Расчет конструкций здания мельницы

РЕФЕРАТ

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

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:

, (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/);

T н – расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней тем­пературе наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92.

Для РБ t н = -33…-370 С;

T в – 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 t в = 18-200 С;

Δ t н – нормативный температурный перепад между температурой внутрен­него воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конст­рукции, Δ t н = t в – t р ; t р – т емпература точки росы при расчетной температуре и относительной влажности внутреннего воздуха φ = 70%.

Δ t н = t в – t р = 18 – 9,85=8,150 С

Принимаем Δ t н = 70 С;

αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих кон­струкций, α в = 8,7 Вт/(м2 ·0 С) (Таблица П 1.3 /1/).

(м2 ·0 С)/Вт

Определяем сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций

, (6.2)

Где αн – коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверх­ности ограждающей конструкции, α н = 23 Вт/(м2 ·0 С) (Таблица П 1.4 /1/);

(м2 ·0 С)/Вт

R к – термическое сопротивление ограждающей конструкции.

Определим градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) по формуле

ГСОП = ( t в – t от. пер. ) z от. пер. , (6.3)

Где t от. пер. – температура отопительного периода,

Z от. пер. – средняя температура, °С, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 80 С по СНиП 2.01.01-82, z от. пер. = 214 дней, t от. пер = -6,60 С.

ГСОП = (18 – (-6,6))·214 = 5264,4

Значения R тр о определим методом интерполяцией.

(м2 ·0 С)/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

Рисунок 6.1 Конструкция стены

1- кирпичная стена; 2 – строительный картон; 3 – утеплитель; 4 – слой штука­турки

Тогда

Принимаем стандартную толщину 0,04 м = 40 мм

7 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОКОН И ДВЕРЕЙ

Требуемое сопротивление теплопередачи R 0 дверей и ворот должно быть не менее 0,6· R 0 тр. R 0 = 0.6·0,87 = 0,522 (м2 ·0 С)/Вт.

Принимаем двери из дерева тип Г 21-19 (ГОСТ 14624-84).

Требуемое сопротивление теплопередачи для окон определим согласно ГСОП. Значения R о определим методом интерполяцией.

(м2 ·0 С)/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.

(8.1)

Для производственных зданий 0 С;

(м2 ·0 С)/Вт

Требуемое сопротивление теплопередачи для окровли определим согласно ГСОП. Значения R тр о определим методом интерполяцией.

(м2 ·0 С)/Вт

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

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 нагрузка

Коэффициент надежности

Расчетная на­грузка

1

2

3

4

5

1.

Слой гравия на битум­ной мастике

18

1,3

23,4

2.

4 слоя рубероида на би­тумной мастике:

9,2

1,2

11,04

1

2

3

4

5

3.

Пенополистироловая плита

2

1

2

4.

Рубероид, наклеенный на горячем битуме

1,55

1,2

1,86

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.

9 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЯ

9.1 Расчетная глубина сезонного промерзания грунта

, (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).

м

9.2 Расчет оснований по деформациям

(9.2)

Где и

Коэффициенты, условий работы, принимаемые по табл. 3;

K

Коэффициент, принимаемый равным: k = 1, если прочностные характеристики грунта (j и с ) опре­делены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по табл. 1-3 рекомендуемого приложения 1;

Коэффициенты, принимаемые по табл. 4;

Коэффициент, принимаемый равным:

При b < 10 м – =1, при b ³ 10 м – =z 0 /b +0,2 (здесь z 0 =8 м);

B

Ширина подошвы фундамента, м;

Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с уче­том взвешивающего действия воды), кН/м3 (тс/м3 );

То же, залегающих выше подошвы;

Расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фун­дамента, кПа (тс/м2 );

D 1

Глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или по формуле

(9.3)

Где

Толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со сто­роны подвала, h s = 1,5 м;

Толщина конструкции пола подвала, = 0,22 м;

Расчетное значение удельного веса конструкции пола под­вала, = 5,2 кН/м3 (тс/м3 );

Глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B £ 20 м и глубиной свыше 2 м принимается = 2 м, при ши­рине подвала B > 20 м – = 0).

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

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.

кг/м

Суммарная нагрузка

кг/м

кН/м

Определим ориентировочную ширину фундамента здания по формуле

(9.4)

N – расчетное сопротивление грунта основание;

R ср – расчетное сопротивление грунтов, принимаем приближенно R = R 0 = 300 кПа (Таблица П 2.5/1/)

– коэффициент учитывающий меньший удельный вес грунта лежащего на обрезах фундамента по сравнению с удельным весом материала фундамента (в практических расчетах принимается )

м

Примем b = 0,5 м

кПа

Так как кПа, R ср < R, то ширина фундамента определена верно, и может 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

, (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 ·0 С));

Tin – температура воздуха, подаваемого в помещение;

Tl – температура воздуха, удаляемого из помещения;

Twz – температура воздуха в обслуживаемом помещении;

, (10.2)

Где Q выд – тепловой поток, выделяемый в помещение различными источни­ками;

Q пот – тепловой поток, теряемый наружными ограждениями.

10.1.1 Определение теплопоступления

Теплопоступление от электродвигателей и механического оборудования

, (10.3)

– установленная мощность эл. дв., Вт;

– коэффициент использования установленной мощности (0,7…0,9);

– коэффициент загрузки (0,5…0,8);

Коэффициент одновременности работы электродвигателей (0,5…1);

– Коэффициент перехода механической энергии в тепловую (0,1…1);

– КПД электродвигателя (0,75…0,9).

Примем установленную мощность электродвигателей кВт

Вт

Теплопоступление от освещения

, (10.5)

E – освещенность (Е ≈ 300 Лк при люминицентных светильниках);

F – площадь помещения (210,2 м2 );

Q осв – удельное выделение теплоты на 1 Лк освещенности (0,05…0,13 Вт);

η – доля тепловой энергии, попадающей в помещение, если лампа нахо­дится вне помещения (за остекленной поверхностью) или в потоке вытяж­ного воздуха (η = 0,55).

Вт

Количество теплоты, выделяемое людьми

, (10.6)

Ni – число людей в определенной физической группе i ;

Q л i – тепловыделение одного человека в группе

, (10.7)

βи – коэффициент, учитывающий эффективность работы (βи = 1,07 – работы средней тяжести);

βод – коэффициент, учитывающий теплозащитные свойства одежды (0,65 – для обычной одежды);

V в – скорость движения воздуха в помещении (0,2…0,4 м/с при работах средней тяжести).

Вт/чел

Вт

Количество теплоты солнечной радиации, поступающее в помещение через непрозрачные и прозрачные ограждения

Теплопоступление от солнечной радиации через остекленное ограждение

, (10.8)

Теплопоступление через непрозрачные поверхности

, (10.9)

F 0 , F п – площадь поверхности остекления и покрытия, м2 ;

Q 0 – удельное поступление тепла солнечной радиации через остекление в зависимости от широты местности и ориентации по сторонам горизонта

(q 0 = 80 Вт/м2 для северной ориентации (СНиП 2.01.01-82));

Q п – удельное поступление тепла через покрытие (q п = 17,5 Вт/м2 );

A 0 – коэффициент, учитывающий характер и конструкцию остекления (для обычных оконных стекол A 0 = 1,45);

K п – коэффициент, учитывающий конструкцию покрытия.

Вт

Вт

Общее теплопоступление

Вт

10.1.2 Определение теплопотерь помещения

Потери тепла через ограждающие конструкции

, (10.10)

Где Ai – расчетная площадь ограждающих конструкций, м2 ;

Ri – сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции;

, (10.11)

αв, αн – коэффициент теплоотдачи внутренней и наружной поверхности ог­раждения;

Rk – термическое сопротивление ограждающих конструкций;

, (10.12)

R 1 , R 2 , Rm – термическое сопротивление отдельных элементов ограждающей конструкции;

R вп – термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки;

αн – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждений конст­рукции по местным условиям определяется по формуле:

, (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 (-350 С для Уфы по СНиП 2.01.01 – 82);

Вт/(м2 ·0 С)

(м2 ·0 С)/Вт

(м2 ·0 С)/Вт

Потери теплоты ограждающих конструкций в зимний период

Вт

Потери теплоты ограждающих конструкций в летний период

Вт

Определим избыточный явный тепловой поток в летний период

Вт

Определим воздухообмен для удаления избыточной теплота

м3 /с

Определим воздухообмен для удаления вредных веществ

Lw, z=0,1

Расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, м3 /ч.

M po =0,0003

Расход каждого из вредных или взрывоопасных веществ, поступающих в воздух помещения, кг/с;

Q w, z,=0,0006

Q l=0,00006

Концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, удаляемом соответственно из обслуживаемой или рабочей зоны помещения и за ее пределами, кг/м3;

Q in=0

Концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, подаваемом в помещение, мг/м3;

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

Где Q – необходимый воздухообмен, м3/с

Nм максимальную скорость движения воздуха, м/с, по формуле

N м = К n n

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)

N м = К n n =3,5*1,8=6,3 м/с

Принимаем воздуховод из оцинкованной стали d = 0,65 м по ГОСТ14918-80

11 РАСЧЕТ РАСХОДА ТЕПЛА НА ОТОПЛЕНИЕ И РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

11.1 Определение тепловой мощности системы отопления

(11.1)

Вт

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:

л/ч

л/с

Определим необходимый диаметр трубопровода для водоснабжения цеха при скорости движения воды 1 м/с

, (12.1)

Vв – средняя скорость движения воды;

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


Расчет конструкций здания мельницы