Строительный проект агротуристической усадьбы с зоной отдыха в п. Юбилейный Гомельского района

Месторасположение и особенности строительной площадки.

В соответствии с заданием на проектирование, строительство 14-этажного жилого дома по улице Техническая, производится в городе Гомеле.

Климатические данные о пункте строительства собираются с целью полного учета природно-климатических условий района строительства, оказывающих влияние на решение генерального плана участка, объемно-планировочное и конструктивное решение здания, выбор строительных материалов. Все необходимые данные выбраны из СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика" и СНБ 2.01.01-93 "Строительная теплотехника". Результаты сведены в таблицы.

Климатические и гидрогеологические условия.

Таблица 2.1 - Основные характеристики климатических условий

Таблица 2.2 - Характеристика скорости ветра

Таблица 2.3 - Скорость и повторяемость ветра в январе

Таблица 2.4 - Скорость и повторяемость ветра в июле

Таблица 2.5 - Температура и влажность наружного воздуха по месяцам

Господствующее направление ветра - северо-западное.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта составляет 1,20 м.

2.2 Объемно-планировочное и архитектурно-планировочное решения разрабатываемого варианта

Животноводческий двор предназначен для содержания небольшого количества разномастных животных, а также хранения спортивного инвентаря для активного времяпрепровождения отдыхающих.

Здание животноводческого двора запроектировано 1-о этажным, г-образной формы в плане со скатной кровлей, с размерами в осях 24х 18 м.

Компактное решение по объему и размерам здания продиктовано конфигурацией участка и размещением на генеральном плане зданий и сооружений основного и вспомогательного назначения.

Архитектурно-пространственное решение здания предусматривает увязку его внешнего архитектурного образа со сложившейся ситуацией на участке.

2.3 Характеристика объекта и технологические решения

Водоснабжение жилого дома предусматривается от существующей сети Ш400мм.

Монтаж сети предусматривается из полиэтиленовых труб ПЭ 63 SDR 17.6 Ш110х 63мм (марка "питьевая" ГОСТ 18599-2001).

Наружное пожаротушение осуществляется от двух пожарных гидрантов, установленных на существующей сети.

Расход воды на наружное пожаротушение составляет 20л/сек согласно СНБ 4.01.02-03 "Противопожарное водоснабжение".

Для размещения запорной арматуры на сети устанавливается прямоугольные железобетонный колодец.

2.4.2 Канализация

Отвод бытовых стоков от жизнедеятельности животных производиться по запроектированному стоку в стальной резервуар, находящийся ниже уровня планировки.

2.4.3 Наружное освещение

Нормируемая освещенность тротуаров - подъездов - 2Лк. Освещение выполнено консольными светильниками ЖКУ-100 с лампами ДНАТ-100 на металлических опорах типа ОП-1-9 и светильниками ЖТУ-100 с лампами ДНАТ-100 на металлических опорах торшерного типа ОТ-3-1.

Электроснабжение и управление проектируемой линией освещения предусмотрено от существующей линии наружного освещения, запитанной от ШНО, установленного у ТП 156.

Линия освещения выполнена кабелем марки АВВГз - 1 сеч. 4х 16мм ².

Существующий шкаф ШНО запитан от РУ-0,4кВ ТП № 156 из-под одного присоединения с ВЛ-0,4кВ; по согласованию с РЭС питание шкафа переводится на свободное присоединение, для чего существующий рубильник и предохранители на ток 100А.

2.4.4 Наружные сети противопожарной автоматики

Раздел проекта выполнен на основании чертежей архитектурно-строительного и инженерных разделов проекта и в соответствии с требованиями: РД РБ 02140.15-2002 "Инструкция по проектированию линейно-кабельных сооружений связи".

Наружная сеть противопожарной автоматики и дымоудаления выполняется в соответствии с заданием на проектирование и техническими условиями.

Проектом предусматривается:

прокладка соединительной линии противопожарной автоматики системы пожарной сигнализации до диспетчерского пункта.

Проектируемая линия выполняется кабелем КМВЭВ 2х 2х 1.5. Кабель между зданиями прокладывается в существующей и проектируемой телефонной канализации.

2.4.5 Наружные сети связи

Данный раздел выполнен на основании:

-чертежей архитектурно-строительного и инженерных разделов проекта;

-технических условий Гомельского ГУЭС;

-технических условий Гомельского ОУРТ.

и в соответствии с требованиями:

-РД РБ 021 40.15-2002 "Инструкция по проектированию линейно-кабельных сооружений связи";

-ВСН 600-81 "Инструкция по монтажу сооружений и устройств связи, радиовещания и телевидения";

-ТКП 45-4.04-27-2006 "Устройства связи и диспетчеризации инженерного оборудования жилых и общественных зданий".

2.4.6 Телевидение

Прием программ центрального телевидения осуществляется от антенны. Антенна телевизионных сигналов устанавливается на кровле здания, станция кабельного телевидения СГ-116 на первом этаже в комнате персонала.

2.4.7 Телефонизация

Для телефонизации здания ОУС и организации прямых связей предусматривается прокладка кабеля ТППЗэп-10х 2х 0.64 от АТС-39.

Кабель прокладывается в существующей и проектируемой телефонной канализации из асбестоцементных труб диаметром 100мм. Ввод в здание сетей выполняется через приямок.

Абонентская сеть выполняется проводом ТРП 2х 0.4, который прокладывается в коробе К 10х 15 до телефонного аппарата.

2.5 Конструктивные решения

Конструктивная схема здания представляет собой ненесущие стены из ячеистого бетона связанные поясом керамического кирпича, на который оперты трёхшарнирные деревянные арки.

Здание запроектировано высотой в 1 этаж. За отметку 0,000 условно принят уровень чистого пола первого этажа.

Фундаменты: ленточные сборные - под стены из ячеистого бетона.

Принятая конструктивная схема здания обеспечивает прочность, жесткость и устойчивость на стадии возведения и в период эксплуатации при действии всех расчетных нагрузок и воздействий.

Наружные стены - из блоков из ячеистого бетона, толщиной 300 мм с поясом и цоколем из керамического кирпича.

Перекрытие здания выполнено из деревянных трёхшарнирных арок.

Кровля - асбестоцементные волнистые листы.

Перегородки выполнены из блоков ячеистого бетона толщиной 100 мм.

Пол: бетон С 30/37 с пропиткой флюатами.

Защита металлических конструкций от коррозии - эмаль. ХВ-7850 по грунтовке ХС-010.

В качестве заполнения оконных проемов приняты ПВХ конструкции.

Двери приняты по СТБ 1138. Противопожарные двери принимаются по СТБ 1394.

Внутренние помещения оштукатурены и зашпатлеваны с последующей водоэмульсионной покраской и антисептированием стен до 2м.

За относительную отм. 0.000 принят уровень чистого пола первого этажа, что соответствует абсолютной отметке на местности 166,65.

2.6 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Ограждающие конструкции совместно с системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха должны обеспечивать нормируемые параметры микроклимата помещений при оптимальном энергопотреблении.

Наружные ограждающие конструкции должны иметь сопротивление теплопередаче Rт, равное экономически целесообразному Rт.эк, определён-ному исходя из условия обеспечения наименьших приведенных затрат, но не менее требуемого сопротивления теплопередаче Rт.тр по санитарно-гигиеническим условиям и не менее нормативного Rт.норм, установленного ТКП 45-2.04-43-2006 (02250).

2.6.1 Теплотехнический расчёт наружных стен

Расчет представлен в разделе 9, подразделе 9.2.

2.6.3 Теплотехнический расчёт перекрытия над комнатой персонала

Запроектированное здание относится к III степени огнестойкости по СНБ 2.02.01-98 и к Ф 5.3 классу по функциональной пожарной опасности, в связи с этим, предел огнестойкости основных несущих конструкций принят:

несущие элементы здания - R90-КО;

наружные ненесущие стены - E 30-КО;

перекрытия междуэтажные-REI 60-КО;

марши и лестничные площадки - R45-КО;

внутренние стены лестничной клетки - REI 105-КО.

Планировка помещений предусматривает соблюдение норм разд. 7 СНБ 3.02.04-03 "Жилые здания", "Противопожарные требования" и СНБ 2.02.02-01 "Эвакуация людей из зданий и сооружений при пожаре".

Все применяемые материалы, конструкции, средства обеспечения пожарной безопасности должны иметь сертификат соответствия РБ, в том числе по показателям пожаробезопасности.

Объект должен быть обеспечен противопожарным водоснабжением от пожарных гидрантов к началу основных строительных работ.

Строительная площадка должна быть обеспечена первичными средствами пожаротушения в соответствии с требованиями ППБ 2.09-2002 "Система противопожарного нормирования и стандартизации. Правила пожарной безопасности Республики Беларусь при производстве строительно-монтажных работ"

Введение в действие пожарной сигнализации должно быть обеспечено к моменту пусконаладочных работ.

В здании запроектирована аварийная противодымная вентиляция с искусственным побуждением.

На каждом этаже предусматривается установка дымоприемных клапанов КСД-1, автоматически открывающихся при пожаре.

Для противодымной защиты здания при пожаре запроектированы две приточные системы, подающие наружный воздух вентиляторами В-Ц 14-46-6.3.

Наружное пожаротушение осуществляется от двух пожарных гидрантов, установленных на существующей сети.

Расход воды на наружное пожаротушение составляет 20 л/сек согласно СНБ 4.01.02-03 "Противопожарное водоснабжение".

3. Расчетно-конструктивный раздел

Уменьшение затрат на устройство оснований и фундаментов от общей стоимости зданий и сооружений, может дать значительную экономию материальных средств. Однако, добиваться снижения этих затрат необходимо без снижения надежности, т.е. следует избегать возведения недолговечных и некачественных фундаментов, которые могут послужить причиной частичного или полного разрушений зданий и сооружений. Необходимая надежность оснований и фундаментов, уменьшения стоимости строительных работ в условиях современного градостроительства зависит от правильной оценки физико - механических свойств грунтов, слагающих основания, учета его совместной работы с фундаментами и другими надземными строительными конструкциями. Проектирование ленточных фундаментов разрабатывается на основе материалов инженерно - геологических изысканий.

3.1.2 Оценка инженерно-геологических условий площадки

В соответствии с заданием, в таблице 3.1.1 приведены нормативные значения характеристик физических свойств грунта.

Таблица 3.1.1 - Характеристики физических свойств грунта

Отметка поверхности природного рельефа NL=116,5 м; нормативная глубина промерзания грунта d_fn=1,2 м.

Рисунок 3.1.1 - Геологический разрез по скважине 1

3.1.3 Характеристика площадки, инженерно-геологические и гидрологические условия

Для количественной оценки прочностных и деформационных свойств грунтов площадки вычисляем производные характеристики физических свойств, к которым относятся:

1) для песчаных грунтов - коэффициент пористости и степень влажности;

2) для пылеватых грунтов - число пластичности, показатель текучести, коэффициент пористости и степень влажности.

Коэффициент пористости следует определять по формуле:

,

где _s - плотность частиц; - плотность грунта; w - природная влажность в долях единицы.

Степень влажности грунта следует определять по формуле

,

где _w - плотность воды, принимается равной 1г/см ³;

Число пластичности для пылевато-глинистых грунтов следует определять по формуле:

,

где w_L - влажность на границе текучести; w_p - влажность на границе раскатывания, %;

Показатель текучести пылевато-глинистых грунтов следует определять по формуле:

,

В соответствии с геологическим разрезом, представленным на рисунке 1, выявлены следующие слои грунта:

1) Растительный слой

с=1,4 г/см ³;

2) Песок мелкий

с=1,90 г/см ³, с_s=2,66 г/см ³, w=0,12;

-песок плотный

песок влажный

ц=28?, E=18 МПа.

3) Суглинок

с=1,95 г/см ³, с_s=2,69 г/см ³, w=0,29; w_L=35 %; w_P=21 %;

;

суглинок;

суглинок мягкопластичный;

ц=17,4?, с=18,8 кПа; E=10,8 МПа, R₀=192,17 кПа

4) Песок средний крупности

с=2,02 г/см ³, с_s=2,66 г/см ³, w=0,24;

, песок средней плотности;

песок водо насыщенный;

ц=35,51?, с=1,17 кПа; E=31,7 МПа, R₀=400 кПа

5) Суглинок

с=1,93 г/см ³, с_s=2,69 г/см ³, w=0,30; w_L=39 %; w_P=22 %;

;

суглинок;

суглинок тугопластичный;

ц=19,8?, с=20 кПа; E=11,1 МПа, R₀=194 кПа

Рассчитанные показатели сведены в таблицу 1.1, где также указано наименование грунта в соответствии с СТБ 943-2007.

Таблица 3.1.2 - Характеристики физико-механических свойств грунтов строительной площадки

3.1.4 Фундаменты мелкого заложения. Выбор типа и конструкции фундаментов. Назначение глубины заложения фундамента

Осадку фундамента будем определять методом послойного суммирования.

3.2.1 Технико-экономическое обоснование выбранной конструкции

1. Пролёт l, м: 9.

2. Высота рамы до карнизного узла Н, м: 5

3. Шаг несущих конструкций В, м: 3.

4. Длина здания, м: 24.

5. Порода древесины: сосна (2сорт).

6. Уклон кровли: i=4:9.

7. Материал кровли: асбестоцементные волнистые листы 40/150.

8. Класс условий эксплуатации: 3

9. Район строительства: Гомель.

Рисунок 3.2.1 - Расчётная схема рамы

Определим геометрические размеры.

Принимаем уклон i = 4:9 (

Тогда высота конька будет равна

3.2.2 Подбор разрезного прогона

Вес снегового покрова для г. Гомеля s₀ = 0,8 кПа.

Согласно изменениям к СНиП 2.01.07-85 снеговая нагрузка на кровле определяется по формуле S_H = S₀•, где = 1 для б ? 25°. В нашем случае

б = arctg(4/9) = 24°, что меньше 25°.

Таким образом, нормативная снеговая нагрузка на кровле

S_H = S₀• = 0,8•1 = 0,8 кПа,

расчетная снеговая нагрузка:

S = S_H •_f = 0,8•1,6 = 1,28 кПа.

Эта нагрузка действует как распределённая по горизонтальной проекции кровли.

Ветровая нагрузка направлена нормально к поверхности кровли с аэродинамическим коэффициентом С_{е 1} = 0,256 (приложение 4 СНиП 2.01.07-85).

Расчетная ветровая нагрузка на кровлю

W = W₀C_e1k_f = 0,23•0,256•1•1,4 = 0,082 кПа.

Собственная масса асбестоцементных листов ВО 40/150-8 ГОСТ 30340-95 толщиной 6 мм, длиной 1750 мм, шириной 1130 мм при массе листа 26,1 кг с учетом нахлестки:

m_m=1,2•26,1/(1,75•1,125) =16 кг/м ².

Нагрузка от собственного веса шифера.

g_н = 16•9,8=160 Н/м ² = 0,16 кПа.

Для асбестоцементных волнистых листов 40/150 при нахлестке 20 см требуется расстановка прогонов через 50 см.

Расчетные нагрузки на прогоны с шагом 0,5м:

нормальная составляющая ?

q_x=g•cos+(S•cos²+W)a₀= 0,16•1,2•0,914+0,9(1,28•0,914²+0,082) * 0,5 =0,606 кН/м.

скатная составляющая ?

q_y=g•sin+(S•cos•sin)a₀=0,16•1,2•0,407+0,9(1,28•0,914•0,407)•0,5=

=0,253кН/м.

вертикальная составляющая ?

q = g+(S+W•cos •a₀ = 0,16•1,2 + 0,9(1,28 + 0,082•0,914)•0,5 =

=0,706 кН/м.

Здесь = 0,9 ? коэффициент сочетаний для учета 2-х временных нагрузок от снега и ветра.

Изгибающий момент в вертикальной плоскости при первом загружении с учетом ветра и снега:

М =ql²/8 = 0,706 •3²/8 = 0,8 кН•м,

при втором загружении с учетом только временной монтажной нагрузки:

M=g•a₀•l²/14 + 0,21•Pl = 0,16•1,2•0,5•3²/14+0,21•1,2•3 =0,82 кН•м.

Прогоны выполнены из сосны 2 сорта (

f_mdґ= 13k_mod= 13•0,85= 11,05 МПа.

f_mdґґ= 13k_mod= 13•1,05= 13,65 МПа.

Требуемый момент сопротивления прогона

W_тр=M(cos+n•sin)/f_m,d = 80(0,914+2•0,407)/1,105 = 125,1 см 3;

W_тр = М(cos+n•sin)/f_m,d = 82•(0,914+2•0,407)/1,365= 103,8 см 3.

Задавшись соотношением сторон n = h/b = 2, вычислим требуемую высоту и ширину бруса:

.

b_тр = h_тр/n = 11,45/2 = 5,7 см.

C учетом острожки бруса с трех сторон принимаем брус 85х 130 мм, что дает в чистоте прогон сечением 75х 125 (h).

Проверочные расчеты разрезного прогона.

Геометрические характеристики прогона сечением 75х 125(h):

W = bh²/6 = 7,5•12,5²/6 = 195 см ³;

I = bh³/12 = 7,5•12,5³/12 = 1221 см ⁴.

Распределенная нагрузка от массы прогона

g_пр= 0,075•0,125•5/0,5 = 0,094 кПа.

Вычислим поверхностные нагрузки от кровли в таблице 3.2.1.

Таблица 3.2.1 - Нагрузки от кровли (кПа)

Полные нагрузки на прогон составят:

q_н= 1,1•0,5 = 0,55 кН/м;

q = 1,6•0,5 = 0,80 кН/м.

Изгибающий момент в 1-м загружении

М =ql²/8 = 0,8•3²/8 = 0,9 кН•м

и напряжения

= М/W = 0,9·10³/195 = 4,6 МПа < 11,05 МПа.

Изгибающий момент во 2-м загружении

М =g•l²/8 + Рl/4 = 0,266•1,2•3²/8+1,2•3/4 = 1,26 кН·м

= М/W = 1,26·10³/195 = 6,46 МПа < 13,65 МПа.

Проверка жесткости прогона:

w/l = (5q_н•l³)/(384EI) = 5•0,55•3³/(384•8,5·10⁶•1221•10^-8) = 1/537 < 1/200.

Жесткость прогона достаточна.

Рисунок 3.2.2 - Схема расположения прогонов

3.2.3 Расчет трёхшарнирной треугольной арки

Здание возводится в г. Гомеле. Стены выложены блоками ячеистого бетона. Несущая конструкция опирается на пояс из керамического кирпича. Кровля холодная из асбестоцементных листов 40/150. Пролёт несущих конструкций Шаг несущих конструкций

В качестве несущих конструкций покрытия принимаем треугольные трёхшарнирные арки, верхний пояс которых выполнен из брусьев, а затяжка - из круглой стали.

Высоту арки принимаем равную этой высоте соответствуют: .

Длина каждой полуарки по осям равна:

,

что даёт возможность выполнить её из бруса длиной 6,5 м.

Рисунок 3.2.3 - Схема трёхшарнирной треугольной арки

Подсчёт нагрузок.

Нормативная постоянная нагрузка на 1 м ² поверхности ската:

.

Снеговая нагрузка: S₀ = 0,8 кПа.

Собственный вес арки при .

,

где g^н и S₀ - соответственно нормативная постоянная и временная нагрузки;

- пролёт в м;

коэффициент собственного веса (для треугольных арок принято равным 5).

Нагрузка на 1 погонный метр арки:

нормативная:

расчётная:

Определение расчётных усилий в арке.

Изгибающий момент от местной нагрузки в середине полуарки по формуле:

.

Усилие в затяжке по формуле:

.

Опорные реакции:

.

Поперечная сила в середине левой полуарки:

.

Продольная сила в том же сечении:

.

Расчёт верхнего пояса арки.

Верхний пояс арки принимаем из двух брусьев сечением , уложенных рядом с зазором . Для уменьшения расчётного изгибающего момента узлы арки конструируем так, чтобы продольная сжимающая сила действовала с эксцентриситетом относительно оси пояса.

Тогда разгружающий изгибающий момент от продольной силы равен:

.

Расчётный изгибающий момент в середине полуарки:

.

Площадь и момент сопротивления поперечного сечения арки равны:

.

.

Гибкость полуарки в плоскости изгиба:

.

Коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы при деформации элементов определяем по формуле:

.

Напряжение по формуле:

.

.

Проверим жёсткость арки. Пренебрегая незначительной деформацией стержня под действием сжимающего усилия, рассмотрим каждую полуарку как балку на двух опорах, нагруженную равномерно распределённой нагрузкой и двумя разгружающими моментами, действующими на концах полуарки.

Расчётный относительный прогиб в середине полуарки найдём как алгебраическую сумму прогибов о этих двух видов нагрузки:

.

Здесь

.

Расчёт затяжки.

Затяжку конструируем в виде одиночного тяжа из круглой стали С 245.

Требуемая площадь сечения тяжа:

.

Принимаем .

Для экономии стали и облегчения устройства нарезки к концам затяжки привариваем короткие стержни с утолщёнными концами под нарезку.

Требуемая площадь сечения коротыша:

.

где расчётное сопротивление растяжению болтов в месте нарезки.

Принимаем

Длину сварного шва назначаем .

Длину нарезки на коротышах принимаем равной . Длину сварного шва принимаем равной , что равно длине приваренных накладок.

Рисунок 3.2.4 - Затяжка из круглой стали

Шайбу под тяж устраиваем из отрезка швеллера №16 длиной 35 см. В расчётном отношении шайбу рассматриваем как консоль, защемлённую в месте постановки тяжа.

Рисунок 3.2.5 - Схема опорного узла

Максимальный изгибающий момент в шайбе:

.

Момент инерции швеллера относительно вертикальной оси Y за вычетом момента инерции отверстия в стенке:

.

Момент сопротивления швеллера:

.

Напряжение изгиба в швеллере:

.

Коньковый узел.

Для соединения двух половин арок между собой предусмотрена постановка двух деревянных, обхватывающих пояса, накладок на 4 шпильках резьбовых (пруток винтовой) d =20 мм.

Рисунок 3.2.6 - Схема конькового узла

Такое конструктивное решение соединения полуарок между собой достаточно надёжно.

Деревянные конструкции необходимо предохранять от гниения, возгорания и увлажнения. В зависимости от условий эксплуатации здания предусматривают разные мероприятия. К мерам конструктивной профилактики относят: устройство надёжной гидроизоляции и пароизоляции, обеспечение свободного доступа к опорным узлам ферм и постоянное проветривание их.

В условия...