Разработка строительства спортивного комплекса "Дворец спорта"

3

2

1. Задание

Спортивный комплекс «Дворец спорта» в г. Коломне Московской области с двумя спортивными аренами - основной и тренировочной - представляет собой здание сложной конфигурации переменной высоты с 1-2-х этажными объемами. Спортивный комплекс предназначен для проведения соревнований областного характера и проведения тренировок.

2. Введение

На дипломное проектирование было получено задание на разработку строительства спортивного комплекса «Дворец спорта» в г. Коломне Московской области.

В данном дипломном проекте рассмотрены следующие вопросы:

- технико-экономическое обоснование принятого варианта;

- архитектурное решение здания;

- расчетно-конструктивная часть;

- технология, планирование и управление строительством;

-экономическая часть и технологические показатели;

-техника безопасности.

3. Общие исходные данные

Климатический район строительства Ледового дворца умеренно-континентальный, преобладание ветров западного направления, ветровой район I, снеговой район III. Минимальные температуры приходятся на январь и февраль, максимальные - на июль и август. Значение осадков как элемента велико. В течение года максимум приходится на летние месяцы. Наиболее резкий прирост осадков наблюдается в мае - июне, минимальное количество - в январе. Количество осадков за год 704 мм.

В данном районе преобладает песчаный грунт. К специфическим грунтам, имеющим распространение на площади застройки, отнесен техногенный грунт, который представляет собой свалку грунтов и строительного мусора (в основном песок с гравием, галькой, обломками кирпича, древесины).

4. Функционально-технологические условия

Данный проект предусматривает здание Спортивного комплекса «Дворец спорта» на 2500 мест, предназначенный для соревнований областного уровня по хоккею и фигурному катанию. Площадь территории, отведенной под строительство, составляет 2,4 га. Участок распложен в центральной части

г. Коломны Московской области в зоне жилой застройки. Спортивный комплекс находится в непосредственной близости от пересечения двух городских магистралей: ул. Парковой и проспекта Ленина. Окружающая застройка - здания (1-9 эт.), расположенные с южной, западной и восточной сторон Ледового дворца.

С севера участок граничит с «Городским парком культуры и отдыха», с востока ограничен территорией детского сада, с южной - домом культуры, с западной - ул. Парковой.

На территории спортивного комплекса предусмотрено устройство гостевых автостоянок и стоянок служебного автотранспорта общей вместительностью 84 м/мест, а также стоянки для 3-х автобусов.

Подъезд пожарных машин, машин скорой помощи и другого специального транспорта обеспечен со всех сторон здания.

5. Технико-экономическое обоснование принятого варианта

Спортивный комплекс «Дворец спорта» в г. Коломна с двумя спортивными аренами - основной и тренировочной, представляет собой здание сложной конфигурации переменной высоты с 1-2-х этажными объемами.

Основная спортивная арена с 2500 зрительскими местами (отметка верха кровли 17,600), предназначенная для проведения соревнований областного характера и арена для проведения тренировок (отметка верха кровли 11,300).

Большое внимание при проектировании ледового дворца следует уделить выбору покрытия ледовых арен. Так как длина пролета большого ледового поля составляет 54 м, а его площадь составляет 54 х 64,8 = 3499,2 м², следует задуматься о его конструктивном решении.

Ввиду архитектурных особенностей здания, его внешнего вида и достаточно большой величины пролета покрытие может представлять собой фермы из замкнутых профилей, фермы из уголков или арки.

Для пролета 54 метра по сортаменту и ГОСТ 27772-88 «Стальные конструкции» определяется марка стали и наименование составляющих компонентов для вышеуказанных конструктивных элементов.

Ферма из замкнутых профилей:

Пояса: - верхний - I 30 К2, сталь С 390

- нижний - I 30 К1, сталь С 390

Раскосы: - опорный - I 20 К2, сталь С 390

- решетки - Гн 200 х 160 х 8

Гн 180 х 140 х 7

Гн 160 х 120 х 5, сталь С 390, С 255

Стойки: Гн 100 х 100 х 4

Гн 120 х 60 х 4, сталь С 255, С 245

Ферма из уголков:

Пояса: - верхний - Т 200 х 200 х 20, сталь С 390

- нижний - 180 х 180 х 16, сталь С 390

Раскосы: - опорный - Т 200 х 200 х 14, сталь С 390

- решетки - Т 160 х 160 х 12, сталь С 245

Стойки: Т 100 х 100 х 10, сталь С 245

Арка:

Затяжка: сечение - трубы электросварные прямошовные по ГОСТ 10704-91 219 х 9, сталь С 255;

Дуга: I 70 Б1, сталь С 255 ГОСТ 26020-83 «Двутавры

стальные горячекатанные»

В качестве сравнения можно привести анализ весовых, стоимостных характеристик данных конструктивных элементов, а также трудоемкости их изготовления и монтажа.

Для покрытия главной арены в осях 11-19, А-М пролетом 54м используются фермы из замкнутых профилей.

В таблице 5.1 приведен подобранный в программе SCAD расход стали и сравнение характеристик трудоемкости изготовления и стоимости (Турбо-смета), доказывающие правильность решения.

Таблица 5.1

Пример покрытия	Расход стали, кг	Трудоемкость изготовления/монтажа ч/час	Стоимость изготовления/монтажа руб
Ферма из замкнутых профилей	14966	1475 ч/час 136 ч/час	261510 81132
Ферма из уголков	15897	1569 ч/час 145 ч/час	278114 86300
Арка	13966	1382 ч/час 216 ч/час	244956 72054

Ферма из замкнутых профилей (54 м),

G = 241 кг/п.м.

Масса фермы (М) составит:

m = 241 кг/п.м. х 54 м. = 13014 кг

М = m + 15% = 13014 кг + 1952 кг. = 14966 кг

Ферма из уголков (54 м.),

G = 256 кг/п.м.

Масса фермы (М) составит:

m = 256 кг/п.м. х 54 м. = 13824 кг

М = m +15% = 13824 кг + 2073 кг = 15897 кг

Арка:

затяжка (54м) G=46.5 кг/п.м.

m₁ = 46,5 кг/п.м. х 54 м. = 2511 кг

дуга (74,5 м) G = 129,3 кг/п.м.

m₂ = 129,3 кг/п.м. х 74,5 м. = 9633 кг

m = m₁ + m₂ = 2511 кг + 9633 кг = 12144 кг

В итоге масса арки (М) составит:

М = m + 15 %= 12144 кг + 1822 кг = 13966 кг

Высота дуги арки для данного пролета составляет 7 м., что противоречит архитектурному решению здания и, несмотря на более экономичный расход стали и меньшую стоимость, данный конструктивный элемент не используется при строительстве ледового дворца.

Как видно из показателей в Таблице 5.1, трудоемкость и стоимость изготовления и монтажа фермы из замкнутых профилей гораздо экономичнее показателей фермы из уголков. Наиболее подходящим вариантом покрытия по расходу стали, трудоемкости и стоимости является ферма из замкнутых профилей.

6. Архитектурно-строительная часть

6.1 Решение генерального плана

С северной стороны участок застройки примыкает к Городскому парку культуры и отдыха, с восточной - ограничен территорией детского сада, с южной - существующим корпусом реконструируемого кинотеатра «Октябрь», с западной - ул. Парковой.

Главный остекленный фасад спортивного комплекса сориентирован в сторону Парковой улицы. Центральный цилиндрический объем двухсветного вестибюля осью главного входа направлен на входную зону парка, что позволяет в дальнейшем включить проектируемый объект в общую композицию парка.

На территорию Спортивного комплекса предусмотрен въезд автотранспорта с ул. Парковой, вдоль южной границы участка, что позволит разделить потоки автотранспорта и пешеходные потоки к главному входу.

Подъезд пожарных машин, машин скорой помощи и другого специального транспорта обеспечен со всех сторон здания.

Для обеспечения безопасности и организации движения автотранспорта в соответствии с нормами СНиП 9.05.02-85 проектом предусматривается установка дорожных знаков и нанесение дорожной разметки.

Площадки, тротуары и отмостки приняты шириной 1,2 -2,0м и выполняются из бетонной тротуарной плитки или асфальтобетона толщиной 8 см. по щебеночному основанию.

Проект благоустройства и озеленения территории выполнен с учетом максимально возможного сохранения имеющихся на участке высокорослых деревьев и сохранения верхнего, плодородного слоя почвы. Вырубке подлежат только те деревья, которые попадают непосредственно в зону застройки. Озеленение территории носит в основном архитектурно-декоративный характер. Во внутреннем дворе, между территорией детского сада и автостоянки планируется создание аллеи из высокорослых деревьев лиственных пород, обладающих высокими декоративными свойствами, а также одиночная и групповая посадка деревьев и кустарников. Вся свободная от застройки и проездов территория покрывается газоном. Перед главным входом намечена установка цветочниц. В зоне автостоянок планируется посадка декоративного кустарника в группы и создание живой изгороди.

6.2 Объемно-планировочное решение здания

Спортивный комплекс, представляющий сложной конфигурации 1-2 этажное здание с двумя залами катков: универсальным спортивным залом с искусственным льдом и трибунами на 2500 мест и тренировочным ледовым залом, размещен таким образом, чтобы главный фасад здания ориентирован в сторону ул. Парковой. Такое решение позволит в дальнейшем реализовать главную композиционную идею единого комплекса, объединяющего здание Ледового дворца и главного входа Городского парка в единый архитектурный ансамбль, при соблюдении всех противопожарных и санитарных разрывов.

Основная спортивная арена с 2500 зрительскими местами (отметка верха кровли 17.600) для соблюдения требований норм по инсоляции жилых помещений максимально удалена от жилой застройки, расположенной на Парковой улице.

На первом этаже (высотой 5.1м и 4.35м) в зоне для зрителей и посетителей расположены следующие основные помещения:

-главный двухсветный вестибюль с двумя парадными криволинейными лестницами, ведущими на 2-й этаж,

-фойе с гардеробами для зрителей;

-женский и мужской санузлы;

-три входа (люка), ведущих на нижние ряды трибун;

-2 буфета для зрителей (на 36 человек);

-кафе быстрого обслуживания (типа «Пицца Хат» на 75 мест) с отдельным входом;

-помещение службы безопасности с комнатой отдыха и санузлом;

-помещения кассы (2 кассы и комната администратора);

-лифт для обслуживания маломобильных посетителей;

-магазин спортивной атрибутики с отдельным входом.

В северной части здания на 1-м этаже в осях 20-11 и А-В располагаются:

-отдельный вход на лестницу, ведущую на VIP трибуну;

-помещение проката спортивного инвентаря, обслуживающего жителей города;

-складские, производственные и вспомогательные помещения ресторана;

-водомерный узел, венткамера.

В зоне предназначенной для спортсменов и технического обслуживания «Ледового дворца» на 1-м этаже расположены следующие помещения:

-две раздевалки для команд-хозяев, с душевыми, санузлами и помещениями для сушки спортивной формы;

-шесть раздевалок для игроков и фигуристов с душевыми, санузлами, и помещениями для сушки спортивной формы;

-помещения для хранения и проката спортинвентаря, по две комнаты судей и тренеров с душевыми и санузлами, 4 комнаты для сушки спортивной формы, постирочная;

-медпункт, процедурный и массажный кабинеты, сауна на 8 человек с ванной глубиной 1,2м, четырьмя душевыми сетками, раздевалкой, комнатой отдыха и санузлом;

-стоянка для двух машин по уходу за льдом, с приямком размером 3х1х1м., предназначенным для таяния снежной стружки и закрытым решеткой заподлицо с полом;

-помещение заточки коньков;

-встроенная трансформаторная подстанция на 3трансформатора и два РУ на 10КВт и 0,4КВт, электрощитовая;

-венткамеры, И.Т.П., помещения уборочного инвентаря;

-хладоцентр с двумя холодильными.

На втором этаже (h=3,4 м до отметки подвесного потолка) располагаются следующие основные помещения:

-фойе с гардеробами для зрителей и посетителей интернет-кафе и шахматного клуба, два буфета для зрителей на 96 мест;

-три входа (люка) на верхние ряды трибун;

-шахматный клуб и интернет-кафе на 50 мест с баром на 16 мест;

-ресторан на 80 мест, расположенный в торце главной спортивной арены (в осях А-Б, 20-12) с залом и шестью кабинетами с видом на ледовое поле;

-помещения 2-х буфетов на 48 мест расположенных в осях М-Н, 5-12 над тренировочной ареной, предназначенных для обеспечения питанием занимающихся, сопровождающих детей, журналистов и персонала спорткомплекса;

-фитнес-центр с раздевалками оборудованными душевыми и санузлами, специальными раздевалками для маломобильных посетителей, фитнес-баром, хореографическим и тренажерным залами, предназначенными для посменного использования посетителями и спортсменами;

-помещение для прессы и зал пресс-конференций;

-помещения администрации (в осях Н-У, 1-3), венткамеры, электрощитовая.

На трибуне основной спортивной арены запроектировано 22 ряда, глубина ряда - 0,85м., ширина мест - 0,45м., глубина сидений - 0,4м.

Общая численность мест на трибуне - 2540.

Отметка первого ряда трибун (+0.750) на 1,05м. выше ледового поля арены (- 0.300), что обеспечивает комфортные условия для зрителей первых рядов.

Кресла - пластиковые консольного типа. Вдоль первого ряда трибун предусмотрено ограждение высотой 0,8м. Расстояние от первого ряда до бортов площадки - 3м., а от пола последнего ряда до конструкций фермы - не менее 2,2м. Эвакуация с трибун осуществляется через 6 люков (шириной 1,4м), ведущих в фойе 1-го и 2-го этажей.

Размеры основного и тренировочного ледовых полей 60 и 30м. Высота хоккейных бортов 1,2м. По периметру охлаждающей плиты катка запроектирован канал для отвода воды от таяния льда.

На главной арене предусмотрены 8 мест для маломобильных зрителей, по 4 с каждой стороны трибуны. Доступ зрителей на инвалидных колясках к зрительским местам обеспечивается по пандусам с уклоном 10%. Для маломобильных посетителей фитнес-центра предусмотрен лифт (кабина 1100х1400мм, ширина дверей 900мм.) из главного вестибюля на 2-ой этаж и две раздевалки с санузлами (размер 1650х1850мм.) и душевыми кабинами (размер 1800х1850мм.). На 1-м этаже в общих санузлах для зрителей запроектированы по одной кабине и одному умывальнику для маломобильных посетителей.

6.3 Конструктивное решение здания

Конструктивная схема здания.

Конструктивная схема здания - каркасная. Элементы каркаса - стальные сборные.

Фундаменты.

Фундаменты - монолитные, железобетонные, отдельно стоящие столбчатого типа из бетона класса В25 и арматуры класса АI и AIII на естественном основании - пески средние, коричневатые, с мелким редким гравием, средней плотности, среднеуплотненные, малой степени водонасыщения, сильноводопроницаемые, а также пески мелкие, коричневатые, средней плотности, среднеуплотненные.

Под наружные стены устраиваются монолитные железобетонные рандбалки на которые устанавливаются стойки фахверка.

Решение каркаса.

Каркас - стальные рамы с шагом 7,2 м и 6,0 м. Шаг второстепенных балок 2 м. Элементы рам предлагается выполнять из прокатных двутавров.

Несущими конструкциями трибуны предлагается выполнить в виде наклонных балок из прокатных двутавров опирающихся одним концом на отдельно стоящие монолитные железобетонные фундаменты, по оси 14, и другим на колонны по оси 11.

Пространственная жесткость и устойчивость каркаса обеспечивается рамными узлами, наклонными подтрибунными балками, системой вертикальных и горизонтальных связей, совместной работой монолитных железобетонных перекрытий и каркаса здания.

Решение торцевого фахверка.

Стальные колонны торцевого фахверка выполняются из сварных двутавров высотой 0,5 м. Колонны торцевого фахверка воспринимают ветровую нагрузку и массу панельных стен. Оголовки фахверковых колонн располагаются на одном уровне с оголовками основных колонн.

Наружные стены и перегородки.

Стеновые прогоны выполняются из холодногнутых профилей, изготовленных из оцинкованной стали.

Стены - выполняются из трехслойных структурных панелей типа «Сэндвич» с эффективным утеплителем из конструкционной минеральной ваты.

Толщина панели определяется теплотехническим расчетом.

Внутренние стены и перегородки - кирпичные, из кирпича глиняного обыкновенного толщиной 120мм. и 250мм.

Теплотехнический расчет стеновой панели.

Строительство ведется в г. Коломне Московской области.

Влажностный режим - умеренный.

I. Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных), отвечающим санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяется по формуле (1) СНиП II-3-79^*

где n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по табл. 3^* СНиП II-3-79^*;

t_в - расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений;

t_н - расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 2.01.01-82;

Дt^н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 2^* СНиП II-3-79^*;

б_в - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 4^* СНиП II-3-79^*.

где n = 1;

t_в = 20 °С; t_н = - 26°С; Дt^н = 4,0°С.

(м²· °С)/Вт

II. Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) определяем по формуле (1а) СНиП II-3-79^*

ГСОП=(t_в-t_от.пер.)z_от.пер.

где t_в - то же что и в формуле 1;

z_от.пер - средняя температура, °С, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С по СНиП 2.01.01-82.

ГСОП = (20+3,6) ? 213 = 5026,8 °С·сут

где t_в = 20 °С; t_от.пер.= - 3,6°С; z_от.пер = 213 сут.

III. Термическое сопротивление R (м²· °С)/Вт, слоя многослойной ограждающей конструкции определяем по формуле 3 СНиП II-3-79*

где д- толщина слоя, м;

л - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/ (м · °С), принимаемый по прил. 3^* СНиП II-3-79^*.

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции в трехслойной панели типа «Сэндвич» достигается за счет эффективного утеплителя, сопротивлением теплопередачи стальных профилированных листов можно пренебречь.

Плиты минераловатные полужесткие (ГОСТ 12394-66), плотностью 50 кг/м³

(м² ·°С)/Вт

V. Сопротивление теплопередаче R₀ (м²· °С)/Вт ограждающей конструкции следует определять по формуле (4) СНиП II-3-79^*

где б_в то же, что в формуле (1);

R_к - термическое сопротивление ограждающей конструкции, (м²· °С)/Вт;

б_н - коэффициент теплопередачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м ⁰С), принимаемый по таблице 6^*.

VI. Термическое сопротивление R_к (м²· °С)/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев

R_к = 3,12 (м²· °С)/Вт

Полученный результат сравниваем с R₀^тр, полученным из табл. 1 б* СНиП II-3-79^* в зависимости от ГСОП: R₀^тр=3,16 (м²· °С)/Вт

R₀=3,28 (м²· °С)/Вт > R₀^тр=3,16 (м²· °С)/Вт (103,8% от предельного значения)

Запроектированная ограждающая конструкция отвечает требованиям СНиП II-3-79*.

Лестницы.

Стены лестничных клеток выполняются из глиняного полнотелого кирпича, лестницы - монолитные железобетонные ступени по стальным косоурам.

Перекрытия, покрытия и кровля.

Перекрытия - монолитные железобетонные по профилированному листу.

Покрытие - над главной ареной в осях 11-19, А-М пролетом 54м и тренировочной арены в осях 3-14, Н-Ч пролетом 36м представляет собой фермы из замкнутых профилей. Элементы рам предлагается выполнять из замкнутых профилей. В местах установки технологического оборудования покрытие монолитное железобетонное, в остальных местах металлическое. Конструкция аналогична стеновым панелям.

Кровельные прогоны выполняются из холодногнутых профилей, изготовленных из оцинкованной стали.

Кровля над спортивными аренами:

- профилированный лист - 75 мм;

- полиэтиленовая пленка;

- плиты-утеплитель - 150 мм.;

- ПВХ мембрана на механическом креплении

Плоские участки кровли:

-гидроизоляция;

- защитная стяжка из цементно-песчаного раствора - 20мм.;

- утеплитель -120мм.;

- полиэтиленовая пленка;

- выравнивающая стяжка из цементно-песчаного раствора - 20мм.;

- керамзитобетон - 135-250мм.;

- профилированный лист -75мм.

Водосток - внутренний, организованный.

Полы.

Конструкция пола см. табл. 6.1.

Таблица 6.1

Экспликация полов

Номер помещения	Тип пола	Схема пола или тип пола по серии	Данные элементов пола (наименование, толщина, основание и др.), мм.	Площадь, м2
1.109	Бетонный по грунту		Слой бетонного раствора М200 30 Стяжка из цем.-песчанного р-ра М150 30 Подстилающий слой бетона класса В7.5, армированный сеткой 4ВрI 160 Грунт основания с втрамбованным щебнем, крупностью 40-60мм. и пропитанный битумом 100	63.4
2.05,2.06,2.12,2.20, 2.21,2.22,2.23 2.24,2.36,2.37,2.38, 2.42,2.43,2.44,2.53	Керамическая плитка		Керамическая плитка 6 Цементно-песчанный раствор М150 30 Стяжка поризованная из фосфогипса 18 Два слоя гидроизола 6 Подстилающий слой из бетона класса В7.5 25 Ж/б плита перекрытия 220	478.1
2.25,2.27,2.28, 2.30,2.32,2.35	Линолеум		Линолеум на теплоизолирующей подоснове 5 Прослойка из клеящей мастики 5 Стяжка из цем.-песчанного р-ра М150 30 Теплоизоляционный слой из керамзита 40 Ж/б плита перекрытия 220	127.2

Окна, двери.

Витражи и окна из алюминиевого профиля с однокамерными стеклопакетами. Двери - деревянные, остекленные и глухие.

Наружная и внутренняя отделка

Наружная и внутренняя обшивка панелей - оцинкованная листовая сталь, которая крепится к утеплителю при помощи клея. Крепление панелей к каркасу осуществляется при помощи самонарезающих винтов или клямеров.

Во внутренней отделке стен применяются штукатурка под покраску, облицовка керамической плиткой в санузлах, душевых и производственных помещениях буфетов ресторана и кафе, оклейка обоями кабинетов.

В хореографическом зале предусмотрена отделка стен зеркалами и установка стационарных хореографических станков.

Отделка вестибюлей фойе и других помещений для зрителей и посетителей выполняется из гранита и керамогранита.

Потолки подвесные, реечные, металлические в технических помещениях - покраска.

В тренажерном и хореографическом залах, для обеспечения необходимой высоты-4м., подвесной потолок не используется.

Вся отделка на путях эвакуации выполняется из современных высококачественных сертифицированных материалов с пожарной опасностью, нормированной СниП 21-01-97*

Декоративные элементы фасада - козырьки и пилястры двухсветного цилиндрического вестибюля и торцевые фрагменты криволинейного покрытия спортивных арен выполняются из алюминиевых композитных материалов.

7. Санитарно-технологическое оборудование

Врезка проектируемого водопровода предусмотрена в магистральный трубопровод диаметром 150мм., проходящий в минимальном приближении к проектируемому спортивному комплексу на расстоянии 7.5м. Трубопроводы запроектированы из стальных труб. Хозяйственно-фекальные сточные воды с территории проектируемого спортивного комплекса отводятся в существующую сеть канализации, расположенной рядом. Водопроводные и канализационные колодцы выполнены из сборных ж/б элементов.

Водосток - внутренний, организованный.

Вентиляция спортивного комплекса запроектирована приточно-вытяжная с механическим побуждением. Воздух подается в верхнюю зону помещений через жалюзийные решетки. Удаление воздуха происходит по воздуховодам, с помощью канальных вентиляторов. Вытяжной воздух выбрасывается выше уровня парапета на 0.5 м.

Здание снабжено электроэнергией от внешних сетей напряжением 380/220В. Предусматривается рабочее, аварийное и эвакуационное освещение. Управление освещением осуществляется индивидуальными выключателями.

8. Расчетно-конструктивная часть

8.1 Расчет фермы

Исходные данные для проектирования:

пролет фермы 35 м;

шаг ферм 6 м;

тип кровли теплая облегченная.

Рисунок 8.1 - Схема фермы.

Конструкция предназначена для применения в отапливаемом здании с неагрессивной средой, возводимом во III районе по весу снегового покрова, в I районе по скоростному напору ветра. Решётка ферм и основные геометрические размеры показаны на рис. 8.1.

Кровля над спортивными аренами представляет собой:

- стальные прогоны;

- профилированный лист - 75 мм (профилированный лист используется в конструкции кровли исходя из его высокой механической прочности, надежности в эксплуатации, коррозионной стойкости, быстрого и простого монтажа, удобства транспортировки);

- полиэтиленовая пленка;

- плиты-утеплитель «Нобасил» - 200 мм. (изоляция Нобасил обеспечивает тепловую, акустическую и противопожарную защиту, то есть позволяет защитить кровлю от воздействия огня и значительно повышают ее звукоизоляцию. Изоляция имеет поверхностную отделку, облегченный монтаж, защищает поверхность и улучшает ее сцепление с конструкцией. Как правило изоляция защищается дополнительной отделкой поверхности);

- ПВХ мембрана на механическом креплении (Полимерная мембрана рулонный гидроизоляционный материал, отличающийся высокой прочностью, эластичностью, морозостойкостью, стойкостью к атмосферным воздействиям, окислению и ультрафиолетовому излучению);

Все нагрузки, действующие на ферму, передаются, на узлы фермы к которым присоединяются элементы поперечной конструкции (прогоны кровли).

Нагрузка, действующая на ферму состоит из постоянной (вес покрытия) и временной (вес снега).

Таблица 8.1

Сбор нагрузок

Наимено- вание конструкции	Вид нагруз-ки	Наименование нагрузки	Норма-тивная нагруз-ка кН/м2	Коэф-фициент надеж-ности по на-грузке	Расчетная нагрузка кН/м2	Примечание
1	2	3	4	5	6	7
Покрытие	Постоянная	Профнастил Н75-750-0.8	0.096	1.05	0.11
		Утеплитель «Нобасил» = 210 кг/м3 t =200мм	0.42	1.3	0.55
		ПВХ мембрана	0.05	1.05	0.05
		Собственный вес металлоконструкций	0.40	1.05	0.42
		Итого	0.57	?	1.13
	Времен-ная	Снег, III район	1.26	1.43	1.80

Расчет усилий в стержнях ферм определяем при помощи программы Structure CAD.

Постоянная нагрузка

Снеговая нагрузка

Первый вариант загружения

Снеговая нагрузка

Второй вариант загружения

Рисунок 8.2 - Расчетная схема стропильной фермы

Таблица 8.2.

Комбинации нагрузок на ферму.

Номер	Наименование
1	Постоянная +снег (1-й вариант загружения)
2	Постоянная +снег (2-й вариант загружения)

Таблица 8.3.

Усилия и напряжения в элементах при комбинации загружений фермы.

Номер эл-та	Номер комб.	Усилия и напряжения
		N (кН)	M (кН*м)	Q (кН)
1	1	552.4	0.	0.
	2	321.6	0.	0.
2	1	-475.1	0.	0.
	2	-276.5	0.	0.
3	1	-87,1	0.	0.
	2	-20.4	0.	0.
4	1	-475.1	0.	0.
	2	-276.5	0.	0.
5	1	50.8	0.	0.
	2	19.7	0.	0.
6	1	502.0	0.	0.
	2	301.9	0.	0.
7	1	-256.1	0.	0.
	2	-154.0	0.	0.
8	1	-579.7	0.	0.
	2	-362.4	0.	0.
9	1	231.8	0.	0.
	2	161.0	0.	0.
10	1	431.8	0.	0.
	2	259.7	0.	0.
11	1	-51.0	0.	0.
	2	-19.7	0.	0.
12	1	-579.7	0.	0.
	2	-362.4	0.	0.
13	1	-165.6	0.	0.
	2	-135.4	0.	0.
14	1	685.3	0.	0.
	2	448.9	0.	0.
15	1	0	0.	0.
	2	0	0.	0.
16	1	-748.7	0.	0.
	2	-519.0	0.	0.
17	1	99.3	0.	0.
	2	109.8	0.	0.
18	1	685.3	0.	0.
	2	448.9	0.	0.
19	1	-51.0	0.	0.
	2	-19.7	0.	0.
20	1	-748.7	0.	0.
	2	-519.0	0.	0.
21	1	-33.1	0.	0.
	2	-84.2	0.	0.
22	1	769.8	0.	0.
	2	572.8	0.	0.
23	1	-33.1	0.	0.
	2	18.0	0.	0.
24	1	-748.7	0.	0.
	2	-584.3	0.	0.
25	1	-51.0	0.	0.
	2	-51,0	0.	0.
26	1	-748.7	0.	0.
	2	-584.3	0.	0.
27	1	99.3	0.	0.
	2	48.1	0.	0.
28	1	685.3	0.	0.
	2	553.5	0.	0.
29	1	0	0.	0.
	2	0	0.	0.
30	1	-579.7	0.	0.
	2	-480.6	0.	0.
31	1	-165.6	0.	0.
	2	-114.4	0.	0.
32	1	685.3	0.	0.
	2	553.5	0.	0.
33	1	-51.0	0.	0.
	2	-51,0	0.	0.
34	1	431.8	0.	0.
	2	365.3	0.	0.
35	1	231.8	0.	0.
	2	180.6	0.	0.
36	1	-579.7	0.	0.
	2	-480.6	0.	0.
37	1	-256.1	0.	0.
	2	-216.6	0.	0.
38	1	-475.1	0.	0.
	2	-408.6	0.	0.
39	1	50.8	0.	0.
	2	50.8	0.	0.
40	1	502.0	0.	0.
	2	424.7	0.	0.
41	1	-52.4	0.	0.
	2	-52.4	0.	0.
42	1	-475.1	0.	0.
	2	-408.6	0.	0.
43	1	925.6	0.	0.
	2	475.2	0.	0.

Результаты max расчётных усилий сведём в табл. 8.4.

Таблица 8.4.

Значение max расчётных усилий в стержнях фермы.

Элемент фермы	Номер элемента	Расчётное усилие, кН
		сжатие	растяжение
1	2	3	4
Верхний пояс	2 4 8 12 16 20 24 26 30 36 38 42	475.1 475.1 579.7 579.7 748.7 748.7 748.7 748.7 579.7 579.7 475.1 475.1	- - - - - - - - - - - -
Нижний пояс	1 6 10 14 18 22 28 32 34 40 43	- - - - - - - - - - -	552.4 502.0 431.8 685.3 685.3 769.8 685.3 685.3 431.8 502.0 552.4
Стойки	3 7 11 15 19 25 29 33 37 41	52.4 256.1 51.0 0 51.0 51.0 0 51.0 256.1 52.4	- - - - - - - - - -
Раскосы	5 9 13 17 21 23 27 31 35 39	- - 165.6 - 84.2 33.1 - 165.6 - -	50.8 231.8 - 109.8 - - 99.3 - 231.8 50.8

Для удобства изготовления и комплектования сортамента металла при проектировании ферм обычно устанавливают 4-6 разных калибров профиля, из которых набирают все элементы фермы. Расчет сечений стержней фермы определяем при помощи программы Structure CAD

Необходимые данные для расчёта:

· марка стали ВСт3пс6-1 (=240 МПа) [СНиП II-23-81*, табл. 51*];

· N - расчётное продольное усилие;

· - коэффициент условия работы конструкции;

· l_ef - расчетные длины.

Таблица 8.5.

Сечения элементов стропильной фермы.

Элемент верхнего пояса фермы Номер элемента 2 Расчётное продольное усилие N = -475.1 кН Длина элемента 3,0 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 30К1
Элемент верхнего пояса фермы Номер элемента 4 Расчётное продольное усилие N = -475.1.0 кН Длина элемента 2,9 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 30К1
Элемент верхнего пояса фермы Номер элемента 8 Расчётное продольное усилие N = -579.7 кН Длина элемента 2,9 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 30К1
Элемент верхнего пояса фермы Номер элемента 12 Расчётное продольное усилие N = -579.7 кН Длина элемента 2,9 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 30К1
Элемент верхнего пояса фермы Номер элемента 16 Расчётное продольное усилие N = -748.7.кН Длина элемента 2,9 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 30К2
Элемент верхнего пояса фермы Номер элемента 20 Расчётное продольное усилие N = -748.7 кН Длина элемента 2,9 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 30К2
Элемент верхнего пояса фермы Номер элемента 24 Расчётное продольное усилие N = -748.7 кН Длина элемента 2,9 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 30К2
Элемент верхнего пояса фермы Номер элемента 26 Расчётное продольное усилие N = -748.7 кН Длина элемента 2,9 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 30К2
Элемент верхнего пояса фермы Номер элемента 30 Расчётное продольное усилие N = -579.7 кН Длина элемента 2,9 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 30К1
Элемент верхнего пояса фермы Номер элемента 36 Расчётное продольное усилие N = -579.7 кН Длина элемента 2,9 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 30К1
Элемент верхнего пояса фермы Номер элемента 38 Расчётное продольное усилие N = -475.1 кН Длина элемента 2,9 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 30К1
Элемент верхнего пояса фермы Номер элемента 42 Расчётное продольное усилие N = -475.1 кН Длина элемента 3,0 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 30К1
Элемент нижнего пояса фермы Номер элемента 1 Расчётное продольное усилие N = 552.4 кН Длина элемента 3,49 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 26К1
Элемент нижнего пояса фермы Номер элемента 6 Расчётное продольное усилие N = 502.0 кН Длина элемента 3,37 Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 26К1
Элемент нижнего пояса фермы Номер элемента 10 Расчётное продольное усилие N = 431.8 кН Длина элемента 2, Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 26К1
Элемент нижнего пояса фермы Номер элемента 14 Расчётное продольное усилие N = 685.3 кН Длина элемента 2,9 Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 26К1
Элемент нижнего пояса фермы Номер элемента 18 Расчётное продольное усилие N = 685.3 кН Длина элемента 2,9 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 30К1
Элемент нижнего пояса фермы Номер элемента 22 Расчётное продольное усилие N = 769.8 кН Длина элемента 5,8 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 30К1
Элемент нижнего пояса фермы Номер элемента 28 Расчётное продольное усилие N = 685.3 кН Длина элемента 2,9 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 30К1
Элемент нижнего пояса фермы Номер элемента 32 Расчётное продольное усилие N = 685.3 кН Длина элемента 2,9 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 26К1
Элемент нижнего пояса фермы Номер элемента 34 Расчётное продольное усилие N = 431.8 кН Длина элемента 2,9 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 26К1
Элемент нижнего пояса фермы Номер элемента 40 Расчётное продольное усилие N = 502.0 кН Длина элемента 3,37 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 26К1
Элемент нижнего пояса фермы Номер элемента 43 Расчётное продольное усилие N = 552.4 кН Длина элемента 3,49 м Коэффициент условий работы - 0,95	Двутавр колонный по ГОСТ 26020-83 I 26К1
Стойка Номер элемента 3 Расчётное продольное усилие N = -52.4 кН Длина элемента 1,78 м Коэффициент условий работы - 0,75	Труба прямоугольная по ГОСТ 8645-68 120х80х5
Стойка Номер элемента 7 Расчётное продольное усилие N = -256.1 кН Длина элемента 3,5 м Коэффициент условий работы - 0,75	Труба прямоугольная по ГОСТ 8645-68 180х140х5
Стойка Номер элемента 11 Расчётное продольное усилие N = -51.0 кН Длина элемента 3,5 м Коэффициент условий работы - 0,75	Труба прямоугольная по ГОСТ 8645-68 120х80х5
Стойка Номер элемента 15 Расчётное продольное усилие N = 0 кН Длина элемента 3,5 м Коэффициент условий работы - 0,75	Швеллер по ГОСТ 8240-89 12
Стойка Номер элемента 19 Расчётное продольное усилие N = -51.0 кН Длина элемента 3,5 м Коэффициент условий работы - 0,75	Труба прямоугольная по ГОСТ 8645-68 120х80х5
Стойка Номер элемента 25 Расчётное продольное усилие N = -51.0 кН Длина элемента 3,5 м Коэффициент условий работы - 0,75	Труба прямоугольная по ГОСТ 8645-68 120х80х5
Стойка Номер элемента 29 Расчётное продольное усилие N = 0 кН Длина элемента 3,5 м Коэффициент условий работы - 0,75	Швеллер по ГОСТ 8240-89 12
Стойка Номер элемента 33 Расчётное продольное усилие N = -51.0 кН Длина элемента 3,5 м Коэффициент условий работы - 0,75	Труба прямоугольная по ГОСТ 8645-68 120х80х5
Стойка Номер элемента 37 Расчётное продольное усилие N = -256.1 кН Длина элемента 3,5 м Коэффициент условий работы - 0,75	Труба прямоугольная по ГОСТ 8645-68 180х140х5
Стойка Номер элемента 41 Расчётное продольное усилие N = -52.4 кН Длина элемента 1,78 м Коэффициент условий работы - 0,75	Труба прямоугольная по ГОСТ 8645-68 120х80х5
Раскос Номер элемента 5 Расчётное продольное усилие N = 50.8 кН Длина элемента 3,4 м Коэффициент условий работы - 0,95	Труба прямоугольная по ГОСТ 8645-68 120х80х5
Раскос Номер элемента 9 Расчётное продольное усилие N = 231.8 кН Длина элемента 4,55 м Коэффициент условий работы - 0,95	Труба квадратная по ГОСТ 8639-68 150х8
Раскос Номер элемента 13 Расчётное продольное усилие N = -165.6 кН Длина элемента 4,55 м Коэффициент условий работы - 0,95	Труба квадратная по ГОСТ 8639-68 150х8
Раскос Номер элемента 17 Расчётное продольное усилие N = 109.8 кН Длина элемента 4,55 м Коэффициент условий работы - 0,95	Труба квадратная по ГОСТ 8639-68 140х6
Раскос Номер элемента 21 Расчётное продольное усилие N = -84.2 кН Длина элемента 4,55 м Коэффициент условий работы - 0,95	Труба квадратная по ГОСТ 8639-68 140х6
Раскос Номер элемента 23 Расчётное продольное усилие N = -33.1 кН Длина элемента 4,55 м Коэффициент условий работы - 0,95	Труба квадратная по ГОСТ 8639-68 140х6
Раскос Номер элемента 27 Расчётное продольное усилие N = 99.3 кН Длина элемента 4,55 м Коэффициент условий работы - 0,95	Труба квадратная по ГОСТ 8639-68 140х6
Раскос Номер элемента 31 Расчётное продольное усилие N = -165.6 кН Длина элемента 4,55 м Коэффициент условий работы - 0,95	Труба квадратная по ГОСТ 8639-68 150х8
Раскос Номер элемента 35 Расчётное продольное усилие N = 231.8 кН Длина элемента 4,55 м Коэффициент условий работы - 0,95	Труба квадратная по ГОСТ 8639-68 150х8
Раскос Номер элемента 39 Расчётное продольное усилие N = 50.8 кН Длина элемента 3,4 м Коэффициент условий работы - 0,95	Труба прямоугольная по ГОСТ 8645-68 120х80х5

Расчет и конструирование узлов фермы.

При расчёте узлов фермы определяют размеры сварных швов и назначают габариты фасонок с таким расчётом, чтобы на них уместились все сварные швы стержней.

Исходные данные для расчёта:

R_wf = 180 МПа - расчётное сопротивление угловых сварных швов условному срезу по металлу шва;

R_wz= 0,45•R_un = 0,45•370 = 166,5 МПа…

расчётное сопротивление угловых сварных швов условному срезу по металлу границы сплавления;

г_wf = 1,коэффициент условия работы сварного соединения угловыми швами при расчёте по металлу шва (при R_y< 580 МПа и климатических районах с t° > - 40);

г_wz = 1, коэффициент условия работы сварного соединения угловыми швами при расчёте по металлу границы сплавления (при R_y < 580 МПа и климатических районах с t° > - 40);

При изготовлении фермы принимаем ручную сварку электродами Э42 и Э42А по ГОСТ 9467-75;

в_f = 0,7, коэффициент сварного соединения угловыми швами при расчёте по металлу шва;

в_z = 1, коэффициент сварного соединения угловыми швами при расчёте по металлу границы сплавления;

г_c = 1, коэффициент условия работы конструкции;

в_f • R_wf = 0,7 • 180 = 126 МПа

в_z • R_wz = 1 • 166,5 = 126 МПа

Следовательно, расчёт будем вести по металлу шва. Так как сварка ручная то, наиболее эффективно принять катет шва равный 6мм (K_f = 6мм).

8.2 Расчет поперечной рамы

На рисунке 8.3 представлена поперечная рама тренировочной спортивной арены.



Рисунок 8.3 - Поперечная рама тренировочной спортивной арены

Сбор нагрузок на поперечную раму тренировочной спортивной арены:

Постоянная нагрузка

Рисунок 8.4 - Расчётная схема рамы при расчёте на постоянную нагрузку



Снеговая нагрузка

Рисунок 8.5 - Расчётная схема рамы при расчёте на снеговую нагрузку

Сбор ветровых нагрузок

Для местности типа В (местность с оврагами и лесами, застройка населённых пунктов высотой 1025 м) коэффициенты, учитывающие изменения ветрового давления по высоте:

К₅=0,5;

К₁₀=0,65;

К_11,3=0,68;

К₂₀=0,85.



С наветренной стороны:

С заветренной стороны:

где г_f = 1,4 - коэффициент надёжности по нагрузке;

W₀ =0,23 кПа - нормативное значение ветровой нагрузки для I-го ветрового района;

К_экв=0,81 - равномерно распределённое эквивалентное ветровое давление;

C=0,8 - аэродинамический коэффициент, учитывающий форму зданий и сооружений с наветренной стороны;

C^/=0,6 - аэродинамический коэффициент, учитывающий форму зданий и сооружений с заветренной стороны;

Расчет усилий в поперечной раме тренировочной спортивной арены, их комбинаторику, и подбор поперечного сечения колонны ведем в программе Structure CAD. Получаем поперечное сечение колонны - двутавр 50Ш2, марка стали - ВСт3пс6-1 (=240 МПа). Сечение изображено на рисунке 8.7.



Рисунок 8.7 - Сечение колонны

Конструирование и расчет базы колонны.

Примем класс прочности бетона на сжатие В25, что соответствует Rпр=14,5 МПа.

Расчетное сопротивление бетона смятию

где R_пр - расчетное сопротивление бетона осевому сжатию;

Требуемая площадь плиты в плане

Размеры плиты назначаем конструктивно, принимая В = 750 мм, С = 550 мм.

Фактическая площадь плиты 75х55=4125 см², что больше требуемой, равной 593,2 см².

Фактическое давление фундамента на плиту

Согласно принятой конструкции плита имеет три участка для определения изгибающих моментов. Произведем их расчет программным пакетом SCAD OFFICE.

Участок 1 - опирание плиты на четыре канта.

Группа конструкции по таблице 50* СНиП:

Расчетное сопротивление стали R_y= 23,544 кН/см²

Коэффициент условий работы 1,1

Коэффициент надежности по ответственности 1,15

Размеры:

Нагрузка 0,271 кН/см²

Коэффициент ответственности 1,15

Коэффициент условий работы 1,1

Расчетное сопротивление стали по пределу текучести R_y= 23,544 кН/см²

Требуемая толщина плиты 40,0 мм

Участок 2 - опирание плиты на три канта.

Расчет произведен программным пакетом SCAD OFFICE.

Группа конструкции по таблице 50* СНиП:

Расчетное сопротивление стали R_y= 23,544 кН/см²

Коэффициент условий работы 1,1

Коэффициент надежности по ответственности 1,15

Нагрузка 0,271 кН/см²

Коэффициент ответственности 1,15

Коэффициент условий работы 1,1

Расчетное сопротивление стали по пределу текучести R_y= 23,544 кН/см²

Требуемая толщина плиты 20,0 мм

Участок 3 - консольный.

Расчет произведен программным пакетом SCAD OFFICE.

Группа конструкции по таблице 50* СНиП:

Расчетное сопротивление стали R_y= 23,544 кН/см²

Коэффициент условий работы 1,1

Коэффициент надежности по ответственности 1,15

Нагрузка 0,271 кН/см²

Коэффициент ответственности 1,15

Коэффициент условий работы 1,1

Расчетное сопротивление стали по пределу текучести R_y= 23,544 кН/см²

Требуемая толщина плиты 10,0 мм

Примем толщину плиты 40мм.

Проведем расчет сварных швов, прикрепляющих колонну к плите базы.

Назначим полуавтоматическую сварку проволокой диаметром 1,4-2,0 мм, для которой в_z = 1.0, в_f= 0.8 при K_f=9…12 мм, R_wz=166.5 МПа, R_wf=180 МПа.

При в_fR_wf = 0,8*180 = 144 МПа < в_zR_wz = 1.0*165.5 = 166.5 МПа расчет выполняем по металлу шва.

В расчетную длину сварных швов включаются длина швов, прикрепляющих колонну по контуру:

Требуемый катет шва



Принимаем катет шва K_f = 7 мм.

k_f=7 мм t k_f, _min=7 мм (100% от предельного значения) - условие выполнено.

Расчет анкерных болтов колонн.

М=21,73кНм; N=161,5 кН.

С учётом перехода от расчётной нагрузки к нормативной, а затем опять к расчётной, N необходимо домножить на коэффициент 0,8.

N^/=161,5^.0,8=129,2кН;

Принимаем восемь болтов (n=8), тогда усилие в одном болте:

Требуемая площадь сечения болта нетто:

где R_bn=185 МПа - расчётное сопротивление растяжению фундаментных болтов из стали марки ВСт3кп2;

Окончательно принимаем 8 болтов 20 мм, с А_bn=2,45 см².

8.3 Расчет фундаментов

Оценка инженерно-геологических условии строительной площадки.

Физические характеристики грунтов:

Плотность грунта

;

; ; ; .

Плотность частиц грунта

;

; ; ; .

Коэффициент пористости

;;

; .

Коэффициент водонасыщения



; ;

; .

Число пластичности

; .

Показатель консистенции

; .

Условное расчётное давление (кПа)

; ; ; ;

Все физические характеристики грунтов сведём в табл. 8.6.

Табл.8.6.

Физические характеристики грунтов.

№ слоя			e				Литологическое описание грунта
1	1,83	2,66	0,67	0,6	-	-	песок пылеватый, средней плотности, влажный	150
2	2,0	2,66	0,66	1,0	-	-	песок мелкий, средней плотности, насыщенный водой	200
3	2,0	2,74	0,74	1,0	0,18	0,22	глина полутвёрдая	300
4	2,17	2,67	0,43	1,0	0,07	0,44	супесь тугопластичная	300

Определение глубины заложения фундамента.

Расчётная глубина промерзания грунта

где, =0,6 - коэф., учитывающий влияние теплового режима сооружения. табл.1 [7],

- нормативная глубина промерзания для г. Коломны Московской области.

,

где =6,0 м - уровень подземных вод

0,9 + 2,0 = 2,9 м < 6,0 м, принимаем = 0,9 м.

Фундамент проектируется ступенчатый монолитный из бетона класса В 25 с расчётными характеристиками при коэффициенте : ; .

Арматура подошвы класса A-III ().

Под фундаментом предусмотрена бетонная подготовка толщиной 100 мм из бетона класса В 7,5.

Расчет выполняют на наиболее опасную комбинацию расчетных усилий: М = 79,0 кН·м, N =1118,3 кН, Q =8,7 кН.

Нормативное значение усилий определено делением расчетных усилий на усредненный коэффициент надежности по нагрузке г_f = 1,15, т.е М = 68,7 кН·м, N =972,4 кН, Q =7,6 кН

Предварительно глубину заложения фундамента принимаем из конструктивных соображений d = 1,8 м.

Из конструктивных соображений принимаем ;

;

;

Фактическое сопротивление под подошвой фундамента:



Уточним расчетное сопротивление грунта основания:

где 1,25; 1,12; 4 кПа; 30; 1,1; =1,0

1,15; 5,59; 7,95. обозначения см. п. 2.40 [7]

141,9 кПа < 157,2 кПа, недонапряжение составляет 9,1 %

Определяют краевое давление на основание. Изгибающий момент в уровне подошвы М_пf = М_п + Q_n·H = 68,7+7,6 ·1,8 = 82,4 кН·м.

Нормативная нагрузка от веса фундамента и грунта на его обрезах

Q=339,3 кН. При условии, что

< м

<1,2·R=1,2·157,2=188,6 кH/м².

 кН/м² > 0

Расчет арматуры фундамента.

Определяем напряжение в грунте под подошвой фундамента в направлении длинной стороны а без учета веса фундамента и грунта на его уступах от расчетных нагрузок:

кH/м²

кH/м²

где М_f = M + Q·H =79,0+8,7·1,8=94,7 кН·м.

Расчетные изгибающие моменты: в сечении I - I:

=178,6 кH·м

где a_i =a₁=2,6м,

кH/м²

в сечении II - II:

 =331,6 кH·м

в сечении III - III:

=437,6 кH·м

Требуемое сечение арматуры:

см²

см²

см²

Принимаем 22 O 12 с А_S = 24,88 см².

Процент армирования м = = 0,157 % > м_min = 0,05%

Арматура, укладываемая параллельно меньшей стороне фундамента, определяется по изгибающему моменту в сечении IV - IV:

кН/м²



кН·м

см²

принимаем 14 O 12 с А_s =18,38 см² с шагом s = 300 мм.

Процент армирования: м = % > м_min = 0,05

Определим осадку фундамента.

Исходные данные: b = 2,2 м; d = 1,8 м;141,9 кПа.

Определяем ординаты эпюры вертикального напряжения от действия собственного веса грунта и вспомогательной эпюры

где i - число пластов,

- удельный вес пласта,

- мощность пласта.

Удельный вес 3-го (по табл.8.6 2-го) слоя с учётом взвешивающего действия воды



Определяем ординаты эпюры дополнительного давления

, где

- коэф. учитывающий уменьшение дополнительного напряжения по глубине

Разобьём сжимаемою толщу на элементарные слои толщиной

Для удобства примем = 0,64 м



Определяем полную осадку фундамента

где = 0,8 - коэф. зависящий от напряжения состояния и характера грунта,

- начальный модуль деформации грунта i-го слоя (взят из СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений),

- среднее дополнительное напряжение возникающее на подошве i и i-1 слоёв.

Рисунок 8.3 - Эпюра природного и дополнительного давления для фундамента Фм-1

9. Технология, организация, планирование и управление строительства

9.1 Выбор метода производства работ

Возведение (монтаж) сооружения в целом, а также отдельных его частей и конструкций можно выполнить различными методами. Совокупность этих методов образует варианты методов монтажа отдельных конструкций и всего сооружения.

Процесс формирования вариантов методов монтажа является одним из наиболее ответственных этапов проектирования технологии монтажа. От правильно научно обоснованного выбора окончательного решения во многом зависят производительность труда, себестоимость работ и их качество, эффективность использования капитальных вложений.

Разработку вариантов процесса монтажа производят на основе анализа следующих исходных данных:

архитектурно - планировочного и конструктивного решений возводимого объекта;

- рекомендуемых методов производства работ;

технологических, технических, климатических и других условий;

материально - технических возможностей монтажной организации.

Определяющим для разработки вариантов методов монтажа является анализ архитектурно - планировочного и конструктивного решений объекта, а именно:

определение массы отправочных элементов и их количества, отдельных частей или блоков;

определение высот подъема отдельных элементов или блоков, глубины их подачи;

определение насыщенности возводимого объекта технологическим оборудованием.

Во всех случаях варианты методов монтажа должны формироваться с максимальным применением принципов индустриализации.

Выбор комплекта монтажных средств заключается в подборе для каждого варианта монтажа возводимого объекта такой строительной техники, которая обеспечит его реализацию.

Подбор строительной техники для каждого варианта монтажа включает в себя подбор ведущей машины (одной или несколько), которая обеспечивает теми выполнения работ, и вспомогательных, обеспечивающих производительную работу ведущей.

Ведущей машиной, как правило, является монтажный кран, а вспомогательными краны меньшей грузоподъемности и различные транспортные средства.

Схема определения рабочих параметров крана при монтаже стропильных ферм и прогонов приведена на рисунке 9.1.

Рисунок 9.1 - Схема определения рабочих параметров крана при монтаже стропильных ферм и прогонов

Таблица № 9.1

Требуемые характеристики кранов

1.1. Показатели	1.1.1. Стропильная ферма	1.2. Прогон
Q, т	7.9	0.135
Н, м	24.8	14.7
L, м	23.7	18.7

Полученным результатам удовлетворяет кран СКГ-25.

Рисунок 9.2 - Грузовые и высотные характеристики крана СКГ-25, L=25м, .

9.2 Проектирование технологии производства работ

Подготовительные работы:

Для начала работ необходимо выполнить работы подготовительного периода:

- ограждение территории строительства временным металлическим забором на стойках;

- снос ТП с перекладкой высоковольтных и низковольтных кабелей, попадающих в пятно застройки;

- разборку существующих зданий и сооружений с вывозом строительного мусора;

- разбивку геодезической основы;

- вырубку, пересадку и защиту деревьев, согласно порубочной ведомости (порубочного билета), с последующей вывозкой бревен;

- устройство временного городка строителей с прокладкой временных коммуникаций;

- разборку и перекладку коммуникаций, попадающих в пятно застройки и мешающих строительству;

- демонтаж существующих опор освещения;

перемещение ЛЭП за пределы строительной площадки;

- срезку растительного грунта;

- вертикальную планировку территории;

- устройство временных дорог и площадок;

- устройство мойки колес автотранспорта.

После расчистки территории строительства выполняются работы по геодезической привязке площадочной опорной сети к государственным геодезическим знакам, а так же по установке обноски и геодезической разбивке здания в следующем порядке:

от репера или отдельно стоящего объекта откладывают угол;

перпендикулярно откладывают ширину и длину объекта;

полученные крайние оси выносят из зоны отрывки грунта в виде обноски на расстояние, необходимое для свободного передвижения экскаватора и бульдозера.