Дипломная работа: Строительство здания Реабилитационный центр 2

ВВЕДЕНИЕ

В строительстве, как в одной из базовых отраслей, происходят серьезные структурные изменения. Увеличился удельный вес строительства объектов непроизводственного назначения, значительно возросли объемы реконструкции зданий, сооружений, городских микрорайонов, а также требования, предъявляемые к качеству работ, защите окружающей среды, продолжительности инвестиционного цикла строительства объекта. Возникают новые взаимоотношения между участниками строительства, появляются элементы состязательности и конкурентности. Резко изменился масштаб цен, стоимостных показателей, заработной платы, ресурсопотребления. В условиях рыночной экономики несоизмеримо более ощутимыми становятся последствия принимаемых строителями решений. К повышенным требованиям, предъявляемым к инженеру-строителю, относится и умение работать с компьютером.

Графическая часть проекта выполнена в системе автоматического проектирования AutoCAD, которая широко используется во всем мире инженерами-проектировщиками.

Пояснительная записка выполнена на компьютере с использованием программных пакетов Microsoft Word, Microsoft Excel,WinСмета 2000.

Проект выполнен в соответствии с действующими нормами и правилами градостроительства и пособиями по проектированию лечебных учреждений.

В данном проекте уделяется особое внимание монолитному железобетонному каркасу. Так, в разделе 6 представлен расчет и конструирование монолитного каркаса, а в разделе 6 разработана технологическая карта на устройство каркаса из монолитного железобетона.

Дипломный проект содержит 13 разделов и охватывает основные вопросы реального проектирования в строительстве.

1. Исходные данные для проектирования

Площадка для строительства здания “Реабилетационный центр” находится в южной части города Новороссийска, пос Мысхако.

В настоящие время строительная площадка спланирована, ведутся работы по возведению ограждающих конструкций, а также по подведению подземных коммуникаций ( водопровода, канализации, электро-кабеля)

Проект “Реабилетационный центр” разработан для строительства в регионе со следующими климатическими и инженерными характеристиками:

Природно -Климатические условия:

III – Б строительно – климатический подрайон по СниП 23 - 01- 99 «Строительная климатология»;

1 район по весу снегового покрова по СниП 2.01.07 – 85 «Нагрузки и воздействия».Нормативное значение веса снегового покрова 50 кг/м2

V I район по скоростному напору ветра по СниП 2.01.07 – 85 «Нагрузки и воздействия»

Зона влажности по СНКК «23 – 302 – 2000» « Энергетическая эффективность общественных зданий» - нормальная.

Сейсмичность г. Новороссийска по СниП II –7-81* «Строительство в сейсмических районах» и СНКК 22 – 301 – 2001 «Строительство в сейсмических районах Краснодарского края» – 8 баллов

Расчетная зимняя температура наружного воздуха -13 С

С поверхности до глубины 1,6…1,8 м почва суглинистая темнокоричневая, мокропористая, твердая с корнями растений. С глубины 1,8 м до 3,4…4,8 м- суглинок лессовый, темнобурый, мокропористый твердый с гнездами и стяжениями карбонатов до 10…15%. С 4,8 до 5,5…7,5-супесь зеленовато- бурая твердая, мокропористая; с 7,5 м до 7,9…11,2 м – суглинок зеленовато-серый, твердый, плотный, ожелезненный.

Грунты ИГЭ 1, ИГЭ 2 и ИГЭ-3 – просадочные ( просадочность первого типа ). Подземные воды вскрыты на глубине 9,25…11,2 м, значение прогнозного уровня 6,25

2.Генплан

Площадь участка составляет 5.6 га, в том числе под строительство здания 2.161 га, для благоустройства – 3.438 га.

Участок имеет форму прямоугольника, по всему периметру территория ограждена оградой, вход осуществляется через проходную которая находится в западной части площадки, проезд автотранспорта происходит через автоматические ворота и находится в той же части площадки. Территория охраняется в дневное и ночное время суток, охрана имеет при себе оружие, контроль осуществляется с помощью видеокамер.

Основные графики движения в комплексе следующие. Посетители с двора попадают в главный вестибюль с гардеробом, для доступа инвалидов в колясках предусмотрен пандус. После оформления в регистратуре посетители направляются в соответствующие отделения. В остальные отделения посетители поднимаются по главной открытой лестнице или рядом расположенными лифтами, а также двумя рассредоточенными лестницами.

Медицинский персонал входит как через главный вход так и через служебный вход. Врачебный персонал и медсестры раздеваются в своих кабинетах. Для процедурных медсестер, санитарок предусмотрен отдельный гардероб на первом этаже.

Медикаменты для аптечного киоска и для медицинского учреждения подаются через служебный вход.

На каждом этаже запроектированы кладовые уборочного инвентаря. Мусор выносится в закрываемых бочках через служебный вход.

Доставка материалов, подлежащих стерилизации, их обработка и последующая выдача осуществляется с учетом организации двух потоков ( грязного и чистого ). Возможность пересечения грузопотоков исключена планировочным решением.

Также на территории “Реабилетационного центра” имеется:

- Спальный корпус, На первом этаже располагается большой актовый зал, который может вместить в себя более чем 500 человек, в котором имеется сцена и музыкальная с система, что позволяет проводить развлекательные мироприятие для посетителей этого заведения и их гостей, а также и рабочего персонала “Реабилетационного центра”. На втором этаже находится столовая, площадь которой позволяет вместить в себя более 160 человек, иногда на территории столовой проводятся банкеты.На третьем этаже расположен стационар вмещающий в себя 160 к/м включая 2-х и 4-х местные номера. Также на этаже имеются комнаты отдыха оборудованные теле видео аудио аппаратурой.

- Здание технического назначения, на генплане стоит под номером 3. На его площадях размещено:.Узлы учета воды (горячей, холодной ), электроэнергии, тепла. В случае черезвучайной ситуации, имеется дизель- генератор с запасом топлива на три дня, также имеется резервуар с питьевой водой объемом 300 м³

- Здание бассейна на генплане имеет номер №6, отвечает всем международным требованиям, в нем может разместится восемь плавательных дорожек, имеется мостик для прыжков воду с максимальной высотой 8м.

- Для удобства территория оборудована автостоянками №5 для служебного автотранспорта, №7 для посетителей заведения.

Рельеф площадки – имеет незначительный уклон в западном направлении. Абсолютные отметки поверхности земли изменяются от 26,4 до 27,0 м.

На участке, выделенном для благоустройства, запроектированы тротуары и площадки для отдыха.

Инженерные сети размещаются вдоль проездов прямолинейно и параллельно линиям застройки. Водопровод, канализация, кабели проложены в траншеях, тепловые сети в подземных каналах.

Отвод поверхностных вод обеспечен закрытым способом в ливневую канализацию. Для отвода запроектированы железобетонные лотки покрытием из решеток.

Генеральный план размещения здания на участке выполнен в целом в границах, выделенных для проектирования с учетом увязки с примыкающей застройкой и конфигурацией проектируемого корпуса.

Здание имеет два главных фасада, первый из которых имеющий оси И-А выходит на запад, второй осями 5-1 выходит на север.

Таблица 1.1. Основные показатели по генплану.

3. Основные сведения о технологическом оборудовании и технологии производства и о функциональном назначении

Консультативный прием специалистов по 20 медицинским специальностям, диагностику заболеваний, стационарное и амбулаторное лечение, вакцинопрофилактику.

- учреждение, оказывающее высококвалифицированную специализированную медицинскую помощь больным неврологического а также терапевтического профиля. Значительная часть персонала имеет высшую и первую аттестационную категорию.

В стационаре “Реабилетационного центра” функционируют специализированные центры, которые выполняют лечебную, научно-исследовательскую и методическую работу:

На базе кардиологического отделения находится центр диагностики и лечения сердечных аритмий.

На базе пульмонологического отделения функционирует Городской центр диагностики и лечения хронических обструктивных заболеваний легких, являющийся филиалом НИИ пульмонологии Минздрава РФ.

Гастроэнтерологическое отделение является базой центра диагностики и лечения язвенной болезни.

Структуру стационара дополняют:

-отделение рентгенхирургических методов диагностики и лечения;

- физиотерапевтическое отделение;

- параклиническая служба.

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ КОНСТРУКЦИЙ И ВЫБОР ОСНОВНОГО ВАРИАНТА

Сравниваем три варианта конструктивного решения:

1 Вариант – здание рамно-связевое из монолитного железобетона;

2 Вариант - кирпичное здание;

3 Вариант – здание из керамических камней, облицованное лицевым кирпичом.

Объемы работ, сметную стоимость и трудоемкость по вариантам конструктивных решений определим в табличной форме.

4.1 Ведомость объемов работ, трудоемкости и сметной документации вариантов конструктивных решений

Таблица 3.1. 1 Вариант – здание рамно-связевое из монолитного железобетона.

Таблица 3.1. 2 Вариант – кирпичное здание.

Таблица 3.3. 3 Вариант – здание из керамических камней, облицованное лицевым кирпичом.

Из таблиц № 4.1, 4.2 и 4.3 видно, что наибольшую трудоемкость осуществления конструктивного решения имеет 3-й вариант. Его принимаем за базовый при проведении сравнения.

2. Определим продолжительность возведения конструкций

t_дн = m _i / (n R S) (4.1)

где - продолжительность возведения конструкций;

- трудоемкость возведения конструкций i-го варианта, чел.-дн.;

n - количество бригад, принимающих участие в возведении конструкций;

R - количество рабочих в бригаде, чел;

S - принятая сменность работы в сутки.

Подсчет величины продолжительности строительства исчисленной в днях на величину в годах осуществляется по формуле:

t_i = (4.2)

где 260 - среднее число рабочих дней в году при 5-ти дневной рабочей неделе.

Принимаем сопоставимые условия проведения работ:

- одинаковое количество рабочих бригад - 1;

- число рабочих в бригаде - ;

- работы проводятся в одну смену - .

Продолжительность осуществления конструктивных решений по вариантам составит:

tдн1 = 325/1х5х1=65 дней = 65/260 = 0,250 года

tдн2 = 331/1х5х1=66 дней = 66260 = 0,254года

tдн3 =215/1х5х1=69 дней = 69/260 = 0,265 года

3. Определение основных производственных фондов.

Для проведения монтажных работ принят башенный кран КБ-403А, инвентарно-расчетная стоимость которого составляет 55,6 тыс. руб.

4. Определим величину оборотных средств по приближенному расчету. Она принимается в размере норматива оборотных средств в производственные запасы для осуществления конструктивного решения и величины оборотных средств в незавершенное строительство по конструктивному решению

Фобi = , (4.3)

где 1.08 - коэффициент перехода от сметной себестоимости к сметной стоимости;

- сметная себестоимость конструктивного решения, руб;

- норматив производственных запасов на складах стройплощадки, руб, определяется по формуле:

Зм = (4.4)

где М - однодневный расход основных материалов, деталей и конструкций, шт, м2, м3 и т.д.;

Ц - сметная цена материалов, деталей и конструкций, руб;

- норма запаса основных материалов, деталей и конструкций в днях (принимается в размере 5 дней)

Получаем следующие величины оборотных средств по вариантам:

Фоб1 = руб

Фоб2 = руб

Фоб3 = руб

5. Определим приведенные затраты по принятым вариантам конструктивных

решений здания с учетом затрат на текущий ремонт, амортизацию и содержание конструкций. Эксплуатационные затраты на отопление, освещение, вентиляцию и прочее условно принимаются одинаковыми и в расчетах не учитываются.

Величина годовых эксплуатационных затрат определяется по формуле:

Иi = (4.5)

где - норматив амортизационных отчислений на реновацию, %;

-норматив амортизационных отчислений на капитальный ремонт, %;

- норматив отчислений на текущий ремонт и содержание конструкций, %;

- сметная себестоимость конструктивного решения, руб.

Согласно приложения 4 суммарная величина амортизационных отчислений для вариантов составит:

1-й вариант-Н1+Н2+Н3 = 0,67+0,19 = 0.86%

2-й вариант-Н1+Н2+Н3 = 0,67+0,19 = 0.86%

3-й вариант-Н1+Н2+Н3 =0,8+0,28 = 1.08%

Величины годовых эксплуатационных затрат по вариантам:

И1 = руб

И2 = руб

И3 = руб

6. Поскольку сопутствующие капитальные вложения по вариантам отсутствуют, то они принимаются равными нулю.

Величину капитальных вложений определим исходя из удельного усредненного показателя сметной стоимости 1 м3 здания и приближенного переходного коэффициента от сметной стоимости к капитальным вложениям по формуле:

Кб = (4.6)

где =20 - удельный усредненный показатель сметной стоимости строительно-монтажных работ 1 м3 здания, принимается по приложению 5, руб/м3;

- 7257,6 м3 - объем здания;

- приближенный переводной коэффициент от сметной стоимости СМР к капитальным вложениям принят - 1,5;

, - коэффициенты учета территориального пояса и вида строительства, принимаемые по приложениям 2,3.

Величина капитальных вложений по базовому варианту:

Кб = руб

7. Величина капитальных вложений для сравниваемых вариантов определяется по формуле:

Кс = (4.7)

где - сметная себестоимость базового варианта конструктивного решения, руб;

- сметная себестоимость конструктивного решения сравниваемого варианта, руб.

Капитальные вложения по сравниваемым вариантам:

К1 = руб

К2 = руб

8. Для сравниваемых вариантов конструктивных решений продолжительность строительства определяется по формуле:

Тс = (4.8)

где - продолжительность строительства базового варианта принята равной 15,5 мес =1,29 года (СНиП 1.04.03-85)

Продолжительность строительства для сравниваемых вариантов:

Тс1 =года

Тс2 = года

9. Экономический эффект от сокращения продолжительности строительства рассчитывается по формуле:

Эф = (4.9)

где Ен - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений.

Для 1-го варианта по отношению к базовому:

Эф1 = руб

Для 2-го варианта по отношению к базовому:

Эф2 = руб

Приведенные затраты определяются по формуле:

Зi = (4.10)

где Фоснi - стоимость основных производственных фондов, участвующих в процессе возведения i-го конструктивного решения, руб.

10. Величина приведенных затрат по вариантам:

З1 = руб

З2 = руб

З3 = руб

Экономический эффект за счет разности приведенных затрат и экономии в сфере эксплуатации зданий определим по формуле:

Эпз = (4.11)

где Рб, Рi - доли сметной стоимости строительных конструкций в расчете на 1 год их службы по сравниваемым вариантам;

Ен - нормативный коэффициент экономической эффективности новой техники в строительстве, принимаемый равным 0,15 1/год.

Кiс, Кбс - сопутствующие капитальные вложения, связанные с эксплуатацией конструкций по вариантам, руб.

11. Эффект для 1-го варианта по отношению к базовому:

Эпз1 =руб

Эпз2 =руб

Величина суммарного годового экономического эффекта:

Эобщ = (4.12)

12. Расчет величины суммарного годового эффекта для всех вариантов конструктивных решений:

Э1 =руб

Э2 =руб

Э3 =руб

Экономические показатели по вариантам рассчитаны в ценах 1984 г. Для перевода в текущие цены используем индекс роста цен 50.50

13. Окончательные результаты сводим в таблицу.

Таблица 4.4 Технико-экономические показатели.

На основе расчетов технико-экономических показателей и приведенных затрат по вариантам видно, что по первому варианту конструктивного решения получены наиболее предпочтительные величины. Следовательно, этот вариант должен быть принят для дальнейшей детальной проработки.

5. АРХИТЕКТУРНО СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

5.1 Объемно-планировочные решения

Центр реабилитации представляет собой равновысотный объем простой прямоугольной формы. Проектируемое здание, расположено в южной части территории.

Наибольшую рабочую площадь здания занимает первый этаж, в который вошли центральный лестнично-лифтовый узел с вестибюлем. В нем расположены гардероб и регистратура. Широкие двери ведут в три отделения, вошедшие в первую очередь: неврологическое, кардиологическое. На второй и последующие этажи можно подняться по центральной лестнице. Рядом с лестницей находится лифтовый холл, оснащенный больничным лифтом на 12 человек с широким входным проемом, что дает возможность пользоваться им инвалидам на колясках. Из вестибюля посетители могут попасть в любое из отделений, расположенное на первом этаже, либо подняться на следующие этажи.

На втором этаже находятся кабинеты врачей консультационного отделения. Налево от центральной лестницы расположено небольшое кафе с подсобным помещением, рядом можно получить информацию в справочной.

Через холл посетители попадают в малый актовый зал который предназначен для проведения собраний всего рабочего персонала, а также семинаров.

Третий этаж занимает отделение физиотерапии, кабинет психологической разгрузки.

На четвертом этаже расположен стационар дневного пребывания на 54 койки.

На всех этажах предусмотрены санузлы с учетом обслуживания инвалидов.

Здание завершает машинное отделение лифтов и венткамера, в которые можно попасть по центральной лестнице.

Здание главного корпуса, имеет прямоугольную форму, живописно вписывается в окружающую среду. Остекление принято тонированными зеркальными стеклопакетами теплого тона. Стены из пенобетона. Основной колер стен – белый. Цоколь и часть первого этажа отделаны плитами из натурального камня по сетке на цементно – песчаном растворе.

Основные технико-экономические показатели:

объем здания – 10101 мі

общая площадь – 2856 м

полезная площадь – 2528 мІ

5.2 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Расчет производится согласно главы СНиП П-3-79* «Строительная теплотехника» и СНКК 23-302-2000 (ТСН 23-302-2000 Краснодарского края) Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормы по теплозащите зданий и методических указаний к курсовому и дипломному проектированию «Теплотехнический расчет ограждающих конструкций зданий».

Расчетные условия ( по данным СНКК 23-302-2000):

1. Расчетная температура внутреннего воздуха – t_int = +20⁰ С;

2. Расчетная температура наружного воздуха – t_ext = - 13⁰ С;

(температура наиболее холодной пятидневки)

5. Продолжительность отопительного периода Z _ext = 134 сут.;

6. Средняя температура наружного воздуха за отопительный период t_ext ^av +4.4⁰ С; 7.Градусосутки отопительного периода D_d = 2090 ⁰ С.

8. Назначение – лечебное.

9. Размещение в застройке – отдельностоящее.

10. Тип – четырехэтажное.

11. Конструктивное решение – рамно связевое

Объемно-планировочные параметры здания:

12. Общая площадь наружных стен, включая окна и двери

A_w+F+ed = P_st × H_h = м²

Площадь наружных стен (за минусом площади окон и входных дверей):

A_w = 1974,9 – 542,5 – 5,76 = 1426,64 м²

A_F = 542,5м² – площадь окон и витражей;

A_ed = 2.4×2.4 = 5,76 м² – площадь входной двери.

Площадь покрытия и площадь пола 1-го этажа равны:

А_с = А_st = 885,4 м²

13. Площадь наружных ограждающих конструкций определяется как сумма площади стен (с окнами и входными дверьми) плюс площадь пола, плюс площадь совмещенного покрытия:

А_е ^sum = A_{w + F + ed} + А_с + А_st = 1974,9+885,4+885,4 = 3745,7м²

14-15. Площадь отапливаемых помещений (общая площадь) А_h и полезная площадь А_r :

А_h =580,5+ м²

А_r =2856,4-327,8=2528,6 м² _,

16. Отапливаемый объем здания:

V_h =A_st × H_{h =} м³

17-18. Показатели объемно-планировочного решения:

- коэффициент остекленности здания: Р =А_F / A_{w + F + ed} = 542,5/1974,9= 0,27;

- показатель компактности здания: К_е ^des = А_е ^sum / V_h = 3745,7/10101 = 0,37.

Энергетические показатели

Теплотехнические показатели

19. Согласно СниП П-3-79^* приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждений R₀ ^r , м^{2 0} С/Вт должно приниматься не ниже требуемых значений R₀ ^red , которые устанавливаются по табл. 1б в зависимости от градусосуток отопительного периода.

Для D_d = 2090⁰ С×сут требуемое сопротивление теплопередаче равно для:

- стен R_w ^red = 2,46 м² ×⁰ С/Вт;

- окон и балконных дверей R_f ^red = 0,377 м² ×⁰ С/Вт;

- входных дверей R_w ^red = 1,35 м² ×⁰ С/Вт;

- совмещенное покрытие R_ed ^red = 3,6 м² ×⁰ С/Вт;

- пол первого этажа R_f = 3,25 м² ×⁰ С/Вт;

Определимся с конструкциями и рассчитаем толщины утеплителей наружных ограждений по принятым сопротивлениям теплопередачи. Схема конструкции стены приведена на рисунке 1.

1. Известково-песчанный раствор плотностью 1600 кг/м³ d₁ =20мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,70 Вт/(м^о С)

2. Пенобетон плотностью 600 кг/м³ d₂ =Х мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,22 Вт/(м^о С)

3. Цементно-песчанный раствор плотностью 1800 кг/м³ d₃ =20мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,76 Вт/(м^о С

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче стены, исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий:

м² ×⁰ С/Вт

R₀ =R_В +R_раств +R_ж/б +R_раств + R_н =R_o ^треб

R₀ = м² ×⁰ С/Вт

[2,46 – (0,115 +0,028+ 0,026 + 0,043)]×0,22 = x

x = 0,5 d_бет =0,5м

толщина стены 0,5+0,02= 0,54 м

Для обеспечения требуемого по градусосуткам сопротивления теплопередаче совмещенного покрытия R₀ ^тр = 3,6 м² ×⁰ С/Вт определяем толщину утеплителя в многослойной конструкции покрытия (термическое сопротивление пароизоляции отнесены в запас), схема которого приведена на рисунке 2

3. Железобетонная монолитная плита плотностью 2500 кг/м³ d₁ =250 мм, с коэффициентом теплопроводности А =1,92 Вт/(м^о С)

2. Утеплитель-пенополистирол плотностью 150 кг/м³ d₂ =Х мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,052 Вт/(м^о С)

1. Цементно-песчанный раствор плотностью 1800 кг/м³ d₃ =40мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,76 Вт/(м^о С)

R₀ =R_В +R_ж/б +R_утеп +R_раств + R_н =R_o ^треб

R₀ = м² ×⁰ С/Вт

1/8,7+0,25/1,92 + X/0,052+ 0,04/0,76 + 1/23= 2,46

[3.6-(0,115+0,13 +0,052+0,043)]×0,052 = X

X = (3,6-0,34)×0,052= 0,169 м

d_ут = 17 см

Для обеспечения требуемого по градусосуткам сопротивления теплопередаче R₀ ^тр = 3,25 м² ×⁰ С/Вт перекрытия по грунту, определяем его конструкцию и рассчитаем толщину утеплителя ( рис.3 ).

1. Цементно-песчанный раствор плотностью 1800 кг/м³ d₁ =40мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,76 Вт/(м^о С)

2. Утеплитель-керамзит плотностью 300 кг/м³ d₂ =Х мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,12 Вт/(м^о С)

3. Железобетонная монолитная плита плотностью 2500 кг/м³ d₃ =250 мм, с коэффициентом теплопроводности А =1,92 Вт/(м^о С)

R₀ =R_В + R_раств + R_утеп +R_ж/б + R_н =R_o ^треб

R₀ = м² ×⁰ С/Вт

1/8,7+0,04/0,76 + X/0,12+ 0,25/1,92 + 1/23= 3,25

[3,25-(0,115+0,052 +0,13+0,043)]×0,12 = X

X = (3,25-0,34)×0,12= 0,349 м принимаем d_ут = 35 см

20. Приведенный трансмиссионный коэффициент теплопередачи:

K_m ^tr = b(A_w /R_w ^r +A_F / R_F ^r + A_ed / R_td ^r +n× A_c / R_c ^r + n× A_f / R_f ^r )/ А_е ^sum

K_m ^tr = 1,1(1426,6/2,46 + 542,5/0,38 + 5,75/1,35 + 1×885,4/3,6 +0,6×885,4/3,25)/3745,7 =

= 1.1(597,67 + 1427,6 + 4,25 + 245,94+163,45)/3745,7 = 0,651 (Вт/м² ×⁰ С),

21. Воздухопроницаемость неружных ограждений принимается по таблице 12* СниП П-3-79*. Согласно этой таблице воздухопроницаемость стен, покрытия, перекрытия первого этажа G_m ^w = G_m ^c = G_m ^f = 0,5 кг/(м² ×⁰ С), окон и деревянных переплетов и балконных дверей G_m ^F = 6 кг/(м² ×⁰ С).

22. Требуемая среднесуточная кратность воздухообмена в общественных зданиях, функционирующих не круглосуточно, определяется по формуле:

где — продолжительность рабочего времени в учреждении, ч;

— кратность воздухообмена в рабочее время, ч^-1 , согласно СНиП 2.08.02 для учебных заведений, поликлиник и других учреждений, функционирующих в рабочем режиме неполные сутки, 0,5 ч^-1 в нерабочее время;

n_a ==0,75 ч^-1

23. Приведенный инфильтрационный (условный) коэффициент теплопередачи здания определяется по формуле:

К_m ^inf = 0.28×c×n_a ×b_v ×V_h g_a ^ht ×k/A_c ^sum , g_a ^ht =353/(275+t_ext ^av )

К_m ^inf = 0,28×1×0,75×0,85×10101×1,27×0,8/3745,7 = 0,489 (Вт/м² ×⁰ С).

24. Общий коэффициент теплопередачи здания, (Вт/м² ×⁰ С) определяемый по формуле:

К_m = K_m ^tr + К_m ^inf = 0,651+0,489 = 1,14 (Вт/м² ×⁰ С)

Теплоэнергетические показатели

25. Общие теплопотери через ограждающую оболочку здания за отопительный период, МДж

Q_h = 0.0864×K_m ×D_d × A_e ^sum = 0,0864×1,14×2090×3745,7 = 1128207(МДж)

26. Удельные бытовые тепловыделения q_int , Вт/м³ , следует устанавливать исходя из расчетного удельного электро- и газопотребления здания, но не менее 10 Вт/м³

Принимаем 12 Вт/м³ .

27. Бытовые теплопоступления в здание за отопительный период, МДж:

Q_int = 0,0864×q_int ×Z_ht ×A_L = 0,0864×12×168×2528,6 = 440437 МДж

28. Теплопоступления в здание от солнечной радиации за отопительный период, МДж:

Q_s =t_F ×k_F ×(A_F1 l₁ +A_F2 l₂ + A_F3 l₃ +A_F4 l₄ )= 0,9×0,9×(185,26×382+131,26×816+98,52 ×382+126,96×816)=

0,81×(70769+107108+37634+103599)=258479 МДж

29. Потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период, МДж, определяют по формуле:

Q_h ^y = [Q_h – (Q_int + Q_s )×Y]×b_h

Q_h ^y = [1128207- (440437+258479)×0,8]×1,13 = 643053 МДж

30.Удельный расход тепловой энергии на отопление здания

q_h ^des , кДж/(м³ ×⁰ Ссут): q_h ^des = 10³ Q_h ^y /A_h ×D_d

q_h ^des = 10³ ×643053 /10101×3058 = 20,81 кДж/(м³ ×⁰ Ссут)

Разница между удельным расходом энергии на отопление здания и требуемым (20,81 против 31) составляет 32,87%, что превышает допустимую разницу (5%), поэтому необходим пересмотр вариантов до достижения условия:

q_h ^reg ≥ q_h ^des .

Уменьшаем приведенные сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций, определенные по таблице 1”б” СНиП II-3-79*, исходя из условий энергосбережения.

( Изменения вносим в пункт 19 ).

19. Для второго этапа принимаем следующие сопротивления ограждающих конструкций:

- стен R_w ^red = 1,72 м² ×⁰ С/Вт;

- окон и балконных дверей R_f ^red = 0,377 м² ×⁰ С/Вт;

- входных дверей R_w ^red = 1,35 м² ×⁰ С/Вт;

- совмещенное покрытие R_ed ^red = 20,5 м² ×⁰ С/Вт;

- пол первого этажа R_f = 1,15 м² ×⁰ С/Вт;

20. Приведенный трансмиссионный коэффициент теплопередачи:

K_m ^tr = b(A_w /R_w ^r +A_F / R_F ^r + A_ed / R_td ^r +n× A_c / R_c ^r + n× A_f / R_f ^r )/ А_е ^sum

K_m ^tr = 1,1(1426,6/1,72 + 542,5/0,38 + 5,75/1,35 + 1×885,4/2,05 +0,6×885,4/3,25)/3745,7 =

= 1.1(829,4 + 1427,6 + 4,25 + 431,9+769,9)/3745,7 = 0,92 (Вт/м² ×⁰ С),

21. (Без изменения. ) Воздухопроницаемость наружных ограждений принимается по таблице 12* СниП П-3-79*. Согласно этой таблице воздухопроницаемость стен, покрытия, перекрытия первого этажа G_m ^w = G_m ^c = G_m ^f = 0,5 кг/(м² ×⁰ С), окон и деревянных переплетов и балконных дверей G_m ^F = 6 кг/(м² ×⁰ С).

22. ( Без изменения. ) Требуемая среднесуточная кратность воздухообмена в общественных зданиях, функционирующих не круглосуточно, определяется по формуле:

где — продолжительность рабочего времени в учреждении, ч;

— кратность воздухообмена в рабочее время, ч^-1 , согласно СНиП 2.08.02 для учебных заведений, поликлиник и других учреждений, функционирующих в рабочем режиме неполные сутки, 0,5 ч^-1 в нерабочее время;

n_a ==0,75 ч^-1

24. Общий коэффициент теплопередачи здания, (Вт/м² ×⁰ С) определяемый по формуле:

К_m = K_m ^tr + К_m ^inf = 0,92+0,489 = 1,409 (Вт/м² ×⁰ С)

Теплоэнергетические показатели

25. Общие теплопотери через ограждающую оболочку здания за отопительный период, МДж

Q_h = 0.0864×K_m ×D_d × A_e ^sum = 0,0864×1,409×2090×3745,7 = 1394425,7(МДж)

26. (Без изменения. ) Удельные бытовые тепловыделения q_int , Вт/м³ , следует устанавливать исходя из расчетного удельного электро- и газопотребления здания, но не менее 10 Вт/м³

Принимаем 12 Вт/м³ .

27. (Без изменения. ) Бытовые теплопоступления в здание за отопительный период, МДж:

Q_int = 0,0864×q_int ×Z_ht ×A_L = 0,0864×12×134×2528,6 = 440437,3 МДж

28. (Без изменения. ) Теплопоступления в здание от солнечной радиации за отопительный период, МДж:

Q_s =t_F ×k_F ×(A_F1 l₁ +A_F2 l₂ + A_F3 l₃ +A_F4 l₄ )= 0,9×0,9×(185,26×382+131,26×816+98,52 ×382+126,96×816)=

0,81×(70769+107108+37634+103599)=258479 МДж

29. Потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период, МДж, определяют по формуле:

Q_h ^y = [Q_h – (Q_int + Q_s )×Y]×b_h

Q_h ^y = [1394425,7- (440437,3+258479,1)×0,8]×1,13 = 943880,2 МДж

30.Удельный расход тепловой энергии на отопление здания q_h ^des , кДж/(м³ ×⁰ Ссут): q_h ^des = 10³ Q_h ^y /A_h ×D_d

q_h ^des = 10³ ×943880,2 /10101×3058 = 30,55 кДж/(м³ ×⁰ Ссут)

При требуемом q_h ^red = 31 кДж/(м³ ×⁰ Ссут)

По принятым сопротивлениям теплопередаче определимся конструкциями ограждений и толщиной утеплителя совмещенного покрытия и перекрытия первого этажа.

Стены: принимаем следующую конструкцию стены, теплотехнические характеристики материалов ( рис. 4)

1. Известково-песчанный раствор плотностью 1600 кг/м³ d₁ =20мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,70 Вт/(м^о С)

2. Пенобетон плотностью 800 кг/м³ d₂ =Х мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,33 Вт/(м^о С)

3. Цементно-песчанный раствор плотностью 1800 кг/м³ d₃ =20мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,76 Вт/(м^о С)

Cопротивление теплопередаче:

R₀ =R_В +R_раств +R_{ж / б} +R_раств + R_н =R_o ^треб

R₀ = м² ×⁰ С/Вт

[1,72 – (0,115 + 0,028+0,026 + 0,043)]×0,33 =δ₂

откуда толщина пенобетона δ₂ =0,5 м

Совмещенное покрытие: принимаем следующую конструкцию совмещенного покрытия, теплотехнические характеристики материалов ( рис. 5)

1. Цементно-песчанный раствор плотностью 1800 кг/м³ d₁ =20 мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,76 Вт/(м^о С)

2. Утеплитель-газобетон плотностью 600 кг/м³ d₂ =Х мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,22 Вт/(м^о С)

3. Железобетонная монолитная плита плотностью 2500 кг/м³ d₃ =250 мм, с коэффициентом теплопроводности А =1,92 Вт/(м^о С)

R₀ =R_В +R_{ж / б} +R_утеп +R_раств + R_н =R_o ^треб

R₀ = м² ×⁰ С/Вт

1/8,7+0,25/1,92 + X/0,22+ 0,02/0,76 + 1/23= 1,45

[1,45-(0,115+0,13 +0,026+0,043)]×0,22 = X

X = (1,45-0,314)×0,22= 0,249 м

Принимаем d_ут = 25 см

Перекрытие первого этажа: принимаем следующую конструкцию перекрытия первого этажа, теплотехнические характеристики материалов ( рис. 6)

1. Цементно-песчанный раствор плотностью 1800 кг/м³ d₁ =20 мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,76 Вт/(м^о С)

2. Утеплитель-газобетон плотностью 300 кг/м³ d₂ =Х мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,11 Вт/(м^о С)

3. Железобетонная монолитная плита плотностью 2500 кг/м³ d₃ =250 мм, с коэффициентом теплопроводности А =1,92 Вт/(м^о С)

R₀ =R_В + R_раств + R_утеп +R_{ж / б} + R_н =R_o ^треб

R₀ = м² ×⁰ С/Вт

1/8,7+0,02/0,76 + X/0,11+ 0,25/1,92 + 1/23= 1,15

[1,15-(0,115+0,026 +0,13+0,043)]×0,11 = X

X = (1,15-0,314)×0,11= 0,9 м принимаем d_ут = 90 см

5.3 Конструктивное решение здания

Конструктивные решения обусловлены архитектурно – планировочными требованиями и приняты в соответствии с архитектурным заданием.

Здание рамно-связевое из монолитного железобетона с безригельными перекрытиями.

Фундаменты приняты из условия ограничения возможных деформаций для многоэтажной части из кустов свай, для одноэтажных пристроек – плитные фундаменты. Перекрытия – монолитные железобетонные. Кровля – плоская из рулонных материалов, утепленная газобетоном.

Отмостка вокруг здания – бетонная шириной 1000 мм. Стены – из монолитного пенобетона с поэтажным операнием на консоли перекрытий.

Перегородки – кирпичные толщиной 120 мм и на металлическом каркасе с двухсторонней обшивкой гипсокартонными листами в два слоя.

5.4 Решение фасада, внутренняя отделка помещений

Стены из пенобетона покрыты обычной штукатуркой. Основной колер стен –белый. Цоколь и часть первого этажа отделаны плитами из натурального камня по сетке на цементно-песчаном растворе. Остекление принято зеркальными стеклопакетами.

Внутренние стены и потолки после затирки (при необходимости – штукатурки) окрашиваются водоэмульсионной краской СТЭМ-45. В помещениях, где установлено сантехническое оборудование стены отделываются глазурированной плиткой или окрашиваются поливинилацетатной краской ВА-27.

5.5 Инженерное оборудование

Отопление

Отопление помещений корпусов – водяное, местными нагревательными приборами – радиаторами типа МС 140.Систеиы отопления – двухтрубные. Расход тепла на отопление по первой очереди 180000 ккал/час (218 кВт).

Источником теплоснабжения является котельная по ул. Челюскенцев № 7 (резервный источник- стационарная котельная РОК-1находится в теническом здании на территории центра. Котельная оборудована водонагревательными котлами ТВГ-8М, ТВГ-4Р.

Источником водоснабжения являются центральные сети поселка.

Показатели параметров теплоносителей:

· теплофикационная вода с температурой подающей воды 150 ˚С и обратной 70 ˚С;

· подающей горячего водоснабжения 65 ˚С и циркуляционной воды 50 ˚С.

Давление в подающей магистрали на выходе из котельной Р=0,55 МПа, давление в обратной магистрали входе в котельную Р=0,45 МПа.

Вентиляция и кондиционирование.

Для создания нормативных параметров воздуха в помещениях предусматривается:

· общественная вытяжная вентиляция;

· кондиционирование воздуха.

Количество воздуха для вентиляции и кондиционирования в помещениях определено расчетом в соответствии с требованиями СНиП 2.08.02-89, СНиП 2.04.05-91, пособиям по проектированию учреждений здравоохранения.

По экономическим соображениям и, исходя из надежности работы, приняты автономные кондиционеры японской фирмы “DEIKIN”, работающие в режиме “зима-лето”, поддерживающие в помещении заданную температуру воздуха и очищающие его от пыли. Расход тепла на вентиляцию первой очереди – 195000 ккал/час (226 КВт).

Водоснабжение.

Системы водопровода, канализации водостоков и горячего водоснабжения здания центра реабилитации запроектированы в соответствии с требованиями СниП «Внутренний водопровод и канализация».

Сети водопровода выполнены из полиэтиленовых труб ПНД Æ 150 мм тип Т «питьевая» ГОСТ 18599 – 83.

На проектируемой сети предусмотрены колодцы с отключающими задвижками и пожарными гидрантами из сборного железобетона. Для круглосуточного и бесперебойного водоснабжения, проектируемого здания центра реабилитации, запроектирован бак хозяйственного питьевого запаса воды в техническом помещении емкостью 200м3. Для обеспечения требуемого напора воды (20 м водного столба) принята «частная насосная установка» ГИДРОДЖЕТ JP5 фирмы GRUNDFOS.

Вопрос внутреннего пожаротушения главного корпуса решен от баков противопожарного запаса воды (2 шт. по 14 м3) и группы противопожарных насосов СН 12 – 40 400 Y фирмы GRUNDFOS.

Питьевая вода используется для хозяйственно-питьевых нужд, полив газонов и территории, пожаротушения.

Источником водоснабжения являются основные сети поселка диаметром 300 мм. Напор в сети – 4,0 атм. Учет воды производится водомером ВТ-80,установленным в техническо здании.

Внутренние сети водопровода – кольцевые, укладываются из стальных электросварных труб диаметром 100 мм по ГОСТ 10704-76 и из стальных водогазопроводных труб диаметром 15…50 мм по ГОСТ 3262-75. Пожарные краны устанавливаются в деревянных шкафах, оборудованных двумя огнетушителями.

Канализация.

В соответствии с требованиями, предъявляемыми к качеству сточных вод, запроектированы следующие системы канализации:

· бытовая;

· дождевая.

В сеть бытовой канализации сбрасываются стоки от санприборов. Отвод бытовых стоков предусмотрен в существующую сеть фекальной канализации поселка диаметром 300 мм.

На выпуска канализации от санприборов, расположенных в подвале и в колодце здания, устанавливаются электрофицированные задвижки с автоматическим управлением.

Система дождевой канализации запроектирована для отвода дождевых стоков с кровли здания и дождеприемных лотков. Сети канализации укладываются из чугунных и керамических труб с герметизацией стыковых соединений. Характеристика загрязнений в сточных водах соответствует требованиям Горисполкома (решение №362 от 12.07.91 г.).

Электроосвещение.

Электроосвещение выполнено в соответствии со СниП II-4-79 и предусматривает:

· рабочее напряжение 220 В;

· аварийное и эвакуационное напряжение 220 В;

· ремонтное напряжение 42 В.

Аварийное освещение для продолжения работы предусмотрено только в процедурных и электрощитовой. В качестве источников света приняты люминисцентные светильники и лампы накаливания. Выбор светильников произведен в соответствии с условиями среды. Управление рабочим освещением осуществляется выключателями по месту управления эвакуационным освещением централизовано со щита аварийного освещения.

5.3 Расчет железобетонной четырехпролетной рамы

Расчет рамы ведем по оси «В».

Сечение стоек- колонн bxh=40x40 см, сечение ригелей bxh=0,5х( 600+300)х25=450х25 см, где по методу заменяющих рам ширина ригеля равна полусумме двух смежных пролетов.

Ввиду того, что весь каркас здания представляет собой связевую систему, где связями служат железобетонные монолитные стены шахты лифта и лестничных клеток, которые воспринимают все возможные горизонтальные нагрузки ( ветровую и сейсмическую ), то рама будет работать только на вертикальные нагрузки.

5.3.1 Сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие

Таблица 5.2. Сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие.

Таблица 5.3. Сбор нагрузок на покрытие.

Расчетные нагрузки на 1 погонный метр ригеля с учетом коэффициента по назначению здания γ_n =0,95.

Постоянная от покрытия:

q₁ = Н/м = 38,9 кН/м

Постоянная от перекрытия:

q₂ = Н/м = 38,1 кН/м

Временная на покрытие:

V₁ = Н/м = 3,0 кН/м

Временная на покрытие:

V₂ = Н/м = 10,3 кН/м

5.4 Расчет рамы методом заменяющих рам

Определяем геометрические характеристики элементов рамы:

момент инерции ригеля

I_p =см⁴

момент инерции колонны

I_к =см⁴

если I_к =1,00, то I_р =2,75

Погонные жесткости элементов рамы:

ι_к = I_к /h=1/3,60=0,278 ι_р = I_р /l=2,75/6,00=0,458

Определяем коэффициенты распределения в узлах рамы:

узел 1. к_1-2 = к_1-6 =

узел 2. к_2-1 = к_2-3 =0,384, к_2-7 =0,232

узел 3. к_3-2 = к_3-8 =

к_3-4 = 0.622

узел 4. к_4-9 = к_4-3 =

к_4-5 =

узел 5. к_5-4 = к_5-10 =

узел 6. к_6-1 = к_6-7 =

Рисунок 5.1 Схема вертикальных нагрузок

к_6-11 =

узел 7. к_7-2 =

к_7-8 =

к_7-12 = к_7-6 =0,452

узел 8. к_8-7 =

к_8-9 =

к_8-3 =

к_8-13 =

узел 9. к_9-4 =

к_9-8 =

к_9-14 =

к_9-10 =0,452

узел 10. к_10-9 =

к_10-15 =

к_10-5 =0,378

узел 11. к_11-6 =

к_11-16 =

к_11-12 =

узел 12. к_12-11 =

к_12-13 =

к_12-7 =

к_12-17 =

узел 13. к_13-12 =

к_13-14 =

к_13-8 =

к_13-18 =

узел 14. к_14-13 =

к_14-9 =

к_14-19 = к_14-13 = 0.452

узел 15. к_15-14 =

к_15-10 =

к_15-20 =

узел 16. к_16-17 =

к_16-11 =

к_16-21 =

узел 17. к_17-16 =

к_17-18 =

к_17-12 =

к_17-22 =

узел 18. к_18-17 =

к_18-19 =

к_18-13 =

к_18-23 =

узел 19. к_19-18 =

к_19-14 =

к_19-24 =

к_19-20 =

узел 20. к_20-15 =

к_20-20 =

к_20-19 =

узел 21. к_21-22 =

к_21-26 =

к_21-16 =

узел 22. к_22-21 =

к_22-17 =

к_22-23 =

к_22-27 =

узел 23. к_23-22 =

к_23-24 =

к_23-18 =

к_23-28 =

узел 24. к_24-23 =

к_24-29 =

к_24-19 = к_24-25 = 0.452

узел 25. к_25-24 =

к_25-20 =

к_25-30 =0,378

Опорные моменты в верхних ригелях от постоянных нагрузок:

М₁ =кН/м

Опорные моменты в средних ригелях от постоянных нагрузок:

М₂ =кН/м

Распределение моментов производим в табличной форме методом Кросса.

Таблица 5.4. Изгибающие моменты от постоянной нагрузки в элементах рамы.

Продолжение таблицы 5.4.

Продолжение таблицы 5.4.

Таблица 5.5. Изгибающие моменты от постоянной нагрузки в элементах рамы.

Продолжение таблицы 5.5.

Для определения изгибающих моментов от временной нагрузки распологаем последнюю через один пролет для получения максимального пролетного момента и в двух смежных пролетах для получения максимального пролетного момента.

Приняв для расчета и конструирования колонну нижнего этажа по оси «3», производим загрузку временной нагрузкой только ригель по узлам 21-22-23-24-25.

Моменты защемления:

М_оп =

Рисунок 5.2. Схемы загружения временной нагрузкой

Таблица 5.6. Изгибающие моменты от временной нагрузки по схеме А.

Таблица 5.7. Изгибающие моменты от временной нагрузки по схеме Б.

Построение эпюры М_пост.

Пролет 21-22:

М_х =

где

Q_x = x=2,77 м

Пролет 22-23:

Q_x = x=3,02 м

М_х =

Пролет 23-24:

Q_x = x=2,96 м

М_х =

Пролет 24-25:

Q_x = x=3,22 м

М_х =

Построение эпюры М_вр.1 при временной нагрузке по всему пролету производим путем умножения эпюры М_пост. на к, где

к=V/g=10,3/38,1=0,27

Построение эпюры М_вр.2 :

Пролет 22-23:

М_х =

Построение эпюры М_вр.3 :

Пролет 21-22:

М_х =

Пролет 24-25:

М_х =

Рисунок 5.3. Эпюры моментов и равномерно распределенных нагрузок

Рисунок 5.4. Схема расположения монолитных плит перекрытия

Распределение моментов производим согласно табл. III. 1 [ 1. стр. 46 ]

Плита №1.

Наибольший опорный момент:

М_оп =-77,8-20,6=-98,4 кНм, М_х = кНм

Принимаем конструктивно

М_у =М_х =-70,8 кНм

Плита №2.

Наибольший пролетный момент:

М_пр =75,4+26,0=101,4 кНм, М_х = кНм – пролетный момент в надколонной полосе;

М_у = кНм – опорный момент в пролетной полосе;

Плита №3.

Наибольший опорный момент:

М_оп =-127,6-34,5=-162,1 кНм,

Опорный момент в надколонной полосе:

М_х = кНм

Принимаем конструктивно

М_у =М_х =-116,0 кНм

Плита №4.

Наибольший пролетный момент:

М_пр =57,0+18,0=75,0 кНм

Пролетный момент в надколонной полосе:

М_х = кНм

Опорный момент в пролетной полосе:

М_у = кНм

Плита №5.

Наибольший опорный момент:

М_оп =-112,3-35,8=-148,1 кНм,

Опорный момент в надколонной полосе:

М_х = кНм

Принимаем конструктивно

М_у =М_х =-106,6 кНм

Расчет арматуры.

Принимаем бетон класса В25:

R_b =14,5 МПа, R_bt =1.05 МПа, E_b =30000 МПа.

Рабочая арматура класса А-III d=10-40 мм с R_s =365 МПа, R_sc =365 МПа, E_s =200000 МПа.

Сечение расчетной полосы плиты: bxh=300x25 см, h₀ =h-a=25-3=22 см

Коэффициент условий работы для бетона γ_{b 2} =0,9

Надколонная плита:

Наибольший опорный момент в надколонной плите М_х =М_у =-116,0 кНм

По формуле (2.42 [ 2 ] ) граничная высота сжатой зоны:

ξ_R ,

где ω=0,85-0,008R_b γ_{b 2}

Находим:

A₀

По табл.3.1. [ 2] η=0,971; ξ=0,067, условие ξ<ξ_R – соблюдается т.к. 0,061<0,604

Необходимая площадь сечения арматуры:

A_s см²

Наибольший пролетный момент в надколонной полосе М_х =52,7 кНм

A₀ , η=0,984

Необходимая площадь сечения арматуры:

A_s см²

Таким образом, плита армируется верхней сеткой из арматуры диаметром 12 А-III с шагом 150 мм и нижней сеткой из арматуры диаметром 10 А-III с шагом 150 мм.

Межколонная плита:

Опорный момент пролетной полосы М=-27,6 кНм

A₀ , η=0,992

Необходимая площадь сечения арматуры:

A_s см²

Принимаем арматуру диаметром 10 А-III с шагом 150 мм в обоих направлениях.

Наибольший пролетный момент в надколонной полосе М_х =52,7 кНм

A₀ , η=0,984

Необходимая площадь сечения арматуры:

A_s см²

Плита армируется нижней сеткой из арматуры диаметром 10 А-III с шагом 150 мм в обоих направлениях.

5.5 Расчет нижней части колонны по осям В-4

Грузовая площадь колонны: Ам²

Постоянные нагрузки:

-от собственного веса покрытия кН

-от собственного веса 4-х перекрытий кН

-от собственного веса 5-ти колонн кН

Итого с учетом γ_n =0,95 кН

Временные полезные полные нагрузки:

-на покрытии кН

-на перекрытиях кН

Итого с учетом γ_n =0,95кН

Полная нагрузка NкН

Длительная нагрузка N_дл кН

Изгибающий момент в колонне:

-от постоянной нагрузки М_п = +127,6-119,2=8,4 кНм

-от временной полной нагрузки М_вр = -25,4+10,6=-14,8 кНм

-от полной нагрузки М_п =-14,8+8,4=-6,4 кНм

-от длительных нагрузок М_дл кНм

Сечение колонны bxh=40x40 см, h₀ =h-a=40-4=36 см. Расчетная длина колонны l₀ =0.7H=3,6 м.

Бетон класса В25, арматура класса А-III.

По формуле 18.1 [2]:

Эксцентриситет силы:

e₀

Случайный эксцентриситет:

e₀ или e₀

Поскольку случайный эксцентриситет e₀ =1,33 см больше эксцентриситета силы e₀ =0.43 см, его и принимаем для расчета.

При отношении , следует учитывать влияние продольного изгиба.

Находим значения моментов в сечении относительно оси, проходящей через центр тяжести наименее (сжатой) растянутой арматуры.

При длительной нагрузке:

М_{1 l}

При полной нагрузке:

М₁

Находим коэффициент, учитывающий влияние длительного действия на погиб элемента в предельном состоянии по формуле 4.19 [2]:

φ_l

Значение

δ

Принимаем δ=0,265

Отношение модулей упругости α

Задаемся коэффициентом армирования μ₁

Вычисляем критическую силу по формуле 18.5 [2]:

N_cr

Вычисляем коэффициент η по формуле 4.17 [2]:

η

Эксцентриситет

e

По формуле 18.1, 18.2, 18.3 [2]:

ξ

α_s ,

где δ^{^} =a/h₀ =4/36=0,11

Армирование конструктивное. Принимаем по 2 диаметром 22 А-III c каждой стороны, тогда

μ₁

5.6 Расчет стыка колонны с надколонной плитой

Стык на поперечную силу Q рассчитывается по формуле: Q=∑R_a F₀ sinα+Q_б.

При α=45є (угол наклона отгибов) и угле наклона пирамиды продавливания, также равном 45є, получим Q_б =0,15R_u b_ср h_0. В этих формулах F₀ -сечение отгибов по каждой грани колонны;

b_ср =b_в +b_н /2- средний периметр оснований пирамиды продавливания.

Расчетная поперечная сила принимается по колонне по оси “14” нижнего этажа:

Q=кН

На каждую грань колонны Q=308,6/4=77,1 кН

Проверяем условие формулы III.16 [1, стр. 49]: Q≤0,2R_u b_ср h₀ ; h₀ =22 см

b_ср =см; Q=кН

Требуемое сечение отгибов по каждой стороне колонны:

F₀ =,

отгибы ставятся конструктивно. Принимаем 4Ш12 А-I с каждой стороны колонны.

5.7 Расчет на воздействие сейсмической нагрузки

Район строительства относится к восьмибалльному по сейсмическому воздействию.

Фундаменты здания свайные, опирающийся на тугопластичные глины, поэтому по грунтам сейсмичность не изменяется.

Расчетные нагрузки: постоянные

-от покрытия g^р1 = 9,098 кН/м² »9, 10 кН/ м² ;

-от перекрытия g^р2 = 8,902 кН/м² » 8,90 кН/м² .

Расчетные полезные нагрузки: длительные

-на покрытие g_дл1 = 0 кН/м² ;

-на перекрытие g_дл2 = 1,20 кН/м² .

Расчетные полезные нагрузки: кратковременные

-на покрытие g_кр1 =0,70кН/м² ;

на перекрытие g_кр2 =1,20кН/м² .

Ярусные расчетные нагрузки складываются из веса конструкции перекрытия, веса колонн, веса ограждающих стен и полезных нагрузок.

Так как сейсмическое воздействие относится к особым сочетаниям нагрузок, то применяются следующие коэффициенты сочетаний:

-для постоянных нагрузок g_с =0,9;

-для временных длительных g_с =0,8;

-для кратковременных g_с =0,8.

При особых сочетаниях нагрузок ветровая нагрузка не учитывается.

Расчетный вес колонн (38шт.):

кН

Расчетный вес стен с оконными проемами с усредненным объемным весом r=15,0 кН/м² , при толщине 0,3м и длине 85м:

кН.

При общей площади этажа здания:

м²

Находим ярусные нагрузки по этажам:

-от покрытия

кН.

Ярусные массы:

Находим жесткости железобетонных диафрагм здания вдоль цифровых осей:

-для Д-1 -3шт

-для Д-2 -1шт.

Жесткость диафрагм при бетоне В25 (Ев=30000Мпа=3000000Н/см² =300000кН/м² )

В=0,85Ев

Находим тон свободных колебаний по формуле:

,

где a₁ =1,8; a₂ =0,3; a₃ =0,1, соответственно формулам колебаний.

Н_о =3,6 - высота здания;

n=5 – число этажей;

L=3,6м – высота этажа.

Тон свободных колебаний определяется по формуле:

5.29с>0.4с

т.к. Т₁ > 0,4с, то необходимо определить тон для двух форм колебаний.

Для 2-го тона: Т₂ = 0,88с > 0,4с

Для 3-го тона: Т₃ = 0,29с < 0,4с

Динамические коэффициенты:

β₁ = 0,28 < 0,8 β₁ = 0,8

принято

β₂ = 1,70 < 2,0 β₂ = 1,92

β₃ = 5,17 > 2,0 β₃ = 2,0

Коэффициент формы колебаний:

X_i (X_j ) = Sin (α_i - 1) тξ_j , где i = 1,2,3.

Таблица 5.8.

Таблица 5.9. Коэффициенты форм колебаний

Рисунок 5.5. Формы свободных колебаний

* Расчетная сейсмическая нагрузка S_ik в выбранном направлении, приложенная к точке k и соответствующая i-му тону собственных колебаний зданий или сооружений (кроме гидротехнических сооружений), определяется по формуле

S_ik = K₁ S_{0 ik} ,

где К₁ - коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения зданий и сооружений, принимаемый по табл3; СниП II-7-81* =0.25

S_{0 ik} - значение сейсмической нагрузки для i-го тона собственных колебаний здания или сооружения, определяемое в предположении упругого деформирования конструкций по формуле

S_oik = Q_k Ab_i K_wnik ,

где Q_k - вес здания или сооружения, отнесенный к точке k, определяемый с учетом расчетных нагрузок на конструкции согласно п. 2.1 СниП II-7-81* =0.9

А - коэффициент, значения которого следует принимать равными 0,1; 0.2; 0,4 соответственно для расчетной сейсмичности 7, 8, 9 баллов;

b_i - коэффициент динамичности, соответствующий i-му тону собственных колебаний зданий или сооружений, принимаемый согласно п. 2.6 СниП II-7-81*=0.8

К_w - коэффициент, принимаемый по табл. 6 или в соответствии с указаниями разд. 5 СниП II-7-81 =1

S_oik =0.9· 0.2·0.8·1=0.144

Сейсмические силы:

Σ S₅ = 0,25·0.144·1,27·540 = ~ 25 кН

Σ S₄ = 0,25·0.144·1,21·685 = ~ 30 кН

Σ S₃ = 0,25·0.144·1,09·685 = ~ 25 кН

Σ S₂ = 0,25·0.144·0,75·685 = ~ 19 кН

Σ S₁ = 0,25·0.144·0,382·685 = ~ 10 кН

Эти нагрузки распределяются пропорционально жесткостям диафрагм:

- для Д-1 коэффициент распределения

К₁ =

- для Д-2 соответственно

К₂ =

Нагрузки: на Д-1, на Д-2

S₅ = 7,9 кН S₅ = 1,3 кН

S₄ = 9,5 кН S₄ = 1,5 кН

S₃ = 7,9 кН S₃ = 1,3 кН

S₂ = 6,0 кН S₂ = 1,0 кН

S₁ = 3,2 кН S₁ = 0,9 кН

Изгибающие моменты в диафрагме Д-1 на уровне пола 5-го этажа рамы:

М₅ = 7,9·3,6 = 28,44 кН·м

на уровне пола 4-го этажа рамы:

М₄ = 7,9·7,2+9,5·3,6 = 91,08 кН·м

на уровне пола 3-го этажа рамы:

М₃ = 7,9·10,8+9,5·7,2+7,9·3,6 = 182,16 кН·м

на уровне пола 2-го этажа рамы:

М₂ = 7,9·14,2+9,5·10,8+7,9·7,2+6,0·3,6 = 294,84 кН·м

на уровне пола 1-го этажа рамы:

М₁ = 7,9·17,8+9,5·14,2+7,9·10,8+6,0·7,2+3,2·3,6 = 419,04 кН·м

Диафрагма располагается на собственном свайном фундаменте, поэтому дополнительную вертикальную нагрузку от изгибающего момента воспринимают колонны, с которыми диафрагма связана монолитно, на уровне пола 1-го этажа:

N_доп = ± кН

Вертикальная нагрузка, приходящаяся на колонну по осям 4-В составляет: N = 1486 кН с грузовой площади 6,0х4,5 = 27,0 м² .

На колону по осям 4-Г с грузовой площадью А = 6х3 = 18 м² с учетом сейсмической нагрузки, будет действовать нагрузка:

N = кН < 1486 кН

Армирование колонн с диафрагмами принимаем аналогично армированию колонн рам без диафрагм.

7. ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

7.1 Технология строительно-монтажных работ

7.1.1 Определение номенклатуры и объемов внутриплощадочных подготовительных и основных строительно-монтажных работ

Подсчет объемов строительно-монтажных работ осуществляется в соответствии с правилами исчисления объемов работ технической части каждой главы СНиП IV-2-82.

Исходными данными служат архитектурно-строительная часть и сметная документация.

Таблица 7.1 Ведомость объемов работ

7.1.2 Калькуляция трудовых затрат и машиносмен на подготовительные и основные строительно-монтажные работы в целом по объекту

Таблица 7.2. Калькуляция трудовых затрат