ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. Архитектурно-конструктивная часть

1.1 Исходные данные

1.2 Генеральный план

1.2.1 Благоустройство и озеленение

1.3 Объемно-планировочное решение

1.3.1 Объемно-планировочные характеристики здания

1.4 Художественно-эстетическое решение

1.5 Архитектурно-конструктивные решения

1.5.1 Фундаменты

1.5.2 Стены

1.5.3 Перегородки

1.5.4 Перекрытия и покрытия

1.5.5 Кровля

1.5.6 Лестницы

1.5.7 Полы

1.5.8 Окна и двери

1.5.9 Теплотехнический расчет конструкций здания

1.6 Инженерное оборудование

1.6.1 Теплоснабжение

1.6.2 Отопление и вентиляция

1.6.3 Водоснабжение

1.6.4 Канализация

1.6.5 Электроснабжение

1.6.6 Газоснабжение

1.6.7 Слаботочные системы

1.7 Охрана окружающей среды

2. Расчетно-конструктивная часть

2.1 Расчет и конструирование многопустотной панели перекрытия

2.1.1 Исходные данные для проектирования

2.1.2 Определение нагрузок и усилий

2.1.3 Установление размеров сечения плиты

2.1.4 Характеристики прочности бетона и арматуры

2.1.5 Расчет прочности плиты по сечению нормальному к продольной оси

2.1.6 Расчет прочности плиты по сечению наклонному к продольной оси

2.1.7 Геометрические характеристики приведенного сечения

2.1.8 Потери предварительного напряжения арматуры

2.1.9 Расчет по образованию трещин нормальных к продольной оси

2.1.10 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси

2.1.11 Проверка по раскрытию трещин наклонных к продольной оси

2.2 Расчет лестничной площадки

2.2.1 Описание конструкции

2.2.2 Расчет плиты площадки

2.2.3 Расчет лобового ребра

2.2.4 Расчет пристенного ребра

2.2.5 Расчет бокового ребра

2.3 Расчет и конструирование лестничного марша

2.3.1 Описание конструкции

2.3.2 Определение нагрузок и усилий

2.3.3 Расчет армирования

3. Основания и фундаменты

3.1 Инженерно-геологические условия

3.2 Физико-механические свойства грунтов

3.3 Выбор типа фундаментов

3.4 Сбор нагрузок и определение расчетных усилий действующих на фундаменты

3.5 Расчет ленточных фундаментов

3.5.1 Выбор глубины заложения фундаментов

3.5.2 Расчет ленточного фундамента Ф-1

3.5.3 Расчет ленточного фундамента Ф-2

3.5.4 Расчет ленточного фундамента Ф-3

3.6 Расчет свайных фундаментов

3.6.1 Выбор размеров и глубины погружения свай

3.6.2 Расчет несущей способности забивной сваи

3.6.3 Определение количества свай в свайном фундаменте

3.6.4 Расчет осадки свайных фундаментов

4. Технология и организация строительства

4.1 Введение

4.2 Определение состава и выбор способов производства работ

4.3 Определение объемов и трудоемкости строительно-монтаж ных работ

4.4 Выбор основных строительных машин и механизмов

4.4.1 Выбор монтажного крана

4.4.2 Выбор транспортных средств

4.5 Проектирование календарного плана

4.6 Объектный строительный генеральный план

4.6.1 Определение потребности во временных зданиях и сооружениях

4.6.2 Расчет временных складов

4.6.3 Проектирование временного водоснабжения и электроснабжения строительной площадки

4.6.4 Проектирование временных дорог

4.6.5 Технико-экономические показатели строительного генерального плана

4.7 Технологическая карта на устройство кровли

4.7.1 Введение

4.7.2 Подготовительные работы

4.7.3 Устройство пароизоляции

4.7.4 Теплоизоляция

4.7.5 Устройство 4^х -слойного рубероидного ковра

4.7.6 Контроль качества кровельных работ

4.7.7 Техника безопасности и противопожарные мероприятия при устройстве кровель

5. Безопасность жизнедеятельности

5.1 Анализ возможных причин производственного травматизма при строительстве и мероприятия по их недопущению

5.2 Безопасность работ при разработке грунта

5.3 Естественное и искусственное освещение

5.4 Расчет времени эвакуации при пожаре

5.5 Безопасная эксплуатация грузоподъемных машин

6. Экономическая часть

6.1 Определение сметной стоимости объекта

6.2 Определение экономической эффективности новой техники

7. Анализ компьютерных технологий вариантного проектирования фундаментов и оснований

7.1 Анализ компьютерных технологий многовариантного проектирования фундаментов и оснований

7.2 Разработка и функционирования оболочки ПК АПОФЕОС

7.3 Принципы параметрической оптимизации и выбор расчетных параметров и критериев оценки просчитываемых вариантов

7.4 Оптимизация ФВК с использованием ПК АПОФЕОС

Заключение

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Строительство – одна из основных отраслей народного хозяйства страны, обеспечивающее создание новых, расширение и реконструкцию действующих основных фондов.

Капитальному строительству принадлежит важнейшая роль в развитии всех отраслей производства, повышение производительности общественного труда, подъема материального благосостояния и культурного уровня жизни народа.

Архитектура общественных зданий претерпела в последние годы существенные изменения. В проектировании общественных зданий широко используется системный подход, охватывающий градостроительные, архитектурно-художественные и функционально-планировочные, технические и экономические аспекты проектных решений. В основе архитектурно-планировочного решения лежат функциональное назначение зданий, их техническое оснащение и экономическое объемно-планировочное решение.

Сокращение затрат в архитектуре и строительстве осуществляется рациональными объемно-планировочными решениями зданий, правильным выбором строительных и отделочных материалов, облегчением конструкции,, усовершенствованием методов строительства. Главным экономическим резервом в градостроительстве является повышение эффективности использования земли.

В данный дипломный проект, включаются как вариантные поиски объемно-планировочного решения, так и конструктивные расчеты, экономическую оценку и графическую работу.

Исходные данные

Город Кисловодск расположен в зоне с нормальной влажностью. Господствующими ветрами являются ветра восточного направления.

Согласно СНиП 2.01.01 – 82 «Строительная климатология и геофизика» район строительства характеризуется следующими данными:

район строительства (строительно-климатическая зона) IIIБ;

расчетная зимняя температура-24°С;

средняя температура наиболее холодный суток-18°С;

скоростной напор ветра45кг/м² ;

снеговая нагрузка50кг/м² ;

глубина промерзания грунта0,9м

По данным технического отчета об инженерно геологических изысканиях на площадке строительства отрицательных физико-геологических процессов и явлений, влияющих на общую устойчивость участка, не отмечено. В качестве основания здания приняты суглинки, имеющие следующие расчетные характеристики:

угол внутреннего трения φ = 27°С;

удельное сцеплениес = 24.2кПа;

модуль деформацииЕ = 15Мпа;

Грунтовые воды обнаружены на глубине 10.7-15.1 м.

Согласно акту выбора площадки для строительства, архитектурно-планировочного решения, задания на проектирование, принят индивидуальный проект.

Генеральный план

Семи-девятиэтажный 38-квартирный жилой дом возводится на участке площадью 0,45 га, расположенном в промышленном районе г. Кисловодска на пересечении улиц Декабристов и Пятигорской, которые ограничивают участок с запада и севера. К югу отведенного участка расположен 5-ти этажный 70-ти квартирный жилой дом.

Основным в решениях генерального плана является:

размещение дома, обеспечивающее подъезды к нему, а так же санитарные и противопожарные разрывы;

вертикальная планировка с высотной привязкой дома, обеспечивающая отвод поверхностных вод с площадки и сброс их в ливневую канализацию.

Принятое расположение дома обеспечивает подъезд и подход к нему с ул. Декабристов. Санитарные и пожарные разрывы между рядом расположенными зданиями соответствуют СНиП 2.07.01.89 и СНиП 2.01.02.89

Здание размещается на красной линии и ориентированно на юго-восток. Рельеф участка спокойный, имеет уклон в северном направлении до 1% . Расположение и ориентация здания на участке выполнены с соблюдением требований СНиП 2.08.01-85 к ориентации и инсоляции помещений.

За относительную отметку -0,500 принят уровень чистого пола торгового зала. Система координат городская.

Для создания уклонов, обеспечивающих оптимальную посадку здания и отвод поверхностных вод, проектируется сплошная вертикальная планировка. Продольные уклоны по дорогам приняты от 0,5 до 1%. Предусмотрены водоотводные лотки и канавы, отвод поверхностных вод осуществляется закрытым способом.

1.2.1 Благоустройство и озеленение

Генеральный план на территории свободной от застройки предусмотрена посадка деревьев и кустарников, создание газонов. Озеленение участка составляет 43% от его площади. Проектом предусматривается установка малых архитектурных форм – скамьи.

Подъезды, тротуары и внутредворовые площадки имеют асфальтобетонное и плиточное покрытие.

Генеральным планом предусмотрено зонирование территории:

зона отдыха;

детские площадки;

хозяйственные площадки.

Детские игровые площадки оборудованы песочницей, скамейками, гимнастической стенкой, качелями, качалкой-балансиром. Хозяйственные площадки оборудованы установками для сушки белья и установками для чистки одежды.

Согласно СНиП 2.07.01-89 проектом предусмотрено устройство открытой площадки для временного расположения автомобилей.

Объемно-планировочное решение

Настоящим индивидуальным проектом предусматривается строительство 7-9 этажного 38 квартирного жилого дома со встроенно-пристроенным магазином товаров повседневного спроса.

Проектируемый объект находится на пересечении оживленных магистралей ул. Декабристов и ул. Пятигорской, что предъявляет повышенные требования к созданию архитектурно-художественной выразительности здания. Жилой дом блокируется со строящимся пятиэтажным жилым домом со стороны ул. Декабристов. С востока к проектируемому дому примыкает территория школы. В объемно-пространственном отношении проектируемый объект – это и односекционный дом с разновысотными частями (7 и 9 этажей). Здание имеет сложный план, благодаря выступающим и заходящим лоджиям. Уличные фасады не дублируют друг друга. Их пластика выполнена в сдержанной манере, что соответствует окружающей застройки. В оформлении используются такие приемы как нижнее обрамление оконных проемов, деталировка ограждений лоджий, фрагменты «ковровой» кладки на северном фасаде и акцент придают плотные фронтоны, расположенные с выступом к основной плоскости стены. Наружные стены проектируется выполнить из силикатного кирпича с деталировкой керамического лицевого камня.

Жилой дом

7-9ти жилой дом запроектирован с различным набором квартир :

однокомнатных – 8,

двухкомнатных –23,

трехкомнатных –7.

В каждой квартире проведено планировочное зонирование: четко выражена группа помещений дневного пребывания, включая переднюю, общую комнату и спальню или группу спален с санитарным узлом. Проходные комнаты в квартирах отсутствуют.

Все комнаты имеют хорошие пропорции. Квартиры оборудованы встроенными шкафами или хозяйственными кладовыми, а также антресолями. В кухне предусмотрено место для холодильника.

Ванны запроектированы длиной 1700мм. Проект разработан с техническим подвалом. Высота этажа принята 2,8м. Жилые комнаты ориентированы в основном на юг и запад, что обеспечивает нормальную освещенность и инсоляцию помещений.

Магазин

В состав жилого дома входит встроенно-пристроенный продовольственный магазин «Агро», торговой площадью 200м² .

В магазине предусмотрено 3 одлела:

гастрономический;

мясо-рыба;

овощной.

Вход в магазин имеет угловое решение. Загрузка товаров осуществляется через деборкадер, расположенный с улицы Пятигорской.

Таблица 1.1

Экспликация помещений

1.3.1 Объемно-планировочные характеристики здания

1. Общая площадь здания-7193,75м² ;

2. Общая площадь квартир-6441,84м² ;

3. Площадь застройки-1336,4м² ;

4. Количество этажей-7-9

5. Количество квартир:

однокомнатные-8шт

двухкомнатные-23шт;

трехкомнатные-7шт;

6. Строительный объем-29468,5м³ ;

в том числе:жилая часть-26194,2м³ ;

не жилая-3274,3м³ .

Художественно-эстетическое решение

Здание запроектировано с учетом особенностей архитектуры существующей застройки и ограничено влияет на нее.

Кирпичные стены внутри жилого дома отделываются мокрой штукатуркой. Перегородки из штучных гипсобетонных плит, с одной стороны выравниваются и отделываются бес песчаной накрывкой, а с другой стороны затираются штукатурным раствором. Поверхности железобетонных панелей на потолках шпаклюются. Швы между ними расшиваются цементным раствором. Стены, перегородки и потолки отделываются улучшенной клеевой покраской. В жилых комнатах стены оклеены обоями. В кухнях и санузлах устраиваются масляные панели светлых тонов на высоту h =150см. В кухнях предусмотрена облицовка белыми глазурованными плитками участка стены h = 45см, низ облицовки на 85 см от пола, в пределах кухонного оборудования по фронту и с заходом на боковые стены по ширине оборудования. Стены выше панелей окрашиваются маслинной краской.

Поверхности стен лестничных клеток отделываются масляной краской. По периметру площадок и карманов лестничных клеток устраивается плинтус h=6.5см из глазурованных керамических плиток черного цвета или темных тонов. Вдоль маршей площадок устраивается фриз из штукатурного раствора высотой 30см с последующей покраской. Лестничные площадки запроектированы с облицовкой керамической плиткой. Нижние плоскости маршей белятся. Боковая грань лестничных маршей не примыкающая к стене, окрашивается силикатной краской по цвету близкому к цвету фриза лестничных клеток. Откосы оконных и дверных проемов, переплеты окон, полотна дверей, шкафные блоки и антресольные блоки окрашиваются масляными красками.

Фасад магазина облицовывается тонко-пиленным естественным камнем светлого тона. Боковые стены и портал деборкадера облицовываются керамическим кирпичом. Внутренние стены торгового зала облицовываются глазурованной плиткой на высоту h=200см. Стены выше панелей окрашиваются высококачественной масляной покраской. Покрытие торгового зала устроить из бетона мозаичного состава. Потолок отделывается улучшенной клеевой покраской. Стены, перегородки и потолки служебных и подсобных помещений отделываются улучшенной масляной покраской. В санузлах, душевых и моечных устраиваются панели из глазурованной плитки высотой h=200см.

Под магазином имеется подвал, где располагаются охлаждающие камеры, помещения для хранения металлической тары и венткамера.

Архитектурно-конструктивные решения

Жилой дом разработан с учетом размещения его в городской застройке.

· Класс здания II.

· Степень долговечности II.

· Степень огнестойкости II.

Здание 7-9^ти -этажное с подвалом, чердаком и стальной кровлей, водосток внутренний.

Конструктивная схема жилого дома решена с несущими продольными и поперечными стенами. Устойчивость при воздействии сейсмических нагрузок обеспечивается следующими конструктивными решениями:

1. В фундаментах и стенах подвала обеспечена перевязка кладки в каждом ряду, а так же в углах и пересечениях на глубину 1/3 высоты блока. Фундаментные блоки-подушки укладываются в виде непрерывной ленты, по верху которой уложен пояс из раствора М100 высотой 40мм, и арматурой 3ø10 A-I.

2. Стены комплексной конструкции, в которых вертикальные железобетонные стойки и горизонтальные антисейсмические железобетонные пояса по периметру здания в уровне перекрытия и покрытия образуют четкую каркасную систему.

3. Все пересечения и углы стен армируются заводской сеткой на участки прилегающих стен на 1,5-2м через 700мм по высоте.

В проекте приняты следующие конструктивные решения:

1.5.1Фундаменты

Сборные ленточные фундаменты выполнены из бетона класса по прочности на сжатие В15. Толщина фундаментных блоков от 0,8м до 1,2м, стеновых фундаментных блоков 0,4м и 0,5м.

Конструкция фундаментов разработана в разделе настоящего дипломного проекта «Основание и фундаменты».

1.5.2 Стены

Наружные стены подвергаются многочисленным несиловым и силовым воздействиям. Стены воспринимают собственную массу, постоянные и временные нагрузки от перекрытия крыши, воздействия ветра, неравномерной деформации основания.

Наружные стены здания – из керамического кирпича толщиной 510мм. Конструкция наружной стены приведена в разделе теплотехнический расчет. Приведенное сопротивление теплопередаче наружных стен R=2,543(м² °С)/Вт.

Внутренние стены здания – толщиной 380мм из керамического кирпича.

1.5.3 Перегородки

Перегородки выполнены из гипсовых плит толщиной 80мм для межкомнатных перегородок и 90мм из легкобетонных плит в случае перегородок санузлов.

1.5.4 Перекрытия и покрытия

Перекрытия – это ограждающая конструкция здания, членящая его по высоте на этажи. Номенклатура изделий определена архитектурно-планировочными и конструктивными решениями здания.

Плиты перекрытия, плиты лоджий и балконов, плиты перекрытия машинного помещения лифтов, плиты покрытия в проектируемом здании сборные железобетонные многопустотные толщиной 220 мм (серия 1.141-1 «Панели железобетонные многопустотные»). Предел огнестойкости конструкции 0,75часа, что удовлетворяет требованиям СНиП II-2-80 для зданий второй степени огнестойкости.

1.5.5 Кровля

В проектируемом здании кровля принята плоской. Состав кровли:

· защитный слой из крупнозернистого песка на битумной мастике;

· 3^х -слойный гидроизоляционный рубероидный рулонный ковер;

· цементно-песчаная стяжка толщиной 20 мм.

Водоотвод принят внутренний.

1.5.6 Лестницы

Лестницы предназначены для сообщения между помещениями, расположенными на разных этажах. Лестницы, лестничные площадки и марши – сборные железобетонные.

1.5.7 Полы

Полы приняты в жилых комнатах, прихожих – паркетные, кухнях – линолеум по легкобетонной стяжки. В санузлах, ванных комнатах покрытие пола – керамическая плитка. Экспликация полов приведена в таблице 1.2.

Таблица 1.2

Экспликация полов

1.5.8 Окна и двери

Все окна и двери здания приняты в соответствии со следующими нормативными документами: ГОСТ 11214-86 «Окна и балконные двери деревянные с двойным остеклением для жилых и общественных зданий», серия 1.136 – 10 «Двери деревянные внутренние для жилых и общественных зданий», серия 1.136.5-19 «Двери деревянные наружные для жилых и общественных зданий».

Размеры окон назначены в соответствии с нормативными требованиями естественной освещенности и архитектурной композиции. Балконные двери имеют одинаковое с окнами решение переплетов, коробки и светопрозрачные части. Спецификация заполнения дверных и оконных проемов приведена в таблице 1.3

Таблица 1.3

Спецификация элементов заполнения оконных и дверных проемов

1.5.9 Теплотехнический расчёт конструкций здания.

Теплотехнический расчет наружных ограждений гражданских и промышленных зданий производится в соответствии с указаниями СНиП II-3-79* ''Строительная теплотехника'' 1996 года. В соответствии с этими указаниями общее сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R₀ следует принимать в соответствии с заданием на проектирование, но не менее требуемых значений, R₀ ^тр , определяемых исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий по формуле (1) СНиП II-3-79* и условий энергосбережения – по таблице 1б* СНиП II-3-79*.

Таблица 1.4

Элементы стены

1. Назначаем конструкцию, материалы и ориентировочные толщины d всех слоев ограждения (см. таблицу 1.4).

2. Подсчитываем нормативную (требуемую) величину сопротивления теплопередаче R₀ ^тр1 :

R₀ ^тр1 = n·(t_В -t_Н )/ t_Н ·α_В ,

где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху; для наружных стен и покрытия n=1;

t_в – расчетная температура внутреннего воздуха (⁰ С), принимаемая согласно

ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений, 18⁰ С;

tн – расчетная зимняя температура наружного воздуха (⁰ С), равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 2.01.01-82, -22 ⁰ С;

Dt^н – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, 4 ⁰ С;

a_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, 8,7 Вт/м^{2. 0} C.

R₀ ^тр1 =1· [18- (-18)]/4·8,7=1,034 м^{2 . 0} С/Вт.

3. Определяем R₀ ^тр2 по таблице 1б^* СНиПа в зависимости от величины ГСОП (градусо-сутки отопительного периода).

ГСОП = (t_В -t_ОТ.ПЕР. ) ×x× z_ОТ.ПЕР ,

где t_В – расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений;

t_ОТ.ПЕР ., z_ОТ.ПЕР. – соответственно средняя температура (⁰ С) и продолжительность (сутки) периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8⁰ С по СНИП II.01.01.-82.

Для Новочеркасска вычисляем:

ГСОП = [18-(-0,4)]х175 = 3220 ( ⁰ С×сут);

R₀ ^тр2 = 2,527 м^{2 . 0} С/Вт.

4. Определяем сопротивление теплопередаче принятой конфигурации ограждения R₀ по формуле:

R₀ =1/α_В + R₁ + R₂ +…+ R_n + 1/α_Н ,

где: R₁ , R₂ ,…, R_n – термическое сопротивление 1,2,…,n-ого слоя ограждающей конструкции, R_i = δ_i / λ_i ;

α_Н – коэффициент теплопередачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м^{2 . 0} С);

δ - толщина слоя, м;

λ – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м^{2 . 0} С).

R₀ =1/8,7+0,025/0,93+0,51/0,81+0,07/0,041+0,02/0,93+1/23=2,543м²⁰ С/Вт.

5. Проверяем условия: R₀ ³ R₀ ^тр1 , R₀ ³ R₀ ^тр2 :

2,543 м^{2 . 0} С/Вт > 1,034 м^{2 . 0} С/Вт;

2,543 м^{2 . 0} С/Вт > 2,527 м^{2 . 0} С/Вт.

Проанализировав полученные результаты убеждаемся в приемлемости данной конструкции стены.

Инженерное оборудование

В проекте предусмотрены следующие системы.

1. Хозяйственно-питьевого водоснабжения;

2. Центрального горячего водоснабжения;

3. Бытовая канализация;

4. Ливневая канализация.

1.6.1 Теплоснабжение

Теплоснабжение проектируемого дома осуществляется от действующей котельной СКГМИ, подключение предусмотрено непосредственно через ранее запроектированное ЦТП дома Агромстроя по улице Тельмана. Теплоносителем служит горячая вода, температурой в точке подключения 110°С. Трубопроводы тепловых сетей прокладываются в непроходных каналах типа КЛ и по подвалу здания. Компенсация тепловых удлинении осуществятся углами поворота и П-образными стояками. Конструкция тепловой изоляции – минираловатными изделиями на синтетическом связующем. Максимальный часовой расход тепла – 672,8 кВт.

1.6.2 Отопление и вентиляция

Система отопления принята однотрубная тупиковая с П-образными стояками. Трубопроводы отопления подключаются в узле ввода через элеватор. В узле ввода устанавливаются приборы автоматического оборудования подачи теплоты на отопление. Температура теплоносителя на отоплении 70°С.

В жилом доме запроектирована приточно-вытяжная вентиляция с системой естественного побуждения. Вытяжка предусмотрена через вытяжные каналы в санузлах и кухнях. Воздуховоды проектируются шлакобетонные. Приток – через форточки в жилых комнатах и кухнях, а так же естественной инфильтрацией через наружные ограждения.

1.6.3 Водоснабжение

Система внутреннего водопровода запроектирована из стальных оцинкованных водо-газопроводных труб ГОСТ 3262-75*, прокладываемых открыто и окрашиваемых по цвет стен масляной краской за 2 раза. Магистральная сеть тупиковая, прокладывается под потолком подвала и изолируется минераловатными матами на фенольном связующем, с последующим покрытием лакостеклотканью по рубероиду.

Внутренние сети горячего водоснабжения запроектированы из стальных водо-газопроводных оцинкованных труб ГОСТ 3262-75*. Магистральные сети горячего водоснабжения изолируются аналогично трубопроводам холодного водоснабжения.

1.6.4 Канализация

Отвод бытовых стоков принят через внутреннюю сеть канализации и колодцы на выпусках в городскую сеть. Внутренняя канализация выполняется из чугунных канализационных труб ø100мм; ø50мм по ГОСТ 6942.3-80.

Отвод ливневых и талых вод по внутренним водостокам через колодцы на выпусках принят в городскую ливневую канализацию.

Монтаж внутренних систем канализации производить в соответствии со СНиП 3.05.01-85.

1.6.5 Электроснабжение

Электроснабжение проектируемого дома осуществляется от ранее запроектированной трансформаторной подстанции типа К-42-630 МЧ. Электроснабжение осуществляется напряжением питающей сети с глухо-заземленной нейтралью 320/220 В. На лестничных клетках на каждом этаже предусмотренны совмещенные этажные щитки, в которых устанавливаются счетчики учета электроэнергии, автоматы для защиты сетей и пакетные выключатели. Все металлические токоведущие части электрооборудования подлежат заземлению путем присоединения к нулевому проводу сети.

1.6.6 Газоснабжения

Газоснабжение проектируемого жилого дома предусмотрено от существующих наружных сетей 70^ти квартирного жилого дома. Проектом предусмотрена установка бытовых газовых плит для приготовления пищи.

1.6.7 Слаботочные системы

Телефонизация.

Наружные сети выполняются от существующего распределительного щитка по заявкам жильцов.

Радиофикация.

Внутренняя сеть выполняется по индивидуальным чертежам в стойке установленной на крыше.

Телевидение.

Проектом предусмотрена установка антенны типа АТКГ-1,1.6,0.

Молниезащита.

Молниезащита выполнена согласно РД.34.21.122-87.

Охрана окружающей среды

В рабочем проекте предусматривается благоустройство территории вокруг жилого дома с устройством автодорог и площадок с твердым покрытием, площадки для отдыха взрослых и детей, хозяйственные площадки, площадки для стоянки автомашин.

Территория вокруг дома озеленяется посадкой деревьев кустарников и устройством газонов.

Вертикальная планировка участка выполнена с учетом существующего рельефа местности, что обеспечивает отвод поверхностных вод от проектируемого жилого дома и соседних с ним по лоткам автодорог.

РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ

Расчет и конструирование многопустотной панели перекрытия

Исходные данные на проектирования

Требуется рассчитать и законструировать сборную железобетонную конструкцию междуэтажного перекрытия жилого здания при следующих данных:

- поперечный пролет 5400м;

- кратковременная нагрузка 3500Н/м² .

Несущий элемент многопустотная панель с круглыми пустотами, имеющая номинальную длину 5,4м ширину 1,5м и высоту 22см. Панель опирается на несущие внутренние стены. Действующие нагрузки на перекрытие см. табл. 2.1.

Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям первой группы.

Определение нагрузок и усилий

Подсчет нагрузок на 1 перекрытия приведен в табл.2.1

Таблица 2.1.

Расчетная нагрузка на 1 м при ширине плиты равной 1,5м

с учетом коэффициента надежности по назначению здания :

постоянная g = 4,076 · 1,5 · 0,95 = 5,81кН/м

полная g + υ = 8,276 · 1,5 · 0,95 = 11,79кН/м

υ = 6,6 · 1,5 · 0,95 = 9,405кН/м

Нормативная нагрузка на 1 м:

постоянная ;

полная ;

постоянная и длительная: .

Усилия от расчетных и нормативных нагрузок

От расчетной нагрузки:

;

.

От нормативной полной нагрузки:

;

.

От нормативной постоянной и длительной нагрузок:

.

Q = 8 ·5,26 / 2 = 21,04кН

Установление размеров сечения плиты

Высота сечения многопустотной (7 круглых пустот диаметром 15,9см ) предварительно напряженной плиты.

;

рабочая высота сечения

;

Размеры:

толщина верхней и нижней полок: (22-15,9) · 0,5=3,05 см.

ширина ребер: средних – 4,0 см, крайних – 6,85 см.

В расчетах по предельным состояниям первой группы расчетная толщина сжатой полки таврового сечения см; отношение , при этом вводится в расчет вся ширина полки см; расчетная ширина ребра .

Рис. 2.1

Характеристики прочности бетона и арматуры.

Таблица 2.1.

Предварительное напряжение арматуры равно:

Проверяем выполнение условий:

;

условие выполняется

Вычисляем предельное отклонение предварительного напряжения при числе слагаемых стержней по формуле:

Коэффициент точности натяжения по формуле:

.

При проверке по образованию трещин в верхней зоне плиты при обжатии принимают: . Предварительное напряжения с учетом точности натяжения

Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси

М=40,76 кНм.

Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне. Вычисляем:

.

По таблице находим

,

– нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки, .

Характеристика сжатой зоны:

.

Граничная высота сжатой зоны:

;

здесь ; ; в знаменателе принято 500 МПа, поскольку . Согласно СНиП II-7-81 ξR принимаем в расчетах с коэффициентом 0,85, следовательно

ξR = 0,85 · 0,58 = 0,493

Коэффициент условий работы, учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести, принимают по формуле:

,

где – для арматуры класса Ат-IVC;

принимают .

Вычисляем площадь сечения растянутой арматуры:

.

Принимаем 6 стержней Ат-IVС с площадью .

Расчет прочности плиты по сечению, наклонному к продольной оси

Q =31,0 кН.

Влияние усилия обжатия кН

.

Проверяем требуется ли расчетная арматура по расчету.

Условие:

Н

условие выполняется.

При = 5,81 + 9,405 / 2 = 10,51 кН/м и поскольку

Н/см > 105,1Н/см

принимаем с=2,5 см.

Другое условие:

Н.

Н;

Н>26.27 Н – условие выполняется.

Следовательно поперечной арматуры по расчету не требуется.

На приопорных участках длиной l/4 арматуру устанавливают конструктивно, с шагом см, принимаем s= 15см; в средней части пролета поперечная арматура не применяется.

Геометрические характеристики приведенного сечения

Заменяем круглое очертание пустот эквивалентным квадратным со стороной

.

Толщина полок эквивалентного сечения

.

Ширина ребра .

Ширина пустот 100,1см.

Площадь приведенного сечения

.

Рис. 2.2

Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения

Момент инерции сечения (симметричного) :

;

Момент сопротивления сечения по нижней зоне:

,

то же по нижней зоне .

Расстояние от ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны (верхней), до центра тяжести сечения:

r = 0,85(9559,8/1780,6) = 4,56 см;

то же наименее удаленной от растянутой зоны (нижней)

,

здесь .

Отношение напряжения в бетоне от нормативных нагрузок и усилия обжатия к расчетному сопротивлению бетона для предельных состояний второй группы предварительно принимают равным 0,75.

Упругопластичный момент сопротивления по растянутой зоне

,

здесь для двутаврового сечения при .

Упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне в стадии изготовления и обжатия Wpl’ = 14340 см3.

Потери предварительного напряжения арматуры

Коэффициент точности натяжения арматуры принимаем равным . Потери от релаксации напряжений в арматуре при электромеханическом способе натяжения МПа. Потери от температурного перепада между натянутой арматурой и упорами .

Усилие обжатия кН. Эксцентриситет этого усилия относительно центра тяжести сечения см. Напряжение в бетоне при обжатии :

МПа.

Устанавливаем значение передаточной прочности бетона из условия <0,5 , принимаем . Тогда отношение .

Вычисляем сжимающие напряжения в бетоне на уровне центра тяжести площади напрягаемой арматуры от усилия обжатия (без учета момента от веса плиты)

МПа.

Потери от быстронатекающей ползучести при

< ;

Определяем по формуле:

МПа.

где0,85-коэффициент учитывающий тепловую обработку.

Первые потери

МПа.

С учетом усилие обжатия:

Р 1 = Аsp (σsp – σlos1) = 6,28 (442,5 – 23) = 263,45кН

напряжение = (263450 / 1780,6 + 263450 · 82 / 105157,9) / 100 = 3,08

Потери от быстро натекающей ползучестиσbp /Rbp = 3,08 / 11 = 0,28МПа.

Потери от усадки бетона МПа.

Потери от ползучести бетона МПа.

Вторые потери : МПа.

Полные потери : МПа<100, меньше минимального значения. Принимаем =100.

Усилие обжатия с учетом полных потерь:

Н = 215,1кН.

Расчет по образованию трещин нормальных к продольной оси

Выполняем для выяснения необходимости проверки по раскрытию трещин.

Значение коэффициента надежности по нагрузке полагаем равным ; кНм

Условие M<Mcrc

Вычисляем момент образования трещин:

Нсм=44,39кНм

Нсм.

Поскольку

М=52,9 > = 44,39 ,

трещины в растянутой зоне образуются, следовательно необходим расчет по раскрытию трещин.

Проверяем, образуются ли начальные трещины в верхней зоне плиты при ее обжатии при значении коэффициента натяжения (момент от веса плиты не учитывается). Расчетное условие:

1,148·27000(8 – 4,56) = 1066262.4 Нсм;

Нсм;

1066262.4 < 1290600 – условие удовлетворяется, начальные трещины не образуются.

Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси.

Предельная ширина раскрытия трещин:

- непродолжительная a_crc =[0.4 мм];

- продолжительная a_crc =[0.3 мм].

Изгибающие моменты от нормативных нагрузок:

Постоянной и длительнойМ_ln =27.67 кНм;

ПолнойМ_max,n =35.07 кНм

Приращение напряжения в растянутой арматуре от действия постоянной и длительной нагрузок определяется:

- плечо внутренней пары сил;

, так как усилие обжатия приложено в центре тяжести площадки напрягаемой арматуры

-

момент сопротивления сечения по растянутой арматуре

Приращение напряжений в растянутой арматуре от действия полной нагрузки:

Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия полной нагрузки:

гдеδ–коэффициент, принимаемый для изгибаемых и внецентренно сжатых элементов равным δ=1;

η–коэффициент, зависящий от вида и профиля растянутой арматуры; для арматуры периодического профиля η=1;

φ_l –коэффициент учёта длительности действия нагрузки, равный φ_l =1;

μ–коэффициент армирования сечения;

d–диаметр арматуры, мм.

1) Ширина раскрытия от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузки:

2) Ширина раскрытия от действия постоянной и длительной нагрузки:

Непродолжительная ширина раскрытия трещин:

a_crc = a_crc1 - a’_crc1 + a_crc2 = 0,103 - 0,04+0,06 = 0,123мм < 0,4мм.

Продолжительная ширина раскрытия трещин:

a_crc = a_crc2 = 0,06мм < 0,3мм.

Условия удовлетворяются, ширина раскрытия трещин не превосходит допустимого значения.

Проверка по раскрытию трещин, наклонных к продольной оси.

Ширину раскрытия трещин наклонных к продольной оси и армированных поперечной арматурой определяют по формуле:

φ_ℓ коэффициент равный 1,0 при учете кратковременных нагрузок, включая постоянные и длительные нагрузки непродолжительного действия и 1,5 для тяжелого бетона естественной влажности при учете постоянных и длительных нагрузок продолжительного действия.

гдеА_sw = 1.134см² -площадь сечения поперечных стержней 9Ø4Вр-I

Напряжение в наклонных сечениях

гдеQ_bt = 0,8φ_b4 ·(1 + φ_n )·R_bt,ser · =52,5 кН

Так как σ_sw < 0 по расчету, следовательно раскрытие трещин не происходит.

Расчет прогиба плиты

Предельный прогиб:

;

Заменяющий момент: М=27.67 кНм;

Суммарная продольная сила:

кН;

Эксцентриситет: см;

, ;

Принимаем 1.

Находим коэффициент характеризующий неравномерность деформаций растянутой арматуры на участке между трещинами:

;

Вычисляем кривизну оси при прогибе:

где ; ; ;

- плечо внутренней пары сил.

Вычисляем прогиб:

< 3,23 см.

Расчет лестничной площадки

Описание конструкции

Лестничная площадка представляет плиту толщиной 90 мм., обрамленную по периметру ребрами высотой 220 мм. Лобовое ребро высотой 320 мм. имеет по всей длине выступ для опирания лестничных маршей. Размеры площадки в плане 1450х3080. Продольные ребра имеют выступы по 140 мм. для опирания площадки на стены.

Расчет плиты площадки

Подсчет нагрузок

Собственный нормативный вес плиты

С некоторым запасом прочности для полосы марша шириной b=1 м. расчетный изгибающий момент определяется как для свободно опертой балки пролетом l=1105 мм.

Н×м.

РАСЧЕТ АРМИРОВАНИЯ ПЛИТЫ

Размещая арматуру ближе к нижней грани плиты, определяем

где h – рабочая высота сечения,

а = 1,5 см. – защитный слой,

h0=9-2=7 см.

Для бетона В20 расчетное сопротивление Rв=11.5 МПа, коэффициент условий работы gв=0,9.

;

определяем x=0,0184, h=0,9908

Укладываем сетку с-1 из арматуры Æ4 мм. ВР-I шагом S=260 мм.

Расчет лобового ребра

Сбор нагрузок

На лобовое ребро действуют следующие нагрузки:

постоянная и временная, равномерно распределенные от половины пролета полки и от собственного веса.

q_k – нагрузка от лестничного марша;

q_c.в. - нагрузка от массы лобового ребра;

q_пл. - нагрузка от плиты.

Нагрузка на лобовое ребро от маршей:

где Q – поперечная сила на опоре от ЛМ Q=9,22 кН.;

а – ширина марша, а=1,05 м.

Н/м.

Расчетная нагрузка на полку площадки от половины ее пролета:

Н/м.

Нагрузка от собственной массы лобового ребра:

Н/м.

Полная расчетная нагрузка на ребро:

Н/м.

Расчетные усилия

Расчетный изгибающий момент:

Нм=1313,7 кНсм.

Ребро заделывается в стену лестничной клетки на 200 мм.

Расчетный пролет ребра

мм.

Расчетная поперечная сила:

Н.=18,77 кН.

Расчет продольной арматуры

Лобовое ребро рассматривается как тавровое сечение с полкой в сжатой зоне.

Расчетная ширина полки в_f при

принимается не более а/2 и не более 6h_f +в

см.

м.=55 см.

Принимаем меньшее значение см.

Расчетное сопротивление бетона класса В₂₀ на сжатие R_в =11,5 МПа, на растяжение R_вf =0,9 МПа, коэффициент условий работы g_в2 =0,9.

Расчетное сопротивление арматуры А-III R_s =365 МПа.

Для определения случая расчета таврового сечения определяется изгибающий момент, воспринимаемый полкой сечения при x=h_f , х – высота зоны сжатого бетона.

мм.=29 см.;

Н×см.;

Н×см.

Условие соблюдается, нейтральная ось проходит в полке.

см.

По таблице коэффициентов находим:

h=0,9893, x=0,0214.

см² .

Принимаем Æ10 А-III, Аs=1.57 см² .

Расчет наклонного сечения лобового ребра на поперечную силу

Вычисляем проекцию наклонного сечения на продольную ось С

где

В расчетном наклонном сечении

, тогда

см.,

что больше, чем

см.

Вычисляем

следовательно, поперечная арматура по расчету не требуется.

По конструктивным требованиям принимаем закрытые хомуты (учитывая изгибающий момент на консольном выступе) из арматуры диаметром 6 мм. класса А-I, шагом 150 мм.

Консольный выступ для опирания сборного марша армируют сеткой С3 из арматуры диаметром 6 мм. класса А-I, поперечные стержни скрепляют с хомутами каркаса К-1 ребра.

Расчет пристенного ребра

Расчет пристенного ребра лестничной площадки выполняем аналогично расчету лобового ребра без учета нагрузки от лестничного марша.

Нагрузка от полки

Н/м.;

Собственная масса ребра

Н/м.

Расчетная нагрузка на 1м. ребра:

Н/м.;

Расчетный изгибающий момент

Н×м.;

Расчетная поперечная сила:

Н.

см.

см.

В соответствии с общим порядком расчета изгибаемых элементов определяем расположение нейтральной оси.

при

Н×см<

H×см.

Условие соблюдается, нейтральная ось проходит в полке.

Находим x=0,0147, h=0,99265

см² .

Принимаем 2Æ6 А-III, Аs=1.14 см² .

Расчет наклонного сечения пристенного ребра на поперечную силу

Вычисляем проекцию наклонного сечения на продольную ось С:

Н/см.

где

Поскольку jf должно быть не более 0,5 , то принимаем jf=0,5

В расчетном наклонном сечении

, тогда

см.;

что больше см., принимаем С=38 см.

Вычисляем

кН>

Следовательно, поперечная арматура не требуется. По конструктивным требованиям принимаем закрытые хомуты из арматуры диаметром 6 мм. класса А-I шагом 150 мм.

Расчет бокового ребра

Нагрузка на ребро передается на ребро с треугольной площадки.

Н/м.;

Н/м.;

;

см.;

см² .

Принимаем 1Æ6А-III-Аs=0,283 см² .

Поперечные стержни принимаем с шагом 100 Æ 3 Вр-I.

Расчет и конструирование лестничного марша

ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ

Сборный ж/б лестничный марш для жилых и общественных зданий, рассматриваемый в настоящем проекте, имеет ширину в=1050 мм., геометрическая длина марша 2720 мм., марш имеет ребристую конструкцию в виде сплошной плиты толщиной 30 мм., объединенной с косоурами и сплошными ж/б ступенями размером 150х300 мм. Высота этажа 2,8 м.

Армирование плиты марша осуществляется сеткой с рабочей арматурой в поперечном направлении.

Армирование косоуров - плоскими сварными каркасами.

Арматура для сеток проволочная Вр-I, для каркасов А-III, А-I.

Определение нагрузок и усилий

Горизонтальная проекция длины марша мм.

Расчетный пролет равен:

мм.,

где - длина опирания, мм.

Подсчет нагрузок на 1 м2. горизонтальной проекции марша производится в табличной форме:

Номинальная ширина марша в=1050 мм. Расчетная нагрузка на 1 м. длины собирается с номинальной ширины.

Постоянная:

Временная:

Полная:

Определяем расчетный изгибающий момент и расчетную поперечную силу:

Расчет армирования

Расчетные характеристики материалов и размеры расчетного сечения

Применительно к типовым унифицированным размерам ЛМ назначаем размеры расчетного таврового сечения.

В_f - ширина полки таврового сечения;

В - ширина ребра таврового сечения;

В^¢ _f - расчетная ширина полки;

h - высота сечения;

h_f - толщина полки таврового сечения;

h₀ - расчетная высота сечения.

;

;

т.к. то

Применяем ориентировочно защитный слой бетона 2,5 см.

Для марша применяем бетон В20. Расчетные характеристики:

Арматура класса А-III:

Арматура (поперечная) класса А-I:

Арматура класса Вр-I:

Расчет продольной рабочей арматуры косоуров

Момент, воспринимаемый полкой таврового сечения при

Имеем 1-й расчетный случай, сечение рассматривается как прямоугольное.

по таблице коэффициентов определяем:

Определяем площадь рабочей арматуры:

Принимаем в каждом косоуре по 1 стержню, т.е. 2Æ10А-III Аs=1,57 см²

Расчет прочности элемента по наклонным сечениям

Поперечная сила на опоре

Вычисляем проекцию расчетного наклонного сечения на продольную ось с:

где

В расчетном наклонном сечении

а так как то

что больше

Тогда

что больше следовательно, поперечная арматура по расчету не требуется.

В 1/4 пролета назначаем из конструктивных соображений поперечные стержни диаметром 6 мм. из стали класса А-I, шагом S=80 мм. (не более h/2=170/2=85 мм.), Аsw=0,283 см2., Rsw=175 МПа. Для 2-х каркасов n=2, Asw=0,566 см2.

В средней части ребер поперечную арматуру располагаем конструктивно с шагом 200 мм.

Проверяем прочность элемента по наклонной полосе между наклонными трещинами по формуле:

где

Условие соблюдается, прочность марша по наклонному сечению обеспечена.

Плиту марша армируют сеткой из стержней диаметром 4¸6 мм., расположенных шагом 100¸300 мм.

Расчет армирования полки

Так как ступени имеют большую жесткость, то армирование марша между косоурами назначаем по конструктивному минимуму .

Площадь расчетного сечения одной ступени:

Площадь сечения арматуры на l=1 м. длины марша

Принимаем сетку с

с площадью сечения арматуры в поперечном направлении

3. ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ

3.1 Инженерно-геологические условия

Строительная площадка расположена на пологой поверхности. Абсолютные отметки поверхности в пределах площадки 84,2 85,8 м.

Геолого литологическое строение площадки представлено на инженерно-геологических разрезах. В пределах разведанной глубины, выделяются следующие слои по глубинам от поверхности:

1) 0,0 – 0,9…1,2 м – насыпные грунты: суглинки желто-бурые с примесью строительного мусора тугопластичной консистенции;

2) 0,9…1,2 – 3,7 м – 4,5 м – суглинки лессовидные делювиальные, макропористые в основном тугопластичной консистенции, с включениями карбоната и гипса;

3) 3,7 м … 4,5 м – суглинки лессовидные, мягкопластичные, макропористые, сильно сжимаемые, слабые, мягкопластичной консистенции;

4) - суглинки лессовидные, делювиальные бурые, плотной полутвердой консистенции.

Грунтовые воды встречены на глубине 12,7 – 15,1 м, средняя скорость общего подъема УГВ составляет 30см/год, сезонные колебания уровня составляют 0,5 > 0,1 м.

3.2 Физико-механические свойства грунтов

На основании анализа геолого-литологического строения и лабораторных данных выделены четыре инженерно-геологических элемента. Ниже приводятся их инженерно-геологическое описание, также нормативные и расчетные характеристики (таблица 3.1.)

- слой ИГЭ – 1 – насыпные грунты толщиной от 0,9 м до 1,2м;

- слой ИГЭ – 2 – (толщиной от 2 м до 3,6 м, расположенного под подошвой насыпных грунтов) – лессовидные, макропористые, желто-бурые суглинки с плотностью сухого грунта – 1,36 г/см³ – 1,45 г/см³ ;

- слой ИГЭ – 3 (толщиной от 1,8 м до 2,2 м), желто-бурые лессовидные, мягкопластичные, макропористые, сильно сжимаемые, слабые суглинки;

- слой ИГЭ – 4 (с глубины 5 – 6м распространен на всю разведанную глубину, т.е. до 18 м от поверхности) – красно-бурые, низко пористые, полутвердые, непросадочные суглинки.

3.3 Выбор типа фундаментов

Проанализировав инженерно-геологические условия и физико-механические свойства грунтов, к расчету принимаем два типа конкурирующих фундаментов:

- ленточные монолитные железобетонные фундаменты;

- свайные фундаменты, устраиваемые из висячих забивных железобетонных свай и монолитного железобетонного ростверка.

3.4 Сбор нагрузок и определение расчетных усилий, действующих на фундаменты

Фундаменты условно принимаем центрально нагруженными. Сбор нагрузок на рассчитываемые фундаменты производим в табличной форме.

Сбор нагрузок на фундамент Ф-1

Нагрузки собираем с грузовой площади S = 6 м²

Сбор нагрузок на фундамент Ф-2

Нагрузки собираем с грузовой площади S = 3м²

Сбор нагрузок на фундамент Ф-3

Нагрузки собираем с грузовой площади S = 3м²

3.5 Расчет ленточных фундаментов

3.5.1 Выбор глубины заложения фундаментов

Глубина заложения фундаментов должна приниматься с учетом:

- назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения нагрузок и воздействий на его фундаменты;

- глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубины прокладки инженерных коммуникаций;

- существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;

- инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению и пр.);

- гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения);

- глубины сезонного промерзания.

Для фундаментов Ф-1, Ф-2, Ф-3 глубину заложения принимаем из конструктивных соображений, т.е. учитывая, что здание имеет подвал, высота которого составляет м. Глубину заложения принимаем d = 2,89 м, что на 0,5 м ниже отметки пола подвала. Несущим слоем грунта соответственно будет ИГЭ-2.

3.5.2 Расчет ленточного фундамента Ф-1

Определение основных размеров фундамента

Предварительную ширину фундамента определяем из уравнения:

,

где коэффициенты определяются по формулам:

где - коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице

k- коэффициент принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта и С, определены непосредственными испытаниями;

- коэффициент принимаемый по таблице [ ];

-расчетное значение удельного веса грунта, залегающего ниже подошвы фундамента.

где М_q – коэффициент, принимаемый по таблице [ ];

- расчетное значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента;

d₁ – глубина заложения фундамента;

M_c – коэффициент принимаемый по таблице [ ];

C_II - расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d_b -глубина подвала от уровня планировки.

Подставим полученные коэффициенты в уравнение:

Предварительно принимаем ширину ленточного фундамента Ф-1 равной В = 1,8м.

Определение расчетного сопротивления грунта основания.

Находим расчетное сопротивление грунта основания соответствующее принятой ширине фундамента. Расчет ведем по формуле:

k_z =1,1, если ширина фундамента В < 10м.

Для центрально нагруженного фундамента должно выполняться условие:

разница составляет 10%.

Расчет деформаций основания (осадки)

Расчет выполняем при помощи программы ES1-OSA разработанный на ВЦ кафедры САПР объектов строительства. Авторы программы Евтушенко С.И. и Скибин Г.М.

Результаты расчета смотри в распечатке.

Расчет конструкции фундамента

Для центрально нагруженных фундаментов:

,

где Р – среднее давление по подо-

шве фундамента, передаваемое

на грунт от расчетных нагрузок;

а – вылет консоли фундамента.

Площадь арматуры определяем по формуле:

где h₀ – рабочая высота фундамента

см²

Принимаем 8 Ø 9 А-II , А_s =5.09 см² , шаг 250 мм.

3.5.3 Расчет ленточного фундамента Ф-2

Определение основных размеров фундамента

Подставляя полученные коэффициенты в уравнение, определим ширину фундамента Ф-2.

Предварительно принимаем ширину ленточного фундамента Ф-2 равной В = 1,3м.

Определение расчетного сопротивления грунта основания.

Проверим соблюдение условия:

разница составляет 10,8%.

Расчет конструкции фундамента

Для центрально нагруженных фундаментов:

,

где Р – среднее давление по подо-

шве фундамента, передаваемое

на грунт от расчетных нагрузок;

а – вылет консоли фундамента.

Площадь арматуры определяем по формуле:

где h₀ – рабочая высота фундамента

см²

Принимаем 4 Ø 7 А-II , А_s =1,54 см² , шаг 400 мм.

3.5.3 Расчет ленточного фундамента Ф-3

Определение основных размеров фундамента

Подставляя полученные коэффициенты в уравнение, определим ширину фундамента Ф-2.

Предварительно принимаем ширину ленточного фундамента Ф-2 равной В = 1,5м.

Определение расчетного сопротивления грунта основания.

Проверим соблюдение условия:

недонапряжение 9,4%.

Расчет конструкции фундамента.

Для центрально нагруженных фундаментов:

,

где Р – среднее давление по подо-

шве фундамента, передаваемое

на грунт от расчетных нагрузок;

а – вылет консоли фундамента.

Площадь арматуры определяем по формуле:

где h₀ – рабочая высота фундамента

см²

Принимаем 5 Ø 9 А-II , А_s = 3,18 см² , шаг 350 мм.

3.6 Расчет свайных фундаментов

3.6.1 Выбор размера и глубины погружения свай

Назначаем размеры забивной сваи: сечение 300х300мм, длина – 7,5 м.

В качестве несущего слоя принимаем ИГЭ – 4.

Принимаем забивную сваю типа С 7-30 по ГОСТ 19804.1-79 длиной 7,5 м, свая висячая. Погружение сваи будет осуществляться дизельным молотом.

3.6.2 Расчет несущей способности забивной сваи

Свайные фундаменты и сваи по несущей способности грунтов основания рассчитываются по следующей формуле:

,

где N - расчетная нагрузка, передаваемая от здания на одиночную сваю;

F_d – расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи;

- коэффициент надежности, принимаемый равным 1,4, т.к. несущая способность сваи определяется расчетом.

Несущая способность F_d висячей забивной сваи, работающей на сжимающую нагрузку, определяется как сумма расчетных сопротивлений основания под нижним концом сваи и на её боковой поверхности по формуле:

где - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

- коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа нагружения сваи на расчетные сопротивления грунта, принимаемые для забивных свай, погружаемых дизельными молотами без лидирующих скважин, равными 1;

А – площадь опирания сваи на грунт, принимаемая по площади поперечного сечения сваи;

U – наружный периметр поперечного сечения сваи;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяемое по таблице 1 [ ];

f_i – расчетное сопротивление i-того слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, определяемое по таблице 2 [ ];

h_i – толщина i-того слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

Расчетная глубина погружения нижнего конца сваи от поверхности грунта:

.

Для этой глубины находим по таблице 1 [ ] расчетное сопротивление грунта в плоскости нижнего конца сваи .

Далее определяем среднюю глубину расположения слоев грунта от поверхности и соответствующие значения расчетного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи по таблице 2 [ ].

I :

II :

III :

Находим несущую способность сваи по грунту:

Расчетная нагрузка на сваю равна:

Произведем расчет несущей способности сваи по материалу. Свая рассматривается как железо-бетонный стержень, жестко закрепленный в грунте. Несущая способность сваи может быть определена без учета продольного изгиба.

где - коэффициент условий работы, принимаемый равным 1;

- коэффициент условия работы бетона сваи, принимаемый для сваи сечением 30х30см ;

А_В – А_S – площади поперечного сечения, соответственно бетона и продольной арматуры, м² ;

R_B , R_S – расчетное сопротивление осевому сжатию соответственно бетона и продольной арматуры, Кпа.

Свая С7-30 согласно ГОСТ 19804.1-79 изготовляется из бетона класса В15

R_B = 8500 кПа и армируется в продольном направлении четырьмя стержнями

Æ 12 А-II, R_S = 280000 кПа.

Несущая способность сваи С7-30 по материалу будет равна:

Как видно из сравнения, несущая способность сваи по грунту больше, чем по материалу, следовательно в дальнейших расчетах свайных фундаментов, в данных грунтовых условиях за несущую способность сваи следует принимать значение по материалу, как меньшее.

3.6.3 Определение количества свай в свайном фундаменте

Количество свай С7-30 под стену здания можно определить по формуле:

Фундамент Ф-1

принимаю 1 сваю.

Расстояние между сваями (шаг свай) вычисляется по формуле:

Принимаем а = 1,1 м.

Ширину ростверка принимаем равной 600 мм.

Фундамент Ф-2

принимаю 1 сваю.

Расстояние между сваями (шаг свай):

принимаем 1,50м.

Ширина ростверка – 600 мм.

Фундамент Ф-3

принимаю 1 сваю.

Расстояние между сваями (шаг свай):

принимаем 1,2м.

Ширина ростверка – 600 мм.

Собственный вес одного погонного метра ростверка определяется по формуле:

где В, h_p – соответственно ширина и толщина ростверка, м;

- удельный вес железобетона, принимаемый, ;

- коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый ;

Собственный вес грунта на уступах ростверка может быть определен по формуле:

,

где В_с – ширина цокольной части;

h – средняя высота грунта на уступах ростверка, м;

- удельный вес грунта обратной засыпки, принимаемый равным

- коэффициент надежности по нагрузке для насыпных грунтов, .

Для фундамента Ф-2 определяем вес грунта обратной засыпки на уступе ростверка:

Расчетная нагрузка в плоскости подошвы ростверка вычисляется по следующей формуле:

Фундамент Ф-1:

Фактическую нагрузку, передаваемую на каждую сваю ленточного фундамента определяем по формуле:

Проверим выполнение условия несущей способности грунта в основании сваи:

Фундамент Ф-2:

, условие выполняется.

Фундамент Ф-3:

, условие выполняется.

3.6.4 Расчет осадки свайных фундаментов

Осадка ленточных свайных фундаментов определяется по формуле:

,

где Р – погонная нагрузка на ленточный свайный фундамент, кН/м, в нагрузку включается вес массива грунта со сваями. Границы массива определяются, следующим образом: сверху – поверхность планировки грунта, снизу – плоскость, походящей через нижнее концы сваи с боков – вертикальными плоскостями, проходящими по наружным граням крайних рядов свай;

Е – модуль деформации грунта активной зоны;

- коэффициент Пуассона грунта в пределах сжимаемой толщи;

- безразмерная компонента, принимаемая по номограмме СниП в зависимости от коэффициента бокового расширения грунта , приведенной ширины фундамента и приведенной глубины активной зоны (z₀ – глубина нижней границы активной зоны).

Нижнюю границу активной зоны рекомендуется принимать на глубине, где направления от верхней нагрузки не превышают 1 кН/м² .

Напряжения в активной зоне ленточных свайных фундаментов определяются по формуле:

,

где Р- погонная нагрузка на ленточный свайный фундамент кН/м;

h – глубина погружения сваи, м;

- безразмерный коэффициент, принимаемый по таблице 22 [ ] в зависимости от приведенной ширины свайного фундамента, приведенной глубины рассматриваемой точки z/h и приведенного расстояния рассматриваемой точки от оси ленточного свайного фундамента x/h.

Фундамент Ф-1

Находим погонную нагрузку на ленточный свайный фундамент, включая вес массива грунта со сваями:

где m_p – число рядов свай,

N – коэффициент перегрузки равный 1,1,

- среднее значение объемного веса грунта со сваями в массиве,

h_ф – расстояние от планировочной отметки до плоскости острия сваи,

В_м – ширина массива грунта со сваями.

Приведенная ширина свайного фундамента:

.

Вычисленные значения напряжений на различной глубине активной зоны сводим в таблицу 3.5.

Напряжения от собственного веса грунта определяются по формуле:

,

где - удельный вес i-того слоя,

h_i – толщина i-того слоя грунта.

Таблица 3.5.

Ориентировочно глубину сжимаемой толщи можно определить из условия:

Согласно анализу таблицы 3.5. условие выполняется на относительной глубине z/h = 1,55. Тогда

Определим значение коэффициента , при =0,35, В = 0,08 и =1,55

=1,7.

Осадка свайного фундамента равна:

Средняя осадка для многоэтажных бескаркасных зданий с несущими стенами не должна превышать 8 см, следовательно условие

выполняется.

Фундамент Ф-2

Погонная нагрузка на ленточный свайный фундамент, включая вес массива грунта со сваями:

Приведенная ширина свайного фундамента:

.

Значения напряжений на различной глубине грунта сведены в таблицу 3.6.

Таблица 3.6.

Согласно анализу таблицы 3.6. условие выполняется на относительной глубине z/h = 1,60, тогда граница сжимаемой толщи располагается на глубине

Коэффициент =1,85.

Осадка фундамента будет равна:

условие выполняется.

Фундамент Ф-3

Погонная нагрузка на ленточный свайный фундамент, включая вес массива грунта со сваями:

Приведенная ширина свайного фундамента:

.

Значения напряжений на различной глубине грунта сведены в таблицу 3.7.

Таблица 3.7.

Согласно анализу таблицы 3.7. условие выполняется на относительной глубине z/h = 1,52, тогда граница сжимаемой толщи располагается на глубине

Коэффициент =1,65.

Осадка фундамента будет равна:

условие выполняется.