100
Введение
Строительство - одна из основных отраслей народного хозяйства страны, обеспечивающая создание новых, расширение и реконструкцию действующих основных фондов. Капитальному строительству принадлежит важнейшая роль в развитии всех отраслей производства, повышении производительности общественного труда, подъеме материального благосостояния и культурного уровня жизни народа.
Современное отечественное строительное производство создано в советский период. В наследство от царской России досталось технически отсталое строительное дело, характеризующееся большой долей ручного труда, слабо развитой промышленностью строительных материалов, как по объему производства, так и по номенклатуре изделий, сезонностью, отсутствием постоянных строительных организаций со своими инженерными и рабочими кадрами.
В 60-70-е годы масштабы строительства возрастали высокими темпами, но в последующие годы в экономике постепенно нарастают негативные тенденции. В строительстве, несмотря на значительное увеличение основных фондов, резко замедлились темпы роста производительности труда при опережающем повышении уровня заработной платы; понизилась трудовая и производственная дисциплина; продолжительность строительства по-прежнему превышала нормативную в два-три раза; качество оставалось низким; росло число маломощных строительных организаций; непомерно увеличился управленческий аппарат и стоимость строительства.
Сложившееся в строительстве положение стало препятствием в социальном и экономическом развитии страны. Принимаемые меры не обеспечивали коренного перелома.
Проводимая в Российской Федерации с 1992 г. кардинальная реформа резко изменила экономическую ситуацию к худшему. Строительство в России после многолетней опеки централизованного планирования и управления оказалось брошенным в никем не регулируемое рыночное пространство. Переход к новым условиям хозяйственной деятельности привел к снижению всех показателей в строительстве. Это связано с низкой инвестиционной активностью в сфере материального производства, неустойчивым финансированием, разрывом существовавших десятилетиями экономических и технологических связей, ничем не ограниченного роста всякого рода бюрократических разрешительных инстанций и другими объективными и субъективными причинами. Не оправдались ожидания масштабной помощи проводимым реформам со стороны западных стран.
Строительная отрасль, как и многие другие, находится в тяжелом критическом состоянии. При этом темпы снижения капвложений с начала 1990_х гг. значительно превышают темпы сокращения промышленного и сельскохозяйственного производства. Степень износа основных фондов в стройиндустрии и промышленности строительных материалов превышает 50%, а ввод новых фондов всего 1%, т.е. происходит сокращение мощностей. Парк строительной техники устарел, в нем преобладают оборудование большой мощности вместо небольших универсальных и специальных машин.
В два раза по сравнению с 1990 г. снизился ввод жилья. Положение усугубляется правовой и административной неразберихой и непомерно тяжелыми налогами, препятствующими нормальной хозяйственной деятельности.
С 1999 г. наметилась относительная стабилизация экономики и благоприятная тенденция в улучшении основных показателей строительной деятельности. Отрасль постепенно восстанавливается на новых экономических принципах. Крупные и средние строительные организации, ранее функционировавшие в составе больших многоуровневых иерархических структур, преобразованы в акционерные общества с частичным государственным участием.
Строительство имеет повышенную, по сравнению с другими отраслями, гибкость, возможность относительно быстрого расширения объема СМР применительно к потребностям народного хозяйства в целом. Это прежде всего относится к жилищному строительству, как к самому эффективному способу вывода самой строительной отрасли из кризиса. Опыт Москвы и области может служить примером инициирования бума жилищного строительства.
Для восстановления и развития строительства на новых экономических принципах предстоит большая и длительная работа по организации новых и модернизации действующих производственных мощностей в строительстве и в смежных отраслях.
Постепенно в строительстве создаются малые предприятия, в 2000 г. по данным Госстроя РФ они выполнили 28% подрядных работ. Производительность труда на них превышает соответствующие показатели для крупного и среднего бизнеса в строительстве на 90%. На выпуск современной строительной техники постановлением правительства в порядке конверсии переведено сорок предприятий оборонной промышленности. Тем не менее, основная задача развития малого и среднего бизнеса не решена.
До сих пор не получил широкого развития лизинг, в то время, как в развитых странах он является самым распространенным механизмом привлечения инвестиций на обновление основных фондов. При сравнительно небольшом финансировании он позволяет оперативно наращивать парк машин и оборудования, преодолеть отставание в средствах малой механизации.
Необходимо снять искусственные барьеры на пути развития частного бизнеса - дебюрократизировать систему, сократить число разрешительных органов и создавший их чиновничий аппарат; нормализовать процедуры и сроки разрешительной документации. Проводимая в стране правовая реформа и мероприятия по повышению дисциплины и ответственности государственных органов должны привести к положительным результатам.
Для руководителей строительного производства сейчас недостаточно только иметь инженерные знания.
Россия обладает квалифицированными кадрами инженеров и рабочих, не уступающих по своим техническим знаниям строителям индустриально-развитых западных стран. Но руководителям отечественных строек не хватает правовой и экономической культуры, четкости и пунктуальности в работе, знания и навыков использования возможностей современных информационных технологий являются базой управленческой деятельности.
Присущие рынку жесткие условия конкуренции разворачивают строительные фирмы лицом к потребителю. Появилась необходимость изучать потенциальных заказчиков, информировать их о своих возможностях и достоинствах, а получив заказ, - тщательно исследовать поставщиков и субподрядчиков. Все это представляет собой новое для российских строителей направление деятельности - маркетинг.
В организации строительного производства предстоит освоить современные методы работы в двух основных взаимосвязанных направлениях - компьютеризация и профессиональное управление. Основная идея этого опыта состоит в том, что управление производством - не вид деятельности, которым может заниматься любой человек, а самостоятельная, отдельная профессия, требующая соответствующих навыков и знаний. Особенно это важно для руководителей строительного производства, где управление, по мнению многих специалистов, на грани искусства, которым предстоит овладеть будущим инженерам-строителям.
1. Исходные данные для проектирования
1.1 Назначение здания и условия его эксплуатации
Площадка строительства, 4_х этажного гарнизонного общежития на 248 человек, расположена в городе Мирный, по улице Советская.
Общежитие запроектировано кирпичным 4_х этажным с тех подпольем. Все этажи являются типовыми жилыми этажами.
Проект разработан на следующих условиях:
- рельеф местности - условно горизонтальная площадка
- грунтовые воды в основании фундаментов отсутствуют
- грунты непросадочные, однородные, мало сжимаемые
Проект не рассчитан на применение в районах с сейсмичностью выше 6 баллов, районах горных выработок и вечной мерзлоты, а также в климатических подрайонах IА, IБ, IГ, IVА.
Оконные блоки принимаются с двойным остеклением.
За отметку 0,00 принят уровень чистого пола 1_го этажа.
Проект разработан для производства работ в зимних условиях.
Здание II класса, II степени долговечности, II степени огнестойкости.
1.2 Место расположения здания
Площадка строительства, 4_х этажного гарнизонного общежития на 248 человек, расположена в городе Мирный по улице Советская.
1.3 Климатические условия
В Архангельской области преобладает умеренно-континентальный климат лесной зоны.
Расчетная зимняя температура наружного воздуха: - средняя наиболее холодной пятидневки -32 0С.
Снеговой район: IV
Вес снегового покрова: 1500Н/см2
Ветровой район: I
Скорость ветра: 35 кгс/м2
Зона влажности: влажная
Климатический район: IIА.
Глубина промерзания: 1,6 м
Количество осадков: 675 мм
Сейсмичность района: отсутствует
1.4 Генеральный план и рельеф участка
Архитектурно-планировочные решения по застройке участка, благоустройству, вертикальной планировке и инженерным сетям выполнены на основании архитектурно-планировочного задания.
Рельеф участка ровный. Организация рельефа решена из условия не затопляемости участка.
Отвод поверхностных вод запроектирован по лоткам проезжей части, Установкой дожде приемных колодцев с дальнейшим выпуском в дождевую канализацию.
Комплекс работ по благоустройству участка предусматривает:
- устройство проездов
- устройство тротуаров
- устройство площадок
- устройство зеленых насаждений
Конструкции дорожной одежды приняты:
проездов - асфальтобетонное;
тротуаров - из песчаного асфальта;
дорожек - из бетонной плитки;
площадок - щебеночное.
Благоустройство территории предусматривает создание наиболее удобных условий для жизни, отдыха населения и решается в общем комплексе.
Вся свободная от застройки территория озеленяется путем устройства газонов, посадки деревьев и кустарников. Работы по озеленению должны производится только после окончания строительства сооружения.
1.5 Грунтовые и гидрогеологические условия
Рельеф исследуемой территории относительно ровный с общим пологим (i=0,003) уклоном на север, осложненный иногда овальными карстовыми воронками глубиной 0,5-2,0 м (закрытый карст). Современный рельеф в общих чертах повторяет морфологию кровли верхнекаменноугольных известняков покрытых маломощным слоем верхнечетвертичных отложений. Абсолютные отметки рельефа колеблются от 110 м (в северной части) до 119 м (в южной части). Относительный перепад высот составляет в пределах всей площадки 0,5-2,5 м.
Верхнечетвертичные отложения (gQIII) представлены мореными суглинками и в верхней части разреза маломощным (до 0,5 м) слоем супесей, по которым развит почвенно-растительный слой (лесные почвы) мощностью 0,2 м (pdQIV). Мощность мореных образований колеблется от 0,4 до 1,5 м. Основными условиями благоприятными для развития карста на данной территории является близкое к поверхности залегание каменноугольных пород и маломощный покров четвертичных отложений, залегающих на карбонатных породах, легко проницаемых для обильных атмосферных осадок и поверхностных вод. Породы, слагающие район неоднократно подвергались процессам карстообразования в прошлые геологические эпохи.
По степени растворимости карбонатные породы относятся к трудно растворимым.
Ниже приводится характеристика инженерно-геологических элементов в залегании сверху вниз.
Продуктивный горизонт почв (pdQIV).
ИГЭ - 1: Почвенно-растительный слой с корнями растений. Вскрыт повсеместно.
Мореные образования (gQIII)
ИГЭ - 2: Супесь палево-бурая, легкая до тяжелой, плотная, твердая. Слой залегает, как правило, под почвой, маломощный.
ИГЭ - 3: Суглинок коричнево-бурый, легкий, реже тяжелый, пылеватый, плотный, полутвердый и твердый, с гравием и галькой выветрелых известняков в 10-20%.
Верхнекаменноугольные образования (C3)
ИГЭ - 4: Известняк серый, светло-серый, тонкозернистый, выветрелый, плитчатый, трещиноватый, средней прочности. Rc=1,0-1,5 МПа. Условно-расчетное сопротивление R0=0.6МПа, 0,8<Квс<0,9. Коэффициент крепости по Протодьяконову -4
Подземные воды на период изысканий на всей исследуемой территории до глубины 2.7 м не отмечаются. Подземные воды пластово-трещинного типа приурочены к толще трещиноватых известняков и залегают на отметках 107 - 108 м.
В неблагоприятные периоды года возможно образование сезонной «верховодки» на малых глубинах 0,5-0,7 м и особенно в пониженных частях рельефа.
Грунты участка не засолены.
1.6 Источники водоснабжения
Водоснабжение жилого дома предусматривается от уличной сети водопровода.
При нижней разводке магистральный трубопровод от водомерного узла следует прокладывать в подвале.
Внутренние водопроводные сети проектируем из отельных оцинкованных труб.
Горизонтальный трубопровод укладываются с уклоном 0,002-0,005 в сторону ввода. Горизонтальные участки подводящих труб располагаются над полом, на высоте 0,15-0,26 м.
Кран мойки располагают на высоте 1,0-1,1 м над полом, кран умывальника -1 м, душ - 2,1 м. Подводка к низко расположенному смывному бачку унитаза находится на высоте 0,75 м.
Канализация прокладывается к городской сети.
Приемниками сточных вод служат санитарные приборы, трапы, сливы, воронки, лотки и т.п. Для приема дождевых сточных вод на поверхности кровли устанавливают водосточные воронки.
В выпусках от всех приемников (кроме унитазов) имеются решетки для задержания твердых загрязнений, могущих вызвать засорение трубопроводов.
Сеть внутренней бытовой канализации монтируют из чугунных канализационных труб. Стояки устанавливают как можно ближе к унитазам. Диаметр стояка должен быть одинаковым по всей высоте стояка и не менее 100 мм.
Выпуски укладываются с уклоном 0,000-0,01 при диаметре 150 мм, с плавным присоединением к стоякам. Наибольший уклон трубопроводов не должен превышать 0,15. Глубина заложения труб выпуска может быть на 0,3 м меньше глубины промерзания грунта. Наибольшая длина труб выпуска от стояка или от прочистки до оси смотрового колодца дворовой канализации при диаметре 150 мм - 10 м. При длине выпуска более указанной, необходимо предусматривать устройство прочисток (внутри здания) или дополнительного смотрового колодца (за его пределами).
Следует предусмотреть устройство и соответствующую заделку проемов через фундамент здания для выпусков канализации.
Продолжением стояков являются вытяжные трубы того же диаметра. Их выводят через чердак на 0,5 м выше неэксплуатируемой кровли здания. Вытяжные участки канализационных стояков выполняют из асбестоцементных или пластмассовых труб.
Для обеспечения бесперебойной роботы канализационной сети на ней должны быть ревизии и прочистки. На стояках ревизии устанавливают на верхнем и нижнем этажах. Но горизонтальных участках сети ревизии или прочистки устанавливают на поворотах и прямолинейных участках: при диаметре 100 мм - через 10 м (прочистка) или 15 м (ревизия).
1.7 Источники теплоснабжения и вентиляции
Источником теплоснабжения является городская теплосеть.
В здании запроектирована двухтрубная система теплоснабжения с нижней разводкой, внутренние сети проектируем из отельных оцинкованных труб.
В качестве нагревательных приборов принимаются чугунные радиаторы типа M-I40.
Температура теплоносителя (воды в системе отопления) принимаем: tо = 75 оС.
Нагревательные приборы следует располагать под окнами у наружных стен без ограждений. На лестничных клетках нагревательные приборы располагают при входе, не перенося их на лестничные площадки.
Кухни, ванные, уборные или объединенные санитарные узлы должны иметь вытяжную вентиляцию с естественной тягой непосредственно из помещений.
Вытяжная вентиляция жилых комнат в одно - двух- и трехкомнатных квартирах должна осуществляться через вытяжные каналы кухонь, ванных, уборных или объединенных санузлов.
При устройстве вентиляции из санитарных узлов допускается объединение вентиляционных каналов кухни и ванной, а также ванной и уборной одной квартиры.
Вентиляционные вертикальные каналы располагаются во внутренних кирпичных стенах. В местах пересечения стен каналы размещать не следует, чтобы не нарушить перевязь кирпичной кладки, от дверных притолок каналы должны отстоять на 1 кирпич. Расстояние между двумя каналами принимается в полкирпича. Размеры вертикальных каналов в кирпичных стенах должны быть кратными размерам кирпича.
При отсутствии внутренних кирпичных стен устраивают приставные каналы из блоков или плит (минимальный размер их 100х150 мм). Устройство вентиляционных каналов в наружных стенах или приставных каналов (без отступки) у наружных стен не допускается.
Вытяжные отверстия в помещениях располагаются на расстоянии 0,5 м от потолка. Внутренние поверхности каналов затираются цементным раствором.
1.8 Источники электроснабжения строительных объектов и машин
Электроснабжение предусмотрено от существующего распределительного пункта.
По степени обеспечения надежности электроснабжения объект относится к II категории.
В здании устанавливаться одно общее вводно-распределительное устройство или главный распределительный щит (ВРУ, ГРЩ), предназначенные для приема электроэнергии от городской сети и распределения ее по потребителям здания. В общественных зданиях ГРЩ или ВРУ должны располагаться у основного абонента независимо от числа предприятий, учреждений и организаций, расположенных в здании.
В жилых домах число горизонтальных питающих линий квартир должно быть минимальным. Нагрузка каждой питающей линии, отходящей от ВРУ, не должна превышать 250 А.
В домах высотой 4 этажа и более число горизонтальных питающих линий должно быть, как правило, не более двух. Разрешается увеличение числа линий, если нагрузка квартир не может быть обеспечена двумя линиями.
Электроприемники противопожарных устройств и охранной сигнализации в общественных зданиях независимо от категории по надежности их электроснабжения должны питаться от разных вводов. При этом отключение остальных потребителей не должно быть связано с отключением электроприемников противопожарных устройств.
Коммутационные и защитные аппараты линий, питающих противопожарные устройства, расположенные на ВРУ (ГРЩ), должны иметь отличительную окраску (красную).
Освещение лестниц, поэтажных коридоров, вестибюлей, входов в здание, номерных знаков и указателей пожарных гидрантов, огней светового ограждения и домофонов должно питаться линиями от ВРУ. При этом линии питания домофонов и огней светового ограждения должны быть самостоятельными. Питание усилителей телевизионных сигналов следует осуществлять от групповых линий освещения чердаков.
ВРУ И ГРЩ, как правило, должны размещаться в специально выделенных запирающихся помещениях (электрощитовых). Двери из этих помещений должны открываться наружу.
Не разрешается размещать электрощитовые в незадымляемых лестничных клетках.
ВРУ и ГРЩ разрешается размещать не в специальных помещениях при соблюдении следующих требований:
Устройства и щиты должны быть расположены в удобных и доступных для обслуживания местах (в отапливаемых тамбурах, вестибюлях, коридорах и т.п.);
Аппараты защиты и управления должны устанавливаться в металлическом шкафу или в нише стены, снабженных запирающимися дверцами. При этом рукоятки аппаратов управления не должны выводиться наружу, они должны быть съемными или запираться на замки.
Прокладка через электрощитовые трубопроводов систем водоснабжения, отопления (за исключением трубопроводов отопления щитовой), а также вентиляционных и других коробов разрешается как исключение, если они не имеют в пределах щитовых помещений ответвлений, а также люков, задвижек, фланцев, ревизий, вентилей. При этом холодные трубопроводы должны иметь защиту от отпотевания, а горячие тепловую несгораемую изоляцию.
Электрощитовые должны оборудоваться естественной вентиляцией и электрическим освещением. В них должна обеспечиваться температура не ниже 5 С.
В общежитиях следует предусматривать централизованный учет расхода электроэнергии счетчиками, устанавливаемыми на вводах в здания. Для возможности расчетов за потребленную электроэнергию по дифференцированным тарифам в проектах должны быть приведены данные об установленной мощности и расчетной нагрузке электрических плит, освещения жилых комнат, освещения помещений общего назначения, лифтов и других обще домовых потребителей (отдельно силовых и освещении).
Защитное заземление в электроустановках жилых и общественных зданий должно соответствовать требованиям СНиП 3.05.0685. К помещениям общего пользования с повышенной опасностью в жилых зданиях относятся: лестничные клетки, поэтажные холлы и коридоры, технические подполья и этажи, подвалы, подсобные помещения в подвалах с токопроводящими полами, чердаки, тепловые пункты, постирочные, сушильные, гладильные, электрощитовые.
Дополнительно к требованиям в жилых и общественных зданиях заземлению подлежат:
В помещениях розетки, устанавливаемые в сети напряжением 380-220 В для подключения переносных и передвижных электроприемников, должны иметь защитные контакты, присоединяемые к сети заземления;
В электроустановках различных назначений и напряжений для заземления должно применяться одно общее заземляющее устройство. Указанное требование не относится к специальным заземлениям технологического оборудования и приборов, которые учитываются в соответствующих технологических разделах проекта здания.
Запрещается использование в качестве заземляющих проводников металлических оболочек изоляционных труб, труб из тонколистовой стали с фальцем, металлорукавом, а также брони и свинцовых оболочек кабелей и сетей газоснабжения.
В жилых и общественных зданиях рекомендуется применение устройств защитного отключения (УЗО) на ток срабатывания не более 30 мА и время срабатывания до 100 мс.
В жилых домах УЗО рекомендуется устанавливать на вводе в квартиру.
При этом номинальный ток УЗО должен быть рассчитан на нагрузку квартиры. Рекомендуется также использование УЗО для переносных электробытовых приборов.
1.9 Обеспечение строительства кадрами
Снабжение строительства материалами рекомендуется производить с предприятий строительной области расположенных в непосредственной близости со строящимся объектом, с целью уменьшения транспортных расходов.
Кадрами, необходимыми для строительства объекта будет обеспечивать Спецтрест №2. Рабочие и инженерно-технические работники будут обеспеченны бытовками в количестве, предусмотренном требованиями СНиП. Спецтрест №2 обеспечен оборудованием, необходимым для ведения строительно-монтажных работ. В случае необходимости каких-либо машин, механизмов, или оборудования они выписываются на основании заявок.
1.10 Технико-экономческие показатели
Строительный объем: 12199,9 м3
В том числе подвала: 178,4 м3
Площадь застройки: 1017,7 м2
Жилая площадь: 1552,52 м2
Общая площадь: 2391,8 м2
Строительный объем на 1 человека: 49,2 м3
Жилая площадь на 1 человека: 6,27 м2
Общая площадь на 1 человека: 9,64 м2
Количество комнат на 3 человека: 40
Количество комнат на 2 человека: 56
Количество комнат на 1 человека: 16
2. Архитектурно-конструктивная часть
2.1 Теплотехнический расчет
2.1.1 Теплотехнический расчет стены
РАСЧЕТ ВЫПОЛНЕН ПО ПРОГРАММЕ: term7, авторы: Никулин С.В. Худяков А.Д.
Расчет выполнил: Ермолов Дмитрий Алексеевич
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:
Назначение ограждающей конструкции: Стена
Назначение помещения: Жилое здание
Температура внутреннего воздуха, °С: 20
Температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0.92, °С: -31
Средняя температура отопительного периода, °С: -4.7
Продолжительность отопительного периода, сут.: 251
Требуемое сопротивление теплопередаче назначается: Конструктивно
Требуемое сопротивление теплопередаче, м2·°С / Вт: 3.570
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности, Вт/м2·°С: 8.7
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности, Вт/м2·°С: 23
Коэффициент положения ограждения, n: 1
ПАРАМЕТРЫ СЛОЕВ:
№ слоя Ширина, м Коэффициент теплопроводности, Вт/м2·°С
_____________________________
1 Внутренний отделочный 0.020 0.930
2 Внутренний несущий 0.380 0.870
3 Утеплитель 0.140 0.046
4 Наружный несущий 0.120 0.870
_____________________________________________________________
Вид замкнутых воздушных прослоек: Вертикальная прослойка
Схема конструкции: Схема 2а (с неметаллическим теплопроводным включением)
Размер теплопроводных включений, м: 0.12
Коэфф. теплопр. материала теплопроводных включений, Вт/м°С: 0.87
Глубина заделки края(конца) теплопроводного включения в смежный слой, м.: 0.065
Площадь участков без теплопроводных включений, м2: 1
Площадь участков с теплопроводными включениями, м2: 0
Конструктивный шаг изменения толщины расчетного слоя, м: 0.01
Значение относительной влажности воздуха в помещении, %: 55
РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ:
Общая толщина конструкции, м.: 0.660
Значение коэффициента ЭТА: 0.270
Действительная упругость водяного пара, Па: 1285.900
РЕЗУЛЬТАТЫ ОСНОВНОГО РАСЧЕТА:
Величина ГСОП: 6199.70 сут.
Требуемое сопротивление теплопередаче назначалось Конструктивно и равно: 3.570 м2·°С / Вт
Толщина расчетного слоя, м: 0.14
Расчетное сопротивление теплопередаче, м2·°С / Вт: 3.798
и превышает требуемое на 6.39%
Величина Ra превышает Rб на 0.00%
Температура внутренней поверхности: 18.5 °С
Температура внутренней поверхности по теплопроводному включению: 17.1 °С
Температура точки росы: 10.7 °С
Выпадения конденсата не произойдет.
2.1.2 Теплотехнический расчет чердачного перекрытия
РАСЧЕТ ВЫПОЛНЕН ПО ПРОГРАММЕ: term7, авторы: Никулин С.В. Худяков А.Д.
Расчет выполнил: Ермолов Дмитрий Алексеевич
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:
Назначение ограждающей конструкции: Перекрытие чердачное
Назначение помещения: Жилое здание
Температура внутреннего воздуха, °С: 20
Температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0.92, °С: -32
Средняя температура отопительного периода, °С: -4.7
Продолжительность отопительного периода, сут.: 251
Требуемое сопротивление теплопередаче назначается: По СНиП
Требуемое сопротивление теплопередаче, м2·°С / Вт: 4.690
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности, Вт/м2·°С: 8.7
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности, Вт/м2·°С: 23
Коэффициент положения ограждения, n: 1
ПАРАМЕТРЫ СЛОЕВ:
№ слоя Ширина, м Коэфициент тепло-
проводности, Вт/м2·°С
___________________________________________________
Полужесткие минераловатные
плиты 0.190 0.041
Ж/плита 0.220 2.040
__________________________________________________
Вид замкнутых воздушных прослоек: Прослойка отсутствует
Схема конструкции: Без теплопроводного включения
Размер а теплопроводных включений, м: 0
Коэффициент теплопроводности материала теплопроводных включений, Вт/м°С: 1
Глубина заделки края(конца) теплопроводные включения в смежный слой, м.: 0
Площадь участков без теплопроводных включений, м2: 1
Площадь участков с теплопроводными включениями, м2: 0
Конструктивный шаг изменения толщины расчетного слоя, м: 0.01
Значение относительной влажности воздуха в помещении, %: 55
РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ:
Общая толщина конструкции, м.: 0.410
Действительная упругость водяного пара, Па: 1285.900
РЕЗУЛЬТАТЫ ОСНОВНОГО РАСЧЕТА:
Величина ГСОП: 6199.70 сут.
Требуемое сопротивление теплопередаче назначалось по СНиП и равно: 4.690 м2·°С / Вт
Толщина расчетного слоя, м: 0.19
Расчетное сопротивление теплопередаче, м2·°С / Вт: 4.900
и превышает требуемое на 4.49%
Величина Ra превышает Rб на 0.00%
Температура внутренней поверхности: 0.0 °С
Температура точки росы: 10.7 °С
Выпадения конденсата не произойдет.
2.2 Решение по применению строительных конструкций и материалов
Наружные стены предусматриваются из силикатного кирпича маки 100 на растворе марки 50.
Цоколь выполняется из глиняного обыкновенного кирпича марки 100 с облицовкой керамическими плитками типа «кабанчик».
Внутренние стены запроектированы из силикатного кирпича марки 75
Междуэтажные перекрытия запроектированы над всеми помещениями из железобетонных пустотных панелей толщиной 22 см.
Покрытие из ребристых железобетонных плит покрытий промышленных зданий.
В качестве утеплителя приняты полужесткие минераловатные плиты.
Кровля - рулонная с внутренним водостоком.
Лестницы - из крупноразмерных железобетонных маршей и железобетонных площадок с укладкой накладных проступей на марши и мозаичного отделочного слоя по верху площадок на заводе.
Перегородки - из гипсоцементных перегородочых плит размером 4080 см; двойные толщиной 20 см с воздушным зазором 4 см и одинарные - толщиной 8 см.
Отмостка вокруг здания асфальтобетонная шириной 75 см, толщиной 3 см по щебеночному основанию толщиной 7 см. Минимальный уклон отмостки от здания 4%.
Табл. 3.1 Указания по производству полов и отделке помещений
|
Наименование помещений |
Полы |
Отделка |
|||
|
Панель |
Стены |
Потолок |
|||
|
Жилые комнаты |
Линолеум |
- |
Клеевая покраска |
Клеевая покраска |
|
|
Вестибюль |
Мозаичный |
- |
Масляная покраска |
||
|
Кухни |
Плитка ПВХ |
Масляная покраска |
Клеевая покраска |
Клеевая покраска |
|
|
Лестничные клетки |
Мозаичный |
||||
|
Постирочные, санитарные узлы |
Керамическая плитка |
Глазурованные плитки |
Покраска краской ПВА |
Покраска краской ПВА |
|
|
Сушильные |
- |
Масляная покраска |
Масляная покраска |
||
|
Душевые |
- |
Глазурованные плитки |
|||
|
Комнаты персонала |
Линолеум |
- |
Клеевая покраска |
Клеевая покраска |
|
|
Электрощитовая |
Бетонный |
- |
|||
|
Кладовые, коридоры |
Линолеум |
- |
Покраска краской ПВА |
Покраска краской ПВА |
|
|
Комната для занятий |
- |
Клеевая покраска |
Клеевая покраска |
||
|
Комната для чистки и глажения одежды |
Масляная покраска |
Покраска краской ПВА |
Покраска краской ПВА |
||
|
Тамбуры |
Керамическая плитка |
Масляная покраска |
Клеевая покраска |
Клеевая покраска |
|
|
Тепловой узел |
Бетонный |
- |
Известковая побелка |
Известковая побелка |
|
|
Насосная |
|||||
2.3 Указания по производству работ
Производство работ по возведению здания должно выполнятся в полном соответствии с действующими Строительными Нормами и Правилами.
Фасады решаются с облицовкой стен силикатным кирпичом. Вертикальные четверти для оконных и дверных проемов принять 6,5 см. Горизонтальные четверти - 7,5 см.
При производстве отделочных работ руководствоваться следующими указаниями:
Кладка наружных стен ведется с расшивкой швов фасадной стороны, внутренние поверхности стен штукатурятся. Перегородки затираются. Фасадный экран козырька выполняется из профилированного алюминия.
Нижняя поверхность козырька подшивается вагонкой, которая покрывается бесцветным масляным лаком за 2 раза. В нижней обшивке предусматриваются отверстия для установки светильников.
Оконные переплеты с наружной стороны и наружные двери окрашиваются масляной краской светло-бежевого цвета. Нижние обвязки входных и тамбурных дверей с двух сторон обшиваются алюминиевыми листами. Потолки в местах сколов затираются. Швы на потолках расшиваются.
Ограждения внутренних лестниц, трубопроводы и отопительные приборы, внутренние двери окрашиваются масляной или эмалевой краской светлого тона в цвет стен.
Оконные переплеты с внутренней стороны и подоконные доски окрашиваются масляной краской белого цвета.
При производстве работ в зимних условиях кирпичную кладку вести способом замораживания. Для обеспечения прочности кирпичной кладки на период оттаивания и первоначального твердения раствора кладки необходимо разгрузить простенки 1го, 2го и 3го этажей постановкой под концы железобетонных перемычек деревянных стоек диаметром не менее 16 см на клиньях и распределительных подкладках.
Стойки устанавливаются точно одна над другой. Разгрузочные стойки и временные крепления должны сохраняться после оттаивания.
3. Расчетно-конструктивная часть
3.1 Расчет фундаментов мелкого заложения
Фундаменты мелкого заложения возводятся в открытых котлованах. Их отличительными особенностями являются передача нагрузки на основание преимущественно через подошву и отношение высоты фундамента к ширине менее четырех. Применение таких фундаментов обычно считается рациональным при глубине заложения до 2…4 м.
Рельеф исследуемой территории относительно ровный с общим пологим (i=0,003) уклоном на север, осложненный иногда овальными карстовыми воронками глубиной 0,5-2,0 м (закрытый карст). Современный рельеф в общих чертах повторяет морфологию кровли верхнекаменноугольных известняков покрытых маломощным слоем верхнечетвертичных отложений. Абсолютные отметки рельефа колеблются от 110 м (в северной части) до 119 м (в южной части). Относительный перепад высот составляет в пределах всей площадки 0,5-2,5 м.
Верхнечетвертичные отложения (gQIII) представлены мореными суглинками и в верхней части разреза маломощным (до 0,5 м) слоем супесей, по которым развит почвенно-растительный слой (лесные почвы) мощностью 0,2 м (pdQIV). Мощность мореных образований колеблется от 0,4 до 1,5 м. Основными условиями благоприятными для развития карста на данной территории является близкое к поверхности залегание каменноугольных пород и маломощный покров четвертичных отложений, залегающих на карбонатных породах, легко проницаемых для обильных атмосферных осадок и поверхностных вод. Породы, слагающие район неоднократно подвергались процессам карстообразования в прошлые геологические эпохи.
По степени растворимости карбонатные породы относятся к труднорастворимым.
В практике освоения закарстованных территорий наибольшее распространение получили монолитные железобетонные фундаменты в виде лент, перекрестных лент и плит, которые должны обеспечить необходимую прочность и жесткость конструкции и несущую способность основания при образовании под ними провала. Для уменьшения силового воздействия на краях сооружений рекомендуется устройство консольных выпусков за пределы контура сооружения.
Так как на нашей строительной площадке процессы карстообразования не обнаружены, то целесообразней использовать сборный вариант фундаментов. В связи с этим нужно предусмотреть ряд мероприятий, которые помогут избежать возникновение процессов карстобразования:
Устройство закрытой ливневой и промышленной канализации;
Предотвращение сброса химически агрессивных по отношению к карстующимся породам промышленных и бытовых вод;
Регулирование откачек подземных вод;
Ограничение объема утечки промышленных и хозяйственных вод в грунт;
Ограничение числа источников вибрации;
Ограничение объема взрывных работ.
Ниже приводится характеристика инженерно-геологических элементов в залегании сверху вниз.
Продуктивный горизонт почв (pdQIV).
ИГЭ - 1: Почвенно-растительный слой с корнями растений. Вскрыт повсеместно.
Мореные образования (gQIII)
ИГЭ - 2: Супесь палево-бурая, легкая до тяжелой, плотная, твердая. Слой залегает, как правило, под почвой, маломощный.
ИГЭ - 3: Суглинок коричнево-бурый, легкий, реже тяжелый, пылеватый, плотный, полутвердый и твердый, с гравием и галькой выветрелых известняков в 10-20%.
Верхнекаменноугольные образования (C3)
ИГЭ - 4: Известняк серый, светло-серый, тонкозернистый, выветрелый, плитчатый, трещиноватый, средней прочности. Rc=1,0-1,5 МПа. Условно-расчетное сопротивление R0=0.6МПа, 0,8<Квс<0,9. Коэффициент крепости по Протодьяконову -4. Предварительный расчет фундаментов на естественном основании произведен по программе BLOCK по расчетным сечениям. Программа BLOCK не предусматривает расчет скальных грунтов, поэтому ИГЭ - 4 (известняк) заменяем супесью с повышенными прочностными характеристиками.
Таблица 4.1 Физико-механические свойства грунтов
|
№ИГЭ |
№ИГЭ |
р, г/см3 |
рs, г/см3 |
W |
Сцепление, CII |
Угол внутреннего трения |
E, мПа |
Пределы пластичности |
е |
Sr |
IL |
Iр |
||
|
WL |
Wр |
|||||||||||||
|
1 |
Почвенно-растительный слой |
1.8 |
2.65 |
0.18 |
10 |
25 |
11 |
0 |
0 |
0.74 |
0.65 |
0 |
0 |
|
|
2 |
Супесь твердая |
1.9 |
2.78 |
0.12 |
10 |
24 |
12 |
0.19 |
0.13 |
0.6 |
0.52 |
-0,17 |
0.06 |
|
|
3 |
Суглинок полутвердый |
2.01 |
2.8 |
0.16 |
30 |
24 |
13 |
0.28 |
0.14 |
0.54 |
0.8 |
0.14 |
0.14 |
|
|
4 |
Супесь твердая |
2.3 |
2.15 |
0.12 |
50 |
32 |
60 |
0.13 |
0.09 |
0.15 |
1.76 |
-0,25 |
0.04 |
|
Рис. 4.1 Инженерно геологический разрез площадки
Оценка инженерно-геологических условий:
Подземные воды на период изысканий на всей исследуемой территории до глубины 2.7 м не отмечаются. Подземные воды пластово-трещинного типа приурочены к толще трещиноватых известняков и залегают на отметках 107 - 108 м.
В неблагоприятные периоды года возможно образование сезонной «верховодки» на малых глубинах 0,5-0,7 м и особенно в пониженных частях рельефа.
Рис. 4.2 План буровых скважин
Грунты участка не засолены.
Территория проектируемого строительства относится к району закрытого карста. Карстообразовательные и современные эрозионные процессы развиты слабо.
Грунты по степени морозной пучинистости относятся к слабым и среднепучинистым.
Степень коррозийной активности связных грунтов к свинцовой оболочке кабеля - средняя.
Нормативная глубина промерзания для данного района составляет 1,6 м
При проектировании сооружений на закарстованных территориях следует предусматривать мероприятия, исключающие возможность образования карстовых деформаций или снижающие их неблагоприятное воздействие на сооружения, к которым относятся:
заполнение карстовых полостей;
прорезка закарствованных пород глубокими фундаментами;
закрепление закарствованных пород или вышележащих грунтов;
водозащитные мероприятия;
исключение или ограничение неблагоприятных техногенных воздействий.
Выбор одного или комплекса мероприятий должен производиться с учетом видов возможных карстовых деформаций и их параметров, степени значимости сооружения, его конструктивных и эксплутационных особе нностей.
Принятые мероприятия не должны приводить к активизации карстовых процессов на примыкающих территориях.
В обоснованных случаях следует предусматривать контроль за развитием карстовых процессов в зоне сооружения во время его эксплуатации.
При проектировании сооружений на закарстованных территориях с возможностью образования провалов следует применять фундаменты с консольными выступами: неразрезные ленточные, пространственно-рамные, плоские и ребристые плитные.
При необходимости усиления оснований и фундаментов существующих сооружений следует предусматривать:
объединение отдельных фундаментов в пространственно-рамные конструкции;
устройство консольных выступов, поясов жесткости и т.п.;
закрепление грунтов основания;
заполнение образовавшихся провалов (песком, щебнем, цементным раствором и т.п.)
3.2 Сбор нагрузок
Таблица 3.2. Сбор нагрузок на элементы здания
|
Наименование материалов |
Удельный вес, кН/м3 |
Толщина, м |
Нормативная нагрузка на 1м2, кН |
Коэффициент надежности, гf |
Расчетная нагрузка на 1м2, кН |
|
|
Наружная кирпичная стена |
||||||
|
Кирпичная стена |
18 |
0.5 |
9 |
1.1 |
9.90 |
|
|
Утеплитель |
0.3 |
0.14 |
0.04 |
1.2 |
0.05 |
|
|
Всего |
9.04 |
1.15 |
9.95 |
|||
|
Внутренняя кирпичная стена |
||||||
|
Кирпичная стена |
18 |
0.38 |
6.84 |
1.1 |
7.52 |
|
|
Лестничный марш |
||||||
|
Лестничный марш 10/(2.7*1.35) |
2.74 |
1.1 |
3.02 |
|||
|
Лестничная площадка |
||||||
|
Лестничная площадка 12.8/(2.8*1.3) |
3.52 |
1.1 |
3.87 |
|||
|
Покрытие |
||||||
|
2 слоя рубероида |
14 |
0.01 |
0.28 |
1.2 |
0.34 |
|
|
Цементо-песчанная стяжка |
18 |
0.02 |
0.36 |
1.1 |
0.40 |
|
|
Пароизоляция |
6 |
0.005 |
0.03 |
1.2 |
0.04 |
|
|
Плита покрытия 19/(6*1,5) |
2.11 |
1.1 |
2.32 |
|||
|
Всего |
2.78 |
1.15 |
3.09 |
|||
|
Междуэтажное перекрытие |
||||||
|
Линолеум |
14 |
0.005 |
0.07 |
1.2 |
0.08 |
|
|
Древесно-волокнистая плита |
10 |
0.025 |
0.25 |
1.2 |
0.30 |
|
|
Пергамин |
6 |
0.005 |
0.03 |
1.2 |
0.04 |
|
|
Цементо-песчанная стяжка |
18 |
0. 04 |
0.72 |
1.1 |
0.79 |
|
|
Плита перекрытия 20.6/(6*1,5) |
2.29 |
1.1 |
2.52 |
|||
|
Всего |
3.36 |
1.16 |
3.73 |
|||
|
Чердачное перекрытие |
||||||
|
Досщатый пол |
5 |
0.02 |
0.1 |
1.2 |
0.12 |
|
|
Утеплитель |
0.8 |
0.2 |
0.16 |
1.2 |
0.19 |
|
|
Пароизоляция |
6 |
0.005 |
0.03 |
1.2 |
0.04 |
|
|
Плита перекрытия 20.6/(6*1,5) |
2.29 |
1.1 |
2.52 |
|||
|
Всего |
2.58 |
1.175 |
2.87 |
|||
|
Перегородки |
||||||
|
Перегородки 6*0.08*6*2.5*12/(6*24) |
0.6 |
1.2 |
0.72 |
|||
Сечение 1
Рис. 3.3.
Таблица 3.3.
|
Наименование нагрузок |
эксцентриситет, е |
Предельное состояние |
|||||
|
I |
Коэффициент надежности, гf |
II |
|||||
|
NII, кН/м.п |
МII, кН/м.п. |
NI, кН/м.п |
МI, кН/м.п |
||||
|
Постоянные нагрузки |
|||||||
|
Собственный вес перекрытия 4*3*3.36 |
0 |
40.32 |
0 |
1.16 |
46.77 |
0 |
|
|
Собственный вес чердачного перекрытия 3*2.58 |
0 |
7.74 |
0 |
1.18 |
9.09 |
0 |
|
|
Собственный вес перегородок 4*0.6*3 |
0 |
7.20 |
0 |
1.20 |
8.64 |
0 |
|
|
Собственный вес покрытия 3*2.78 |
0 |
8.34 |
0 |
1.15 |
9.59 |
0 |
|
|
Собственный вес стеновых блоков 13*3 |
0 |
39.00 |
0 |
1.10 |
42.90 |
0 |
|
|
Собственный вес стены 15.0*9.04*0.81 |
0 |
109.84 |
0 |
1.15 |
126.31 |
0 |
|
|
Итого |
212.44 |
0 |
1.39 |
294.65 |
0 |
||
|
Временные нагрузки |
|||||||
|
Снеговая 1.5*3*0.95 |
0 |
4.28 |
0 |
1.4 |
5.99 |
0 |
|
|
Полезная нагрузка на перекрытие 1.5*0.91*4*0.95*3 |
0 |
15.56 |
0 |
1.4 |
21.79 |
0 |
|
|
Итого |
19.84 |
0 |
1.4 |
27.77 |
0 |
||
|
Всего |
232.27 |
0 |
322.42 |
0 |
|||
ША1 = 0,4 + =1,43 шn1 = 0.4 + =0,91
Коэффициент остекленности Кост.=
Сечение 2
Рис. 3.4.
Таблица 3.4.
|
Наименование нагрузок |
эксцентриситет, е |
Предельное состояние |
|||||
|
I |
Коэффициент надежности, гf |
II |
|||||
|
NII, кН/м.п |
МII, кН/м.п. |
NI, кН/м.п |
МI, кН/м.п |
||||
|
Постоянные нагрузки |
|||||||
|
Вес лестничного марша 9*2.74*1.5 |
0 |
36.99 |
0 |
1.10 |
40.69 |
0 |
|
|
Вес лестничной площадки 9*3.52*1.5 |
0 |
47.52 |
0 |
1.10 |
52.27 |
0 |
|
|
Собственный вес чердачного перекрытия 1.5*2.58 |
0 |
3.87 |
0 |
1.18 |
4.55 |
0 |
|
|
Собственный вес покрытия 1.5*2.78 |
0 |
4.17 |
0 |
1.15 |
4.80 |
0 |
|
|
Собственный вес стеновых блоков 13*3 |
0 |
39.00 |
0 |
1.10 |
42.90 |
0 |
|
|
Собственный вес стены 17.0*9.04*0.93 |
0 |
142.92 |
0 |
1.15 |
164.36 |
0 |
|
|
Итого |
274.47 |
0 |
1.10 |
301.92 |
0 |
||
|
Временные нагрузки |
|||||||
|
Снеговая 1.5*1.5*0.95 |
0 |
2.14 |
0 |
1.40 |
2.99 |
0 |
|
|
Полезная нагрузка на перекрытие 3*0.88*9*0.95*1.95 |
0 |
44.02 |
0 |
1.40 |
61.62 |
0 |
|
|
Итого |
46.15 |
0 |
1.40 |
64.61 |
0 |
||
|
Всего |
320.63 |
0 |
366.53 |
0 |
|||
ША1 = 0,4 + =1,86 шn1 = 0.4 + =0,88
Коэффициент остекленности Кост.=
Сечение 3
Рис. 3.5.
Таблица 3.5
|
Наименование нагрузок |
эксцентриситет, е |
Предельное состояние |
|||||
|
I |
Коэффициент надежности, гf |
II |
|||||
|
NII, кН/м.п |
МII, кН/м.п. |
NI, кН/м.п |
МI, кН/м.п |
||||
|
Постоянные нагрузки |
|||||||
|
Собственный вес стеновых блоков 13*3 |
0 |
39.00 |
0 |
1.10 |
42.90 |
0 |
|
|
Собственный вес стены 15.0*9.04 |
0 |
135.60 |
0 |
1.15 |
155.94 |
0 |
|
|
Итого |
135.60 |
0 |
1.15 |
155.94 |
0 |
||
Сечение 4
Рис. 3.6.
Таблица 3.6
|
Наименование нагрузок |
эксцентриситет, е |
Предельное состояние |
|||||
|
I |
Коэффициент надежности, гf |
II |
|||||
|
NII, кН/м.п |
МII, кН/м.п. |
NI, кН/м.п |
МI, кН/м.п |
||||
|
Постоянные нагрузки |
|||||||
|
Собственный вес перекрытия 4*6*3.36 |
0 |
80.64 |
0 |
1.16 |
93.54 |
0 |
|
|
Собственный вес чердачного перекрытия 6*2.58 |
0 |
15.48 |
0 |
1.18 |
18.19 |
0 |
|
|
Собственный вес перегородок 4*0.6*6 |
0 |
14.40 |
0 |
1.20 |
17.28 |
0 |
|
|
Собственный вес покрытия 6*2.78 |
0 |
16.68 |
0 |
1.15 |
19.18 |
0 |
|
|
Собственный вес стеновых блоков 4.5*13 |
0 |
58.50 |
0 |
1.15 |
67.28 |
0 |
|
|
Собственный вес стены 13.67*6.84 |
0 |
123.58 |
0 |
1.10 |
135.93 |
0 |
|
|
Итого |
309.28 |
0 |
1.10 |
340.20 |
0 |
||
|
Временные нагрузки |
|||||||
|
Снеговая 1.5*6*0.95 |
0 |
8.55 |
0 |
1.40 |
11.97 |
0 |
|
|
Полезная нагрузка на перекрытие 1.5*0.91*4*0.77*6 |
0 |
25.23 |
0 |
1.40 |
35.32 |
0 |
|
|
Итого |
33.78 |
0 |
1.40 |
47.29 |
0 |
||
|
Всего |
343.05 |
387.49 |
|||||
ША1 = 0,4 + =1,13 шn1 = 0.4 + =0,77
3.3 Расчет фундаментов
3.3.1 Расчетная схема и исходные данные
Рис. 4.7 Расчетная схема к расчету 1_го сечения
Исходными данными для расчета служат:
1. Инженерно-геологический разрез площадки строительства (рис. 4.1);
2. План буровых скважин (рис. 2.1);
3. Таблица физико-механических свойств грунтов (табл. 4.1);
4. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства (п. 4.1);
5. Сбор нагрузок по сечениям (п. 4.2).
4.3.2. Определение размеров фундамента.
В большинстве случаев расчет фундаментов мелкого заложения выполняется по второй группе предельных состоянии. При этом используется расчетная схема основания в виде линейно деформируемой среды. Ее применение считается допустимым при развитии зон пластических деформаций грунтов в основании на глубину не более b/4, где b - ширина подошвы фундамента. Для выполнения этого условия среднее давление под подошвой р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, определяемого по СНиП 7, формула (7):
(4.1)
Где c1, c2 - коэффициенты условий работы.
K - коэффициент; принимают k=1 если характеристики грунта (ц и С) определены непосредственными испытаниями и k=1.1 если они приняты согласно СНиП;
My, Mq, Me-коэффициенты;
kz-коэффициент; при b<10 м kz=1, при b>10 м kz=8/b+0,2;
II - удельный вес грунт, залегающего ниже подошвы фундамента при наличии подземных водопределяется с учетом взвешивающего воздействия воды;
II1 - то же, залегающею выше и подошвы фундамента;
СII - удельное сцепление грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
d1 - глубина заложения фундамента, для сечений без подвала берется от отметки планировки DL, для сечений с подвалом (рис. 4.7)
di = hs + hcf *cf / II1 (4.2)
hs - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала;
hcf - толщина конструкции пола подвала;
cf - удельный вес материала пола подвала, обычно удельный вес бетона;
db - глубина подвала - расстояние от уровня планировки пола подвала; при глубине свыше 2 м принимают db=2 м, при ширине подвала более 20 м принимают db=0.
В случае залегания выше или ниже подошвы фундамента нескольких слоев грунта с удельным весом 1 2,…, n мощностью соответственно h1, h2,…, hn находят их средний удельный вес по формуле
II = (1h1 + 2h2 +… + nhn) / (h1 + h2 +… + hn). (4.3)
Под подошвой фундамента при этом рассматривается слой мощностью h1 +h2+… +hn =0,5b.
Давление под подошвой фундамента находят по формуле
p=(NII + Gf + Gg)/A, (4.4)
где Gf, Gg - вес фундамента и грунта на его уступах;
А - площадь подошвы фундамента.
В предварительных расчетах, когда площадь подошвы еще неизвестна, вычисляют приближенное значение давления:
p= NII /A+m d, (4.5)
где А=(l…l, 5) b2 или А=1b - соответственно для отдельных и ленточных фундаментов;
m - средний удельный вес грунта и материала фундамента, m=20…22 кН/м3 - в сечениях без подвала, m =16…18 кН/м3 - в сечениях с подвалом.
Для вычисления расчетного сопротивления грунта основании найдем значения параметров, входящих в формулу (5.1)
c1=1,2; c2=1,0; k=1; М = 1,34; Мq = 6,34; Мc= 8,55; kz = 1;
II= (18*0,2+19*0,4+20,1*0,4+23*0,8)/1,8=20,9 кН/м3;
d1 = 1,13 м; II1= 23 кН/м3; db= 0,97 м; СII = 50
Расчетное сопротивление грунта:
R=1,2*1/1*[1.34*1*b*20.9+6.34*0,83*23+(6.34-1)*0.97*23+8.55*50]=
=33,61*b+833,9
Приближенное значение давление под подошвой фундамента:
p=232,27/b2+17*2,1 = 232,27/ b2+35,7
Значение R и p при b=0,1; 0,5; 1 приведены в таблице 4.7
Таблица 4.7
|
В |
2 |
R |
Р |
|
|
0,1 |
23 |
837,26 |
23262,7 |
|
|
0,5 |
23 |
850,71 |
964,78 |
|
|
1 |
23 |
867,51 |
267,97 |
|
Принимаем типовой фундамент Ф_8 с размерами подошвы b=800 мм, l=2380 мм и Ф_8-12 b=800 мм, l=1180 мм.
Расчетное сопротивление грунта R=33,61*0,8+833,9=860,79кПа
Вес фундамента Gf=14кН
Среднее давление на основание
P=(232,27+14)/(0,8*1)=307,84кН
Условие R>p выполняется.
3.3.3 Проверка вертикальных напряжений на кровле подстилающего слоя грунта
Так как в пределах сжимаемой толщи основания слоя грунта, залегает однородный слой грунта, проверку вертикальных напряжений на кровле подстилающего слоя грунта выполнять не следует.
3.3.4 Расчет осадки основания
Определяем давление на отметке подошвы фундамента FL=115,6 м
Напряжение создаваемое почвенно-растительным слоем
18*0,2=3,6 кПа
Напряжение создаваемое слоем супеси
19*0,4=7,6 кПа
Напряжение создаваемое слоем суглинка
20,1*0,4=8,04 кПа
Напряжение создаваемое слоем супеси
23*1,0=23,0 кПа
Отсюда уzg0=3.6+7.6+8.04+23=46.84 кПа
Основание на большую глубину сложено однородным грунтом - супесью, поэтому при его расчленении на элементарные слои не нужно учитывать границы между различными инженерно-геологическими элементами.
P=307,84-46,84=261 кПа
Таблица 4.8. Напряжение от собственного веса грунта
|
№ИГЭ |
z, м |
уzg0, кПа |
о=2z/b |
б |
0,2уzg0, кПа |
уzр, кПа |
|
|
- |
0 |
46.84 |
0 |
1 |
9.37 |
261.00 |
|
|
4 |
0.5 |
58.34 |
1 |
0.82 |
11.67 |
214.02 |
|
|
4 |
1 |
69.84 |
2 |
0.55 |
13.97 |
143.55 |
|
|
4 |
1.5 |
81.34 |
3 |
0.39 |
16.27 |
101.79 |
|
|
4 |
2 |
92.84 |
4 |
0.30 |
18.57 |
78.30 |
|
|
4 |
2.5 |
104.34 |
5 |
0.24 |
20.87 |
62.64 |
|
|
4 |
3 |
115.84 |
6 |
0.20 |
23.17 |
52.20 |
|
|
4 |
3.5 |
127.34 |
7 |
0.17 |
25.47 |
44.37 |
|
|
4 |
4 |
138.84 |
8 |
0.15 |
27.77 |
39.15 |
|
|
4 |
4.5 |
150.34 |
9 |
0.13 |
30.07 |
33.93 |
|
|
4 |
5 |
161.84 |
10 |
0.11 |
32.37 |
28.71 |
|
Таблица 4.9. Вычисление осадки основания
|
Номер слоя (i) |
№ИГЭ |
уzрв, кПа |
уzрн, кПа |
уzрi кПа |
hi, м |
Ei, кПа |
Si, м |
|
|
1 |
4 |
261.00 |
214.02 |
237.51 |
0.5 |
60000 |
0.00158 |
|
|
2 |
4 |
214.02 |
143.55 |
178.79 |
0.5 |
60000 |
0.00119 |
|
|
3 |
4 |
143.55 |
101.79 |
122.67 |
0.5 |
60000 |
0.00082 |
|
|
4 |
4 |
101.79 |
78.30 |
90.05 |
0.5 |
60000 |
0.0006 |
|
|
5 |
4 |
78.30 |
62.64 |
70.47 |
0.5 |
60000 |
0.00047 |
|
|
6 |
4 |
62.64 |
52.20 |
57.42 |
0.5 |
60000 |
0.00038 |
|
|
7 |
4 |
52.20 |
44.37 |
48.29 |
0.5 |
60000 |
0.00032 |
|
|
8 |
4 |
44.37 |
39.15 |
41.76 |
0.5 |
60000 |
0.00028 |
|
|
9 |
4 |
39.15 |
33.93 |
36.54 |
0.5 |
60000 |
0.00024 |
|
|
10 |
4 |
33.93 |
28.71 |
31.32 |
0.5 |
60000 |
0.00021 |
|
|
Итого |
0.0061 |
|||||||
Таким образом, осадка основания составила 6,1 мм.
Рис. 4.8. Схема определения вертикальных напряжений в линейно деформируемом полупространстве
3.4 Расчет каменных конструкций здания
3.4.1 Расчет простенка на вертикальную нагрузку
Так как стена здания многослойная и состоит из четырех слоев, один из которых слой утеплителя из минераловатных плит то этот слой в расчете несущей способности не учитывается. Отдельные слои стены соединены между собой жесткими связями. Жесткими называются связи, если при любом теплоизоляционном слое расстояние между осями вертикальных диафрагм из тычковых рядов кирпичей, соединяющих конструктивные слои не превышает 120 см и 10h, где h - толщина более тонкого конструктивного слоя.
При приведении сечения стены к одному материалу толщина слоев принимается фактической, а ширина слоев по длине стены определяется исходя из соотношения расчетных сопротивлений R и коэффициентов использования прочности т слоев по формуле
bred = bmiRi/(mR),
3.9 Конструкция трехслойной стены и ее расчетное сечение
где bred - приведенная ширина слоя; b - фактическая ширина слоя; R=1.3МПа и m=1_расчетное сопротивление и коэффициент использования прочности основного несущего слоя, к которому приводится сечение Ri =1.3МПа и mi=0.8 - то же, для любого другого слоя.
bred = 168 *1,3*1/(1,3*0,8) = 134 см
Площадь приведенного сечения 1,34*0,12+1,68*0,38 = 0,8м2
В результате приведения получается, как правило, тавровое сечение с полкой в сторону основного слоя.
Коэффициенты использования прочности слоев в многослойных стенах т и тi приведены в табл. 44, а в стенах с облицовкой табл. 45 [6].
Вес 1 м2 стены толщиной 640 мм, состоящий из веса кладки равен:
(0,380+0,120)*1*18 = 9 кН/м2, веса штукатурки 0,02*1*18 = 0,36 кН/м2
и веса утеплителя 0,14 * 1 *0,3 = 0,04 кН/ м2
9+0,36+0,04=9,4 кН/ м2
Рис. 3.10. Расчетная схема стены жилого дома
С учетом коэффициента надежности по нагрузке и по назначению этот вес будет равен: (9*1,1 + 0,36*1,3+0,04*1,3) *0,95 = 9,9 кН/ м2
Расчетные постоянные нагрузки составляются (см. рис 4.11):
от участка стены, расположенного выше низа покрытия, т.е. выше отметки 10,9 м,
G3 = 9*1.1*0.95 * (13,8-10,9) * 3,38 = 92,18 кН
G3 = 9*1.1*0.95 * 1,05 * 3,38 = 33,37 кН
от простенка G2 = 9,9*1.68*1.45 = 24,12 кН,
от участка стены расположенного в промежутке между низом перекрытия и низом перемычки, G1 = 9,9*3,38*0,3 = 10,4 кН
Глубина заделки панелей перекрытий в стену 12 см, тогда равнодействующая с перекрытий будет приложена на расстоянии 12/3 = 4 см от внутренней грани стены и эксцентриситет приложения этой нагрузки ео = 0,5*64 - 4 = 28 см. Изгибающий момент, вызываемый ею в сечении 1-1 Ml = 90,85*0,28 = 25,44 кН*м.
Т. к. стена имеет значительные проемы, и сечение 2-2 близко расположено к сечению 1-1, в качестве расчетных сечений принимаем сечение 2-2 и 3-3.
Нагрузка от части простенка между сечениями 2-2 и 3-3 равна 0,7*3,38*9,9 = 23,42 кН.
Статический расчет
Согласно СНиП 2.01.07-85 при расчете стен полезные (времени) нагрузки в жилых помещениях допускается снижать умножением коэффициент шn1 = 0.4 + =0,91;
где ША1 = 0,4 + 0,6/=1,43
шn1 = 0.4 + =0,68
А - грузовая площадь; п - число перекрытий над рассматриваемым сечением.
В нашем случае при А = 10,14 м2 и ША1 = 0,4 + 0,6 =0,96: коэффициент равен: для первого этажа - 0,68; второго - 0,72; третьего -0,80; четвертого - 0,96;
Обозначения расчетных усилий и точки их приложения показаны на рис 3.9., а их определение сведено в таблице 3.10.
Таблица 3.10. Усилия и моменты в сечениях стены
|
Этаж |
Сечение |
Обозначение |
Формула |
Значение усилй |
|
|
Первый |
II-II |
N |
92.8+90.85+10.4*4+24.12*3+33.37*3+53.03*3 |
556.81 |
|
|
M |
25.44*(2.8-0.23)/2.8 |
23.35 |
|||
|
III-III |
N |
92.8+90.85+10.4*4+24.12*4+33.37*3+53.03*3 |
580.93 |
||
|
M |
25.44*2/3 |
16.96 |
|||
|
Второй |
II-II |
N |
92.8+90.85+10.4*3+24.12*2+33.37*2+53.03*2 |
435.89 |
|
|
M |
25.44*(2.8-0.23)/2.8 |
23.35 |
|||
|
III-III |
N |
92.8+90.85+10.4*3+24.12*3+33.37*2+53.03*2 |
460.01 |
||
|
M |
25.44*2/3 |
16.96 |
|||
|
Третий |
II-II |
N |
92.8+90.85+10.4*2+24.12+33.37+53.03 |
314.97 |
|
|
M |
25.44*(2.8-0.23)/2.8 |
23.35 |
|||
|
III-III |
N |
92.8+90.85+10.4*2+24.12*2+33.37+53.03 |
339.09 |
||
|
M |
25.44*2/3 |
16.96 |
|||
|
Четвертый |
II-II |
N |
92.8+90.85+10.4 |
194.05 |
|
|
M |
25.44*(2.8-0.23)/2.8 |
23.35 |
|||
|
III-III |
N |
92.8+90.85+10.4+24.12 |
218.17 |
||
|
M |
25.44*2/3 |
16.96 |
|||
Рис. 3.11. План и схематический разрез простенка
Конструктивный расчет
Расчет начинаем с наиболее нагруженного первого этажа для сечения 2-2, в котором действует усилие N = 383,16 кН и изгибающий момент М = 23,35 кН*м. Эксцентриситет приложения продольной силы равен:
ео = М / N = 23,35 /383,16 = 0,061 м = 6,1 см.
Расчетная высота простенка 1о = 2,8 м
Так как толщина стены 64 см > 30 см, то mgl = 1 и выделение из полной продольной силы ее длительной составляющей не требуется.
Выбираем марку кирпича 100. Жилые помещения имеют нормальную влажность, поэтому согласно табл. 4 [6] необходимо использовать марку раствора не ниже 10. Для первого этажа принимаем марку раствора 50. Тогда для принятых материалов упругая характеристика кладки по табл. 22 [6] б = 750 и расчетное сопротивление по табл. 9 [6] R=1.5MПa.
Высота сжатой зоны hc = h - 2ео = 64 - 2*4,2 = 55,61 см.
Гибкость стены лh = 280/64= 4,38 при которой по табл. 23 [6] коэффициент продольного изгиба ц= 0,997.
То же, при гибкости сжатой части сечения лhс = lo/hc=280/55,61 = 5,41
цс =0,994.
Средний коэффициент продольного изгиба цl =(0,997 + 0,994) /2 = 0,995
Коэффициент ц1= 0,9955 принимают для средней трети высоты этажа.
Площадь сжатой зоны сечения:
Ас=А (1-2ео/h)=168*64 (1-2*4,19/64)=9342,4 см2
Коэффициент щ=1 + 6,1/ 64 = 1,09 < 1,45 (см. табл. 26 [6])
Требуемое сопротивление
R=N/цlmglщАс=556,81*10-3*0,95/(0,996*1*1,09*9342,96*10-4)=0,38МПа<1.5МПа
Несущая способность простенка в сечении 2-2:
Nadm = цl mgl щ Ас R
Nadm=0.9955*l*1.09*1.5*103 8702,4*10-4=1704.5 кН>1165.9*0.95=1417кН
Для сечения 3-3 щ Ас изменяются не значительно, а цl= 0,9955 тогда несущая способность этого сечения:
Nadm=0.994 *1*1.009*1.5*103* 1.1367 = 1702.3 кН >1165.9*0.95=1417 кН
При марке кирпича 100 и марке раствора 50 несущая способность простенка на уровне первого этажа обеспечена.
Аналогично производим расчет для всех остальных этажей и сводим его в таблицу.
Таблица 3.11. Расчет и подбор марки раствора и кирпича
|
Этаж |
ео, см |
Марка кирпича и раствора |
hc |
цl |
|