Часть 2 Технология устройства монолитных железобетонных фундаментов.

Прежде всего, необходимо определить объемы монолитного железобетона и материальные ресурсы процесса. Для этого необходимо разработать или выбрать:

• конструктивную схему фундаментного стакана (ФС) и его размеров (дано в задании), рассчитать геометрический объем фундаментного стакана;

• схему расположения фундаментных стаканов в котловане и определить их количество (дано в задании);

• необходимое количество бетона для возведения одного стакана, а затем - всех стаканов;

• состав бетонной смеси, потребное количество цемента и инертных материалов;

• состав транспортных и монтажных средств.

Рисунок 21. Схема бетонируемых фундаментных стаканов в котловане

Рисунок 22. Конструктивная схема фундаментных стаканов.

2.1 Расчет объема монолитного железобетона и материальных ресурсов процесса.

Определяем объем бетона для одного фундаментного стакана и геометрический объем самого фундаментного стакана.

Геометрический объем фундаментного стакана (V_ст), м³, определяем по формуле:

(58)

где a_i,b_i,c_i - размеры фундаментного стакана.

V_cт=(2.9*3)*0.5+(1.9*2)*0.4+(0.9*1.1)*2.1=7.9 м³

Объем бетона для одного фундаментного стакана (V_б ), м³, определяем по формуле:

(59)

V_б= 7.9- 0.3*(0.9*1.1)*2.1 = 7.27 м³

Общий объем бетона ( V_общ.) , м³, определяем по формуле:

= 7.27*45= 327.15 (60)

где n - количество фундаментных стаканов ( из задания).

Бетонные работы необходимо выполнить в течение 25 рабочих дней. в состав бетонных работ входят:

1. установка опалубки;

2. монтаж арматуры;

3. укладка бетона;

4. утепление ФС с целью набора прочности бетоном;

5. демонтаж опалубки.

Непосредственно бетонные работы по заполнению фундаментных стаканов выполняем за 10 рабочих дней. [4]

Исходя из этих условий:

Определяем минимальное количество бетонируемых фундаментных стаканов в смену (Q_min ) по формуле:

= 45/10 =4.5~5 (61)

Принимаем 5 фундаментных стаканов в смену.

Определяем необходимое количество бетона в смену для заполнения фундаментного стакана Q_б.ст., м³/смену, по формуле:

= 7.27*5 = 36.4 (62)

2.2 Выбор метода выдерживания бетона

Выбор рационального метода бетонирования зависит от массивности бетонируемой кострукции, которая характерезуется модулем поверхности(Мn), т.е. соотношение суммарной площади охлаждения ∑F_охл. к его объему.

Рассчитаем площадь охлаждения бетонируемого фундаментного стакана:

• для первой ступени F¹_охл , м²:

F¹_охл = 2*а1*а2-b1*b2+2*a(a1+a2) (63)

F¹_охл = 2*2.9*3 - 1.9*2 + 2*0.5*(2.9+3) = 19.5;

• для второй ступени F²_охл , м²:

F²_охл = b1*b2 – с1*с2 + 2*b(b1+b2) (64)

F²_охл = 1.9*2 - 0.9*1.1 + 2*0.4*(1.9+2) = 5.93;

• для последней ступени F³_охл , м²:

F³_охл = с1*с2 + 2*с(с1+с2) (65)

F³_охл = 0.9*1,1 + 2*2,1*(0.9+1,1) = 9,39;

• Площадь охлаждения одного фундамента F_охл , м²:

F_охл = F¹_охл + F²_охл + F³_охл = 19,5+5,93+9,39=38,42 (66)

Определим модуль поверхности фундамента M_n, м^-1:

M_n = F_охл/ V_ст = 38.42/7.9 = 4.86 (67)

4,86<5. Следовательно, конструкция массивная, и открытые поверхности необходимо утеплять, чтобы бетон набрал 40% от проектной прочности.

Наиболее рациональным методом утепления является метод термоса, суть которого заключается в том, что открытые поверхности бетона накрывают специально подобранным утеплителем. Вид, марка, толщина утеплителя определяется из уравнения теплового баланса или из формулы Скрамтаева, которая в общем виде записывается:

(68)

Из формулы Скрамтаева определяем расчетное фактическое время остывания бетона , час, и сравниваем его с нормативным временем твердения бетона = 84 часа:

(69)

Где Кт – коэффициент теплопередачи опалубки (5,2 для деревянной); [4]

M_n = 4,86м^-1 – модуль поверхности;

γ_б – плотность бетона (кг/м³), γ=2,3 т/м³; [задание]

Q = 133 кДж/кг – тепловыделение цемента при твердении бетона;

Ц =300 кг/м³ –расход цемента на один м³ бетона; [задание]

t_бн = +20ºС – начальная температура бетона;

t_бc = +15ºС – средняя температура за время остывания;

t_бк = +5ºС – температура остывания;

t_нв = –15ºС – температура наружного воздуха [по заданию];

С_б = 1,05кДж/ кг˚С – удельная теплоемкость бетона; [4]

Так как τ_m.норм> τ_m.ф., то бетон необходимо утеплять.

Для того, чтобы определить тип и толщину утеплителя из формулы Скрамтаева находим требуемый коэффициент теплопроводности утеплителя:

; (69)

По таблице 41, приложения Б, /4/ выбираем утепление из шлака (15 см) и слоя толи.