Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Псковский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный

экономический университет"

Кафедра экономики и менеджмента

Курсовая работа по дисциплине

ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

Выполнил: студент

Ф.И.О. Шевчук А.А.

Курс 2 Группа 2353П

Псков 2013



Введение

В связи с тем, что строительство является одной из важнейших частей народного хозяйства, огромное значение имеет правильный выбор строительных материалов для ограждений, поэтому целью данной курсовой работы является выявление наиболее целесообразного, с экономической точки зрения, материала для возведения здания в определенной климатической зоне.

Кроме того, данная работа предполагает расчет фундамента для жилого дома.



Исходные данные к курсовой работе

"Расчет наружных стен и фундамента жилого дома".

1. Город - Владимир

2. Температура внутреннего воздуха t_в = 18⁰С

3. Материал стен - кирпич или трехслойная панель

4. Высота этажа - 2,9 м.

5. Междуэтажные и чердачные перекрытия - из крупноразмерного железобетонного настила

6. Кровля - плоская из железобетонных плит по строительным балкам с техническим чердаком

7. Грунт - пески средней крупности

8. Глубина пола в подвале - 2,5 м.

9. Толщина пола в подвале - 0,1 м.

10. Расстояние от низа конструкции пола в подвале до подошвы фундамента - 0,4 м.

11. Фундамент ленточный

12. Расчетная среднесуточная температура воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, = 15⁰С



Характеристика климатического района

Город - Владимир;

Влажностная зона - 2 зона, нормальная;

Средняя температура наиболее холодной пятидневки - (-28⁰С);

Средняя температура наиболее холодных суток - (-33⁰С);

Абсолютная минимальная температура - (-48⁰С);

Средняя температура отопительного периода - (-3,3⁰С);

Продолжительность отопительного периода - 233 дня;

Средняя температура самого жаркого месяца - 18,1⁰С;

Скорость ветра - 3,3 м/с;

Географическая широта - 56⁰;

Глубина промерзания грунтов - 140 см.

Характеристика проектируемого здания

Оценивая планировочное решение здания необходимо указать: количество квартир, выходящих непосредственно на лестничную клетку типового этажа; количество комнат в квартирах; наличие проходных и темных комнат. Характеристика квартир представляется по форме табл.1.

Таблица 1

Экспликация квартир

Тип квартиры	Количество квартир	Площадь, м2
		жилая	общая
	в секции	в доме	в квартире	в доме	в квартире	в доме
Трехкомнатная	9	9	39,22	352,98	62,53	562,77
Пятикомнатная	9	9	60,56	545,04	89,52	805,68
Всего				898,02		1368,45
Средняя квартира				49,89		76,025



Для оценки объемно-планировочных решений зданий применяются коэффициенты, характеризующие рациональность планировочных решений квартир - К₁ и объемно-планировочных решений здания - К₂.

Коэффициент К₁ - плоскостной архитектурно-планировочный показатель. Он рассчитывается по формуле (1):

= 0,66 (1)

где A_ж - жилая площадь в доме, м²;

A_о - общая площадь в доме, м².

Коэффициент К₂ - объемный показатель, определяющий объем здания, приходящийся на единицу его функциональной площади, рассчитывается по формуле (2). Для жилых зданий в качестве функциональной используется жилая площадь.

(2)

= 6.54

В жилых зданиях коэффициенты К₁ и К₂ должны находиться в следующих пределах: К₁ = 0,54 0,64; К₂ = 4,510. Коэффициент К₂ соответствуют нормативу, так К₁ больше, так как у нас многокомнатные квартиры.

Характеризуя конструктивное решение здания, необходимо указать: какая конструктивная система принята в здании, сколько этажей в доме, сколько квартир в одной секции и сколько секций в доме. Затем по проекту дается краткая характеристика конструктивных элементов здания: тип фундамента, материал перегородок, перекрытий, покрытий, лестниц, крыши, кровли, окон, дверей, полов, наружной и внутренней отделки.

Характеристика конструктивного решения здания

1. Конструктивная система принята с поперечными несущими стенами

2. Здание девятиэтажное односекционное. В секции 18 квартир

3. Фундаменты сборные ленточные из бетонных блоков и железобетонных подушек

4. Стены: внутренние стены и перегородки - кирпичные; наружные - из трехслойных панелей (определяется расчетом)

5. Перекрытия - многопустотные железобетонные панели толщиной 220 мм.

6. Лестницы - сборные железобетонные марши и площадки

7. Покрытие - раздельное вентилируемое из ребристых железобетонных плит с внутренним водостоком; Кровля - рулонная.

8. Полы - в жилых комнатах, кухнях, передних - линолеум . Вариант - паркетные. В сан. узлах - керамическая плитка. В лоджиях и на балконах - цементные

9. Окна - металлопластиковые

10. Двери - филенчатые

11. Отделка наружная - расшивка швов. Внутренняя отделка - штукатурка из цементно - песчаного раствора



Теплотехнический расчет наружных стен

Кирпичная стена (₁ - толщина штукатурки, ₂ - толщина кирпичной стены);

При расчете наружных стен определяем их сопротивление теплопередаче.

Сопротивление теплопередаче R_o ограждающих конструкций принимают равным экономически оптимальному сопротивлению, но не менее требуемого R по санитарно-гигиеническим условиям.

Требуемое (минимально допустимое) сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций определяем по формуле (3):

= (3)

где t_в - расчетная температура внутреннего воздуха, ⁰С; принимаем 18⁰С;

t_н - расчетная зимняя температура наружного воздуха, ⁰С; принимаем по СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика;

(t_в - _в) = t^н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, ⁰С; нормируется в зависимости от функционального назначения помещений СНиП I-3-79** Строительная теплотехника [4] (для стен жилых домов t^н 6⁰С);

R_в - сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждения (зависит от рельефа его внутренней поверхности); для гладких поверхностей стен R_в = 0,133;

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху (см. СНиП I-3-79** Строительная теплотехника [4]).

Расчетную зимнюю температуру наружного воздуха t_н принимаем с учетом тепловой инерции Д ограждающих конструкций по СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика [2].

За расчетную температуру принимаем: при Д 1,5 (безинерционная конструкция) абсолютную минимальную температуру; при 1,5<Д4 (малая инерционность) - среднюю температуру наиболее холодных суток; при 4<Д7 (средняя инерционность) - среднее арифметическое из температур наиболее холодных суток и наиболее холодной пятидневки (округляя до целого градуса); при Д>7 (массивные конструкции) - среднюю температуру наиболее холодной пятидневки.

При расчете ограждений тепловую инерцию Д принимаем ? 7. Температуру наружного воздуха принимаем t_{наибол. холодной пятидневки} = -28 ⁰С.

Затем определяем экономичное сопротивление теплопередаче по формуле (4):



, (4)

где Ц_о - стоимость тепла 1 Гкал в руб.; W_o - теплопотери за отопительный период, Гкал; Е - коэффициент эффективности капитальных вложений (Е=0,15); л - коэффициент теплопроводности материала стен, ккал/(м.ч.град) (см. СНиП I-3-79** Строительная теплотехника [4]); Ц_м - стоимость материала стен, руб/м³.

Стоимость материала стен определяется по Стройпрайсу.

Теплопотери за отопительный период W_o определяем (на основании данных СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика [2]) по формуле (5):

(5)

где t_в - температура внутреннего воздуха, ⁰С;

t_н.ср. - средняя температура отопительного периода, ⁰С; (отопительным считается период с температурой наружного воздуха t_н <8⁰С);

N - отопительный период в течение года, дни;

z - отопительный период в течение суток, час.;

r - коэффициент неучтенных теплопотерь за счет инфильтрации воздуха через неплотности оконных переплетов, стыков, утоненных стен за отопительными приборами и др., принимается равным 1,4;

d - коэффициент, учитывающий единовременные и текущие затраты при устройстве и эксплуатации головных сооружений средств отопления, теплосетей и др., принимается равным 1,5.

Для выбора сопротивления теплопередаче R_o соблюдается условие: если >, то =; если <, то =.==1,03



(6)

,

где - сопротивление теплопередаче наружной поверхности ограждения, м².ч.град/ккал; зависит от местоположения ограждения, для стен и покрытий северных районов R_н = 0,05 (табл. 6 [4]);

_i - толщина слоя, м;

_i - коэффициент теплопроводности материала слоя, СНиП I-3-79** Строительная теплотехника [4] .

Полученную толщину стен округляем до стандартного размера кирпича. Толщина составляет 2,5 кирпича, т.е. 0,64 м. После этого рассчитываем действительную величину тепловой инерции Д ограждающей конструкции, подставляя полученное значение , по формуле (7). По этой величине проверяем правильность выбора t_н.

(7)

где S_i - коэффициент теплоусвоения слоя материала, принимается по СНиП I-3-79** Строительная теплотехника [4];

R_i -сопротивление теплопередаче отдельного слоя ограждения определяется по формуле (8).

(8)



Выбранное значение t_н соответствует полученной тепловой инерции Д.

Рассчитываем фактическое сопротивление теплопередаче наружного ограждения по формуле (9).

(9)

При этом должно быть выполнено условие: .

Условие выполнено.

Теплотехнический расчет трехслойной панели

Трехслойная стена из железобетонных панелей (₁ и ₃) с утеплителем из минераловатных плит (₂).



Задаемся величиной тепловой инерции Д: 4?Д?7.

Температура наружного воздуха равна среднеарифметической наиболее холодных суток и наиболее холодной пятидневки.

t_н = = 30 ⁰С

Рассчитываем требуемое сопротивление:

=

Рассчитываем экономическое сопротивление теплопередачи:

,

>и == 2,64

Определяем толщину утеплителя:

Принимаем толщину минеральной ваты 0,25 м.

Определяем действительную величину тепловой инерции Д



=?4?Д?7, значит наружная температура t_н принята верно.

Рассчитываем фактическое сопротивление теплопередаче трехслойной панели:

?,то есть условие выполнено.

Приведенные затраты

№ п/п	Тип расчета	Кирпичная стена	Трехслойная панель
1	Величина расходов на отопление	С0 = =	С0 = =
2	Единовременные затраты на стену	К = д*Цм= 0,64*3500=2240 руб.	К = д * Цм = 0,64 * 3500 = 2240 руб.
3	Приведенные затраты	П = С0 + Е + К = 404,8+0,15+2240=741руб.	П = С0 + Е + К = 11,25+0,15+144,6=313 руб.

Вывод: по приведенным затратам более экономичным является вариант стены из трехслойной панели.

Выбрав вариант по минимальным приведенным затратам, рассчитываем коэффициент теплопередачи К (Вт/м³ град. С) ограждающей конструкции по формуле:



Расчет подошвы фундамента здания

В курсовой работе студентам предлагается рассчитать глубину заложения и площадь подошвы фундамента.

При определении глубины заложения фундамента в соответствии со СНиП 2.02.01-83* [3] учитывают следующие основные факторы: влияние климата (глубину промерзания грунтов), инженерно-геологические, гидрологические и конструктивные особенности.

Расчетную глубину сезонного промерзания определяют по формуле:

d_f = d₁=k_nd_fn= 0,5 * 1,5 = 0,75м

где k_n - коэффициент влияния теплового режима здания, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений по СНиП [4] = 0,5

d_fn - нормативная глубина промерзания для города Владимир =1,5м

Глубину заложения фундаментов отапливаемых зданий принимают без учета промерзания, но не менее 0,5 м.

Влияние геологии и гидрогеологии строительной площадки на глубину заложения фундамента d₂ определяется по СНиП [4]. Определяется величина d_f+2, которая сравнивается с d_w (уровнем грунтовых вод), и, исходя из полученного соотношения и в соответствии с указанным СНиП, назначается глубина заложения фундамента d₂.

Согласно СНиП глубина заложения фундамента не зависит от d_f, в этом случае

d₂ = d_f + 2 =0,75+ 2 = 2,75м

d₂ = 2,75м

d₂ > d_w (2,75 м), значит для средних песков d₂ >= d_f

Затем определяется влияние конструктивного фактора на глубину заложения фундамента d₃. Величина d₃ определяется как сумма значений глубины (d_d) и толщины (h_tf) пола в подвале и толщины слоя грунта от подошвы фундамента до низа конструкции пола в подвале (h_s).

d₃= d_d + h_cj + h_s= 2,5 + 0,1 + 0,4 = 3 м

d=3м

При окончательном назначении глубины заложения фундамента d принимают равным максимальному значению из величин d₁ч d₃.

Далее определяется площадь подошвы фундамента:

A =

А=

A =

где F_v - расчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента кН/м;

R₀ - расчетное сопротивление грунта основания, МПа (см. СНиП [4]);

г_ср - средний удельный вес фундамента и грунта на его уступах. Обычно принимается при наличии подвала равным 16 ч 19кН/м³.

Для определения расчетной нагрузки, приложенной к обрезу фундамента, необходимо собрать нагрузки в следующей последовательности. Вначале определяют постоянные нормативные нагрузки от: веса покрытия (гидроизоляционный ковер, кровельный настил и балки); веса чердачного перекрытия с утеплителем; веса междуэтажного перекрытия; веса перегородок; веса карниза; веса стен.

Затем устанавливают временные нормативные нагрузки: снеговую на 1 м² горизонтальной проекции; временную на чердачное перекрытие; временную на междуэтажное перекрытие.

Нормативные нагрузки определяют по СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия" [2] в соответствии с конструктивным решением здания.

С учетом постоянных и временных нагрузок определяются нагрузки на фундамент наружной стены на уровне планировочной отметки грунта (по обрезу фундамента).

Для этого предварительно на плане этажа здания выделяется грузовая площадь, которая определяется следующими контурами: расстоянием между осями оконных проемов =3,2м вдоль здания и половиной расстояния в чистоте между стенами поперек здания = 2,7м

Грузовая площадь А_г равна произведению длин сторон полученного четырехугольника

А_г = 2,7 * 3,2 = 8,64 м²

А_г = 8,64 м²

Эту грузовую площадь принимаем постоянной, пренебрегая ее уменьшением на первом этаже за счет увеличения ширины наружных и внутренних стен.

Далее определяются постоянные нагрузки:

1 . Вес покрытия (произведение нормативной нагрузки и грузовой площади);

2. Вес чердачного перекрытия;

3. Вес междуэтажного перекрытия, умноженный на количество этажей;

4. Вес перегородок на всех этажах;

5. Вес карниза и стены выше чердачного перекрытия (определяется на длине, равной расстоянию между осями оконных проемов).

6. Вес цоколя и стены первого этажа за вычетом веса оконных проемов на длине, равной расстоянию между осями оконных проемов.

7. Вес стены со второго этажа и выше за вычетом веса оконных проемов на длине, равной расстоянию между осями оконных проемов.

Временные нагрузки (произведение нормативной нагрузки и грузовой площади):

1. Снеговая.

2. На чердачное перекрытие.

3. На междуэтажные перекрытия с учетом их количества и снижающего коэффициента ц_n1 учитывающего неодновременное загружение перекрытий.

ц_n1- коэффициент сочетания применяется при количестве перекрытий 2 и более. Для квартир жилых зданий он определяется по формуле:

ц_n1= 0,3 + 0,6/vn = 0,3 + 0,6=2,2

где n - общее число перекрытий, от которых рассчитываются нагрузки фундамента.

Все нагрузки суммируются и определяется нагрузка на 1 м наружной стены. Для этого нужно общую нагрузку ( F_общ = временную + постоянную) разделить на расстояние между осями оконных проемов вдоль здания.

F_общ = 1255,14 + 351,15 =1606,29

F_v = =501.97

Сбор нагрузок на фундамент предлагается оформить в виде таблиц по нижеприведенным формам.

Постоянные нормативные нагрузки

Наименование нагрузки	Величина нагрузки
От веса покрытия	1,5
От веса чердачного перекрытия с утеплителем	3,8
От веса междуэтажного перекрытия	3,6
От веса перегородки	1,0
От веса карниза	2,0
От веса 1 м3 кирпичной кладки (или от веса стены из др.материала)	18



Временные нормативные нагрузки

Наименование нагрузки	Величина нагрузки
Снеговая на 1 м2 горизонтальной проекции кровли	1,5
На 1 м2 проекции чердачного перекрытия	0,7
На 1 м2 проекции междуэтажного перекрытия	2,0

Постоянные нагрузки

Наименование нагрузки	Расчет нагрузки	Величина нагрузки
Вес покрытия	Нормативная нагрузка * Аг	1,5*8,64=12,96
Вес чердачного покрытия	Нормативная нагрузка *Аг	3,8*8,64=32,83
Вес n междуэтажных покрытий	Нормативная нагрузка * А г*п	3,6*8,64*9=279,93
Вес перегородок на n этажах	Нормативная нагрузка *Аг*п	1*8,64*9=77,76
Вес карниза и стены выше чердачного перекрытия	(Нормативная нагрузка на карниз + толщина стены * пролет * нормативная нагрузка кирпичной кладки) * расстояние между осями оконных проемов	(2+0.64*2.7*18)*3.2= =105.93
Вес цоколя и стены первого этажа за вычетом веса оконных проемов на длине, равной расстоянию между осями оконных проемов	Толщина стены первого этажа *(высота цоколя и первого этажа * расстояние между осями оконных проемов - высота оконного проема *длина оконного проема) * нормативная нагрузка кирпичной кладки	0.64*(3.9*3.2-1.5*1.5)*18= =117.85
Вес стены со второго этажа и выше за вычетом веса оконных проемов	Толщина стены *(высота этажа *расстояние между осями оконных проемов - высота оконного проема * длина оконного проема)* количество этажей х нормативная нагрузка кладки	0.64*(2.9*3.2-1.5*1.5)*8*18= =647.88
Итого постоянная нагрузка		12551.14

Временные нагрузки

Наименование нагрузки	Расчет нагрузки	Величина нагрузки
Снеговая	Нормативная нагрузка * Аг	1,5*8,64=12,96
На чердачное перекрытие	Нормативная нагрузка * Аг	0,7*8,64=6,05
На п междуэтажных Перекрытий с учетом коэффициента цп1	Нормативная нагрузка *Аг*п*цп1	2*8,64*9*2,2=332,14
Итого временная нагрузка		351,15

Определив по формуле (16) площадь подошвы фундамента, получаем требуемую ширину подошвы фундамента.

-для ленточного фундамента

b=A/1= 1,99 : 1 = 1,99м

Принимаем железобетонную подушку ФЛ - 20,а блоки ФС - 6.

Расчет основных технико-экономических показателей проекта

Основными технико-экономическими показателями проектов жилых домов приняты:

1) показатели сметной стоимости строительства;

2) объемно-планировочные показатели;

3) показатели затрат труда и расхода материалов;

4) показатели, характеризующие степень унификации сборных элементов;

5) годовые эксплуатационные затраты.

В курсовой работе студенты определяют показатели сметной стоимости здания и объемно-планировочные показатели.

Стоимость самого здания определяется, исходя из рыночной стоимости жилья, если другая не указана в задании на курсовую работу.



Основные технико-экономические показатели

строительство фундамент сметный планировочный

Наименование	Единица измерения	Значения показателя
А. Показатели сметной стоимости строительства
Стоимость самого здания	тыс. руб.	43776
а) на 1 квартиру		2432
б) на 1 м2 жилой площади		48,75
в) на 1 м2 полезной площади		32,00
г) на 1 м3 здания		7,46
Б. Объемно-планировочные показатели
Общий строительный объем здания	м3	6555,94
а) на 1м2 жилой площади		10,44
б) на 1 квартиру		364,22
Объем типового этажа на 1 м2 жилой площади по этажу	м3	7,96



Заключение

В заключение необходимо заметить, что строить этот жилой дом целесообразно. Отношение жилой площади к полезной меньше допустимого, это объясняется тем, что дом строится с повышенной комфортностью жилья, по проекту для индивидуальных застройщиков. Отношение строительного объема к жилой площади в норме.



Список литературы

1. Берлинов М.В. Основания и фундаменты: Учеб. Для вузов. М.: Высш. Шк., 1988.

2. СниП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. - М.: 1986.

3. СниП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. - М., 1983.

4. СниП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. - М., 1985.

5. СниП 1-3-79**. Строительная теплотехника. - М., 1986.

Шумилов М.С. Гражданские здания и их техническая эксплуатация: Учеб. Для вузов.-М.:Высш. Шк.,1985

Размещено на Allbest.ru

...