Механизация строительно-монтажных работ (виды землеройной техники, выбор монтажных приспособлений и кранов)

Ответ:

Механизация строительно-монтажных работ - замена ручных средств труда машинами и механизмами; одно из главных направлений научно-технического прогресса в строительстве. Строительные и монтажные работы по способу выполнения делят на следующие основные группы: механизированные, комплексно-механизированные, автоматизированные, роботизированные и ручные.

К механизированным относят работы, при выполнении которых как минимум одна основная операция выполняется с помощью машин, агрегатов, установок и другого оборудования, а также механизированного инструмента, имеющего механический, электрический, пневматический и другие механизированные приводы.

Комплексно-механизированными считают работы, при производстве которых все трудоемкие основные и вспомогательные операции технологического процесса выполняются с помощью отдельных машин или комплексов машин, установок и механизированного инструмента.

К автоматизированным относят работы, при производстве которых все операции технологического процесса выполняются машинами и оборудованием с устройством и приборами автоматического регулирования и контроля технологического процесса.

К роботизированным относят такие работы, при выполнении которых все трудоемкие основные и вспомогательные операции технологического процесса выполняются с помощью машин, представляющих собой совокупность манипулятора и перепрограммируемого устройства управления, осуществляющих двигательные, рабочие и управляющие функции, заменяющие аналогичные функции человека при устройстве конструктивных элементов зданий или сооружений. В случае применения дистанционно управляемых манипуляционных систем функции управления возлагаются на оператора.

К ручным относят работы, при выполнении которых все трудоемкие основные и вспомогательные операции технологического процесса выполняются с применением немеханизированного инструмента.

При земляных работах к механизированным относят наиболее трудоемкую операцию технологического процесса - отрывку грунта, которая всегда выполняется машинами. К комплексно-механизированным относят работы, при производстве которых комплектом машин или отдельной машиной выполняется не только отрывка грунта, но и его транспортирование, разгрузка, разравнивание и уплотнение. При монтаже бетонных и железобетонных конструкций к механизированным относят работы по подъему и установке конструкций на место, которые обязательно выполняют с применением машин. К комплексно-механизированным монтажным относятся работы по погрузке конструкций на транспортные средства, транспортирование их к месту монтажа, разгрузка, укрупнительная сборка, подъем и установка на место, выполняемые также машинами. При производстве штукатурных работ механизированной является подача раствора от места его приготовления до места нанесения с помощью растворонасосов или штукатурных агрегатов. Работы, при выполнении которых механизированы приемка или приготовление, перемешивание, просеивание, подача раствора в растворонасосы, нанесение его на оштукатуриваемую поверхность и затирка поверхностей, называются комплексно-механизированными. К механизированным малярным работам относят нанесение окрасочных составов с применением электрокраскопультов, краскораспылителей и агрегатов и валиков с механической подачей окрасочных составов. Если механизированы не только нанесение окрасочных составов, но и грунтовочных и шпатлевочных, шлифовка прошпатлеванных поверхностей, а также приготовление и транспортирование отдельных материалов, то эти работы называются комплексно-механизированными.

В процессе труда выполняются четыре основные функции: логическая, исполнительская, регистрации (контроля) и регулирования. Эти функции связаны с необходимостью: первая - определения цели и подготовки процесса труда, вторая - приведения в действие средств труда, третья - наблюдения за ходом технологической операции и намеченной программы в целом, четвертая - уточнения и исправления хода операции в соответствии с заданными значениями параметров. Выполнение каждой функции может быть осуществлено за счет энергии человека или машины, или совместной - человека и машины. В случае если все основные функции выполняются человеком, способ выполнения работ называется ручным; при выполнении исполнительной функции за счет совместной энергии человека и машины, а остальных человеком – механизировано-ручным; если же исполнительная функция выполняется машиной, а все остальные человеком - механизированным. Если же исполнительная функция выполняется полностью машиной, а все остальные совместной энергией человека и машины, то такой способ работы называется автоматизированным. Под автоматическим понимается способ выполнения функций без непосредственного участия людей.

При производстве строительно-монтажных работ должны применяться наиболее эффективные способы и средства механизации, обеспечивающие высокое качество, снижение себестоимости и сокращение трудоемкости работ. Механизация строительно-монтажных работ должна быть, как правило, комплексной. При этом все трудоемкие процессы должны выполняться средствами механизации, увязанными по производительности применительно к ведущей машине.

Виды и типоразмеры ведущей и комплектующих машин для производства работ должны определяться исходя из характеристики возводимого здания или сооружения, прогрессивной технологии, объемов, темпов и условий производства работ. Режимы работы машин устанавливаются применительно к требованиям технологии производства работ и должны предусматривать полное использование технических характеристик машин и рациональную их загрузку.

Монтажная оснастка, инвентарь и приспособления, применяемые на механизированных работах, должны соответствовать требованиям технологии производства работ и мощности (грузоподъемности) применяемых машин. Средства механизации необходимо выбирать на основе сопоставления показателей экономической эффективности технологически возможных вариантов механизированного выполнения заданных объемов работ в установленные сроки. Состав парка и количество машин, необходимых для выполнения установленной программы работ, должны определяться на основании объемов работ и физических измерителях, принятых способов механизации работ и эксплуатационной производительности машин. Общая потребность в строительных машинах должна определяться как сумма потребностей в отдельных видах машин для выполнения каждого вида работ.

Потребность в средствах малой механизации (ручных машинах) определяют исходя из годовой программы работ или численности рабочих по профессиям. Степень оснащенности строительной организации средствами механизации оценивается показателями механо- и энерговооруженности.

Оценку эффективности парка машин в строительной организации производят по показателям: коэффициента использования календарного времени; использования внутрисменного времени; выполнения норм выработки машин.

Основные виды техники

1) Бульдозер;

Колёсный/гусеничный трактор или тягач, имеющий навесное оборудование. Оно используется для решения таких задач, как копание/планировка грунта, перемещение полезных ископаемых и земляных пластов, разравнивание грунта, разработка россыпей и др. Бульдозеры также активно используются строительными организациями.
Навесное оборудование рабочей машины – щит (отвал), криволинейный в сечении.

2) Грейдер;

Самоходная рабочая машина, которая выполняет работы по планировке и профилированию площадей и откосов. Автомобильные грейдеры также используются при перемещении снега, грунта и строительных материалов сыпучего типа.

Главным оборудованием автогрейдера является отвал с ножом. Он многофункционален и используется для решения различных задач.

3) Экскаватор;

Рабочая машина, которая активно используется при разработке горных пород, вскрышных работах и добыче руды. Также экскаваторы применяются при рытье котлованов.

Основное навесное оборудование – ковш.

4) Экскаватор-погрузчик;

Это многоцелевая рабочая машина, являющаяся разновидностью обычного экскаватора. Спецтехника такого плана используется при транспортировке грузов, рытье котлованов, отсыпке валов и др. Большая часть работ, которая выполняется с помощью экскаваторов-погрузчиков, связана с землёй.

Основным навесным оборудованием спецтехники являются ковш и специальное устройство для выполнения погрузочно-разгрузочных работ.

Основными факторами, определяющими выбор типа и параметров крана, являются: принятые методы монтажа строительных конструкций; размеры и конфигурация здания; габариты, масса и расположение монтируемых конструкций; объемы монтажных работ; сроки выполнения; условия строительства (наличие дорог, электроэнергии, воды и др.).

Привязку монтажных кранов выполняют в следующем порядке: определяют расчетные технические параметры и подбирают варианты кранов; выполняют принципиальное размещение кранов относительно возводимого сооружения; производят поперечную и продольную привязку крана и подкрановых путей с уточнением конструкции подкрановых путей; рассчитывают зоны действия крана и, при необходимости, вводят ограничения в зону действия крана.

При сопоставлении габаритов, массы и расположения монтируемых конструкций с эксплуатационными характеристиками монтажных кранов (грузоподъемностью, вылетом стрелы, высотой подъема крюка) выбирают наиболее пригодные в техническом отношении. Выбор монтажных кранов для возведения зданий и сооружений не может быть обособленным технологическим процессом при состав-лении проекта производства монтажных работ и должен включать совокупность представлений о здании, методах монтажа и установки строительных конструкций, а также условий строительной площадки. Исходя из габаритов и конфигурации зданий и сооружений, намечают возможные способы подачи монтируемых конструкций на рабочие места и в зону обслуживания кранов, при этом учитывается требование соблюдения заданного темпа монтажа. В реальном проектировании выбор вариантов монтажных кранов основывается на номенклатуре имеющихся в строительной организации грузоподъемных механизмов.

Число монтажных кранов определяется в основном шириной и длиной здания, его конфигурацией в плане, соотношением общих объемов и заданным сроком строительства. От правильного выбора числа и типов кранов и их расположения зависит размещение дорог и складских площадок, что в совокупности определяет технико-экономические показатели и эффективность возведения здания и сооружений.

Строительство одноэтажных промышленных зданий осуществляется в основном стреловыми кранами. Высокие здания с тяжелыми металлическими или железобетонными конструкциями в последнее время часто возводят с помощью башенных кранов. Монтаж осуществляют, как правило, кранами, расположенными внутри здания. Методы монтажа отличаются направлением движения крана и транспортных средств. Конструкции при монтаже объединяются в комплекты. В состав каждого комплекта входят сборные элементы, которые устанавливаются краном за одну проходку на захватке. В зависимости от последовательности установки конструкции различают три метода монтажа: раздельный (дифференцированный), комплексный и комбинированный (раздельно-комплексный).

При раздельном методе конструкции монтируют несколькими кранами. За одну проходку каждый кран устанавливает на захватке элементы только одного определенного вида: первый кран - колонны, второй - подкрановые балки и т.д. Монтаж конструкций может производиться и одним краном за несколько проходок. При раздельном методе для каждого вида конструкций подбирается кран, который обеспечивает установку в проектное положение; создаются условия для специализации кранов и более эффективного использования их грузоподъемности. Работа машиниста и монтажников упрощается, так как кран поднимает и устанавливает однотипные элементы при помощи одной оснастки (стропы, траверсы, кондуктора), а монтажники применяют одни и те же приемы выверки и закрепления конструкций в проектное положение. К недостаткам раздельного метода следует отнести увеличение длины проходок кранов и возникновение организационных перерывов между началами работы отдельных кранов, если продолжительность установки предыдущих конструкций больше продолжительности установки последующих конструкций на захватках.

При комплексном методе в состав монтажного комплекта входят все виды сборных конструкций каркаса здания, устанавливаемых краном комплексно по ячейкам. На монтаже конструкций комплексным методом может быть использовано несколько кранов. В этом случае возводимый объект членится на участки, число которых соответствует количеству привлекаемых кранов. На каждом участке организуется комплексная установка конструкций. При этом монтажные работы ведутся параллельно на всех участках. Комплексный метод монтажа не имеет недостатков раздельного метода, однако он более дорогой, так как кран подбирается по наиболее тяжелому элементу и более трудоемок.

В комбинированном методе сочетаются элементы дифференцированного и комплексного методов монтажа. Этот метод наиболее часто применяется при монтаже конструкций одноэтажных промышленных зданий: колонны, подкрановые балки и наружные стеновые ограждения монтируют дифференцированным методом, отдельными потоками, а подстропильные и стропильные балки и плиты перекрытия - комплексным методом, в едином потоке.

Направление монтажа конструкций покрытия может быть продольным и поперечным. При продольном направлении монтажный кран располагается вне пределов монтируемого шага, и плиты покрытия монтируют через смонтированную стропильную конструкцию. При поперечном направлении монтажа кран устанавливает плиты покрытия, находясь внутри монтируемого шага здания. Соответственно принятому методу монтажа и параметрам стрелового крана устанавливают схемы движения транспортных средств и расположение временных дорог для проезда кранов и автомашин, а также места складирования конструкций, располагаемых, как правило, у мест монтажа.

Многоэтажные каркасно-панельные здания промышленного и гражданского назначения возводят башенными, башенно-стреловыми кранами или комплектом кранов из разных типов машин. В промышленных зданиях с небольшим количеством пролетов в поперечном направлении устанавливают башенные или башенно-стреловые краны с одной из продольных сторон. Такое расположение кранов обеспечивает компактное решение стройгенплана. В целом такая схема установки крана неэффективна, так как для большинства зданий с количеством пролетов более двух необходимо использовать краны большой грузоподъемности с низкими монтажными характеристиками.

При выполнении монтажа одним стреловым или башенно-стреловым краном необходимо устраивать кольцевое основание для движения крана и дорогу для транспорта. Расположение кранов по обеим сторонам здания требует четкой организации монтажных работ с указанием очередности установки конструкций каждому крану. При использовании групповой монтажной оснастки для выверки и закрепления конструкций работа двух кранов разделяется на участки, не препятствующие их одновременной работе. Складирование конструкций и монтажной оснастки, а также устройство дорог требуют в этом случае также двухстороннего расположения.

Характерным решением монтажа многопролетных многоэтажных зданий является установка крана в пределах поперечного сечения. В этом случае конструкции монтируются в направлении “на кран” в последовательности, определяемой технологической картой. В общем случае кран, смонтировав наиболее удаленную ячейку, передвигается на новую стоянку и приступает к монтажу очередной ячейки. Такая схема требует сложной организации приобъектного склада, наличия дорог с обеих сторон здания, устройства в ряде случаев дополнительных временных дорог для крана и транспорта внутри здания.

При строительстве зданий жилищно-гражданского назначения (жилые дома, гостиницы, административные здания и т.п.) пути башенных кранов определяются конфигурацией и размерами в плане возводимых сооружений. При возведении протяженных зданий, имеющих в плане простую прямоугольную форму, пути башенных кранов могут располагаться с одной или двух сторон. В зданиях башенного типа, имеющих большие размеры в плане, или зданиях протяженных с большой единичной массой конструкций принимают двухстороннее расположение монтажных кранов.

К варианту с несколькими кранами прибегают в случае необходимости сокращения сроков строительства. Для этого может иметь место расположение кранов на одних подкрановых путях, что позволяет сократить протяженность подъездных дорог, организовать единую площадку для складирования и уменьшить затраты на электроснабжение кранов и устройство подкрановых путей. К недостаткам такой схемы относится необходимость в организации более сложной совместной работы кранов. Рассматривая остальные схемы, следует отметить: одни схемы позволяют создать условия для организации работ смежников, другие - позволяют установить подъемники в торцах здания или по продольной стороне, третьи - позволяют охватить здание больших габаритов с трех сторон. Выбор рациональной схемы расположения монтажных кранов в решающей мере влияет на результаты технико-экономического сравнения, которое является основанием для окончательного решения в пользу одного из вариантов.

Проектирование строительных генеральных планов

Ответ:

Строительный генеральный план составляется с целью рационального использования строительной площадки, расположения постоянных и временных зданий и сооружений, складского хозяйства, административно-бытовых помещений и временных инженерных сетей, обслуживающих нужды строительства. Стройгенплан разрабатывается на каждой стадии проектирования, а также для различных периодов строительства. В дипломном проекте стройгенплан объекта входит в состав ППР.

При проектировании стройгенплана следует руководствоваться следующими принципами:

- максимально использовать для нужд строительства существующие здания и сооружения, а также подлежащие сносу или строящиеся;

- объем строительства временных сооружений должен быть минимальным;

- производственные установки целесообразно размещать на кратчайшем расстоянии от мест потребления их продукции;
- грузопотоки конструкций и материалов следует проектировать с минимальным числом перегрузок, а также комплексной механизацией погрузочно-разгрузочных, складских и транспортных работ;

- протяженность временных инженерных сетей и коммуникаций должна быть минимальной;

- временные здания и сооружения следует предусматривать передвижными индустриального изготовления;

- следует обеспечить соблюдение требований безопасного ведения работ, противопожарной безопасности, производственной санитарии и охраны окружающей среды;

- необходимо создать наиболее благоприятные условия бытового обслуживания персонала стройки.

Основными исходными данными при составлении стройгенплана являются: генплан объекта, основные технологические и строительные решения проекта, календарный (сетевой, циклограмма) график строительства со сводным графиком; потребность в рабочих, сведения о потребности в строительных конструкциях, изделиях, материалах, машинах и механизмах; перечень необходимых временных зданий и сооружений; потребность в воде, электроэнергии, сжатом воздухе.

Пояснительная записка должна содержать необходимые расчеты и обоснования по проектированию стройгенплана, в частности: определение потребности во временных зданиях и сооружениях; расчет потребности в складских помещениях и площадках; расчет потребности в энергоресурсах (воде, электроэнергии, теплоте, паре); обоснование размещения на строительной площадке объектов строительного хозяйства.
Определение расчетного расхода воды. На стройплощадке применяются временные водопроводные сети производственного, хозяйственно-питьевого и противопожарного назначения. Временное водоснабжение может осуществляться от действующей городской сети или природных источников (подземных или поверхностных водоемов). Как правило, определяют часовой и секундный расход воды с учетом ос использования отдельными потребителями. Часовой расход воды вычисляется при выборе источника водоснабжения, а секундный –при расчете диаметров водопроводных труб. Учитывая меняющийся цикл строительных работ и режим работы механизмов при расчете расхода воды используют коэффициенты часовой неравномерности потребления воды. Расчетный часовой расход воды определяют для каждого потребителя.

Определение потребности в электроэнергии. Электроснабжение строительной площадки осуществляется от стационарных или передвижных источников электроэнергии. Наиболее целесообразным в экономичным для нужд временного электроснабжения является использование существующих линий энергосети, ТЭЦ и др. Для подключения временной сети применяются комплектные трансформаторные подстанции.
Проектирование временного энергоснабжения строительной площадки производят в такой последовательности: определяют потребителей электроэнергии; производят расчет требуемого количества (мощности) энергии; выбирают источники энергии и разрабатывают схемы снабжения потребителей энергии на стройплощадке. Электроэнергия на строительной площадке потребляется на производственные (технологические) нужды для питания строительных машин И механизмов, оттаивания мерзлых грунтов, сушки штукатурки, на внутреннее освещение помещений и наружное освещение стройплощадки.

Проектирование дорог. Временные внутрипостроечные дороги проектируют, как правило, по трассам постоянных дорог, используя кольцевую схему. На тупиковых подъездах устраивают разворотные или разъездные площадки с размерами в плане не менее 12 X 12 м. Ширина дорог при одностороннем движении должна быть не менее 3,5 м, при двухстороннем – 6 м. Радиус, закругления внутрипостроечных дорог принимают в пределах 12–30 м в зависимости от вида транспортных средств и габаритов транспортируемых на площадку конструкций.

При трассировке дорог необходимо соблюдать следующие минимальные расстояния между дорогой и площадкой складирования конструкций и материалов 0,5–1; между дорогой и осью подкрановых путей 6,5–12,5; до ограждения стройплощадки не менее 1,5; до наружных граней конструкций опор не менее 0,5; от строящегося здания не ближе 8–12, учитывая установку и движение монтажных механизмов. Направление движения транспортных средств указывают на плане стрелками. При монтаже конструкций непосредственно с транспортных средств внутриплощадочные дороги располагают вне зоны действия крана, а при разгрузке конструкций в зоне его действия дорогу расширяют до б м.

При размещении машин и механизмов па стройплощадке следует особое внимание уделять созданию безопасных условий их эксплуатации. Места их установки должны соответствовать решениям, принятым в технологических картах. Так, при ведении земляных работ необходимо учитывать минимальное расстояние от основания откоса до ближайших опор машин или механизмов и соблюдать высоту забоя для землеройных машин.

В зависимости от принятой схемы возведения здания башенный кран может быть расположен как со стороны входов в здание, так и с противоположной стороны. При параллельном выполнении монтажных и послемонтажных работ башенные краны размещают со стороны, противоположной входам в здание. Если здание монтируют использованием нескольких кранов, то их работа должна быть организована таким образом, чтобы траектории монтажных стрел не пересекались. Расположение стреловых кранов возможно снаружи, параллельно продольной оси здания, или внутри –вдоль пролета.

Монтажную зону кранов рассчитывают по наружным контурам здания плюс 7 м при высоте здания до 20 м и плюс 10 м при высоте здания 20–100 м. Границы зоны перемещения грузов определяются расстоянием по горизонтали. Для башенных кранов он составляет максимально необходимый вылет стрелы плюс 7 или 10 м при высоте подъема груза соответственно до 20 или 100 м; при большей высоте подъема груза к максимальному вылету стрелы прибавляют 1/10 высоты подъема груза. Для стреловых кранов зона перемещения грузов определяется длиной стрелы плюс 1/2 длины самого крупного элемента конструкции. Монтажную зону и зону перемещения грузов показывают на стройгенплане сплошной линией.

Размещение складов для хранения материалов и конструкций должно обеспечивать минимальное количество их перегрузок и кратчайшие пути их транспортирования на стройплощадке. Крытые складские помещения обычно обустраивают у границы зоны действия монтажных кранов, а открытые – внутри этой зоны. Склады строительных конструкций должны находиться в зоне действия кранов в порядке технологической последовательности их монтажа по участкам и захваткам. Граница склада должна отстоять от дороги не менее чем на 0,5 м, а складов огнеопасных и сильнопылящих материалов – с подветренной стороны по отношению к другим зданиям и располагаться не ближе 50 м от них.

Размещение административно-бытовых зданий осуществляется с учетом максимального приближения к объекту строительства, линиям коммуникаций, пунктам питания, а также создания благоприятных бытовых условий для работающего персонала стройки. Такие здания рекомендуется располагать компактно, группируя их в бытовые городки, находящиеся на расстоянии не менее чем 50 м от объектов, выделяющих пыль, вредные газы и т. п. Санитарно-бытовые помещения должны отстоять от рабочих мест на расстоянии не более, м: гардеробные, умывальные и душевые – 500, помещения для обогрева рабочих – 150, уборные–100, питьевые установки –75, пункты питания при перерыве на обед 1 ч – 600, здравпункты – 800. Все временные здания на стройгенплане нумеруют и показывают их привязку к координатной сетке или объектам, привязанным к ней.

Расположение временных инженерных сетей. Временные сети энергоснабжения, водопровода, канализации, слаботочных линий связи располагают на свободной территории строительной площадки. На стройгенплане их размещение показывают схематично, используя условные обозначения.

Трансформаторные подстанции должны находиться в центре энергетических нагрузок. Расстояние до потребителя электрической энергии не должно превышать 400–500 м. От трансформаторной подстанции к потребителям отводят питающие (воздушные или подземные) линии. Временные воздушные линии для наружного освещения площадки устраивают преимущественно вдоль проездов па деревянных опорах через 30–40 м. Расстояние нижней точки провеса проводов от земли для воздушных линий напряжением до 1кВт должно быть ни менее 5 м, до 10 кВт – не менее 7 м. В углах строительной площадки следует установить прожекторы, а для освещения рабочих мест предусмотреть установку переносных осветительных мачт.

Сети временного водоснабжения устраивают по кольцевой, тупиковой и смешанной схемам. При использовании постоянной водопроводной сети временный водопровод выполняют длиной не более 1200 м по тупиковой схеме. На схеме временного водоснабжения следует показать расположение пожарных гидрантов, водоразборных кранов, питьевых фонтанчиков, смотровых и гидрантных колодцев. Пожарные гидранты размещают на расстоянии не более 2,5 м от проезжей части дороги и не более 50 м от стен здания. На постоянном водопроводе расстояние между гидрантами принимают до 300 м. Водоразборные краны проектируют из условия радиуса обслуживания до 100 м, а питьевые фонтанчики – не более 75 м от рабочих мест и мест отдыха.

Трассы временного теплоснабжения проектируют обычно бесканальными в траншеях с засыпкой утеплителем (шлаком, торфом). На стройгенплане на трассе теплоснабжения следует указать диаметр груб, сечения, места их прокладки, а также места движения транспортных средств через трассу.

На стройгенплане условными знаками показывают также размещение слаботочных устройств и средств связи (диспетчерских пунктов, стационарных и передвижных абонентов, телефонных пунктов, громкоговорящих устройств). Кабельные линии телефонной и громкоговорящей связи располагают в земле или на опорах. Могут быть использованы также опоры линий электропередач низкого напряжения.
По периметру строительной площадки на расстоянии не менее 2 м от границы проезжей части дороги должно быть показано временное ограждение.

Оценка проектных решений стройгенплана производится на основании расчета основных технико-экономических показателей и сравнения с аналогами. Такими показателями являются: площадь строительной площадки, площадь застройки проектируемого здания, площадь застройки временными зданиями и сооружениями, протяженность временных коммуникаций (дорог, электроснабжения, водопровода, канализации и т. д.), коэффициенты компактности стройгенплана и др.

Площади строительной площадки проектируемого здания и застройки площадки временными зданиями и сооружениями определяют по соответствующим геометрическим размерам площадок. Протяженность коммуникаций определяют графически с учетом масштаба нанесения этих сетей на стройгенплан.
При окончательной оценке принятых на стройгенплане проектных решений учитывают также эффективность разработок по охране труда, промышленной санитарии, противопожарной безопасности, мероприятий по охране окружающей среды.

Модели применяемые в организационно-технологическом проектировании для планирования работ.

Ответ:

До настоящего времени основной моделью управляемых систем служат простые графические методы в виде графиков Ганга - календарные линейные графики, на которых в масштабах времени показывают после­довательность и сроки выполнения работ. Применяемые реже циклограм­мы отражают ход работ в виде наклонных линий в системе координат и являются, по существу, разновидностью линейного графика.

Как отмечалось выше, к моделям предъявляются взаимопротиво­речивые требования - простоты и адекватности.

Линейный график прост в исполнении и наглядно показывает ход работы. Однако здесь динамическая система строительства представлена статической схемой, которая в лучшем случае может только отобразить положение на объекте, сложившееся в какой-то определенный момент. Линейный график не может отобразить сложность моделируемого в нем процесса, модель не адекватна оригиналу, форма модели вступает в про­тиворечие с ее содержанием.

Отсюда основные недостатки линейных графиков:

отсутствие наглядно обозначенных взаимосвязей между от­ дельными операциями (работами); зависимость работ, поло­ женная в основу графика, выявляется составителем только один раз в процессе работы над графиком (моделью) и фик­ сируется как неизменная; в результате такого подхода зало­ женные в графике технологические и организационные ре­ шения принимаются обычно как постоянные и теряют свое практическое значение вскоре после начала их реализации;

негибкость, жесткость структуры линейного графика, слож­ ность его корректировки при изменении условий; необходи­ мость многократного пересоставления, которое, как правило, из-за отсутствия времени не может быть выполнено;

сложность вариантной проработки и ограниченная возмож­ ность прогнозирования хода работ;

сложность применения современных математических мето­ дов и компьютеров для механизации расчетов параметров графиков.

Все перечисленные недостатки снижают эффективность процесса управления при использовании линейных графиков.

Сетевая модель свободна от этих недостатков и позволяет форма­лизовать расчеты для передачи на компьютер. В основе сетевого плани­рования лежит теория графов - раздел современной математики, сформи­ровавшийся в качестве самостоятельного в послевоенный период.

Графом называют геометрическую фигуру, состоящую из конеч­ного или бесконечного множества точек и соединяющих эти точки линий (см. рис. 9.1). В графе различают точки, называемые вершинами графа, и соединяющие их линии. Эти линии носят название ребер, если они не ориентированы (см. рис. 9.1,6), и дуг, когда линии имеют направление (см. рис. 9.1, б). В сетевой модели применяют ориентированные графы, т. е. фигуры, состоящие из вершин и дуг.

Примерами применения графов могут служить различные карты, схемы, диаграммы и т. п. Вершинами в этих случаях являются населенные пункты (в географических картах), источники электроснабжения и потре­бители (в электрических схемах), объемы ресурсов, количество рабочей силы (в графиках-диаграммах).

В строительстве при построении сетевых графиков принят способ изображения, при котором как в ориентированном графе дугами обозна­чаются работы, а вершинами - результаты выполнения этих работ. Результаты работ называют событиями.

В качестве модели, отражающей технологические и организацион­ные взаимосвязи процесса производства строительных работ в системах СПУ, используется сетевая модель (см. рис. 9.1).

Сетевая модель изображается в виде графика, состоящего из стре­лок и кружков.

Сетевой график представляет собой сетевую модель с рассчи­танными временными параметрами. В основе построения сети лежат по­нятия "работа" и "событие".

Работа - это производственный процесс, требующий затрат времени и материальных ресурсов и приводящий к достижению опреде­ленных результатов (например, рытье котлована, устройство фундамен­тов, монтаж конструкций). Работу на СГ изображают одной сплошной стрелкой (рис.\0Л), длина которой не связана с продолжительностью работы (если график составлен не в масштабе времени). Под стрелкой указывают наименование работы, а над стрелкой - продолжительность работы в рабочих днях и при необходимости количество рабочих в день или смену. Под стрелкой можно показать также сметную стоимость СМР (тыс. руб.), физический объем работ, исполнителя работ и т. д. В зависи­мости от назначения графика содержание приводимых параметров рабо­ты может меняться, но продолжительность и наименование работ указы­вают всегда.

Ожидание - процесс, требующий только затрат времени и не по­требляющий никаких материальных ресурсов. Ожидание, в сущности, яв­ляется технологическим или организационным перерывом между работа­ми, непосредственно выполняемыми друг за другом.

Приведем некоторые примеры технологического ожидания. При выполнении цементной стяжки под рулонный ковер требуется опреде­ленное время на ее твердение и понижение уровня влажности до норма­тивной, после чего можно производить кровельные работы, Этот период времени и есть ожидание. Другим примером технологического ожидания служит перерыв в работе по благоустройству до наступления теплого времени года для выполнения сезонных работ по озеленению. Если бри-

гада плотников занята на других работах, и по этой причине не выполня­ются работы по распалубке бетонных конструкций, то это пример органи­зационного ожидания. Ожидание изображается, так же, как и работа, сплошной стрелкой с указанием продолжительности и наименованием ожидания (рис. 10.2).

Зависимость (фиктивная работа)вводится для отражения техно­логической и организационной взаимосвязи работ и не требует ни време­ни, ни ресурсов. Зависимость изображается пунктирной стрелкой. Она оп­ределяет последовательность свершения событий. Например, зависимость П-12 (рис. 10.3) вызвана технологической необходимостью окончания песчаной подготовки под стяжку (событие 11) одновременно с окончанием установки дверных коробок, без чего невозможно выполненное работ п устройству цементной стяжки под полы.

Событие - это факт окончания одной или нескольких рработ ц обходимый и достаточный для начала следующих работ. В любой сете вой модели события устанавливают технологическую и организационную последовательность работ. События изображаются кружками в или дру­гими геометрическими фигурами, внутри которых (или рядом)!) указыва­ется определенный номер - код события. События ограничив эают рас­сматриваемую работу и по отношению к ней могут быть начадшьными и конечными.

Начальное событие определяет начало данной работы им является конечным для предшествующих работ. Конечное событие определяет окончание данной работы и является начальным для последующих работ. Исходное событие - событие, которое не имеет предшествующих работ в рамках рассматриваемого СГ. Завершающее событие -- событие, которое не имеет последующих работ в рамках рассматриваемого С Г (рис. 10.4).Сложное событие - событие, в которое входят илии из кото­рого выходят две или более работы (рис. 10.5).

Рис. 10.6. Сетевой график на строительство подземной части здания

Сетевое планирование в строительстве (элементы модели, правила построения, расчет временных параметров).

Ответ:

Следует выделить следующие понятия, необходимые для сетевого планирования.

Работа – производственный процесс, требующий затрат времени и материальных ресурсов и приводящий к достижению определенных результатов.

По своей физической природе работы можно рассматривать как действие (например, заливка фундамента бетоном, составление заявки на материалы, изучение конъюнктуры рынка), процесс (пример - старение отливок, выдерживание вина, травление плат) и ожидание (процесс, требующий только затраты времени и не потребляющий никаких ресурсов; является технологическим (твердение цементной стяжки) или организационным (ожидание сухой погоды) перерывом между работами, непосредственно выполняемым друг за другом.

По количеству затрачиваемого времени работа может быть:

· действительной, то есть протяжённым во времени процессом, требующим затрат ресурсов;

· фиктивной (или зависимостью), не требующей затрат времени и представляющей связь между какими-либо работами: передача измененных чертежей от конструкторов к технологам, сдача отчета о технико-экономических показателях работы цеха вышестоящему подразделению.

Событие — это факт окончания одной или нескольких работ, необходимых и достаточных для начала следующих работ. События устанавливают технологическую и организационную последовательность работ. События ограничивают рассматриваемую работу и по отношению к ней могут быть начальными и конечными. Начальное событие определяет начало работы и является конечным для предшествующих работ. Исходным считается событие, которое не имеет предшествующих работ в рамках рассматриваемого сетевого графика. Завершающее – событие, которое не имеет последующих работ в рамках рассматриваемого сетевого графика. Граничное событие - событие, являющееся общим для двух или нескольких первичных или частных сетей.

Путь - это любая последовательность работ в сети, в которой конечное событие каждой работы этой последовательности совпадает с начальным событием следующей за ней работы. Путь от исходного до завершающего события называется полным. Путь от исходного до данного промежуточного события называется путем, предшествующим этому событию. Путь, соединяющий какие-либо два события, из которых ни одно не является исходным или завершающим, называется путем между этими событиями.

Продолжительность пути определяется суммой продолжительностей составляющих его работ. Путь, имеющий максимальную длину, называют критическим.

Для сетевой модели типа "работы-вершины" используются такие обозначения, как веха – некое ключевое событие, обозначающее окончание одного этапа и начало другого; дуга – связь между работами.

Различают различные типы связей в сетевой модели:

- начальные работы;

- конечные работы;

- последовательные работы;

- работы (операции) дробления;

- работы (операции) слияния;

- параллельные работы.

При составлении сетевых графиков (моделей) используют условные обозначения.

Процесс разработки сетевой модели включает в себя определение списка работ проекта; оценку параметров работ; определение зависимостей между работами.

При построении сетевого графика необходимо соблюдать ряд правил.

1) Правило последовательности изображения работ: сетевые модели следует строить от начала к окончанию, т.е. слева направо.

2) Правило изображения стрелок. В сетевом графике стрелки, обозначающие работы, ожидания или зависимости, могут иметь различный наклон и длину, но должны идти слева направо, не отклоняясь влево от оси ординат, и всегда направляться от предшествующего события к последующему, т.е. от события с меньшим порядковым номером к событию с большим порядковым номером.

3) Правило пересечения стрелок. При построении сетевого графика следует избегать пересечения стрелок: чем меньше пересечений, тем нагляднее график.

4) Правило обозначения работ. В сетевом графике между обозначениями двух смежных событий может проходить только одна стрелка.

Для правильного изображения работ можно ввести дополнительное событие и зависимость.

5) В сетевой модели не должно быть "тупиковых" событий, то есть событий, из которых не выходит ни одна работа, за исключением завершающего события. Здесь либо работа не нужна и её необходимо аннулировать, либо не замечена необходимость определённой работы, следующей за событием для свершения какого-либо последующего события.

6) Правило расчленения и запараллеливания работ. При построении сетевого графика можно начинать последующую работу, не ожидая полного завершения предшествующей. В этом случае нужно "расчленить" предшествующую работу на две, введя дополнительное событие в том месте предшествующей работы, где может начаться новая.

7) Правило запрещения замкнутых контуров (циклов, петель). В сетевой модели недопустимо строить замкнутые контуры — пути, соединяющие некоторые события с ними же самими, т.е. недопустимо, чтобы один и тот же путь возвращался в то же событие, из которого он вышел.

8) Правило запрещения тупиков. В сетевом графике не должно быть тупиков, т.е. событий, из которых не выходит ни одна работа, за исключением завершающего события (в многоцелевых графиках завершающих событий несколько, но это особый случай).

9) Правило запрещения хвостовых событий. В сетевом графике не должно быть хвостовых событий, т.е. событий, в которые не входит ни одна работа, за исключением начального события.

10) Правило изображения дифференцированно-зависимых работ. Если одна группа работ зависит от другой группы, но при этом одна или несколько работ имеют дополнительные зависимости или ограничения, при построении сетевого графика вводят дополнительные события.

11) Правило изображения поставки. В сетевом графике поставки (под поставкой понимается любой результат, который предоставляется "со стороны", т.е. не является результатом работы непосредственного участника проекта) изображаются двойным кружком либо другим знаком, отличающимся от знака обычного события данного графика. Рядом с кружком поставки дается ссылка на документ (контракт или спецификацию), раскрывающий содержание и условия поставки.

12) Правило учета непосредственных примыканий (зависимостей). В сетевом графике следует учитывать только непосредственное примыкание (зависимость) между работами.

13) Технологическое правило построения сетевых графиков. Для построения сетевого графика необходимо в технологической последовательности установить:

• какие работы должны быть завершены до начала данной работы;

• какие работы должны быть начаты после завершения данной работы;

• какие работы необходимо выполнять одновременно с выполнением данной работы.

Правила кодирования событий сетевого графика. Для кодирования сетевых графиков необходимо пользоваться следующими правилами.

1. Все события графика должны иметь свои собственные номера.

2. Кодировать события необходимо числами натурального ряда без пропусков.

3. Номер последующему событию следует присваивать после присвоения номеров предшествующим событиям.

4. Стрелка (работа) должна быть всегда направлена из события с меньшим номером в событие с большим номером

Существенным условием эффективного использования табличного метода является упорядоченная нумерация событий сети, т. е. такая, когда начальное событие каждой работы имеет номер меньший, чем ее конечное событие.

В табл. 6.1 работы, обозначенные кодами начальных и конечных событий, заносятся в порядке возрастания их начальных событий. Для примера в гр. 2 занесены работы сетевого графика, показанного на рис. 6.15.
В гр. 1 показаны номера начальных событий предшествующих работ. Так, для работ 0—1 и 0—2 нет предшествующих работ, поэтому в гр. 1 стоит прочерк. Для работы 1—3 предшествующей является работа 0—1, следовательно, в третьей строке гр. 1 запишем номер ее начального события — 0. Работе 3—5 предшествуют две работы 1—3 и 2—3, в связи с чем и записаны в гр. 1 оба начальных события — 1 и 2. Подсчитаем ранние сроки начала и окончания работ (гр. 4 и 5). Ясно, что ранний срок начала работ 0—1 и 0—2, выходящих из нулевого события, равен в нашем примере 3 (см. с. 120). Если бы не было задано У о, его следовало бы принять равным нулю. Раннее окончание этих работ в соответствии с формулой 6.11: = 3 + 10= 13; =3 + 8= 11.

Таблица 6.1. Расчет сетевого графика, приведенного на рис. 6.15

Ранний срок начала последующих работ равен максимальному из ранних сроков окончания предшествующих работ. Так, для работы

Аналогично определяются и фиксируются в гр. 2 все другие ранние начала и окончания работ.

Переходим к расчету поздних сроков начала и окончания работ (гр. 6 и 7). В гр. 7 занесем директивный срок строительства, т. е. окончания входящих в завершающее событие работ 3—5 и 4—5. В нашем примере был задан в качестве директивного срока 32-й день (см. с. 121), который и зафиксирован в гр. 7 в двух последних строках. Если бы не был задан директивный срок, то в этих двух строках гр. 7 следовало бы записать больший из ранних сроков окончания завершающих работ, т. е. 37.

Далее зафиксируем в гр. 6 поздние сроки начала указанных завершающих работ, пользуясь формулами (6.12) и (6.13): = 32—12=20; =32—4=28.

Затем, передвигаясь по табл. 6.1 снизу вверх, отыскиваем поздний срок окончания очередной вышележащей работы как минимальный среди уже записанных в гр. 6 поздних сроков начала последующих работ с начальными событиями, теми же, что и конечное событие искомой работы. Так, для работы 2—4 поздний срок окончания равен позднему сроку начала следующей за ней работы 4—5, т. е. 28 дням, для работ 2—3 и 1—3 — 20 дней, для работы 0—2— min = min{6; 22}, для работы 0—1 — 12 дней.
Теперь вычислим и занесем в гр. 8 и 9 полные и свободные резервы времени работ. Полный резерв — это разность данных гр. 6 и 5. Критический путь, как и при расчете на сети, пройдет по работам 0—2, 2—3 и 3—5 с минимальным полным резервом (—5). Свободный резерв — разность раннего срока начала последующей работы и раннего срока окончания данной работы. Так, для работы 0—1 он равен 13—13=0, для работы 0—2— 11— 11=0, для работы 1—3 — 25—21 = 4 и т. д.