Решение задачи: Источники водоснабжения (расширенная теория)

Для решения задачи выберем вариант №1 (цифры в скобках указывают на номер варианта). Задача 1. Подбор башенного крана Для подбора крана необходимо рассчитать требуемые технические параметры: грузоподъемность, высоту подъема крюка и вылет стрелы. 1. Требуемая грузоподъемность (\( Q_{тр} \)): Рассчитывается как сумма массы самого тяжелого элемента и массы грузозахватного устройства (строп, траверс). Примем массу строп \( q = 0,4 \) т. \[ Q_{тр} = P_{эл} + q \] \[ Q_{тр} = 4,6 + 0,4 = 5,0 \text{ т} \] 2. Требуемая высота подъема крюка (\( H_{кр} \)): \[ H_{кр} = h_{зд} + h_{зап} + h_{эл} + h_{стр} \] где: \( h_{зд} = 17 \text{ м} \) — высота здания; \( h_{зап} = 0,5 \text{ м} \) — запас по высоте (безопасное расстояние); \( h_{эл} = 2,1 \text{ м} \) — высота монтируемого элемента; \( h_{стр} = 2,5 \text{ м} \) — расчетная высота строп. \[ H_{кр} = 17 + 0,5 + 2,1 + 2,5 = 22,1 \text{ м} \] 3. Требуемый вылет стрелы (\( L_{стр} \)): При установке крана с одной стороны здания шириной \( B = 24 \text{ м} \): \[ L_{стр} = b + B + a \] где \( b \) — расстояние от оси подкранового пути до ближайшей стены (примем \( 5 \text{ м} \)), \( a \) — запас. Для упрощения школьного расчета примем, что кран должен перекрывать всю ширину здания с учетом безопасного отступа: \[ L_{стр} \approx 5 + 24 = 29 \text{ м} \] Вывод по задаче 1: Необходим кран с грузоподъемностью не менее \( 5,0 \text{ т} \), высотой подъема \( 22,1 \text{ м} \) и вылетом стрелы \( 29 \text{ м} \) (например, КБ-403 или аналогичный). Задача 2.1. Определение времени разработки котлована Дано (вариант 1): Объем котлована \( V = 4800 \text{ м}^3 \). Коэффициент разрыхления \( K_р = 1,18 \). Время цикла \( t_{цик} = 35 \text{ с} \). Примем объем ковша экскаватора \( q_к = 1,0 \text{ м}^3 \) и коэффициент наполнения ковша \( K_н = 0,9 \). 1. Техническая производительность экскаватора в час: \[ P_ч = \frac{3600 \cdot q_к \cdot K_н}{t_{цик} \cdot K_р} \] \[ P_ч = \frac{3600 \cdot 1,0 \cdot 0,9}{35 \cdot 1,18} \approx \frac{3240}{41,3} \approx 78,45 \text{ м}^3/\text{час} \] 2. Эксплуатационная производительность за смену (\( 8 \text{ часов} \)) с учетом коэффициента использования времени \( K_в = 0,85 \): \[ P_{см} = P_ч \cdot 8 \cdot K_в \] \[ P_{см} = 78,45 \cdot 8 \cdot 0,85 \approx 533,46 \text{ м}^3/\text{смену} \] 3. Время разработки котлована (\( T \)): \[ T = \frac{V}{P_{см}} \] \[ T = \frac{4800}{533,46} \approx 9 \text{ смен} \] Задача 2.2. Определение количества автотранспорта 1. Время одного рейса самосвала (\( T_{рейс} \)): \[ T_{рейс} = t_{погр} + \frac{2 \cdot L}{V_{ср}} + t_{разгр} \] Время погрузки (\( t_{погр} \)) при объеме кузова \( 15 \text{ м}^3 \): \[ t_{погр} = \frac{15}{P_ч} = \frac{15}{78,45} \approx 0,19 \text{ ч} \] \[ T_{рейс} = 0,19 + \frac{2 \cdot 25}{20} + 0,5 = 0,19 + 2,5 + 0,5 = 3,19 \text{ ч} \] 2. Количество рейсов одного самосвала в смену: \[ N_{рейс} = \frac{8}{T_{рейс}} = \frac{8}{3,19} \approx 2,5 \text{ рейса} \] 3. Требуемое количество самосвалов (\( N_{авт} \)): Для обеспечения бесперебойной работы экскаватора: \[ N_{авт} = \frac{P_{см}}{V_{куз} \cdot N_{рейс}} \] \[ N_{авт} = \frac{533,46}{15 \cdot 2,5} = \frac{533,46}{37,5} \approx 14,2 \] Ответ: Для вывоза грунта необходимо 15 самосвалов.