Совершенствование методов и средств доставки в многоэтажные здания материалов и изделий для послемонтажных работ

Актуальность темы

При строительстве железобетонных или кирпичных многоэтажных и общественных зданий широко используют стреловые, преимущественно башенные краны для монтажа конструкций и подачи строительных материалов. После возведения каркаса или выполнения кладочных работ и устройства крыши приступают к завершающей технологической стадии строительства — производству отделочных работ, установке сантехнического и электротехнического оборудования (так называемым послемонтажным работам).

Удельная масса материалов и изделий для этих работ незначительна — порядка 3−5% от общей массы здания, однако их трудоемкость достигает 45% общей трудоемкости строительства, а сроки выполнения обычно превышают продолжительность возведения строительных конструкций [1,2].

Подача материалов и изделий для послемонтажных работ стреловыми или башенными кранами большой грузоподъемности нерациональна из-за малой массы и большого количества отправок, а также из-за невозможности подачи их этими кранами внутрь зданий.

Обычно указанные грузы доставляются в здания строительными подъемниками различных типов — мачтовыми, шахтными, канатными, легкими стреловыми, консольными, консольно-козловыми кранами грузоподъемностью до 1 т.

В современном строительстве применяется значительное количество моделей подъемников и легких кранов. Часть из них ранее выпускалась небольшими сериями специализированными заводами и используется в строительстве до настоящего временимногие модели разработаны и изготовлены непосредственно в строительных организациях малыми партиями или в единственных экземплярах, и сведения о них рассредоточены в различных малотиражных информационных изданиях, Проблемам расчета и конструирования грузоподъемных машин для нужд строительства посвящены работы Альперовича A.A. [ 3 ], Баумана H.A. [4], Болобана H.A. [5 ], Вайнсона A.A. [ 6 ] и др. Известны работы в области выбора рациональных параметров кранов — Барсова Н. П. [7], Дукельского А. И. [<5], Фиделева A.C. [9], Барча И. З. [Ю] и др., исследования ЦНИИОМТП, НИИСП, НИИМонтажспецстрой [И-20] и др.

Однако практически отсутствуют исследования в области выбора коструктивно-эксилуатационных параметров легких кранов и строительных подъемников для обеспечения грузопотоков материалов и изделий при работах послемонтажного периода, при реконструкции и ремонте зданий. Исключение составляют работы Чаныщева P.O. [21], Гехта А. Х. [22], Башмакова В. П. [23] и др., посвященные преимущественно описанию конструкций подъемников и достаточно субъективным рекомендациям по их применению. В целом, библиография по данной тематике весьма ограничена.

В течение многих лет в СССР, а затем в СНГ и, в частности, в Украине отсутствует координация исследовательских и опытно-конструкторских работ в области стандартизации конструкций и параметров строительных подъемников (кроме стационарных скиповых, используемых на бетонных и растворных узлах [24], их проектирования и выпуска, не ведутся работы по техническому перевооружению парка этих машин.

Отсутствие методики оценки конструктивно-эксплуатационных параметров подъемников препятствует отбору эффективных машин с целыо организации их серийного выпуска и оснащения ими строительных организаций.

Сложившаяся ситуация приводит к тому, что реально применяемые при строительстве многоэтажных зданий подъемники используются неэффективно из-за несоответствия их в значительной мере устаревших конструктивно-эксплуатационных параметров характеристикам подаваемых ими грузов.

Поэтому актуальной темой исследования является обоснованный выбор и применение грузоподъемных средств, максимально соответствующих своему технологическому назначению — подаче относительно небольших разнохарактерных грузов в многоэтажные здания.

Данная тема входит в комплексную программу кафедры технологии строительного производства Харьковского государственного технического университета строительства и архитектуры «Повышение эффективности строительства» .

Цель данного исследования — усовершенствовать методы и средства подачи в многоэтажные преимущественно жилые здания материалов и изделий для выполнения отделочных, сантехнических и электромонтажных работ, улучшить их технико-экономические показатели.

Рабочая гипотеза заключается в следующем:

1) максимальное сближение весовых характеристик грузов и главного параметра грузоподъемных средств — грузоподъемности — повысит эффективность использования последних, позволит уменьшить их металлоемкость и энергоемкость;

2) новые нетрадиционные конструктивные решения грузоподъемных средств могут придать им универсальные качества и расширить технологические возможности.

Для достижения указанной выше цели на основе этой рабочей гипотезы необходима постановка и решение таких задач:

1) установить количественные показатели грузов и грузопотоков при наиболее производительном поточно-цикличном методе производства послемонтажных работ;

2) выполнить анализ и сравнительную оценку конструктивно-эксплуатационных параметров различных типов и моделей подъемников и легких кранов;

3) выбрать рациональные типы, главные параметры и принципиальные конструктивные решения грузоподъемных средств.

Методическая основа решения этих задач — обобщение и анализ литературных источников, проектных, патентных материалов, результатов научно-исследовательских работпроизводственные наблюдениятеоретические исследованияопытно-конструкторские разработки.

Научная новизна выполненных исследований заключается в следующем:

1) получила дальнейшее развитие и применение методика сравнительной оценки грузоподъемных средств на основе обобщенных показателей;

2) обоснованы главные параметры средств доставки в многоэтажные жилые здания грузов для выполнения работ послемонтажного периода, а также для реконструкции и ремонта зданий;

3) предложены конструктивные схемы грузоподъемных средств с широкими технологическими возможностями, основанные на применении принципиально нового типа грузовой безбарабанной лебедки;

4) сформулированы темы перспективных научных исследований и опытно-конструкторских работ, направленных на дальнейшее совершенствование методов и средств доставки грузов на большую высоту.

Практическое значение результатов исследований состоит в следующем:

1) обоснованные в диссертации главные параметры строительных подъемников и легких кранов являются основой для разработки типажных рядов при неизбежном в обозримом будущем техническом перевооружении строительной техники;

2) технические требования на новые грузоподъемные средства приняты СКБ Строймаш для подготовки проектной документации опытно-промышленных образцов универсальных комплектов подъемно-транспортного оборудования;

3) в Харьковском институте пожарной безопасности начаты научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по реализации принципа безбарабанного привода при разработке новых пожарно-спасательных средств и тактики эвакуации людей из высотных зданий при пожарах. Структурно-логическая схема исследования приведена на рис. 1.

Патентуются в Украине и РФ четыре новых технических решения устройств.

Личный вклад автора при выполнении данного исследования заключается:

— в сборе, систематизации и анализе данных о грузах и грузопотоках при послемонтажных работах и параметрах грузоподъемных средств;

— в уточнении методики их сравнительной оценки и обосновании главных параметров;

— в разработке технологических схем применения новых грузоподъемных средств.

Последние предложены в соавторстве с к.т.н. Кутовым Э. Н. (научный руководитель соискателя), к.т.н. Голендером В. А. и инж. Сенчихиным Ю. Н. (сотрудники Харьковского института пожарной безопасности МВД Украины). При этом конкретный личный вклад автора состоял в теоретическом обосновании и практической проверке на действующих макетах работоспособности безбарабанной лебедки.

Апробация работы. Результаты исследований по данной теме докладывались на научно-технических конференциях.

Структурно-логическая схема исследования. I.

Харьковского государственного технического университета строительства и архитектуры в течение 1994;1996 гг. По теме диссертации опубликованы 5 работ. Объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, общих выводов и рекомендаций, перечня литературы из: Тб наименованийизложена на страницах машинописного текста, в том числе рисунков, 12- таблиц.

Результаты работы позволяют наметить пути дальнейших исследований и опытно-конструкторских разработок (ОКР), способствующих совершенствованию и техническому перевооружению парка строительных подъемников (в том числе, выходящих за рамки специальности данной диссертации 05.23.08 — технология промышленного и гражданского строительства):

— разработка типажа канатных строительных подъемников;

— теоретические и экспериментальные исследования фрикционных взаимодействий приводного блока и каната;

— ОКР новых грузоподъемных средств с использованием безбарабанной лебедки в качестве базового механизма;

— унификация деталей и узлов этих грузоподъемных средств с целью создания универсальных комплектов приводов, крепежных элементов, грузозахватных органов;

— использование принципа безбарабанной лебедки для разработки средств эвакуации людей из многоэтажных зданий при пожарах.