Строительство детского сада-ясли

Основные объёмно-планировочные показатели:

Отапливаемая площадь здания - Fh = 624 мІ, определяется как площадь этажей, измеряется в пределах внутренних поверхностей наружных стен, включая площадь, которую занимают перегородки и внутренние стены. В отапливаемую площадь дома не включается площадь теплого чердака, неотапливаемого технического этажа, подвала, лестничных клеток

Полезная площадь здания - Flж = 502,14 мІ, определяется как сумма площадей всех расположенных на ней помещений, а также холлов, вестибюлей, фойе и тому подобное за исключением лестничных клеток, , внутренней открытой лестницы и пандусов.

Расчётная площадь здания - Flp = 478,14 мІ, определяется как сумма площадей всех расположенных на ней помещений, за исключением коридоров, переходов, лестничных клеток, лифтовых шахт, внутренней открытой лестницы, а также помещений, предназначенных для размещения инженерного оборудования и инженерных сетей.

Отапливаемый объём здания - Vh = 3843,8 м3, определяется как объём, ограниченный внутренними поверхностями наружных ограждающих конструкций.

Общая площадь наружных ограждающих конструкций - FУ = 514,8 мІ

Общая площадь наружных непрозрачных стеновых ограждающих конструкций Fнп. = 406,8 мІ

Общая площадь наружных светопрозрачных ограждающих конструкций Fсп. = 108 мІ

Площадь входных дверей Fд, = 3,15 мІ

Общая площадь перекрытия холодного чердака Fпкхг = 324 мІ

Общая площадь полов по грунту Fц1 = 320 м2.

5.4 Теплотехнические показатели

где - общие теплопотери здания через ограждающую оболочку, кВт·час;

- бытовые теплопоступления в течение отопительного периода, кВт·час;

- тепловые поступления через окна от солнечной радиации в течение отапливаемого периода, кВт ·час;

- коэффициент, учитывающий способность ограждающих конструкций здания аккумулировать или отдавать тепло во время периодического теплового режима; ;

- коэффициент авторегулирования подачи тепла в системах отопления;

- коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отапливаемых приборов дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждений, теплопотерями трубопроводов, которые проходят через неотапливаемые помещения; .

Общие теплопотери здания через ограждающую оболочку за отапливаемый период определяются по формуле:

Бытовые теплопоступления в течение отапливаемого периода определяются по формуле:

- величина бытовых теплопоступлений на 1 мІ расчетной площади здания;

Тепловыделения в течение недели:

- от людей, которые находятся в здании

-от искусственного освещения

-от офисной техники

Тогда,

Тепловые поступления через окна от солнечной радиации в течение отапливаемого периода для четырёх фасадов здания, определяются по формуле:

где: - коэффициенты, учитывающие затенение светового проема соответственно окон и зенитных фонарей непрозрачными элементами заполнения, принимаются по табл. 1 ДСТУ-Н Б.А.2.2-5:2007;

- коэффициенты относительного проникновения солнечной радиации соответственно для светопрозрачных заполнений окон и зенитных фонарей, которые принимаются по паспортным данным соответствующих светопрозрачных конструкций или согласно табл. 1 ДСТУ-Н Б.А.2.2-5:2007;

- площадь светопрозрачных фасадов дома, что соответственно ориентированы за четырьмя сторонами света, м2;

- средняя величина солнечной радиации за отопительный период, что направлена на вертикальную поверхность при условии облачности, что соответственно ориентирована за четырьмя фасадами дома, определяется в соответствии с табл. 2. ДСТУ-Н Б А.2.2-5-2007;

- средняя величина солнечной радиации за отопительный период, направленная на горизонтальную поверхность за условий пасмурности, кВт . год/м2;

Определяется в соответствии с табл. 2. ДСТУ-Н Б А.2.2-5-2007. Учитывая отсутствие световых проемов на чердаке,

Учитывая значения составляющих теплозатрат и теплопоступлений в здание, определяется

Расчётное значение удельных теплозатрат на отопление здания за отопительный период qбуд, кВт . год/мі, определяется по формуле:

Определение класса энергетической эффективности здания.

Класс энергетической эффективности здания определяется согласно дополнению Ф ДБН В.2.6-31 на основании анализа выражения:

где: - максимально допустимое значение удельных теплозатрат на отопление здания за отапливаемый период, кВт·год/мі, устанавливается согласно ДБН В.2.6-31 в зависимости от назначения здания, его поверхностности и температурной зоны эксплуатации здания; для данного здания кВтчас/м3.

Согласно ДБН В.2.6-31 класс энергетической эффективности здания «A»

Энергетический паспорт здания представлен в таблице 1.

Энергетический паспорт общественного здания

Общая информация

Таблица 7

Расчётные параметры

Функциональное назначение, тип и конструктивное решение здания

Геометрические, теплотехнические и энергетические показатели

Консультант: Суходоев Ю.Ф.

Дипломник: Куприевич А.И.

6. Исходные данные

6.1 Инженерно-геологический разрез

6.2 Техническая характеристика объекта

Проектируемое общественное здание «Детский сад-ясли» - двухэтажное административное бескаркасное здание с несущими стенами, прямоугольное в плане размером 12 27 м. Высота здания 9,6 м. Здание не имеет подвала. Стеновые ограждения - кирпич 640 мм. В соответствии с таблицей из ДБН предельные деформации основания для проектируемого здания: относительная разность осадок (?S/L)и = 0,002, максимальная осадка Smax,и = 12 см. Полученные расчётом деформации должны быть меньше предельно допускаемых, что обеспечит эксплуатационную пригодность здания и его долговечность.

6.3 Техническая характеристика объекта

Площадка расположена в г. Одесса. Рельеф местности спокойный. При бурении установлена следующая последовательность напластований (сверху - вниз):

1. Почвенно-растительный слой - 0,5 м;

2. Суглинок лёссовый - 2,7 м;

3. Супесь лёссовая - 4 м;

4. Суглинок лёссовый - 3,6 м;

5. Супесь лёссовая - 1,41 м;

6. Суглинок красно-коричневый - 2,79 м.

Подземные воды на строительной площадке не обнаружены.

7. Физико-механические свойства грунтов площадки строительства

7.1 Расчёт

ИГЭ-1. Почвенно-растительный слой, мощность - 0,5 м:

= с g = 1,65 10 = 16,5 кН/м3.

ИГЭ-2. Суглинок лёссовый, мощность - 2,7 м:

сd = с/(1 + w) = 1,84/(1 + 0,23) = 1,49 г/см3;

e = (сs /сd) - 1 = (2,69/1,49) - 1 = 0,81;

n = 1 - (сd /сs) = 1 - 0,55 = 0,45;

Sr = (w сs)/(e сw) = (0,23 2,69)/(0,81 1,0) = 0,76;

сw = 1,0 г/см3;

Ip = wL - wP = 0,31 - 0,18 = 0,13;

IL = (w - wP)/Ip = (0,23-0,18)/0,13 = 0,38;

= с g = 1,84 10 = 18,4 кН/м3;

ИГЭ-3. Супесь лёссовая, мощность - 4 м:

сd = с/(1 + w) = 1,77/(1 + 0,28) = 1,38 г/см3;

e = (сs /сd) - 1 = (2,68/1,38) - 1 = 0,94;

n = 1 - (сd /сs) = 1 - (1,38/2,68) = 0,48;

Sr = (w сs)/(e сw) = (0,28 2,68)/(0,94 1,0) = 0,79;

сw = 1,0 г/см3;

Ip = wL - wP = 0,26 - 0,19 = 0,07;

IL = (w - wP)/Ip = (0,28-0,19)/0,07 = 1,29;

= с g = 1,77 10 = 17,7 кН/м3;

ИГЭ-4. Суглинок лёссовый, мощность - 3,6 м:

сd = с/(1 + w) = 1,89/(1 + 0,25) = 1,512 г/см3;

e = (сs /сd) - 1 = (2,69/1,512) - 1 = 0,78;

n = 1 - (сd /сs) = 1 - (1,512/2,69) = 0,44;

Sr = (w сs)/(e сw) = (0,25 2,69)/(0,78 1,0) = 0,86;

сw = 1,0 г/см3;

Ip = wL - wP = 0,32 - 0,20 = 0,12;

IL = (w - wP)/Ip = (0,25-0,20)/0,12 = 0,417;

= с g = 1,89 10 = 18,9 кН/м3;

ИГЭ-5. Супесь лёссовая, мощность - 1,41 м:

сd = с/(1 + w) = 1,84/(1 + 0,26) = 1,46 г/см3;

e = (сs /сd) - 1 = (2,68/1,46) - 1 = 0,84;

n = 1 - (сd /сs) = 1 - (1,46/2,68) = 0,46;

Sr = (w сs)/(e сw) = (0,26 2,68)/(0,84 1,0) = 0,83;

сw = 1,0 г/см3;

Ip = wL - wP = 0,27 - 0,19 = 0,08;

IL = (w - wP)/Ip = (0,26-0,19)/0,08 = 0,88;

= с g = 1,84 10 = 18,4 кН/м3;

ИГЭ-6. Суглинок красно-коричневый, мощность - 2,79 м:

сd = с/(1 + w) = 1,92/(1 + 0,22) = 1,57 г/см3;

e = (сs /сd) - 1 = (2,69/1,57) - 1 = 0,71;

n = 1 - (сd /сs) = 1 - (1,57/2,69) = 0,42;

Sr = (w сs)/(e сw) = (0,22 2,69)/(0,71 1,0) = 0,83;

сw = 1,0 г/см3;

Ip = wL - wP = 0,35 - 0,21 = 0,14;

IL = (w - wP)/Ip = (0,22-0,21)/0,14 = 0,07;

= с g = 1,92 10 = 19,2 кН/м3;

Анализ инженерно-геологических условий площадки строительства показывает, что под почвенно-растительным слоем залегает суглинок лёссовый средней плотности, слой 2 (d = 1,49 гсм3; Е = 7,0 мПа), который может служить естественным основанием для фундаментов проектируемого здания и для свай уплотнения. В отдельных случаях могут использоваться в качестве несущего слоя висячих свай. Он подстилается супесью лёссовой средней плотности, слой 3 (d = 1,38 гсм3; Е = 3,0 мПа), Используется в качестве естественного основанияоснования фундаментов и свай уплотнения. В отдельных случаях может использоваться в качестве несущего слоя висячих свай. Слой 4 - суглинок лёссовый (d = 1,512 гсм3; Е = 8,0 мПа). Является хорошим основанием для фундаментов и свайных фундаментов.

7.2 Сбор нагрузок на фундаменты бескаркасного здания с несущими стенами

План 1 этажа М1:100

Ан = 3,0м x 3,0м = 6,0 м2;

Авн = 3,0м x 1м + 3,0 x 1м = 6,0 м2;

А. Постоянные нагрузки:

1) Вес покрытия

Вес составных элементов покрытия

2) Вес перекрытий

Вес составных элементов перекрытия

Результаты расчёта сведены в таблицу

Расчётные линейные нагрузки на фундаменты для наружных и внутренних стен:

8. Проектирование фундаментов мелкого заложения

К фундаментам мелкого заложения относятся: ленточные, столбчатые, плитные и др. Их назначение - передача нагрузки от сооружения на естественные или искусственные основания.

При проектировании определяются конструкция и размеры фундаментов, глубина заложения подошвы, производится расчет оснований по деформациям. По выполненным расчётам производится конструирование.

8.1 Определение глубины заложения фундаментов

Глубина заложения зависит от целого ряда факторов:

1. Конструктивных особенностей сооружения, у зданий и сооружений без подвальных помещений глубина заложения зависит от высоты фундаментов, при наличии подвалов фундамент заглубляется ниже пола подвала. Принимаем глубину заложения подошвы фундамента dn=hf=1,2м, исходя из конструктивных соображений.

2. Инженерно-геологических и гидрогеологических условий участка строительства. Подошва фундамента должна опираться на несущий слой, установленный согласно таблице, с заглублением ниже его кровли на 0,2…0,3м.

3. Глубины сезонного промерзания грунтов. Подошва фундаментов должна располагаться ниже глубины сезонного промерзания грунтов с учетом теплового режима здания.

Для г. Одесса нормативная глубина промерзания равна 0,8 м. kh = 0,8

[df = 0,8 0,8 = 0,64 м]< dn=1,2 м

8.2 Определение геометрических размеров фундаментов

Определяем ширину подошвы 1 погонного метра А, м2 по формуле:

где: - условное расчетное сопротивление для предварительных расчетов, принимается по таблице, = 200;

- среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах.

- глубина заложения подошвы фундамента, м м

Принятые размеры сторон подошвы фундаментов принимаем кратными 0,3 м:

= 0,9 м

Расчётное сопротивление грунта основания определяем по формуле:

R = c1 c2 / k [M kz b II + Mq d II + Mc cII],

k = 1;

M; Mq; Mc - коэффициенты, принимаются в зависимости от угла внутреннего трения грунта ();

=190 => M=0,47; Mq=2,895; Mc=5,485.

kz - коэффициент, равный 1 при b < 10 м;

b - ширина подошвы фундамента, м;

II - средневзвешенное значение удельного веса грунтов ниже подошвы фундамента кН/м3 :

;

dn - глубина заложения фундамента (dп = 1,2 м);

II -средневзвешенное значение удельного веса грунтов выше подошвы фундамента, кН/м3 :

;

cII -расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего под подошвой фундамента, кН/м2.

Фвн

Определяем среднее давление под подошвой фундамента и сравниваем его с расчётным сопротивлением грунта основания:

р = N/А + dп R

Фн

Фвн

Проверки выполняются.

8.3 Расчёт осадок фундамента методом послойного суммирования

Суть метода: грунтовая толща ниже подошвы фундамента разбивается на элементарные слои, находится осадка каждого элементарного слоя, а осадка фундамента равна сумме осадок элементарных слоев.

1) Определяем напряжения от собственного веса грунта на границах слоев и на уровне подошвы фундамента:

где: hi - мощность i-го слоя грунта (толщина, м)

гi - удельный вес i-го слоя грунта.

На отметке подошвы фундамента:

2) Сжимаемая толща грунта ниже подошвы фундамента разбивается на элементарные слои толщиной hi=0,4b, м

Фн hi=0,4х0,9=0,36м;

Фвн hi=0,4х1,2=0,48м.

3) Определяются дополнительные напряжения от внешней нагрузки на границах элементарных слоев.

б - коэффициент рассеивания напряжений по глубине, зависящей от относительной глубины о=2z/b и соотношения сторон фундамента з=l/b

По результатам расчета на схеме строится эпюра уzp.

4) Определяются напряжения от собственного веса грунта, вынутого из котлована.

Принимаем бк=б.

По результатам расчёта на схеме строится эпюра уzг.

5) Вычерчиваем расчётную схему в масштабе М1:100, масштаб напряжений: в 1 см 50кПа, на которой показывается геологическое строение площадки и поперечное сечение фундамента.

6) Расчёт напряжений уzp, уzг, и осадок сводим в таблицу.

7) Деформации основания учитываются до нижней границы сжимаемой толщи, которая проходит на глубине Нс, где выполняется условие:

(при Е?5МПа) или

(при Е< 5 МПа)

Нижнюю границу сжимаемой толщи удобно определить графически. Для этого значения эпюры уzp в средней части умножают в 5 (в 10 раз) и полученные значения откладывают влево от оси z. Точки соединяют между собой и нижняя граница сжимаемой толщи будет находится в точке пересечения эпюры уzg и эпюры 5xуzp; (10xуzp).

Осадка фундамента будет равна сумме осадок элементарных слоев до нижней границы сжимаемой толщи и вычисляется по формуле:

уzpi - среднее дополнительное напряжение в i-ом элементарном слое;

уzгi - среднее значение напряжений от собственного веса грунта, вынутого из котлована в i-ом элементарном слое.

Фн: Нижняя граница сжимаемой толщи составляет 785см.

Фвн: Нижняя граница сжимаемой толщи составляет 973см.

Проверяем условие расчета основания по деформациям:

S?Su

где S- расчетная осадка;

Su- максимальная осадка, допустимая для данного типа зданий по ДБН.

Фн: 5,05см<12см - условие выполняется

Фвн: 5,74см<12см - условие выполняется

Проверки выполняются, следовательно, фундаменты рассчитаны правильно.

9. Расчёт и проектирование свайных фундаментов из забивных свай

9.1 Определение длины сваи

Длина сваи назначается исходя из следующих условий:

1) Свая должна заглубляться в несущий слой грунта не менее чем на 0,5м.

2) В качестве несущего слоя принимаем грунт с модулем деформации не менее 10МПа и сd ?1,55 г/см3.

3) Над дном котлована оставляется недобитый участок сваи высотой 0,5м для последующего сопряжения сваи с ростверком.

4) Оставляем котлован 1,3м.

Длина сваи:

Окончательно принимаем длину сваи 6м.

Принимаем сваю С.70.30-7.

9.2 Определение расчётной нагрузки на сваю

Определяется несущая способность висячей сваи:

Fd = c (cR R A + u cf fi hi),

где: с ; сR ; cf - коэффициенты соответственно: условия работы сваи в грунте; работы грунта под подошвой и по боковой поверхности, принимаются для забивных свай, равными единице;

R -расчётное сопротивление грунта под подошвой сваи, кПа;

fi -расчётное сопротивление і-того слоя грунта на боковой поверхности сваи, кПа;

А и u - площадь (м2) и периметр (м) поперечного сечения сваи;

hі - толщина і-го слоя грунта, принимается не более 2м.

Расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи:

Расчётные нагрузки на погонный метр фундамента от сооружения:

Определяем расстояние между сваями:

Принимаем однорядное размещение свай:

Принимаем однорядное размещение свай.

9.3 Расчёт осадок свайных фундаментов

Осадка свайного фундамента определяется как осадка условного массивного фундамента глубокого заложения на естественном основании:

Определяем площадь и собственный вес условного фундамента:

СФн, СФвн

Вес фундамента:

Определяем среднее давление по подошве условного фундамента:

Значения напряжений от собственного веса грунта уzgi и эпюру уzg см. приложение.

Определяем напряжения от собственного веса грунта на границах слоев и на уровне подошвы фундамента:

где: hi - мощность i-го слоя грунта (толщина, м)

гi - удельный вес i-го слоя грунта.

Определяем напряжения от собственного веса грунта на отметке подошвы условного фундамента (плоскость АБ):

Разбиваем основания ниже подошвы условного фундамента на элементарные слои толщиной hi=0,4·By

Расчёт осадки свайного фундамента производится методом послойного суммирования и выполняется в табличной форме.

10. Железобетонные конструкции

10.1 Определение основных параметров плиты

В дипломном проекте разрабатывается многопустотная плита перекрытия ПК-59-12. Она опирается на несущие стены короткими сторонами и рассчитывается как балка двутаврового профиля, свободно лежащая на двух опорах (рис.1).

Номинальные размеры плиты:

- длина: 5,88м;

- ширина: 1,49м;

- высота: 0,22м.

Класс напрягаемой арматуры - А600, способ предварительного напряжения - электротермический.

Бетон марки - B15.

Армирование - сварными сетками и каркасами; сварные сетки - из стали класса Вр-I диаметром 4мм; Rs=410МПа.

10.2 Сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие

10.3 Определение внутренних усилий

Согласно расчётной схеме, приведенной на рис. 1, определяем моменты и поперечные силы:

- от полной расчётной нагрузки

где: l0 - расчётный пролет плиты.

- от полной нагрузки (для расчёта прогибов и трещиностойкости) при гf=1

- от нормативной длительной нагрузки:

- от нормативной кратковременной нагрузки:

-от собственного веса:

- от полной расчётной нагрузки:

11. Расчёт по предельным состояниям первой группы

11.1 Расчёт по нормальному сечению

Определяем его размеры:

- ширина плиты по верху

- приведенная высота пустоты:

- суммарная площадь пустот:

где: r - радиус пустоты;

n - количество пустот (при ширине плиты 1,5 м n = 7;);

- приведенная ширина всех пустот:

- толщина верхней и нижней полок

где: H - высота сечения плиты.

ширина ребра

Коэффициент бm определяется по формуле:

Относительная высота сжатой зоны бетона:

Отсюда

Так как x<h'f, то нейтральная ось проходит в полке.

Определяем граничное значение относительной высоты сжатой зоны:

где: еs,el - относительная деформация в арматуре растянутой зоны, для армату...