Технология строительных процессов

Размещено на http://www.allbest.ru

План

1. Строительные работы, процессы и операции при реконструкции и реставрации

2. Путь механизации и автоматизации строительного процесса



1. Строительные работы, процессы и операции при реконструкции и реставрации

Строительными процессами называются производственные процессы, протекающие на строительной площадке и имеющие конечными целями возведение, реконструкцию, восстановление, ремонт, разборку, передвижку зданий или сооружений. В любом строительном процессе участвуют предметы и орудия труда. С помощью орудий труда рабочие воздействуют на предмет труда; для этой цели применяются различные механизированные инструменты и строительные машины. Во многих строительных процессах рабочие применяют вспомогательные устройства и приспособления, как например, леса и подмости, лифты, навесные лестницы и т. д.

Простым процессом называется совокупность технологически связанных между собой рабочих операций, выполняемых одним и тем же рабочим или одной и той же группой (звеном) согласованно действующих рабочих, например, при кладке кирпичной стены.

Комплексным процессом называется совокупность одновременно осуществляемых простых процессов, находящихся между собой в непосредственной организационной и технологической зависимости, которые обеспечивают получение конечной продукции, например монтаж сборных конструкций здания.

Механизированными называются строительные процессы, в которых применяются машины. Рабочие при этом осуществляют пуск, управление и остановку машин, а также уход за ними, ведут постоянный контроль за работой машин. строительный реконструкция реставрация механизация

Комплексно-механизированными называются процессы (в основном комплексные), в которых все входящие в их состав технологические процессы полностью механизированы.

Автоматизированными называют процессы, в которых использованы средства автоматизации.

Автоматическими процессами называют такие, которые полностью управляются, регулируются и контролируются автоматами.

Строительные работы складываются из строительных процессов (простых, комплексных и их сочетаний), результатом выполнения которых является определенная строительная продукция. Она должна удовлетворять требованиям проекта и соответствующим техническим условиям своими размерами, формой, структурой поверхности, положением в пространстве и качеством.

Отдельные виды строительных работ получили свое наименование или по виду перерабатываемых материалов, или по конструктивным элементам, которые являются продукцией данного вида работ. По первому признаку различают земляные, каменные, бетонные и другие работы; по второму - кровельные, изоляционные и др.

Производственные процессы и производство в строительстве.

Технология строительного производства, в свою очередь, является объединением двух подсистем: технологии строительных процессов и технологии возведения зданий и сооружений.

Технология строительных процессов определяет теоретические основы, методы и способы выполнения строительных процессов, обеспечивающих обработку строительных материалов, полуфабрикатов и конструкций с качественным изменением их состояния, физико-механических свойств, геометрических размеров с целью получения продукции заданного качества. При этом понятие «метод» включает в себя принципы выполнения строительных процессов, базирующихся на различных способах воздействия (физических, химических и др.) на предмет труда (строительные материалы, полуфабрикаты, конструкции и др.) с использованием средств труда (строительные машины, средства малой механизации, монтажные оснастки, различные приспособления, оборудование, аппараты, ручной и механизированный инструмент и др.).

Технология возведения зданий и сооружений определяет теоретические основы и регламенты практической реализации выполнения отдельных видов строительных, монтажных и специальных работ, их взаимоувязки в пространстве и времени с целью получения продукции в виде зданий и сооружений.

Строительное производство в нашей стране преимущественно развивается на индустриальной основе - направлении превращения строительства в комплексно-механизированный процесс монтажа зданий и сооружений из унифицированных элементов заводского изготовления.

В настоящее время отечественные строители продолжают разрабатывать основные пути улучшения капитального строительства, повышения эффективности капитальных вложений. В этих целях основное внимание уделяется обеспечению своевременного ввода в действие основных фондов и производственных мощностей, концентрации средств и ресурсов на важнейших стройках, направлению капитальных вложений в первую очередь на техническое перевооружение и реконструкцию действующих предприятий и на завершение ранее начатых строек, сокращению сроков строительства, улучшению проектного дела, осуществлению строительства по наиболее прогрессивным и экономичным проектам.

Продолжается осуществление мероприятий по значительному сокращению затрат ручного труда, оснащению строителей высокопроизводительными машинами и механизмами, средствами малой механизации, эффективным механизированным и ручным инструментом. Осуществляется дальнейшее повышение уровня индустриализации строительного производства и степени заводской готовности строительных конструкций и деталей. В настоящее время интенсивное развитие приобретает монолитное и сборно-монолитное домостроение.

Реализация указанных мероприятий должна обеспечивать существенное повышение производительности труда в строительстве и определяться, в том числе, за счет улучшения охраны труда рабочих, решения экологических проблем и охраны окружающей среды.

Рис. 11.1. - Классификационная схема процессов строительного производства

Продуктивная деятельность человека характеризуется последовательностью действий, направленных на достижение цели. Для выражения такой деятельности употребляют термин «процесс». Обоснованность употребления такого термина объясняется его первоначальным значением - «прохождение», «продвижение».

Условно процессы принято подразделять на две группы: материальные и информационные (Рис. 11.2.).

Материальные процессы охватывают все действия, направленные на материальные предметы производства и изменение их состояния, что приводит к созданию продукции.

К информационным процессам относятся все действия, совершаемые с идеальными предметами (цифры, информация и т. п.). Результаты информационных процессов служат основой для выполнения материальных процессов, особенно для их проектирования, принятия решений, подготовки, управления и др.

Основой технологии строительного производства являются материальные процессы, которые называют строительными процессами или процессами строительного производства. В строительных процессах участвуют рабочие (труд), используются технические средства (орудия труда), с помощью которых из материальных элементов (предметов труда) создается строительная продукция.



Рис. 11.2. - Состав и структура построения карты трудового процесса строительного производства

Строительные процессы характеризуются многофакторностью и специфическими особенностями, что обусловлено:

- стационарностью строительной продукции - при выполнении строительных процессов рабочие и технические средства перемещаются, а возводимые здания и сооружения остаются неподвижны;

- крупноразмерностью и массоемкостью строительной продукции - возводимые здания и сооружения имеют, как правило, значительные габариты и массу;

- многообразием строительной продукции - возводимые здания и сооружения различаются по производственным и эксплуатационным характеристикам, форме, размерам и внешнему облику, расположением по отношению к дневной поверхности земли и др.;

- разнообразием материальных элементов - при возведении зданий и сооружений находят применение самые различные материалы, полуфабрикаты, детали и изделия, при технологическом воздействии на которые создается строительная продукция:

- пpиpoдно-климатическими условиями - здания и сооружения возводят в различных геологических, гидрологических и климатических условиях;

- условиями реконструкции и технического перевооружения предприятий - строительные процессы выполняют, как правило, на стесненных площадках;

- малыми рассредоточенными объемами, в действующих цехах и др.

Данные особенности требуют в каждом конкретном случае установления технологически правильных и эффективных методов выполнения строительных процессов, их организационных форм и взаимоувязки в пространстве и времени, способных обеспечить качество и экономичность строительной продукции.

Строительные процессы по своему содержанию в технологическом отношении представляют совокупность двух аспектов. Первый аспект определяет особенности, происходящие с материальными элементами в пространстве и времени без изменения их физико-механических свойств, а именно: транспортирование, укладку, сборку, стыковку и др. Второй аспект определяет физико-химические превращения, изменяющие конечные свойства материальных элементов, а именно: прочность, плотность, напряженность, теплопроводность, водонепроницаемость и др.

Так как в строительном производстве участвует много материальных элементов, то строительные процессы неодинаковы по степени технологической сложности и вызывают разнообразные структурные изменения в материалах, по-разному протекают во времени, при разном трудовом участии рабочих, при использовании различных технических средств.

Эффективность строительного производства во многом определяется организационными положениями и формами выполнения всех процессов, сопутствующих созданию строительной продукции.

В современном индустриальном строительстве технологические процессы строительного производства классифицируют в две группы - внеплощадочные процессы и процессы, производимые на строительной площадке.

Основой классификации процессов строительного производства является подразделение их по технологическим признакам на заготовительные, транспортные, подготовительные и монтажно-укладочные.

По значению в производстве процессы могут быть ведущими и совмещенными.

Ведущие процессы определяют развитие и выполнение строительства объекта.

Совмещенные процессы, технологически непосредственно не связанные с ведущими процессами, могут осуществляться параллельно с ними. Совмещение процессов (при строгом соблюдении правил безопасности труда рабочих) позволяет значительно сокращать продолжительность строительства.

Процессы классифицируются также по степени участия машин и средств механизации при их исполнении.

Механизированные процессы выполняются с помощью машин. Рабочие здесь лишь управляют машинами и обслуживают их.

Полумеханизированные процессы характеризуются тем, что в них наряду с применением машин используется ручной труд.

Ручные процессы выполняются рабочими при помощи инструментов.

В зависимости от сложности производства трудовые процессы могут быть простыми и комплексными.

Простой трудовой процесс представляет собой совокупность технологически связанных рабочих операций, обеспечивающих получение законченной продукции и выполняемых группой согласованно работающих исполнителей одной специальности, но разной квалификации (звено, специализированная бригада). Каждая рабочая операция состоит из рабочих приемов, которые, в свою очередь, состоят из рабочих движений. Рабочее движение - однократное непрерывное перемещение рабочего органа исполнителя (пальцев руки, кисти, стопы и т. п.), осуществляемое рабочим в процессе труда, а рабочий прием - это совокупность нескольких непрерывных движений рабочего, характеризуемых определенной целью, объединяющей эти движения, и постоянной их последовательностью.

Комплексный трудовой процесс представляет собой совокупность одновременно осуществляемых рабочих процессов, находящихся во взаимной организационной и технологической зависимости и связанных единством конечной продукции. Комплексный трудовой процесс, как правило, выполняется группой согласованно работающих исполнителей различных специальностей и разной квалификации (комплексной бригадой).

Технологические особенности некоторых процессов вызывают необходимость временного перерыва в действиях всех или части занятых в процессе рабочих. В этих случаях перерывы относятся к технологическим в отличие от перерывов, вызываемых метеорологическими причинами, и простоев из-за неудовлетворительной организации процессов.

2. Путь автоматизации и механизации строительного процесса

Основы автоматизации строительного производства.

Механизация - обеспечение строительного производства машинами, комплектами машин и средствами малой механизации для замены ручного труда (в первую очередь тяжёлого и опасного) с целью повышения производительности, снижения себестоимости и улучшения условий труда работающих. Или - направление развития производства, характеризуемое применением в производственном процессе машин и механизмов, заменяющих мускульный труд рабочего.

Автоматизация - применение технических средств и систем контроля и управления строительными машинами или оборудованием на производственных предприятиях, освобождающих рабочих частично или полностью от посредственного участия в технологических процессах и управления машиной. Или - направление развития производства, характеризуемое освобождением человека не только от мускульных усилий для выполнения тех или иных движений, но и от оперативного управления механизмами, выполняющими эти движения. Или - автоматизация производство-процесса в развитии машинного производства, при котором функции управления и контроля ранее выполнявшиеся человеком, передаются приборам и автоматическим устройствам.

Автоматика - отрасль науки и техники, охватывающая теорию и принципы построения систем управления, действующие полностью или частично, без непосредственного участия человека. Или - совокупность методов и технических средств автоматизации, исключающих участие человека при выполненной машиной операции конкретного процесса.

Основные задачи автоматизации строительных машин и технологических процессов: - достижение более высоких темпов ведения работ; - оптимальная загрузка строительных машин и оборудования; - повышение производительности и снижение трудозатрат; - автоматическое обеспечение безопасных условий труда; - улучшение качества СМР. Наиболее оправдано использование автоматизации при следующих технологических ситуациях: вредное влияние на оператора, обеспечение безопасных условий труда (в т.ч. работы машины), необходимость исключения ошибок оператора и т.д.

Степень автоматизации технологического процесса характеризуется коэффициентом автоматизации:

Ка=1/(1+tн/ta),

где tн - время затрачиваемое на реализацию неавтоматизированных операций; tа - время затрачиваемое на реализацию автоматизированных (автоматических) операций.

При Ка 0.98 - технологический процесс считается автоматическим.

При 0.98 Ка 0.5 - технологический процесс считается автоматизированным.

При Ка 0.5 - технологический процесс считается мало автоматизированным.

Технологический объект управления - это совокупность технических средств (агрегаты, механизмы, аппараты и т.д.) которая нуждается в оказании специально организованных воздействий для достижения желаемых результатов функционирования. Воздействия производятся оператором или автоматически, автоматическими устройствами или системами автоматизации (в т.ч. локальными). Воздействия основываются на сигналах (информации) контроля и сигнализации. Автоматический контроль и сигнализация (информации) предназначены для выполнения непрерывного или достаточно частого измерения, записи ряда величин, характеризующих состояние и работу технологического оборудования, а также подачи предупредительных сигналов при отклонении этих величин от допустимых пределов. Информация (сигнализация): технологическая - о состоянии параметров Т.П.; производственная - о состоянии параметров машины.

Например: - температура двигателя (охлаждающей жидкости); - объём горючего в баках; - зарядка аккумулятора; - давление в пневмосистеме; - скорость движения машины; - объём выполненных работ (в т.ч. пройдено км, приготовлено раствора и т.д.); - качество уплотняемого грунта (плотность грунта).

Автоматическое регулирование поддерживает постоянство или закономерное изменение регулируемых величин, обеспечивающих безопасность, надёжность и наивысшую эффективность эксплуатации технологического оборудования.

Например: - термостат охлаждающей жидкости двигателя на соединении двигателя и радиатора; - предохранительный клапан давления в пневмосистеме; - поддержание заданного уровня копания и заданного уклона траншеи, режима работы двигателя; - система автоматизации положения ножа (уклон и величину заглубления), задней стенки ковша, направление движения и режим работы двигателя скрепера, грейдера и бульдозера.

Автоматический пуск и остановка обеспечивают запуск в действие сложного технологического оборудования по одному сигналу из пункта управления или даже без такового, но при наличии определённой совокупности внешних условий, при этом соблюдается последовательность операций и координация их между собой.

Например: - регулятор холостого хода сварочного аппарата; - дозаторы материалов (песка, щебня, цемента, воды); - автоматические бетонно-растворные установки. Автоматическая защита предохраняет действующее оборудование от аварий. Она выводит из действия всё технологическое оборудование или его часть, которой непосредственно грозит авария из-за неисправности автоматизированного оборудования, порчи регуляторов или неправильных действий обслуживающего персонала.

К автоматической защите относятся также устройства блокировки, допускающие выполнение операций по включению в действие или по отключению элементов оборудования только в заданной последовательности.

Например: - на грузоподъёмных машинах - ограничители работы при скорости ветра больше допустимой грузоподъёмности, поворота стрелки, движения по подкрановым путям, высоты подъёма стрелки и груза, приближения к АЭП; - автоматические средства защиты от короткого замыкания, повышения (понижения) напряжения, превышение допустимого отклонения от вертикали; - АСУ в т.ч. и локальные.

Основные элементы автоматизированных (автоматических) систем. В любой автоматизированной или автоматической системе выделяются следующие основные звенья:- измерительное, представляющие собой различного типа датчики, сигнализирующие о достижении заданного значения контролируемого параметра; - промежуточное, служащее для усиления и преобразования сигнала в удобный для управления; - микропроцессорная техника, которая позволяет при выполнении функций управления стабилизировать работу машины (рабочего органа оборудования) по заданной программе, обеспечивать заданную (максимальную или оптимальную) производительность, защищать от перегрузок машину (или её отдельные узлы и агрегаты), обеспечивать охрану труда, обеспечивать учёт производительности машины и т.п.; - исполнительное, комплекс механизмов, непосредственно осуществляющих управление. Датчики - их назначение, принцип действия.

Важнейшим и наиболее широко используемым техническим средством автоматизации являются датчики. Датчиком называется первичный преобразователь контролируемой или регулируемой величины в выходной сигнал, удобный для дистанционной передачи и дальнейшего использования. В состав датчика входят воспринимающий (чувствительный) орган и один или несколько промежуточных преобразователей. Довольно часто датчик состоит только из одного воспринимающего органа (например: термопара, термометр сопротивления и т.д.) . Датчик характеризуется входными и выходными величинами. - изменение выходной величины в зависимости от изменения входной величины называется чувствительностью датчика; - изменение выходного сигнала, возникающего в результате изменения внутренних свойств датчика или изменения внешних условий его работы - изменения температуры среды, колебания напряжения и т.д. называются погрешностью датчика; - отставание изменений выходной величины от изменений входной величины называется инерционностью датчика. Все эти показатели датчиков необходимо учитывать при выборе датчиков для автоматизации конкретной машины или технологического процесса.

Датчики предназначенные для измерения физических (не электрических входных величин уровня влажности, плотности, температуры и др.) преобразуют их в электрические выходные величины, передаваемые на расстоянии для воздействия на исполнительный механизм.

Датчики подразделяются:

- по назначению

- измерение перемещения усилий, температуры, влажности, скорости и т.д.;

- по принципу действия

- электротехнические, механические, тепловые, оптические, и т.д.;

- по способу преобразования

- неэлектрической величины в электрическую

- индуктивные, термоэлектрические, фотоэлектрические, радиоактивные, активного сопротивления (потенциометрические, тензометрические, и т.д.).

Датчики бывают:

- контактные (непосредственно соприкасаются);

- бесконтактные (не соприкасаются: фотоэлектрические, ультразвуковые, радиоактивные, оптические и т.д.).

ПЕРЕЧЕНЬ используемых в строительном производстве для автоматизации строительных машин и технологических процессов, технических средств автоматизации и автоматизированных систем управления.

1. Для контроля и информации:

1.1 качество уплотняемого грунта (плотность);

1.2 подсчёт выполняемого объема работ (пройденных км, поданной воды и т.д.);

1.3 скорость движения машины;

1.4 наличие жидкости в ёмкости и её количество;

1.5 количество сыпучих материалов, находящихся в ёмкости (цемент, песок, щебень и т.д.);

2. Для регулирования:

2.1 поддержание заданной температуры при прогреве бетона;

2.2 термостат охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания;

2.3 давление жидкости в ёмкости (системе);

2.4 давление газов (воздуха) в системе (ёмкости);

2.5 грузоподъёмность грузоподъёмных и других машин;

2.6 высота подъёма рабочего органа машины (стрелы крана, рабочей площадки, подъёмников и лифтов, загрузочного скипа, ковша и т.д.);

2.7 высота подъёма груза грузоподъёмной машины;

2.8 поворот стрелы грузоподъёмного крана;

2.9 ограничение движения машины по путям (башенный или мостовой кран, тележки и т.д.);

2.10 ограничение приближения к проводам, находящихся под напряжением (стрела и трос грузоподъёмного крана);

2.11 поддержание заданного уровня и уклона дна котлована и траншеи при работе экскаватора;

2.12 защита от короткого замыкания;

2.13 защита от повышения (понижения) напряжения;

2.14 отключение всех двигателей и закрепление захватами за рельсы башенного крана в зависимости от скорости ветра.

3. Для локальной автоматизации системы управления:

3.1 режим работы двигателя в зависимости от нагрузки на рабочий орган (бульдозер - заглубление отвала, скрепер и грейдер - заглубление ножа, экскаватор - заглубление ковша);

3.2 задание доз компонентов бетонной смеси в соответствии с рецептурой;

3.3 дозирование составляющих материалов для приготовления бетонной смеси;

3.4 определение продолжительности и выдерживание этой подолжительности при приготовлении бетонной смеси.

4. Для автоматизации системы управления:

4.1 автоматизированная система управления работой бетоносмесительной установки;

4.2 автоматизированная система управления бульдозером - комплект “АКА- Дормаш”, “Комбиплан-10 ЛП”, при выполнении работ по заданным отметкам, уклону и направлению;

4.3 автоматизированная система управления автогрейдером - “Профиль-20”, ”Профиль-30” при профилировании дорог и планировка территории;

4.4 автоматизированная система управления скрепером - “Копир- Стабиплан-10” при разработке грунта или вертикальной планировке под заданную отметку (высотное положение ковша, перемещение задней стенки ковша, заглубление (подъём) ножа ковша и регулирование двигателя тягача и его направление;

4.5 автоматизированная система управления многоковшовым экскаватором при разработке траншей по заданному направлению, глубине копания, заданному уклону дна траншеи и регулирования работы двигателя.

Для наглядного изображения автоматизированной (автоматической) системы используются графические изображения: - структурная схема, которая отражает улучшенную структуру системы и взаимосвязи между пунктами контроля и управления объектами; - функциональная схема, чертёж на котором схематически условными обозначениями изображены технологическое оборудование, коммуникации, органы управления и средства автоматизации (приборы, регуляторы, датчики) указанием связей между технологическим оборудованием и элементами автоматики. На схеме указаны параметры которые подлежат контролю и регулированию; - а также принципиальные, монтажные и другие схемы.

Перспективы развития автоматизации строительного производства. (строительных машин и технологических процессов).

Основные направления:

- создание и внедрение контрольно-информационных автоматизирующих средств и систем;

- создание и внедрение автоматизирующих средств и систем управления рабочими органами машин;

- используя массовое применение вышеуказанных двух направлений создание и внедрение автоматических машин и выполнение технологических процессов в автоматическом режиме;

- для массового применения автоматических машин и автоматизации технологических процессов разрабатывать технологии производства массовых (объёмных) работ под автоматические машины;

- унификация автоматизирующих средств и систем на основе применения модулей средств автоматизации, используемых для модулей агрегатов и машин.

Одна из главных задач - разработка и использование в практике датчиков, исполнительных механизмов и компьютеров, которые можно было бы эксплуатировать в условиях производства строительных работ (достаточно тяжёлые и разнообразные условия). Очень важной задачей автоматизации является обеспечение безопасной работы обслуживающего персонала и рядом работающих людей, при этом любой вид автоматизации оправдан для практического применения. Повышение качества выполнения строительно-монтажных работ - постоянная задача автоматизации строительного производства. Рекомендуемые источники для более глубокого изучения раздела “Основы автоматизации строительного производства”, дисциплины “Механизация и автоматизация строительного производства для специальности 29.03 Промышленное и гражданское строительство».



Литература

1. “Основы построения АСУТП. Учебное пособие для вузов” Стефани Е.П. Энергоиздат 1982-352 с. (Шифр в библиотеке 658 С 79)

2. “Технология механизация и автоматизация для вузов” С.С. Атаев и др. Под редакцией С.С. Атаева и С.Я. Луцкого. М. Высшая школа 1990-592 с. (Шифр в библиотеке 69 Л 38) Главы 36,37,38,39 и 40.

3. “Строительные машины” том 1, “Машины для строительства промышленных, гражданских сооружений и дорог” Под общей рецензией Э.Н. Кузина, М. Машиностроение 1991-796 с. (Шифр в библиотеке 69.002(03) С-86)

Размещено на Allbest.ru

...