nogo domostroeniya [To a question of improvement of production of products of large-panel housing construction]. The prospects of development of new technologies in construction and preparation of engineering shots of Republic of Belarus: Materials of the international scientific and methodical seminar. Mogilev, on November 16-18, 2005. Belarusian-Russian University. 2005, pp. 474-479. (In Russian).
9. Filatov E.F. K to a question of improvement of technological repartitions of factory production of concrete goods and designs. Improvement of quality of construction works, materials and design decisions. International collection of scientific works. Vol. 2. Bryansk: BGITA. 2000, pp. 183-194. (In Russian).
10. Filatov E.F. Improvement of technological process of production of reinforced concrete designs and products at the Bryansk plant of large-panel housing construction. Technology and organization of production of building constructions of products and materials: scientific and technical information collection. Yaroslavl. 1992. No. 1-2, pp. 8-11. (In Russian).
- 13
