Проектирование здания в три этажа

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

строительство железобетонный фундамент инженерный

Проектируемый объект - офисный центр общей площадью 2000 м².

Район строительства - г. Кострома.

Участок для размещения здания расположен в г. Костроме на перекрестке улиц Мира и Калиновской. В настоящее время участок строительства застроен частично, на нем располагается здание с торговыми площадями, а также остановочный павильон. Пожарные машины имеют возможность беспрепятственного подъезда к возводимому зданию со стороны ул. Мира и со стороны улицы Калиновская. Проезды выполнены с оптимальной шириной дорожного полотна.

Здание имеет сложную форму в плане. Основные габариты:

- в осях Г-Л 18,18 м;

- в осях 1-16 39 м.

Здание запроектировано в три этажа, также существует цокольный этаж и этаж подземной парковки. Высота типового этажа 3,6 м. Высота технического этажа до низа выступающих конструкций 1.8 м. Высота этажа подземной парковки 2,6 м. С третьего этажа предусмотрен выход на кровлю по эвакуационной лестнице.



1. Архитектурно-планировочный раздел

1.1 Краткая характеристика объекта строительства

Участок, отводимый под строительство здания, расположен в городе Кострома, на данный момент не свободен от застройки - на нем расположено офисное здание,2-этажное, кирпичное. Рельеф участка спокойный, абсолютные отметки в пределах отводимого участка изменяются в пределах от 107 до 110.

Здание трехэтажное, каркасное, монолитное. Планировочные решения приняты в соответствии со СНиП «Общественные здания».

Здание расположено в условиях близкого соседства с оживленными улицами Калиновской и Мира, что вносит свои коррективы в стройгенплан и технологию возведения.

В прилегающей территории запроектирована автостоянка для сотрудников администрации и гостей, асфальтовые дорожки по периметру здания и небольшая зона отдыха перед главным входом, а также организована платная подземная автостоянка для гостей и сотрудников офиса.

1.2 Объемно-планировочные решения

Помещения здания можно разделить на рабочие, обслуживающие и вспомогательные. К рабочим относятся офисные кабинеты, помещения Health menegemen, а также 2 зала кафе-шоколадница. К обслуживающим относятся помещения вестибюлей, туалетов, а также технические помещения кафе-шоколадница. К вспомогательным относятся технические помещения подвала, тамбуры, коридоры, помещения, предназначенные для размещения инженерного оборудования здания, складские помещения.

На тех этаже располагаются складские помещения для хранения офисных принадлежностей и помещения для размещения инженерных сетей. Вход в складские помещения осуществляется по внутренней лестнице. Высота помещений техэтажа принята - 1,8 м.

На первом этаже расположен центральный вход. Через все здание по продольной оси проходит центральный коридор. Коридор соединяет между собой помещения фитнес и тренажерного зала, входную группу помещений (тамбур, помещение охраны, гардеробную, ресепшен) холл, туалет, туалет для инвалидов, техпомещение, фойе, главную лестницу, а также залы кафе-шоколадница. Высота помещений на первом этаже составляет 3,2 м. Высота этажа 3.6 м.

На втором этаже расположены офисные помещения. Также, как и на первом этаже, центральный коридор соединяет между собой приемные и кабинеты. Предусмотрен обширный конференц-зал и туалет.

Третий этаж идентичен по планировке второму этажу.

1.3 Основные решения генерального плана

Проектом предусматривается организовать главный вход в здание со стороны ул. Калиновской. С северной стороны здания предусматривается запасной выход, а также вход в кафе-шоколадница. Для уборки мусора заказчик заключает договор с ЖЭУ на вывоз мусора из дополнительного мусоросборного контейнера, расположенного на контейнерной площадке отведенной территории (№6 на генплане).

Основные показатели генерального плана:

- площадь территории - 854,2 м²

- площадь застройки - 2797,4м²

- площадь автодорог и тротуаров - 979 м²

- площадь озеленения - 963 м²

- коэффициент застройки - 30,5%

- коэффициент озеленения - 34%.

Технико-экономические показатели по зданию:

- полезная площадь - 10854,7 м²

- площадь коридоров - 53,58 м²;

- площадь застройки - 2797,97 м²;

- строительный объем -14924 м²;

- планировочный коэффициент - 0,98;

- объемный коэффициент - 1,3.

1.4 Благоустройство территории

Проектом предусматривается площадка с покрытием из тротуарной плитки (брусчатка). План организации рельефа участка выполнен с учетом естественного рельефа, отвода поверхностных вод и допустимых уклонов для движения транспорта и пешеходов. Территория благоустроена. В настоящее время решены вопросы сброса ливневых вод в ливневую канализацию по ул. Мира, существует наружное освещение.

1.5 Конструктивные решения здания

Проектируемое здание трехэтажное, с плоской крышей. Размер в плане составляет 39,05Ч17,8 м. Помещения разработаны с учетом современных требований, что отразилось в планировке и габаритах помещений. Конструктивная схема здания - монолитный железобетонный каркас с колоннами 400*400. Жесткость обеспечивается за счет замкнутых монолитных стенок лестничной клетки. Отметка верха покрытия +13,740 м. Ограждающие конструкции: кирпичные стены, толщиной 250 мм с наружным утеплением и облицовкой керамогранитными плитками по принципу вентилируемого фасада системы «Олма».

Фундамент здания - сплошная монолитная железобетонная плита толщиной 600 мм.

Междуэтажные перекрытия выполнены монолитными железобетонными ребристыми перекрытиями, высота главной балки 300 мм.

Лестница из монолитного железобетона, наружные лестницы монолитные с отделкой каменными плитами.

Перегородки между помещениями каркасные, с обшивкой из гипсокартонных листов.

Крыша запроектирована плоская, рулонная, с внутренним водостоком. В качестве материала кровли использовано 2 слоя стеклогидроизола.

В туалетах и технических помещениях кафе-шоколадница обеспечивается гидроизоляция перекрытий - гидростеклоизол по мастике.

Таблица 1. Ведомость отделки помещений

Номер или наименование помещения	Вид отделки элементов интерьеров	Примечание
	Потолок	Площадь, м2	Стены	Площадь, м2
Офисные помещения	подвесной	5260	Обои под покраску	10800
Санузлы, тех. помещения кафе-шоколадница, души	подвесной	360	Плитка керамическая; обои под покраску	2590
Вестибюль, коридоры, гардероб, тех.помещения	подвесной	960	Обои под покраску	2340
Фитнес и тренажерный зал, раздевалки	подвесной	135	Обои под покраску	580

1.6 Инженерные сети

Площадка строительства административно-офисного комплекса располагается в квартале существующей застройки, имеющем инженерные сети и сооружения, поэтому водоснабжение осуществляется от водопроводной сети города Кострома. В здании запроектирована система холодного хозяйственно-питьевого водопровода для обеспечения хозяйственно-питьевых нужд и нужд обслуживающей зоны кафе. Водопровод здания состоит из следующих основных элементов: ввода водомерного узла, распределительной магистрали, стояков и подводок к приборам, водозаборной и регулирующей арматуры, противопожарной системы.

В здании запроектирована хозяйственно-бытовая канализация, которая служит для отвода хозяйственно-фекальных вод.

Трубопроводы внутренней и дворовой канализации проектируются самотечными.

Внутренние сети канализации приняты из чугунных труб 50 и 100 мм.

Отопление, как и горячее водоснабжение централизованное. Теплоснабжение здания осуществляется от наружных тепловых сетей.

Сети теплоснабжения запроектированы из стальных труб по ГОСТ 10704-76, сети горячего водоснабжения из стальных водо-газопроводных оцинкованных труб по ГОСТ 3262-75. Горячее водоснабжение, централизованное с циркуляцией на вводе. Вводы горячего и циркуляционного прокладываются совместно с трубами отопления в канале теплосети. Антикоррозийная защита трубопроводов принята четырьмя слоями органосиликатной краски типа ОС -51-03 с отвердителем естественной сушки.

В здании запроектирована канальная система естественной вентиляции, ее преимущество заключается в простоте устройства, экономической эксплуатации и бесшумности. Она осуществляется естественным путем по отдельностоящим каналам у внутренних и внешних стен здания. На подземной парковке устроены 2 вентиляционные шахты, выходящие наружу.

Энергоснабжение выполняется от городской подстанции с запиткой по две секции двумя кабелями - основной и запасной марки ААБ 2Л-1000, сечением 3х50х1х25. Электрощитовая расположена в подвальном этаже. Напряжение низкочастотной сети 380/220 В.

Кабели залегают в земле в железобетонной траншеи на глубине 0,7 метра от уровня (планировочной отметки) поверхности земли данной местности. При пересечении между собой, другими коммуникационными магистралями и уличными проездами, кабели прокладываются в асбестоцементных трубах диаметром 100 мм.

1.7 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» установлены три показателя тепловой защиты здания:

- приведенное сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждающих конструкций здания;

- санитарно-гигиенический, включающий температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающих конструкций и температуру на внутренней поверхности выше температуры точки росы;

- удельный расход тепловой энергии на отопление здании, позволяющий варьировать величинами теплозащитных свойств различных видов ограждающих конструкций зданий с учетом объемно-планировочных решений здания и выбора систем поддержания микроклимата для достижения нормируемого значения этого показателя.

Требования тепловой защиты здания будут выполнены, если в жилых и общественных зданиях будут соблюдены требования показателей 1 и 2, либо 2 и 3.

Выполнение условия 1 - Сопротивление теплопередаче элементов ограждающих конструкций

Приведенное сопротивление теплопередаче R_о следует принимать не менее нормируемых значений R_reg, определяемых по таблице 4 СНиП 23-02-2003 в зависимости от градусо-суток района строительства

D_d = (t_int-t_ht)*Z_ht, (1.1)

где t_ht, Z_ht средняя температура и продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха менее 8^оС;

t_int - расчетная температура внутреннего воздуха, єС.

По СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» определяем требуемые данные для расчета для г.Кострома:

t_ht =-3.9^оС, Z_ht =222сут.

Внутренняя температура принята t_int=20^оС (по рекомендациям по определению внутренней температуры п.5.3 СНиП 23-02-2003)

Тогда градусо-сутки отопительного периода:

D_d= (20- (-3.9))*222=5305.8 ^оС-сут.,

Нормируемое значение теплопередачи конструкции стены определяем по формуле:

R_reg = а* D_d + б = 0.0003*5305.8+1.2=2,792(м²*^оС)/Вт, (1.2)

где а и б - коэффициенты для стены общественного здания по таблице 4 СНиП 23-02-2003.

Сопротивление теплопередаче R_о неоднородной многослойной конструкции определяем по формуле СП 23-101-2004

R_о= R_si + R_k + R_se=1/ б _int + ?R_i +R_y*r+ 1/ б _ext = 1/8.7+0.015/0.93 +0.25/0.87 +х/0.05 +(0.001/0.17)*2 +1/23=0.474+(Х/0.046)*r ?R_reg=2.792(м²*^оС)/Вт (1.3)



где б _int=8.7 Вт/(м²*^оС) - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности по табл. 7 СНиП 23-02-99

б _ext=23 Вт/(м²*^оС) - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности по табл. 8 СП 23-101-2004

?R_i=? (д_i/ л_i) - термосопротивление однородной многослойной конструкции по формуле 7 СП 23-101-2004

Принимаем коэффициент теплотехнической неоднородности конструкции: r=0,75

Определяем требуемую толщину базальтовой ваты:

X = (2.792-0.474)*0.046/0.75=0.142 м

Принимаем толщину утеплителя х=150 мм

Фактическое сопротивление теплопередаче конструкции стены

Ro=0,474+0,15/0,046*0,75=2.92(м²*^оС)/Вт

Проверка ограждающих конструкций по условиям «б» - ограничение температуры и конденсации влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Первое условие по ограничению температуры внутренней поверхности конструкции.

Расчетный температурный перепад определяем по формуле 4 (СНиП 23-02-2003)

?t_o=(n*(t_int- t_ext)) / (Ro* б _int) (1.4)

где n=1 - коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху по таблице 6 СНиП 23-02-2003,

t_int=+20^оС - расчетная средняя температура внутреннего воздуха (см пояснения к формуле 2 СНиП 23-02-2003)

t_ext=-31^оС - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года равная температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01-99 для района строительства

?t_н=4.5^oC - нормируемый температурный перепад для наружных стен общественных зданий по таблице 5 СНиП 23-02-2003

?t_o = (1*(20-(-31)) / (2.92*8.7)=2.08^oC < ?t_н=4.5^oC - условие по нормируемому температурному перепаду между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности стены соблюдается.

Второе условие по ограничению конденсации влаги на внутренней поверхности конструкций.

Температуру точки росы определяем по СП 23-101-2004 по приложению Р при внутренней температуре +20^оС и влажности 55% - t_d=+10,69^оС. (рекомендации по определению влажности см п.5.9 СНиП 23-02-2003)

Температура поверхности стен t_int-?t_o = 20-2,08=+17,92^оС > t_d=+10,69^оС

Второе условие по ограничению конденсации влаги на внутренней поверхности стен и покрытий удовлетворяется.

Выполнение условия «а» - Сопротивление теплопередаче элементов ограждающих конструкций

Внутренняя температура принята t_int=20^оС (по рекомендациям по определению внутренней температуры п.5.3 СНиП 23-02-2003)

Градусо-сутки отопительного периода: D_d= 5305.8 ^оС-сут.,

Нормируемое значение теплопередачи конструкции покрытия определяем по формуле:

R_reg = а* D_d + б = 0.0004*5305.8+1.6=3,72(м²*^оС)/Вт,

где а и б - коэффициенты для покрытия общественного здания по табл. 4 СНиП 23-02-2003.

Сопротивление теплопередаче R_о однородной многослойной конструкции определяем по формуле 8 СП 23-101-2004

R_о= R_si + R_k + R_se=1/ б _int + ?R_i + 1/ б _ext = =1/8.7+0.1/0.42+0.04/0.17+0.05/0.93+x/0.03+0.001/0.17+0.01/0.93+0.6-2.04+1/23=1,097+Х/0.05?R_reg=3,72(м²*^оС)/Вт (1.4)

где б _int=8.7 Вт/(м²*^оС) - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности по табл. 7 СНиП 23-02-99

б _ext=23 Вт/(м²*^оС) - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности по таблице 8 СП 23-101-2004

?R_i=? (д_i/ л_i) - термосопротивление однородной многослойной конструкции по формуле 7 СП 23-101-2004

Определяем требуемую толщину пенополистирола:

X = (3,72-1,097)*0.03=0.10 м

Принимаем толщину утеплителя х=100 мм

Фактическое сопротивление теплопередаче конструкции покрытия

Ro=1,097+0,1/0,046=3,51(м²*^оС)/Вт



2. Расчетно-конструктивный раздел

2.1 Подземная часть здания

Природный рельеф строительной площадки с размерами ABxCD=61х28 м имеет незначительный перепад высот по абсолютным отметкам в пределах длины здания, который составил 109,6-106,5=3.1 м. Это свидетельствует о том, что природный рельеф площадки относительно «спокойный». Принимаем решение выровнять существующий природный рельеф в пределах контура.

Абсолютную отметку планировочной поверхности принимаем равной 108 м.

Назначаем абсолютную отметку , соответствующую уровню чистого пола 1-го этажа проектируемого здания:

Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства заключается в уточнении наименований каждого инженерно-геологического элемента, а также в определении производных и классификационных характеристик грунтов и начального расчетного сопротивления .

Данные архивных материалов проектного института сводим в таблицу. Грунты на площадке преимущественно песчаные. Грунтовые воды залегают на глубине 1-1.5 м от поверхности земли.

При планировке площадки верхней почвенно-растительный слой будет срезан и убран в отвал для дальнейшего благоустройства территории, поэтому планировочную отметку строительной площадки целесообразно выбрать на отметке 103,7 м.

Таким образом, третий слой:

супесь - грунт среднесжимаемый, пластичный, средней прочности с расчетным сопротивлением Ro=260 кПа может служить основанием под фундамент. Фундамент принимаем плитный, мелкого заложения на естественном основании, в связи с высоким уровнем подпора грунтовых вод - 4,8 м.

Максимальный прогнозный уровень грунтовых вод, по данным проекта, ожидается на глубине 1 м от поверхности земли.

Сбор нагрузок на обрез фундамента

Таблица 2. Нагрузки от стен и перегородок

Нагрузка от стен лестничной клетки	Объемный вес стены	25	кН/м3
	Толщина	0,2	м
	высота	19	м
	нормативная	25*19= 475	кН/м2
	расчетная	1,1*475= 522,5	кН/м2
Нагрузка от стен парковки	Объемный вес стены	25	кН/м3
	Толщина	0,4	м
	высота	2,8	м
	нормативная	25*2,8= 70	кН/м2
	расчетная	1,1*70= 77	кН/м2
Нагрузка от стен парковки	Объемный вес стены	25	кН/м3
	Толщина	0,4	м
	высота	4,35	м
	нормативная	25*4,35= 108,75	кН/м2
	расчетная	1,1*108,75= 119,625	кН/м2
Нагрузка от наружных кирпичных стен	Объемный вес стены	19	кН/м3
	Толщина	0,25	м
	высота	10	м
	нормативная	19*10= 190	кН/м2
	расчетная	1,1*190= 209	кН/м2

Таблица 3. Нагрузки от полов на колонны

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2
Покрытие Постоянная Стеклогидроизол Цементно-песчаная стяжка Экструдированный пенополистирол Пароизоляция Цементно-песчаная стяжка Плита монолитная безбалочная Временная 2.4*0.7	0,24 0,024 0,035 0,00006 0,18 1,5 1,68
ИТОГО НА ПОКРЫТИЕ	24,7
Перекрытие 3 этажа Постоянная Паркет штучный Водно-дисперсионная огрунтовка Самовыравнивающаюся стяжка марки Cerezit CN69 Плита монолитная ребристая Временная	0,1 0,11 0,48 1,5

Таблица 4. Нагрузка от колонн

Номер колонны	Расчет нагрузки Н*h*b*25*0.95*1.1	Ед.изм.
1	2,8*0.4*0.4*25*0.95*1.1=11.7	кН
2-3	2,8*0.4*0.4*25*0.95*1.1=11.7	кН
4	15.9*0.4*0.4*25*0.95*1.1=66,5	кН
5	15.9*0.4*0.4*25*0.95*1.1=66,5	кН
6	15.9*0.4*0.4*25*0.95*1.1=66,5	кН
7-8	15.9*0.4*0.4*25*0.95*1.1=66,5	кН
9	2,8*0.4*0.4*25*0.95*1.1=11.7	кН
10;19;28;38	2,8*0.4*0.4*25*0.95*1.1=11.7	кН
11;20	2,8*0.4*0.4*25*0.95*1.1=11.7	кН
12;21	2,8*0.4*0.4*25*0.95*1.1=11.7	кН
13	15.9*0.4*0.4*25*0.95*1.1=66,5	кН
14	15.9*0.4*0.4*25*0.95*1.1=66,5	кН
15	15.9*0.4*0.4*25*0.95*1.1=66,5	кН
16;17	15.9*0.4*0.4*25*0.95*1.1=66,5	кН
18	15.9*0.4*0.4*25*0.95*1.1=66,5	кН
22	15.9*0.4*0.4*25*0.95*1.1=66,5	кН
23;25	15.9*0.4*0.4*25*0.95*1.1=66,5	кН
24	15.9*0.4*0.4*25*0.95*1.1=66,5	кН
26	15.9*0.4*0.4*25*0.95*1.1=66,5	кН
27	15.9*0.4*0.4*25*0.95*1.1=66,5	кН
32;36	15.9*0.4*0.4*25*0.95*1.1=66,5	кН
34	15.9*0.4*0.4*25*0.95*1.1=66,5	кН
39;40;41;43	2,8*0.4*0.4*25*0.95*1.1=11.7	кН
29;37	2,8*0.4*0.4*25*0.95*1.1=11.7	кН
30;35	2,8*0.4*0.4*25*0.95*1.1=11.7	кН
31;33	2,8*0.4*0.4*25*0.95*1.1=11.7	кН
42	2,8*0.4*0.4*25*0.95*1.1=11.7	кН
44	2,8*0.4*0.4*25*0.95*1.1=11.7	кН

Таблица 5. Нагрузка по сечениям

Номер колонны(сечения)	Расчет нагрузки (колонна+перекрытия +полы) расчетная нормативная	Ед.изм.
1	11.7+2,17*9,9=33,18 30,51	кН
2-3	11.7+2,17*19,8=54,9 49,9	кН
4	66,5+117,6*9,9=1230,7 1353,7	кН
5	66,5+117,6*19,8=2394 2634,5	кН
6	66,5+117,6*19,8=2394 2634,5	кН
7-8	66,5+117,6*19,8=2394 2634,5	кН
9	66,5+117,6*9,9=1230,7 1353,7	кН
10;19;28;38	11.7+2,17*19,8=54,9 49,9	кН
11;20	11.7+2,17*39,6=97,6 88,8	кН

Таблица 6. Основные характеристики материалов

конструкция	Класс бетона	Класс арматуры	Модуль упругости
Фундаментная плита	В25	А400	25 МПа

Расчет монолитной фундаментной плиты производится при помощи программного комплекса «Лира»

Последовательность расчета:

- выполняется сбор нагрузок на плиту фундамента с учетом принятой схемы здания;

- задается список жесткостей;

- выполняется формирование расчетной схемы и конечно-элементый расчет;

- определяются перемещения узлов, усилия и напряжения в сечениях плиты;

- при помощи приложения «ЛирАрм» формируем армирование плиты;

- по результатам расчета формируется rtf-файл расчетной записки;

- формируются чертежи плана, армирования и узлов фундаментной плиты.

Вертикальные и нагрузки на плиту задаются их нормативными значениями (расчетными значениями с коэффициентом надежности по нагрузке равным единице). Собственный вес конструктивного элемента автоматически включается в постоянное загружение. Сбор нагрузок выполняется по их нормативным значениям.

При подборе и проверке сечений конструктивных элементов нормативные значения нагрузок автоматически приводятся к расчетным значениям (для каждого вида нагружения принимаются осредненные коэффициенты надежности по нагрузке), и, в соответствии со стандартными коэффициентами сочетаний, формируются расчетные сочетания нагрузок.

Коэффициент надежности по ответственности принят равным 0,95.

Таблица 7. Таблица подбора арматуры

Фундаментная плита-[Основная схема] (пластина)	Шир. трещин
Эле мент	Продольная арматура	Поперечная
	AS1	AS2	AS3	AS4	ASW1	ASW2	кратк	длит
Плита 1; h= 60.00 см
Бетон B25; Арматура: продольная Ax: A-III, Ay: A-III; поперечная A-I
Шаг арматурных стержней 100 мм
1	34,74	27,18	34,93	27,02			0,3	0,3
	27,08	20,79	27,23	20,67
Плита 2; h= 60.00 см
Бетон B25; Арматура: продольная Ax: A-III, Ay: A-III; поперечная A-I
Шаг арматурных стержней 100 мм
2	31,43	22,7	35,67	19,4			0,3	0,3
	25,11	18,05	28,5	15,31
Плита 3; h= 60.00 см
Бетон B25; Арматура: продольная Ax: A-III, Ay: A-III; поперечная A-I
Шаг арматурных стержней 100 мм
3	28,58	19,22	35,01	14,52			0,3	0,3
	23,08	15,84	28,26	11,76
Плита 4; h= 60.00 см
Бетон B25; Арматура: продольная Ax: A-III, Ay: A-III; поперечная A-I
Шаг арматурных стержней 100 мм
4	25,82	15,9	33,95	10,62			0,3	0,3
	21,01	13,51	27,57	8,81
Плита 5; h= 60.00 см
Бетон B25; Арматура: продольная Ax: A-III, Ay: A-III; поперечная A-I
Шаг арматурных стержней 100 мм
5	23,35	13,24	32,49	7,59			0,3	0,3
	19,06	11,69	26,42	6,49

Таблица 8. Таблица усилий (пластины)

Усилия(напряжения)
№ элем	Mx(кН)	My(кН)	Mxy(кН)	Qx(кН/м)	Qy(кН/м)	Rz(кПа)	Тип элем	№ загруж
1	61,467	66,315	475,000	196,526	203,822	-4,903	11	1
2	46,780	154,916	430,853	85,717	125,584	-8,626	11	1
3	37,782	199,080	390,071	79,183	97,713	-12,083	11	1
4	31,366	231,284	348,873	60,215	67,713	-15,916	11	1
5	26,576	247,352	311,953	47,971	48,314	-19,499	11	1
6	22,773	253,344	279,322	38,729	34,406	-22,811	11	1
7	19,677	252,492	250,580	31,337	23,702	-25,846	11	1
8	17,118	246,739	225,272	25,246	15,084	-28,603	11	1
9	14,984	237,347	202,973	20,145	7,918	-31,088	11	1
10	13,187	225,168	183,305	15,820	1,794	-33,311	11	1
11	11,640	210,790	165,956	12,088	-3,607	-35,285	11	1
12	10,233	194,602	150,688	8,447	-8,566	-37,026	11	1
13	8,777	176,127	136,960	5,907	-13,393	-38,602	11	1
14	7,798	160,227	125,519	-5,829	-10,028	-39,791	11	1
15	7,787	144,968	113,372	3,491	-7,562	-41,033	11	1
16	7,673	124,787	99,114	2,462	-12,220	-42,404	11	1
17	7,225	109,125	89,416	-5,307	-14,569	-43,246	11	1
18	7,004	98,903	82,662	-4,758	-13,203	-43,729	11	1
19	6,922	85,753	74,798	-1,320	-14,035	-44,293	11	1
20	6,613	69,661	65,464	-3,825	-14,871	-44,881	11	1
21	6,157	54,262	56,953	-5,160	-15,050	-45,355	11	1
22	5,583	39,431	49,463	-6,442	-15,565	-45,742	11	1
23	4,760	24,764	43,184	-7,646	-16,559	-46,066	11	1
24	4,001	13,470	38,374	-14,570	-11,606	-46,293	11	1
25	4,062	8,392	34,640	-11,951	-5,660	-46,453	11	1
26	4,415	3,192	31,177	-8,679	-6,139	-46,650	11	1
27	4,553	-3,753	26,939	-9,426	-7,028	-46,888	11	1
28	4,471	-10,825	22,733	-9,935	-7,063	-47,132	11	1
29	4,311	-17,829	18,756	-10,390	-6,764	-47,392	11	1
30	4,106	-24,694	15,065	-10,858	-6,295	-47,677	11	1
31	3,865	-31,404	11,697	-11,330	-5,734	-47,998	11	1
32	3,582	-37,987	8,684	-11,816	-5,154	-48,362	11	1
33	3,235	-44,509	6,079	-12,318	-4,656	-48,780	11	1
34	2,747	-51,103	3,994	-13,049	-4,481	-49,260	11	1
35	2,060	-57,934	2,570	-14,139	-4,328	-49,811	11	1
36	1,443	-63,424	1,082	-19,846	1,833	-50,323	11	1
37	1,775	-63,807	-0,299	-14,547	8,243	-50,895	11	1
38	2,124	-63,807	-1,279	-13,947	9,229	-51,669	11	1

2.2 Расчет фрагмента монолитного железобетонного перекрытия Определение расчетных пролетов и нагрузок

При ширине полосы 1м нагрузка, приходящаяся на 1м² плиты, равна по величине нагрузке на 1м погонной полосы. Подсчет нагрузки дан в таблице.

Таблица 9. Нагрузки на 1м² монолитного перекрытия

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
Постоянная: ламинат, д=0,018 м, =6кН/м3 стяжка М150 д=0,02м., =18кН/м3 от массы плиты д=0,2м, =25кН/м3 от перегородок д=0,1м, =8кН/м3	0,55 0,36 0,275 5,0 0,8	1,35 1,35 1,35 1,35 1,35	0,743 0,486 0,371 6,75 1,08
Итого	6,985		g = 9,43
Временная полезная (по зданию)	3,0	1,5	v = 4,5
Всего	9,985		13,93

С учетом коэффициента надежности по назначению здания расчетная нагрузка на 1м плиты: q = (g + v)_n = 13,93_0,95=13,23 кН/м.

Определим характеристики прочности бетона с учетом заданной влажности окружающей среды.

Бетон тяжелый, естественного твердения, класса B25/30:

_с = 1,5; f_cd= f_cd /_с = 25/1,5= 16,67 МПа; f_cdt = 3,3/1,5= 2,2 МПа; E_s = 20000 МПа.

Арматура периодического профиля класса A400, нормативное сопротивление f_yd= 400 МПа.,

расчётное сопротивление f_yd= 400 МПа. Согласно таблице 6.

Армирование плиты осуществляется в виде сварных сеток.

Статический расчёт плиты и определение расчётных усилий были произведены в программе Лира.

Расчет прогиба

Были получены следующие результаты:

- максимальный изгибающий момент в пролёте М_sd=46,7 кН·м.,

- максимальный изгибающий момент на опоре М_sd=76,1 кН·м.,

- максимальная поперечная сила у опоры V_sd=217,8 кН.

Минимально допустимая толщина монолитной железобетонной плиты согласно таблице 11 составляет 150мм. Принимает толщину плиты 200мм.

Рассматриваем прямоугольное сечение с размерами: b=1000мм., h=200мм., c=30мм.

Изгибающий момент, действующий в сечении М_sd=46,7 кН·м

Определяем величину коэффициента :

. (2.1)



Определяем граничную величину коэффициента :

. (2.2)

По таблице 4 для бетона класса B25/30 находим , по таблице 6 определяем:

.

.

Тогда , и .

Поскольку выполняется условие , растянутая арматура достигла предельных деформаций.

Тогда при находим

.

Величину требуемой площади растянутой продольной арматуры :

.

Принимаем 6 ?20A400 с =18,84см², армирование выполняем в виде сварной сетки с шагом поперечных и продольных стержней 200мм., диаметр и количество поперечных стержней принимаем аналогично продольным стержням.

Продольные стержни растянутой арматуры должны быть заведены за нормальное к продольной оси элемента сечение, в котором они используются с полным расчётным сопротивлением на длины не менее .

Расчётная длина анкеровки ненапрягаемых стержней определяем по формуле:

,

где - площадь продольной арматуры, требуемая по расчёту;

- принятая площадь продольной арматуры;

- коэффициенты, определяемые по таблице 11;

- базовая длинна анкеровки;

- минимальная длинна анкеровки, принимаемая по таблице 11;

Величину базовой длины анкеровки определяем по формуле:

, (2.3)

где - предельное напряжение сцепления по контакту арматуры с бетоном, определяемое по таблице 11.

Стержни 620A400:

,

;; ; .

; .

:

;

;

;

Окончательно принимаем длину анкеровки 450 мм.

Рассматриваем прямоугольное сечение с размерами: b=1000мм., h=200мм., c=30мм.

Максимальный изгибающий момент на опоре М_sd=-76,1 кН·м.

Определяем величину коэффициента :

.

Определяем граничную величину коэффициента :

.

По таблице 4 для бетона класса B25/30 находим , по таблице 6 определяем:

.

.

Тогда , и .

Поскольку выполняется условие , арматура в сжатой зоне не требуется.

Тогда при находим



.

Величину требуемой площади растянутой продольной арматуры :

.

Принимаем 7 ?22 A400 с =26,6 см², армирование выполняем в виде сварной сетки с шагом поперечных и продольных стержней 150мм., диаметр и количество поперечных стержней принимаем аналогично продольным стержням.

Продольные стержни растянутой арматуры должны быть заведены за нормальное к продольной оси элемента сечение, в котором они используются с полным расчётным сопротивлением на длины не менее .

Расчётная длина анкеровки ненапрягаемых стержней определяем по формуле:

, (2.4)

где - площадь продольной арматуры, требуемая по расчёту;

- принятая площадь продольной арматуры;

- коэффициенты, определяемые по таблице 11;

- базовая длинна анкеровки;

- минимальная длинна анкеровки, принимаемая по таблице 11;

Величину базовой длины анкеровки определяем по формуле:



, (2.5)

где - предельное напряжение сцепления по контакту арматуры с бетоном, определяемое по таблице 11.

Стержни 722A400:

;

;; ; ;

; ;

;

;

;

.

Окончательно принимаем длину анкеровки 500 мм.

Монолитное железобетонное перекрытие опирается на железобетонную внутреннюю колонну сечением bxh=0,4 х 0,4м. Полная расчётная нагрузка на колонну от перекрытия (с учётом собственной его массы) равна V_sd=217,8 кН. Толщина перекрытия 0,2м. Колонна и перекрытие из бетона класса B25/30. Перекрытие в зоне примыкания к колонне армировано стержнями арматуры класса A400 диаметром 22мм., расположенными с шагом 150мм. в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Защитный слой арматуры 30мм.

Определяем расстояния от верхней плиты до центров тяжести арматуры каждого направления -

Определяем рабочие высоты плит в каждом направлении:

, .

Определяем среднюю рабочую высоту сечения:

Определяем коэффициенты армирования в обоих направлениях:

,

что белее 0,002(минимальное значение коэффициента армирования, регламентированное нормами).

Тогда расчётный коэффициент армирования равен

Определяем величину критического армирования:

Определяем величину погонной поперечной силы, вызванной местной сосредоточенной нагрузкой, принимая коэффициент в=1,15, как для средней колонны:

.

Определяем коэффициент, учитывающий влияние масштабного фактора:

;



Бетон тяжелый, естественного твердения, класса B25/30:

_с = 1,5; f_cd= f_cк /_с = 25/1,5= 16,67 МПа; f_ctd = 3,3/1,5= 2,2 МПа; E_s = 20000 МПа.

Определяем погонное усилие, которое может воспринять сечение при продавливании:

.

Поскольку величина погонной силы, вызванной местной сосредоточенной нагрузкой, меньше величины погонного усилия, которое может воспринять сечение при продавливании, прочность на продавливание по критическому периметру, отсчитанному от периметра колонны, обеспечена.

Расчёт трещиностойкости.

Проверяем ширину раскрытия трещин по упрощённой методике, пользуясь данными таблице 10;

Расчётный пролёт плиты , загруженной равномерно распределённой нагрузкой q.

Момент в расчётном сечении - М_sd=46,7 кН·м. Класс по условиям эксплуатации конструкции. По таблице 10 предельно допустимая ширина раскрытия трещин

Бетон тяжелый, естественного твердения, класса B25/30:

_с = 1,5; f_cd= f_cd /_с = 25/1,5= 16,67 МПа; f_cdt = 3,3/1,5= 2,2 МПа; E_s = 20000 МПа.



Арматура периодического профиля класса A400, нормативное сопротивление f_yd= 400 МПа.,

расчётное сопротивление f_yd= 400 МПа. .

Рабочая высота сечения:

(1,175%)

Для сечения прямоугольной формы, армированного арматурой класса A400 при

Плечо внутренней пары сил определяется:

Напряжения в растянутой арматуре:

По таблице 10 при

Учитывая то обстоятельство, что момент рассчитан на практически постоянную комбинацию нагрузок, при проверке ширины раскрытия трещин используем эффективный модуль упругости:



Предельное значение коэффициента ползучести определяем из номограммы:

и RH=60% для t=30 сут. =3,9

Коэффициент приведения .

Для сечения с трещиной при использовании двухлинейной диаграммы деформирования высота сжатой зоны х_II в общем случае может быть найдена из условия равенства статических моментов сжатой и растянутой зон сечения относительно нейтральной оси:

,

.

При отсутствии расчётной арматуры в сжатой арматуры .

Напряжение в арматуре:

.



Расчетную ширину раскрытия трещин определяем по формуле:

где S_rm - среднее расстояние между трещинами:

при k1=0,8 (для стержней периодического профиля), k2=0.5 (при изгибе),

,

2,5(h-d) = 2,5(200-160)=100мм.

(h-x)/2 = (200-124)/2 = 38=40мм.

h/2 = 200/2 = 100мм.

Средние относительные деформации арматуры :

При (для стержневой арматуры), (при практически постоянной комбинации нагрузок).

;

;



- момент сопротивления бетонного сечения,

- средняя прочность бетона на осевое растяжение определяется по таблице 4;

;

;

,

- коэффициент, учитывающий отношение расчётной ширины раскрытия трещин к средней,

Тогда при

Условие выполняется.

Таблица 10. Сбор нагрузок на колонну

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	коэффициент надежности по назначению здания	Расчетная нагрузка кН/м2
Постоянная от покрытия: 1.стеклогидроизол, д=0,004 м, =6кН/м3 2.стяжка М150 д=0,005м., =18кН/м3 3.Экструдированный пенополистирол д=0,1 м., =0,35 кН/м3 4.стяжка М150 д=0,1м., =18кН/м3 5.от массы плиты д=0,2м, =25кН/м3	0,24 0,024 0,035 0,18 5	1,35 1,35 1,35 1,35 1,35	0.95 0.95 0.95 0,95 0,95	0,3 0,03 0,045 0,23 6,4
Итого	5,52			g =7
Временная снеговая	2,4	1,5	0.95	v = 3,42
Всего				10,42
Постоянная от перекрытия: 1.паркет штучный, д=0,02 м, =5кН/м3 2.огрунтовка д=0,01м., =11 кН/м3 3.стяжка д=0,04 м., =12 кН/м3 4.от массы плиты д=0,2м, =25кН/м3 5.от перегородок д=0,1м, =8кН/м3	0,01 0,11 0,48 5 1,68	1,35 1,35 1,35 1,35 1,35	0.95 0.95 0,95 0,95 0.95	0,01 014 0,62 6,4 2,2
Итого	7,28			g = 9,3
Временная полезная	3,5	1,5	0.95	v = 5
Всего				14,3

Нагрузка на один квадратный метр перекрытия от собственного веса: перекрытия составляет - 9,3 кПа; покрытия - 7 кПа. Временная нагрузка на перекрытие - 5; на покрытие - 3,42.

Грузовая площадь колонны А_груз= 6.0·6,6=39,6 м²

G_покр.=7·39,6=277,2 кН

Q_покр=3,42·39,6=135,4 кН

G_перекр=9,3·39,6=368,3 кН

Q_перекр=5·39,6=198 кН

Собственный вес колонны в пределах первого этажа

Gколонны=b·h·Hэт·с·гF·гn=0,4 ·0,4·3,6·25·1,35·0,95=18,5 кН.

Определяем усилие в колонне в пределах первого этажа:

от постоянных нагрузок:

G1=Gпокрыт+(n-1)·Gперекр+n·Gколонны=

=277,2 +(3-1)·368,3+3·18,5=1069,3 кН

Определяем усилие в колонне в пределах первого этажа:

от временных нагрузок:



Q1= (n-1)·Qперекр =(3-1)·198=396 кН

Q2= Qпокр =135,4 кН

Составим расчетные комбинации усилий:

Nsd,1 =G1+Qд+?ш0· Q = 1069,3 + 396 + 0,7 * 135,4 = 1560 кН;

Nsd,2 = G1+Qд+?ш0· Q = 1069,3 + 135,4 + 0,7 * 396 = 1481,9 кН,

где Qд - доминирующая переменная нагрузка.

Наиболее выгодной является первая комбинация - Nsd,1=1560 кН;

Длительную часть переменной нагрузки определим путем умножения полной части переменной нагрузки на коэффициент сочетания ш₂ (зависит от вида нагрузки), определяемый по таблице А. 1 приложения А СНБ 5.03.01-02 "Бетонные и железобетонные конструкции".

Определим гибкость колонны и необходимость учета влияния продольного изгиба:

i=

,

Определим эффективную расчетную длину:

= 1.838

мм



Расчетное сопротивление арматуры составит:

,

Расчетное сопротивление бет...