Реферат: 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/);

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;

Δtн – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, Δtн =tв – tр; tр – температура точки росы при расчетной температуре и относительной влажности внутреннего воздуха φ = 70%.

Δtн =tв – tр = 18 - 9,85=8,150С

Принимаем Δtн = 70С;

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

(м2·0С)/Вт

Определяем сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций

, (6.2)

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

(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.

(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

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 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.

(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.

(8.1)

Для производственных зданий 0С;

(м2·0С)/Вт

Требуемое сопротивление теплопередачи для окровли определим согласно ГСОП.Значения Rтро определим методом интерполяцией.

(м2·0С)/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).

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 - =z0 /b+0,2 (здесь z0=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);
d1	-	глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или по формуле

(9.3)

где	-	толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, hs = 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).

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;

Rср – расчетное сопротивление грунтов, принимаем приближенно R = R0 = 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 )

примем b = 0,5 м

кПа

Так как кПа, Rср<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/(м3·0С));

tin – температура воздуха, подаваемого в помещение;

tl – температура воздуха, удаляемого из помещения;

twz – температура воздуха в обслуживаемом помещении;

, (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

, (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);

qосв – 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;

qлi – 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);

vв – 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)

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.

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)

R1, R2, Rm – термическое сопротивление отдельных элементов ограждающей конструкции;

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

Вт/(м2·0С)

(м2·0С)/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.
mpo=0,0003	—	расход каждого из вредных или взрывоопасных веществ, поступающих в воздух помещения, кг/с;
qw,z,=0,0006 ql=0,00006	—	концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, удаляемом соответственно из обслуживаемой или рабочей зоны помещения и за ее пределами, кг/м3;
qin=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

nм = Кnn

nn=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)

nм = Кnn=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

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