Расчет наружной стены здания и его фундамента

Расчет наружной стены здания и его фундамента Определить толщину наружной кирпичной стены административного корпуса, стоящего в г. Запорожье. Исходные данные для расчета: Климатические параметры для г. Запорожья № п/п Расчетная зимняя температура наружного воздуха и зона влажности 1 Абсолютная минимальная -34 2 Наиболее холодных суток, обеспеченностью 0,92 -22 3 -22 4 Зона влажности Третья (сухая) Микроклимат помещения административного корпуса и условия эксплуатации ограждения. № п/п Наименование Значение 1 Расчетная температура внутреннего воздуха tв = 18 0 С 2 Влажность воздуха φ = 55% Задается в проекте 3 Влажностный режим помещения Нормальный 4 Условия эксплуатации ограждения А Табл. 7 Конструкция стены и расчетные коэффициенты. Расчетные коэффициенты № слоя Материал Толщина, м λ, Вт/(м2 х0 С) S, Вт/(м2 х0 С) на цементно-песчаном растворе 2 Маты жесткие 0,1 0,064 0,73 R0 тр = n (tв – tн^ tн х αв = 1 (18-(-22)) / 5,5 х 8,7 =0,84 Вт/(м2 х 0 С) По СНиП «Строительная теплотехника» R0 тр0 тр Определяем общее сопротивление теплопередачи стен: R0 = 1/8,7 +0,5 + 0,02 + 1,56 + 1/12 = 2,27 Вт/(м2 х 0 С) R0 > R0 тр => что условие теплотехническим требованиям выполнено. Теплотехнический расчет перекрытия административного корпуса. Конструктивная схема перекрытия и коэффициенты. Характеристики слоев Расчетные коэффициенты № слоя Толщина, м λ, Вт/(м2 х0 С) S, Вт/(м2 х0 С) 1 ж/б плита 0,161,92 17,98 2 Цементно-0,04 0,76 9,60 -песчаный раствор 3 Маты жесткие 0,1 0,064 0,73 4 Рубероид 0,015 0,17 3,53 R0 ½ = 2,76 Вт/(м2 х 0 С) R0 > R0 тр => что условие теплотехническим требованиям выполнено. Исходные данные. 2 Район строительства характеризуется следующими климатическими параметрами: Среднемесячная температура воздуха в январе составляет -150 С; абсолютная минимальная температура -340 С; Наиболее холодных суток -220 С; зона влажности – сухая. Нормативное значение ветрового давления составляет 0,38 кН/м2 , нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности составляет 0,5 кН/м2 . Нормативная глубина промерзания грунта составляет 0,9 м. По результатам изысканий было выяснено, что площадка здания сложена слоями третьего типа грунтов общей мощностью 30 м. Нормативное давление на грунт 12 кг/см2 , возможная просадка исключена. Подземные воды при изысканиях вскрыты не были. Рельеф площадки строительства административного корпуса равнинный. Общий рельеф площадки строительства перепады до 12 метров по высоте. Основные местные условия: В процессе работы спорткомплекса вредные выделения окружающей среды отсутствуют. Количество рабочих смен спорткомплекса – 1 (одна). ЖБК-6; щебень - передаточный карьер; песок – песчаный карьер; опалубка – НИКТИМ и Сантехзаготовки ул. Тамбовская 1. Максимальное расстояние от поставщика конструкций и материалов 19 км. Спорткомплекс по ул. Немировича-Данченко делится на три очереди: 1 очередь – административное здание; 2 очередь – оздоровительный центр; 3 очередь спортзалы и кафетерии. При строительстве спорткомплекса используется существующий рельеф местности. Водоотвод атмосферных вод (естественный) осуществляется в существующие ливневые канализации по ул. Тбилисской, Немировича-Данченко, Набережной. 2 ) устройство альпинариев (с общей площадью 300 м2 ). ТЭП. Площадь застройки 5800 м2 ; 2 ; Коэффициент застройки К1 Площадь автодорог 960 м2 ; 2 ; Площадь озеленения 750 м2 ; К2 = (960 + 470 + 750 + 5800) / 7980 = 1,0 Объемно - планировочные решения. Принятый тип здания запроектирован с максимальной привязкой к естественному рельефу местности с целью минимилизации трудозатрат по разработке каменных пород площадки строительства. Количество пролетов (10-18 х 6 м) принято из условий размещения в них помещений необходимых для процессов спорткомплекса; Высота помещения 3,3 м принята и условий минимальных потребностей объема помещения на одного служащего. Помещения в административном здании расположены по кругу с минимальной площадью коридора и расстояния связывающие их. В центре этажа расположена незадымляемая лестница диаметром 7,3 м защищенная ж/б стеной 300 мм от потока огня, с предусмотренной мощностью приточно-вытяжной вентиляции мощностью 26000 м3 / час. Так же эвакуация потока людей распределяется в смежные части здания поэтапно, и при помощи пожарных лестниц в случаи отсутствия прохода на смежную часть здания. Все помещения оборудованы противопожарной сигнализацией; несущие элементы здания сохраняют 100% несущую способность по нагрузки минимум два часа. К1 = 3684 /4807 = 0,76 К2 Естественное помещения решено сплошным остеклением фасада. На каждом этаже расположена группа санузлов (женские и мужские по 3 санузла). Комната отдыха для персонала вестибюли для посетителей и смотровые площадки. Конструктивное решение: В предыдущем разделе вариантное проектирование по ТЕП приняты ж/б несущие конструкции. Ж/б колонны рассчитаны на осевое сжатие от 220т до 180т. Ж/б перекрытие Рассчитано на полезную нагрузку 400 кг/м2 . Здание каркасное: колонны 400х400 мм монолитное ж/б перекрытие δ = 160 мм Кровля рулонная (эксплуатируемая). Перегородки помещения двухсторонние гипсокартонные δ = 120 мм. Перегородки санузлов из керамического кирпича δ = 125 мм. Фундаменты ж/б стаканного типа. «Архитектурно-художественное решение». Здание разноуровневое, имеет различную конфигурацию этажей в плане соблюдая пропорции габарита. При видимой мощности здания созданной его площадью создается его изящность и легкость отсутствием габаритных элементов каркаса, а так же сложным остеклением фасада. Здание имеет внутри цилиндрическую форму ядра жёсткости с винтовыми лестницами, на которую нанизаны дисковые перекрытия изящной формы, имеющие в плане различные геометрические фигуры. Отделка стен и потолков. Оштукатуривание цементно-известковым раствором; окраска объёмными водоэмульсионными составами; полы см. тип полов на чертежах АС. Санитарно-техническое оборудование. Кондиционирование и вентиляция см. раздел охрана труда (расчёт при - точно-вытяжной вентиляции) с механическим побуждением. Канализация - хозяйственно-фекальная. Электроснабжение от сети района с напряжением 380/220 В. 2. Расчет и проектирование Ж/Б фундамента под колонну среднего ряда Для скальных грунтов несущая способность основания: Ф = Кm Rнс Rнс2 – временное сопротивление образцов скального грунта на одноосное сжатие. Кmm = 0,5 [справочник проектировщика зданий А. П. Величкина]. Ф = 24 кг/см2 х 0,5 = 12 кг/см2 Задание на проектирование: Рассчитать и сконструировать Ж/Б фундамент под колонну среднего ряда. Бетон фундамента Кл. В15, арматура нижней сетки А-II, конструктивная А-I. R0 = 1,2 МПа Средний вес материала фундамента γmf = 20 кН/м3 Н1 = 1,2 м – глубина заложения. Решение. Расчетные характеристики материалов: Для бетона Кл. В15: Rb = 8. 5 МПа; Rbt γb 2 = 0,9; для арматуры А-IIRs = 280 МПа Расчетная нагрузка на фундамент от колонны первого этажа с учетом γn = 0,95 - N1 = 2721 кН Сечение колонны 400х400 см. Nn = N1 / γf = 2721 / 1. 15 = 2366 кН Где γf – средний коэффициент надежности по нагрузке. Af = Nn0 – γmf х Н1 ) = 2366000 / (1,2 х 106 – (20 х 1,2) х 103 ) = 2366000 / 1176000 = 2,0 м2 А = √Аf = √2. 0 = 1. 41 м Принимаем размер подошвы фундамента 1,5х1,5 м (кратно 300 мм) Af = 2,25 м2 Определяем высоту фундамента: Вычисляем наименьшую высоту фундамента из условий продавливания его колонной по поверхности пирамиды при действии расчетной нагрузки: h0 min = - (hc + bc / 4) + ½ х √ N1 / (0,9 х Rbt + Рsf ) Rbt3 кН/м3 Рsf = N1f = 2721 / 2,29 = 1188 кН/м2 = 118,8 Н/см2 hc = 0,4 мbc = 0,4 м h0 min Полная минимальная высота фундамента – Hf min = h0 αb = 40 см + 4 см = 44 см Где αb = 4 см – защитный слой бетона. Минимальная рабочая высота первой ступени: h01 = (0,5 Psfα – hc -2 h0 )) / √ R2 Rbt Psf = (0,5 х 118,8 х (150 – 40 – 2 х 46)) / √ 2 х 0,75 х (100) х 118,8 h01 = 22,2 см Принимаем h1 = 22. 2 + 4 = 26. 2 см h1 = 30 см Q = 0,5 (а – hc – 2 h0 ) Psf = 0,5 х (1,5 – 0,4 – 2 х 0,46) х 1188 = 107 кН. Минимальное поперечное сечение воспринимаемое бетоном: Qbφb 3 (1 + φ1 + φn ) γb 2 Rb 1 bh0 = 0,6 х 0,9 х 0,75 х (100) х 100 х 30 = 121000 Н = 121 кН Q1 = 107 кН < Qb = 121 кН, условие удовлетворяется. Размер второй степени фундамента принимаем h = 300мм а = 1200 мм, b = 1200 мм. 0 к боковым граням колонны. F ≤ α а Rb0 Um F = N1 – A0 fpPsf = 2721 х 103 – 25,6 х 103 118,8 = 321 х 103 Н A0 fp = (hc + 2 h0 )2 = (40 + 2 х 60)23 см Um = 4 (hc0 ) = 4 х (40 + 60) 400 см F = 321 х 103 Н < 0,9 х 0,75 х (100) х 60 х 400 = 1620 х 103 Н Условие на продавливание удовлетворяется. При подсчете арматуры для фундамента принимаем изгибающие моменты п сечения, соответствующих расположению уступов фундамента. М1 = 0,125 Psf (а – а1 )22 х 1,5 М1 М2 = 0,125 Psf (а – а1 )2 b = 0,125 х 1188 х (1,5 - 0,4)2 М2 = 269 кН х м Psf = 1188 кН/м2 Подсчет потребного количества арматуры А – IIIRs Аs I I / 0,9 h0 I Rs = 8010000 / 0. 9 х 30 х 365 х (100) Аs I = 8010000 / 985500 = 8,12 см2 Аs II = MII / 0,9 h0 II Rs = 26900000 / 0,9 х 60 х 365 (100) Аs II = 13,64 см2 Принимаем сетку: 7 ø 14 Аs = 13,87 см2 Л итература 1. Авдотьин Л. H., Лежава И. Г., Смоляр И. М. Градостроительное проектирование. Учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1989. 2. Архитектура гражданских и промышленны зданий. Т. 2 «Основы проектирования» под ред. Предтеченского В. М. –М.: Стройиздат, 1976. 214 с. 3. Архитектура гражданских и промышленных зданий т. 3 «Жилые здания» под ред. Шевцова К. К. –М.: Стройиздат, 1982. 239 с. 4. Архитектура гражданских и промышленных зданий т. 5 «Промышленные здания» под ред. Шубина Л. Ф. –М.: Стройиздат, 1986. 239 с. 5. Байков В. Н., Сигалов Э. Е. Железобетонные конструкции: Общий курс. – М.: Стройиздат, 1991. - 768 с. 6. БНІП 2. 02. 01-83 Будiвельнi норми i правила. Норми проектування основ будiвельникiв та споруд. М: Будвидав. 1985 7. Горохов В. А. и др. Инженерное благоустройство городских территорий. М.: Стройиздат, 1986. 8. Губень П.І. Проблеми цiноутворення в умовах ринкових вiдносин та шляхи їх подолання. – „Вiсник Академiї будiвництва України”. 2000, № 8. с. 19-22. 9. Долматов Б.І. Механiка грунтiв, основи та фундаменти. – М. Будвидав, 1990