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 предприятияагрофирмы 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 поступающеезерно 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 частицмуки 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, к Па (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