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

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).
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 ( 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  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).

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;
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 )
м
примем b = 0,5 м
кПа
Так как кПа, Rср , (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
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
(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
м максимальную скорость движения воздуха, м/с, по формуле
м = К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)

м = К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

СНиП || — 3-79** «Строительная теплотехника»
СНиП 01.01-82 «Строительная климотология»
СНиП 2.02.01-83 «Основание зданий и сооружений»
СНиП ||-26-76 «Кровли»
СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»

ОГЛАВЛЕНИЕ

Технико-экономическое обоснование проектирования………………..….5
Исходные данные……………………………………………………….……6
Описание технологического процесса………………………………….…..7
Выбор технологического оборудования……………………………………8
Планировка помещений……………………………………………………..9
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций и конструирование наружных стен помещения…………………………………………………10
Расчет и конструирование окон и дверей…………………………………13
Расчет и конструирование перекрытия, потолка, кровли и пола………..14
Расчет и конструирование фундаментов здания…………………………17
Расчет расхода тепла на отопление ………………………………………20
Разработка схемы отопления………………………………………………24
Расчет канализационных сетей водоснабжения ..……………………….25

БИБЛИОГРАФИЯ…………………………………………………………27