Расчет конструкций здания мельницы

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

Оболочки, алейроновый слой и зародыш направляются в отруби, причем зародыш желательно выделять в виде самосто я тельного продукта. В подготовительном отделении мельзавода поступающее з е р но 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 п омольных партий, причем преследуют цель обеспечить в течение возможно более длительного периода постоян н ые значения стекловидности, содержания клейковины и друг и х показателей свойств зерна.

Завершаются операции в подготовительном отделении увлажнением оболоч е к зерна д л я придания им п овы ш енной сопротивляемости измельчению; это обеспечивает формирование при помоле крупных отру б ей которые легко отделяются от части ц муки при сортировании про ду ктов измельче н ия. 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 продуктов, 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…-37 0 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 II а оптимальная температура t в = 18-20 0 С; t н – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, t н = t в – t р ; t р – т емпература точки росы при расчетной температуре и относительной влажности внутреннего воздуха = 70%. t н = t в – t р = 18 - 9,85=8,15 0 С Принимаем t н = 7 0 С; в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, в = 8,7 Вт/(м 2 0 С) (Таблица П 1.3 /1/). (м 2 0 С)/Вт Определяем сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций , (6.2) где н – коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, н = 23 Вт/(м 2 0 С) (Таблица П 1.4 /1/); 2 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 8 0 С по СНиП 2.01.01-82, z от.пер. = 214 дней, t от.пер = -6,6 0 С. ГСОП = (18 – (-6,6)) 214 = 5264,4 Значения R тр о определим методом интерполяцией. (м 2 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 (м 2 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. (м 2 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; (м 2 0 С)/Вт Требуемое сопротивление теплопередачи для окровли определим согласно ГСОП .Значения R тр о определим методом интерполяцией. (м 2 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 м 2 покрытия.

Таблица 8.1 Сбор нагрузок на 1 м 2

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 d fn – нормативная глубина промерзания, для РБ d fn = 1,8 м; k h – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения. k h = 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 - 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/м 3 (тс/м 3 );
	-	то же, залегающих выше подошвы;
	-	расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м 2 );
d 1	-	глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или по формуле

где	-	толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, h s = 1,5 м;
	-	толщина конструкции пола подвала,
	-	расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, 3 (тс/м 3 );
	-	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).

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 L wz – расход воздуха, удаляемой из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов и на технологические нужды м 3 /с; Q – избыточный явный тепловой поток в помещении; C – теплоемкость воздуха (1200 Дж/(м 3 0 С)); t in – температура воздуха, подаваемого в помещение; t l – температура воздуха, удаляемого из помещения; t wz – 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 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 м 2 ); q осв – удельное выделение теплоты на 1 Лк освещенности (0,05…0,13 Вт); – доля тепловой энергии, попадающей в помещение, если лампа находится вне помещения (за остекленной поверхностью) или в потоке вытяжного воздуха ( = 0,55). Вт Количество теплоты, выделяемое людьми (10.6) n i – число людей в определенной физической группе i ; q л i – тепловыделение одного человека в группе (10.7) и – коэффициент, учитывающий эффективность работы ( и = 1,07 – работы средней тяжести); од – 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, м 2 ; q 0 – удельное поступление тепла солнечной радиации через остекление в зависимости от широты местности и ориентации по сторонам горизонта ( q 0 = 80 Вт/м 2 для северной ориентации (СНиП 2.01.01-82)); q п – удельное поступление тепла через покрытие ( q п = 17,5 Вт/м 2 ); 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 A i – расчетная площадь ограждающих конструкций, м 2 ; R i – сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции; , (10.11) в , н – коэффициент теплоотдачи внутренней и наружной поверхности ограждения; R k – термическое сопротивление ограждающих конструкций; (10.12) R 1 , R 2 , R m – термическое сопротивление отдельных элементов ограждающей конструкции; R вп – термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки; н – 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); t p – расчетная температура воздуха в помещении; t ext – расчетная температура наружного воздуха (-35 0 С для Уфы по СНиП 2.01.01 – 82); Вт/(м 2 0 С) (м 2 0 С)/Вт (м 2 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 м 3 /с Определим воздухообмен для удаления вредных веществ

Рассчитаем площадь воздуховода системы вентиляции где Q – необходимый воздухообмен, м3/с n м максимальную скорость движения воздуха, м/с, по формуле n м = К n n

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.