Контрольной работы № 1

Контрольная работа № 1 включает в себя два задания по теме «Организация строительства зданий поточными методами».

Задание № 1.

Цель контрольного задания № 1 – отработать навыки расчета и построения графиков поточного строительства (циклограмм объектного потока).

Для примера рассчитаем параметры объектного потока при возведении одного крупнопанельного жилого дома, исходя из данных, приведенных в табл. 1.

Таблица 1 – Исходные данные для расчета параметров объектного потока

№ п/п	Показатели	Ед. изм.	Значение показателя
	Количество секций в доме	секция
	Количество этажей в доме	этаж
	Количество специализированных потоков	поток
	Количество частных потоков в каждом специализированном потоке: а) устройство подземной части; б) возведение надземной части; в) устройство кровли; г) выполнение отделочных работ	поток ^___"^__ ^___"^__ ^___"^__
	Ритм бригад (на захватке)	дни

Предлагается следующая последовательность выполнения задания.

1. Определяется количество захваток для каждого специализированного потока, входящего в объектный поток. Исходя из объемно-планировочного решения, здание в плане разбивается на захватки в соответствии с количеством секций. Согласно принимаемым методам организации возведения жилого дома, специализированные потоки будут выполняться на следующем количестве захваток:

¯ устройство подземной части дома:

, (1)

где с – число секций в доме;

¯ возведение надземной части дома:

, (2)

где э – количество этажей;

¯ устройство кровли:

(3)

¯ выполнение отделочных работ:

(4)

2. Определяются продолжительности каждого специализированного потока. Расчет ведется по формуле:

, (5)

где Т_с – продолжительность специализированного потока, дни; N_з – количество захваток; n – количество частных потоков; k – шаг потока, дни; z – сумма технологических перерывов, дни.

Общая продолжительность ритмичного специализированного потока состоит из двух частей: периода развертывания потока и периода выпуска продукции.

3. Рассчитывается период развертывания по каждому специализированному потоку по формуле:

τ = (n - 1) k + z (6)

Период выпуска продукции определяется по формуле:

Т_пр = N_зk (7)

или

Т_пр = Т_с- τ (8)

4. Определяется продолжительность объектного потока:

, (9)

где Т_с – продолжительность выполнения специализированного потока, дн.; t_пер – технологический или организационный перерыв между смежными специализированными потоками, дн.; t_сов – совмещение смежных специализированных потоков, дн.; n_с -количество специализированных потоков.

Организовать работу по возведению дома можно следующим образом:

¯ без совмещения во времени смежных специализированных потоков, т.е. каждый последующий специализированный поток начинается после полного окончания работы на объекте предыдущего;

¯ с совмещением во времени смежных специализированных потоков.

В данной задаче рассмотрим случай, когда между специализированными потоками не будет ни технологических перерывов, ни совмещений.

5. Строится циклограмма объектного потока с указанием этажей и захваток (рис.1).

В системе координат находится начало этого специализированного потока – точка 0. От нее вправо по горизонтали отмеряется период развертывания потока τ₁ = 12 дней. Затем продолжительность потока Т_с1 = 18 дней откладывается на верхней грани подземной части.

Нижнюю точку 12 соединяем с верхней точкой 18, и полученная прямая будет отображать последний частный поток первого специализированного потока.

Затем на верхней грани подземной части от крайней точки потока 18 влево откладывается величина свертывания потока. Она будет равна τ₁, т.е. 12 дням, и эта точка соединяется с началом потока 0. Новая линия отображает первый частный поток специализированного потока, а получившийся параллелограмм – это графическое изображение первого специализированного потока.

Рис. 1. Циклограмма объектного потока возведения пятиэтажного трехсекционного жилого дома с указанием частей здания, секций и специализированных потоков

Аналогично первому строится второй специализированный поток. Начало этого потока совпадает с окончанием первого. Это будет точка 18 на верхней грани подземной части (или нижней грани первого этажа). От этой точки вправо надо отложить τ₂ = 8 дней, т.е. отсчитать 8 дней, это будет 26 дней. Затем от точки 18 вправо отсчитать общую продолжительность потока – 38 дней, другими словами на календаре найти 56 дней. На 56-й день (включая его) закончится возведение последней захватки пятого этажа. На циклограмме надо найти эту точку (56 на верхней грани пятого этажа) и соединить ее с точкой 26. Наклонная прямая отображает последний частный поток второго специализированного потока. Остается, как и в предыдущем случае, построить первый частный поток этого специализированного потока. Находим на верхней грани пятого этажа точку 48 (56 - 8) и соединяем ее с точкой 18 на нижней грани первого этажа (началом второго специализированного потока).

Аналогично строится третий специализированный поток – устройство кровли (см. рис.1).

Остается графически изобразить последний, четвертый специализированный поток – выполнение отделочных работ. Согласно СНиП [36] отделочные работы должны выполняться после устройства кровли. Если монтаж несущих конструкций здания производился снизу вверх и на этажах по горизонтали, т.е. три захватки первого этажа, три захватки второго, затем три захватки третьего и т.д., то отделочные работы целесообразнее вести сверху вниз и посекционно. Это значит, что сначала отделывается первая секция, начиная с пятого этажа и кончая первым, затем так же вторая и третья секции. Такой метод организации производства отделочных работ примем для решения нашей задачи, он должен найти отражение и на циклограмме.

Находим на циклограмме верхнюю грань первой секции пятого этажа и на ней – точку начала четвертого специализированного потока. Это будет день окончания потока, устройства кровли – 66-й день. Начиная с этой точки, будем графически изображать первый частный поток специализированного потока. Согласно условию табл. 1, ритм бригад равен двум дням, т.е. бригада на каждой захватке работу выполняет за два дня. Значит, на первой захватке пятого этажа работа будет закончена на 68-й день. Находим точку 68 на нижней грани первой секции пятого этажа. Соединяем эти точки. Наклон прямой направлен в другую сторону по сравнению с первыми тремя специализированными потоками.

Далее бригада перейдет на отделку первой секции на четвертом этаже, находим точку 68 на верхней грани первой секции четвертого этажа и соединяем ее с точкой 70 на нижней грани этой же захватки. Затем бригада перейдет на первую секцию третьего, затем второго и, наконец, первого этажа, которую закончит на 76-й день. После этого начнутся отделочные работы на второй секции пятого этажа и соединяем ее с точкой 78 на нижней грани этой же захватки. Последовательно строим графическое изображение первого частного потока на второй секции на VI, III, II, I этажах. На первом этаже вторая секция будет отделана на 86-й день, после которого бригада перейдет на третью секцию пятого этажа. Через десять дней, т.е. на 96-й день, первый частный поток закончится.

Переходим к построению последнего частного потока (граничного для специализированного). Начало его на первой секции пятого этажа будет через 14 дней после начала первого частного потока, т.е. на 81-й день. Закончится он на этой захватке через два дня, т.е. на 82-й день. Находим точку 82 на нижней грани захватки и соединяем ее с точкой 80. Затем спускаемся на первую секцию IV этажа, потом III и т.д.

Таким образом, последний частный поток строим аналогично, в той же последовательности, как строили первый частный поток. На графике граничный последний частный поток на второй секции должен начаться на 91-й день, а на третьей секции – на 101-й день. Заканчивается последний специализированный поток на 110-й день.

Задание № 2.

Цель контрольного задания № 2 – усвоение студентами методики расчета параметров неритмичного потока матричным способом и определения более рациональной последовательности включения объектов в поток.

Если трудоемкости работ на захватках неодинаковы, то при постоянном составе бригад продолжительность работ также неодинакова. В этом случае возникают неритмичные потоки, которые имеют место при строительстве зданий со сложной конфигурацией, с нестандартными конструкциями или в случаях строительства комплекса нетиповых зданий.

В неритмичных потоках каждая бригада будет работать с переменным ритмом.

Расчет параметров неритмичного потока в основном сводится к тому, что при определении общей продолжительности работ отыскивается такое совмещение работ, при котором разрывы в работе смежных бригад, образующиеся на отдельных захватках, будут минимальными.

В качестве примера рассчитаем параметры неритмичного потока, информация о котором представлена в таблице 2.

Таблица 2 – Исходные данные для расчета параметров неритмичного потока

Захватки (объекты)	Процессы и их продолжительность, дни
А	Б	В	Г
I
II
III
IV
V
VI

Расчет параметров неритмичных потоков с использованием матрицы рекомендуется выполнять в следующей последовательности.

1. Составляется матрица (табл. 3).

Исходные данные записываются в клеточную матрицу, при этом в строках матрицы указываются захватки, а в столбцах – процессы.

В середине каждой клетки проставляется продолжительность процесса на захватке t_i-j; в верхней левой части – начало выполнения процесса на захватке t_i-j^н; в нижней правой части – окончание процесса на захватке t_i-j^o= t_i-j^н + t_i-j.

В верхний левый угол первой клетки заносят время начала работы 1-й бригады на I захватке (обычно t_1-1^н = 0), а в нижний правый угол – окончание работы бригады, которое равно времени начала работы плюс ее продолжительность: t_1-1^o= 0+2 = 2.

Таблица 3 – Пример расчета параметров неритмичного потока

Захватки	Процессы (номера бригад)	Σt_j	Σt^инт	Σt_пред. Σt_посл.
А	Б	В	Г
I	⁰ ₂	³ ₈	⁸ ₁₂	¹⁸ ₁₉
II	² ₃	⁸ ₁₁	¹² ₁₇	¹⁹ ₂₅
III	³ ₆	¹¹ ₁₂	¹⁷ ₁₉	²⁵ ₂₈
IV	⁶ ₁₂	¹² ₁₄	¹⁹ ₂₃	²⁸ ₃₀
V	¹² ₁₃	¹⁴ ₁₇	²³ ₃₀	³⁰ ₃₅
VI	¹³ ₁₅	¹⁷ ₂₁	³⁰ ₃₃	³⁵ ₃₉
Σt_i
Σt^инт

20 30 25

16 29 29

16 25 25

21 25 26

20 24 31

19 21 29

Так как время окончания работы 1-й бригады на I захватке считается началом работы этой бригады на II захватке, то это время без изменений переносится в левый верхний угол второй клетки этой же графы (t_1-1^o= t_1-2^н). Суммируя это время с продолжительностью 1-й работы (бригады) на II захватке, определяют время окончания работы: t_1-2^o= 2+1 = 3. Это время записывают в нижний правый угол второй клетки. Таким образом, рассчитывают начала и окончания работы на всех захватках 1-й бригады.

Затем на матрице определяют места критических сближений (проставляются на матрице со значком "-") каждой пары смежных бригад (частных потоков). Для этого находят наибольшую продолжительность выполнения работ на захватках этими двумя смежными бригадами путем суммирования продолжительностей их работ на захватках при условии, что критическое сближение находится вначале на I, далее на II и т.д. захватке.

Результаты суммирования записывают в последнюю строку матрицы в виде столбца. Например, для 1-й и 2-й бригад эти продолжительности равны следующим значениям: при условии, что критическое сближение находится на I захватке: 2+5+3+1+2+3+

+4=20; на II: 2+1+3+1+2+3+4=16; на III: 2+1+3+1+2+3+4=16; на IV: 2+1+3+6+2+3+4=21; на V: 2+1+3+6+1+2+4=20; на VI: 2+1+3+
+6+1+2+4=19.

Наибольшее значение из полученных сумм равно 211. Это значит, что критическое сближение двух рассматриваемых бригад находится на IV захватке.

Аналогично находят места критических сближений всех других бригад (частных потоков).

После нахождения мест критических сближений (МКС) расчет начинают с тех клеток матрицы, на которых установлено критическое сближение. Для 2-й бригады расчет начал и окончаний работ начинают на захватке, т.е. с момента, когда освободит первая бригада IV захватку. Для этого из нижнего угла четвертой клетки первой графы (столбца) время, характеризующее окончание работ на IV захватке, переносят в левый верхний угол четвертой клетки второй графы и далее рассчитывают начала и окончания работы на всех захватках 2-й бригады.

Расчет начал и окончаний работ 3-й бригады на захватках начинают сверху, т.к. место критического сближения 2-й и 3-й бригад находится на первой клетке. Для этого вначале в левый угол первой клетки третьей графы переносят время окончания работ 2-й бригады на первой захватке (t_2-1^o = t_3-1^н = 8 дн.). Окончание работы бригады на этой захватке определяют как сумма этого времени и продолжительности работы бригады на первой захватке.

Временные параметры работ для 4-й бригады рассчитываются начиная с пятой клетки последней графы матрицы. Время окончания работ 3-й бригады на пятой захватке (t_3-5^o = t_4-5^н = 30 дн.) переносят вначале в левый угол пятой клетки четвертой графы. Окончание работы бригады на этой захватке будет равно сумме этой величины и продолжительности работы на пятой захватке (t_4-5^o = t_4-5^н + t_4-5 = 35 дн.).

Одновременно время начала работ 4-й бригады на пятой захватке переносят в правый нижний угол вышележащей клетки, где это время соответствует окончанию работы 4-й бригады на предыдущей захватке (t_4-4^o = t_4-5^н = 30 дн.). Начало работы бригады на этой захватке определяют как разность между этим временем и продолжительностью работы бригады на захватке (t_4-4^н = t_4-5^o - t_4-4 = 28 дн.).

Далее расчет аналогичен предыдущему.

Таким образом, заполняют все клетки матрицы. Цифра в нижнем углу последней клетки матрицы показывает срок строительства всех объектов. В нашем примере он равен 39 дням.

2. Продолжительность возведения каждого объекта без учета перерывов (интервалов) и продолжительности каждого специализированного потока, а также общая величина перерывов определяются на матрице (см. табл.3) и записываются в дополнительных графах и строках.

3. Разность значений накрест лежащих углов по вертикали показывает величину вынужденного простоя захваток перед началом на них следующего процесса. Значения интервала (разрыва) указываются в матрице на вертикальной линии со значком «Х» (см. табл.3). Разрывы, образующиеся при выполнении смежных работ на захватке, удлиняют продолжительность строительства, но они необходимы для соблюдения требований технологии и непрерывности работы бригад. Поэтому при проектировании потоков учитывают возможные технологические и организационные перерывы.

Технологические перерывы обусловлены некоторыми особенностями строительных материалов. Например, после бетонирования конструкции до момента начала ее распалубливания необходим технологический перерыв для того, чтобы бетон достиг достаточной прочности; после окончания штукатурных работ до начала малярных необходим перерыв для твердения и сушки оштукатуренных поверхностей. Продолжительность технологических перерывов указывается в технологических картах на производство конкретного вида работ.

Организационные перерывы вводят для избежания простоев бригад на отдельных захватках. Например, исходя из условий техники безопасности послемонтажные работы на этаже многоэтажного здания могут быть начаты лишь при наличии двух перекрытий над этажом, где находятся рабочие.

4. Для оценки качества потока рассчитываются коэффициент плотности графика потока и коэффициент совмещения работ.

Коэффициент плотности графика потока К_пл определяется как отношение суммарной величины чистой работы, выполняемой на всех захватках, к той же величине с учетом организационных и технологических перерывов:

(10)

К_плхарактеризует степень использования фронтов работ бригадами. В случае отсутствия простоев на объектах (захватках) К_пл=1, что свидетельствует о полном использовании фронтов работ. Если К_пл<1, то это свидетельствует о том, что имеются случаи простоя фронтов работ.

Коэффициент совмещения работ К_с определяется отношением разности суммарной величины рабочего времени всех процессов на всех захватках и срока строительства к общей величине рабочего времени:

(11)

К_с характеризует величину совмещения работ, включенных в поток. Чем больше К_с, тем выше степень совмещения работ в потоке.

Согласно матрице (см. табл.3) коэффициент плотности матрицы К_пл = 79/(79+61)=79/140=0,564; коэффициент совмещения работ К_с = (79-39)/79=0,506.

5. Безразрывный путь рекомендуется находить, руководствуясь одним из двух правил:

¯ движением по матрице сверху вниз и слева направо по местам критических сближений от первой к последней клетке;

¯ при невозможности провести безразрывный путь по первому правилу стараются найти на матрице две клетки с одинаковыми значениями окончания и начала каких-либо процессов. Такие клетки соединяют пунктиром.

В нашем примере безразрывный путь определен по второму правилу. Двигаясь по намеченному пути, получаем расчетную продолжительность:

Т = 2+1+3+6+5+2+4+7+5+4 = 39 дн.

6. По данным табл. 3 строится циклограмма объектного потока. По вертикали в определенном масштабе откладывается число линий, соответствующее числу захваток или объектов, на которых производятся работы (в приведенном примере семь захваток). С левой стороны проводятся две вертикальные графы, в которых указываются наименование объектов или номера захваток.

По горизонтали вычерчивается календарная сетка, в которой указываются дни (рис.2).

В каждой линии наклонным отрезком изображается выполнение первой работы на каждой захватке. Работа на первой захватке будет начинаться с «0», а заканчиваться во второй день, на второй захватке – со второго дня, а заканчиваться – на третий и т.д. Второй процесс начинается на первой захватке с третьего дня и заканчивается на восьмой. На второй захватке второй процесс начинается с восьмого дня и заканчивается на одиннадцатый.

Аналогично строятся остальные процессы.

7. Критерий продолжительности потока является важнейшим, так как продолжительность оказывает влияние на эффективность строительства.

Продолжительность потока зависит от общей трудоемкости работ, численного состава бригад, а для неритмичного потока также от очередности включения в работу захваток, на которых функционирует поток. Расчеты показывают, что разница между продолжительностями выполнения работ в неритмичных потоках при наименее и наиболее рациональных очередностях включения в работу захваток достигает 15-20 %. Поэтому при организации неритмичных потоков поиск оптимальных вариантов включения в работу захваток осуществляется с помощью специальных методов, основанных на целенаправленном переборе очередности освоения частных фронтов.

Один из таких методов сводится к тому, что вначале рассчитывают ряд показателей, которые используют далее для построения матрицы с минимальной продолжительностью работ. К таким показателям относятся:

¯ суммарная продолжительность работ бригад на каждом фронте работ до ведущего частного потока1 (Σt_пред_.);

¯ суммарная продолжительность работ бригад на каждом фронте работ после ведущего частного потока (Σt_посл_.).

Эти показатели, подсчитываемые по данным матрицы, сводят в ее последние графы.

Для рассмотренного выше неритмичного потока (см. табл.3) ведущим является 3-й поток, так как его продолжительность наибольшая (25 дн.). Подсчитанные показатели сведены в дополнительную графу матрицы.

Оптимальную очередность строительства объектов записывают в новую матрицу (табл. 4) в следующем порядке. В первую строку матрицы записывают номер захватки, на которой суммарная продолжительность работ, предшествующих ведущему потоку (Σt_пред_.), минимальная. В нашем примере три объекта (II, III, V) имеют одинаковую минимальную продолжительность предшествующих работ, их и записывают в первые три строки матрицы сверху.

В последнюю строку записывается номер захватки с наименьшим значением суммарной продолжительности работ после ведущего потока (Σt_посл_.), т.е. объект I.

Затем заполняется вторая и предпоследняя строки новой матрицы таким образом, чтобы значения Σt_пред_., Σt_посл_. увеличивались по мере приближения к середине матрицы. Полученная матрица рассчитывается.

Рис. 2. Циклограмма объектного потока

Как видно из расчета новой матрицы, продолжительность строительства оказалась на 20 % меньше за счет сокращения организационных перерывов.

Согласно матрице (см.табл.3) коэффициенты плотности графика и совмещения работ соответственно равны 0,564 и 0,506. Для потока, рассчитанного на матрице (см.табл.4), значения этих коэффициентов выше: 0,669 и 0,608. Это свидетельствует о большем совмещении работ на захватках. При этом время перерывов на объектах до прихода очередных бригад сократилось с 61 до 39 дней, что привело к сокращению общего срока строительства шести объектов в потоке.

Таблица 4 – Принятый вариант очередности строительства объектов

Захватки

Процессы (номера бригад)

Σt_j

Σt^инт

Σt_пред. Σt_пос

4 4

⁰ ₁

² ₅

⁵ ₁₀

¹⁰ ₁₆

III

¹ ₄

⁵ ₆

¹⁰ ₁₂

¹⁶ ₁₉

⁴ ₅

⁶ ₉

¹² ₁₉

¹⁹ ₂₄

⁵ ₇

⁹ ₁₃

¹⁹ ₂₂

²⁴ ₂₈

⁷ ₁₃

¹³ ₁₅

²² ₂₆

²⁸ ₃₀

¹³ ₁₅

¹⁵ ₂₀

²⁶ ₃₀

³⁰ ₃₁

Σt_i

Σt^инт

Рассмотренный метод выбора очередности строительства объектов может быть применен с учетом некоторых ограничений. Например, при строительстве производственного комплекса очередность строительства объектов определяется прежде всего технологическими особенностями предприятия и задачами ускорения ввода в действие производственной мощности.

Затем учитываются потребности строительной организации, нуждающейся в техническом обслуживании строительного производства с минимальными затратами на временные устройства. Ограничения в определении очередности строительства объектов могут иметь место и при застройке жилых массивов, особенно если строительство ведут не на свободных территориях, а в условиях сноса старых строений.

Если подобных ограничений нет, может быть применен описанный метод сокращения организационных разрывов за счет соответствующей перестановки объектов в графике потока.