КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра строительных конструкций и

гидротехнических сооружений

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к дипломному проекту на тему:

16-этажный жилой дом с монолитным каркасом

в г. Краснодаре

Реферат

Дипломный проект на тему «16-этажный жилой дом с монолитным каркасом в г. Краснодаре» содержит архитектурно-строительные решения, расчёт и конструирование несущих и ограждающих конструкций 16-этажного жилого дома со встроенными помещениями - на 1-м этаже и с жилыми квартирами на последующих.

Проектом предусмотрена связевая система здания: несущие поперечные, продольные стены и ядро жесткости в виде стен лифтовых шахт и лестничной клетки; перекрытия выполнены в виде монолитной безбалочной плиты. Ограждающая конструкция стен выполнена в виде кладки из пенобетонных блоков, теплоизоляционного слоя и облицовочного кирпича.

Расчёт несущих конструкций выполнен с использованием программного комплекса «Lira 9.0», расчет смет - программным комплексом «Гранд Смета», графическая часть начерчена в AutoCADe 2004, пояснительная записка набрана с помощью Word 2003 и Excel 2003.

Введение

Наряду с развитием производства строительных конструкций и изделий полной заводской готовности, широкое распространение получило возведение зданий и сооружений из монолитного железобетона.

Практика подтвердила технико-экономические преимущества строительства жилых и общественных зданий, отдельных элементов и конструкций в монолитном и сборно-монолитном исполнении. Монолитное строительство позволяет реализовать его ресурсосберегающие возможности для повышения качества и долговечности жилья, выразительности архитектуры отдельных зданий и градостроительных комплексов. Технико-экономический анализ показывает, что в целом ряде случаев монолитный железобетон оказывается более эффективен по расходу материалов, суммарной трудоёмкости и приведённым затратам.

Его преимущество может быть реализовано в первую очередь в районах со сложными геологическими условиями, при повышенной сейсмичности, в местах, где отсутствуют или недостаточны мощности полносборного домостроения.

Массовое монолитное домостроение переходит от кустарной технологии и мизерных объёмов к современным методам возведения и поточному строительству. В условиях рыночных отношений, при дефиците жилья и социально культурных объектов в России, у этого эффективного метода домостроения несомненно большие перспективы.

1. Исходные данные для проектирования

Дипломный проект на тему «16 - этажный жилой дом с монолитным каркасом в г. Краснодаре» разработан на основании задания на проектирование.

Климатический район строительства - III, при проектировании учтены следующие характеристики района.

Температура наружного воздуха:

а) наиболее холодных суток -23єС;

б) наиболее холодной пятидневки -19єС.

Годовое количество осадков, мм 711.

Среднемесячная относительная влажность воздуха, в%:

в январе 79

в июле 46

Район по скоростному напору ветра IV.

Район по весу снегового покрова I.

Сейсмичность участка по СНиП II -7 -81 - 8 баллов, категория грунтов по сопротивляемости сейсмическим воздействиям - II, расчётная сейсмичность проектируемого здания принята 8 баллов.

2. Генеральный план участка

Жилой дом строится на участке малой плотности застройки. Подъезд к зданию возможен с ул. Сормовской и ул. Симферопольской. В обращении по частям света дом расположен так, что все квартиры имеют оптимальную ориентацию и необходимую инсоляцию.

Организация рельефа решена в соответствии с разработанным генпланом и обеспечивает отвод ливневых вод с территории участка открытыми и закрытыми водостоками, с последующим сбросом их в существующий ливневой коллектор.

Рельеф участка спокойный, подрезка и подсыпка грунта с образованием откосов отсутствует.

Технико-экономические показатели по генплану:

площадь застройки -1005 м²;

строительный объём -60714 м³, в том числе:

подземной части -2814 м³;

надземной части -57900 м³.

3. Технико-экономическое сравнение вариантов и выбор основного варианта

Экономическое сравнение вариантов конструктивных решений 16-этажного жилого дома с монолитным каркасом в г. Краснодаре выполнено в соответствии с методическими рекомендациями по выполнению экономической части дипломного проекта для студентов всех форм обучения специальности 290300 - «Промышленное и гражданское строительство», 2003 г.

Для технико-экономического сравнения принимаются следующие конструктивные решения ограждающих конструкций здания:

1 Стены многослойные: с наружной стороны облицовка лицевым керамическим кирпичом 120 мм, пенополистирол - 60 мм, пенобетонные блоки_200 мм, штукатурка цементно-песчаным раствором с внутренней стороны 20 мм.

2 Стены многослойные: с наружной стороны фактурная штукатурка 20 мм, керамзитобетон 200, пенополистирол_50 мм, керамзитобетон 200 мм, штукатурка цементно-песчаным раствором с внутренней стороны 30 мм.

3 Стены многослойные: с наружной стороны штукатурка -30 мм и внутренней сторон штукатурка цементно-песчаным раствором 20 мм, керамзитобетон - 650 мм.

Для определения толщин стен выполняем предварительный теплотехнический расчет. Согласно СНКК 23-02-2003 «Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормы по теплозащите зданий.» по таблице 16 определяем нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций (стен) по формуле R_req = aD_d+b = 0,000352682+1,2 = 1,91

Для варианта 1:

Х = 0,041 [1,91 - (0,115+0,230+0,909+0,289+0,043)] = 0,055 м;

По конструктивным соображением принимаем толщину утеплителя 60 мм.

Общая толщина стены 400 мм.

Для варианта 2:

Х = 0,041 [1,91 - (0,115+0,028+0,227+0,227+0,043)]=0,050 м

По конструктивным соображением принимаем толщину утеплителя 60 мм.

Общая толщина стены 550 мм.

Для варианта 3:

Х = 0,44 [1,91 - (0,115+0,029+0,0428+0,043)] = 0,630 м

По конструктивным соображением принимаем толщину стены 650 мм.

Общая толщина стены 700 мм.

Определяются объемы работ, расходы строительных материалов, трудоемкость и сметная себестоимость конструктивных решений предложенных вариантов. Все расчеты выполнены в табличной форме.

Строительный объем здания - 60714м³;

Общая площадь - 16605 м².

Для принятия решения о наиболее эффективном варианте конструкций покрытия необходимо в рамках методики приведенных затрат определить суммарный экономический эффект по формуле (1):

Э _общ = Э _пз + Э _э + Э _т; (1)

где: Э _пз - экономический эффект, возникающий за счет разности приведенных затрат сравниваемых вариантов конструктивных решений;

Э _э - экономический эффект, возникающий в сфере эксплуатации здания за период службы выбираемых конструктивных элементов;

Э _т - экономический эффект, возникающий в результате сокращения продолжительности строительства здания.

Определим составляющие суммарного экономического эффекта.

1. Определение экономического эффекта, возникающего за счет разности приведенных затрат сравниваемых вариантов конструктивных решений

Экономический эффект, возникающий за счет разности приведенных затрат сравниваемых вариантов конструктивных решений, определяется по формуле:

; (2)

где: З _i, З _б - приведенные варианты по базисному и сравниваемым вариантам конструктивных решений;

За базисный вариант в расчетах принимается 3 вариант, имеющий наибольшую продолжительность (трудоемкость) строительства.

К_р - приведенный коэффициент реновации, который учитывает разновременность затрат по рассматриваемым вариантам, поскольку период эксплуатации конструктивных решений может быть различным; он определяется по формуле (3)

; (3)

где: Е _н - норматив сравнительной экономической эффективности капитальных вложений, который принимаем равным 0,22;

Р_б, Р_i - коэффициенты реновации по вариантам конструктивных решений, которые учитывают долю сметной стоимости строительных конструкций в расчете на 1 год их службы.

Нормативные сроки ограждающих конструкций принимаем по данным приложения 3 [23]. Поэтому К_р = 1 и в нашем случае

_; (4)

Причем, приведенные затраты по вариантам определяются так

(5)

где: С^с _i - сметная стоимость строительных конструкций по варианту конструктивного решения;

З _{м i} - стоимость производственных запасов материалов, изделий и конструкций, находящихся на складе стройплощадки и соответствующая нормативу; определяется по формул

; (6)

где: М_j - однодневный запас основных материалов, изделий и конструкций, в натур. единицах;

Ц_j - сметная цена франко - приобъектный склад основных материалов, изделий и конструкций;

Н _{зом j} - норма запаса основных материалов, изделий и конструкций, дн., принимается равной 5 - 10 дней;

Используем данные о стоимости материалов, приведенные в таблице 1, для расчета величины (З _{м i}). Величина стоимости однодневного запаса материалов по вариантам конструктивных решений может определиться так

;

где: М _i - сметная стоимость материалов по данным локальных расчетов i - го варианта;

t ^дн _i - продолжительность выполнения варианта конструктивных решений i - го варианта, в днях, определяемая по формуле (7)

; (7)

где: m_i - трудоемкость возведения конструкций варианта, чел.-дн; принимается по данным сметного расчета;

n - количество бригад, принимающих участие в возведении конструкций вариантов;

r - количество рабочих в бригаде, чел.;

s - принятая сменность работы бригады в сутки,

Расчет приведенных затрат показан в таблице 2. Наибольший экономический эффект от разности приведенных затрат имеет первый вариант конструктивного решения - стены из пенобетонных блоков с эффективным утеплителем с облицовкой из кирпича.

2. Определение экономического эффекта, возникающего в сфере эксплуатации здания за период службы выбираемых конструктивных элементов

Эксплуатационные затраты, учитываемые в расчете, зависят от конкретных условий работы конструкций; к ним относятся: затраты на отопление, вентиляцию, освещение, амортизацию и содержание конструкций.

Затраты на отопление, вентиляцию, освещение и прочие при сравнении конструкций покрытий можно принять одинаковыми и в расчетах не учитывать.

Затраты на содержание строительных конструкций складываются из следующих видов которые нормируются в виде амортизационных отчислений от их первоначальной стоимости в составе строительной формы здания: затрат, связанных с восстановлением конструкции; затрат на капитальный ремонт конструкций; затрат на содержание конструкций, связанных с текущими ремонтами, окраской, восстановлением защитного слоя покрытий и т.п.

Размер этих затрат определяется по формуле

; (8)

где: a₁ - норматив амортизационных отчислений на реновацию, %;

a ₂ - норматив амортизационных отчислений на капитальный ремонт, %;

a ₃ - норматив амортизационных отчислений на текущий ремонт и содержание конструкций, %;

Нормативы отчислений на содержание строительных конструкций принимаются согласно приложению 5 [23].

Тогда экономический эффект инвестора, возникающий в сфере эксплуатации зданий, определится по формуле

; (9)

где: ? К - разница приведенных сопутствующих капитальных вложений, связанных с эксплуатацией конструкций по вариантам; под ними понимаются затраты, предназначенные для приобретения устройств, которые используются в процессе эксплуатации конструкций; при их отсутствии сопутствующие капитальные вложения не учитываются.

Для условий нашей задачи (отсутствие сопутствующих капитальных вложений, одинаковый срок эксплуатации конструкций разных вариантов) формула (9) принимает вид

; (10)

Вместе с тем, согласно приложения 5 [23] принимаем нормативы амортизационных отчислений, по формуле (8):

; (11)

Расчет экономического эффекта, возникающего в сфере эксплуатации здания за период службы сравниваемых вариантов конструкций ограждения, приведен в таблице 3. Наибольший экономический эффект имеет первый вариант конструктивного решения - стены из пенобетонных блоков с эффективным утеплителем с облицовкой из кирпича.

Определяется величина капитальных вложений по базовому варианту согласно формулы по данным укрупненных показателей сметной стоимости работ в ценах 2001 г.

К = С _уд * V _зд * К _пер * Ю ₁ * Ю ₂ * I_смр

где: С _уд - удельный средний показатель сметной стоимости строительно - монтажных работ в ценах 2000 г., руб./м³; может приниматься по данным приложения 6. (1402,8 руб.);

V _зд - строительный объем здания, м³; (60714 м³)

К _пер - коэффициент перехода от сметной стоимости строительно - монтажных работ к величине капитальных вложений принимается: для объектов административного значения - 1,1;

Ю ₁ - коэффициент учета территориального пояса; для условий Краснодарского края он принимается равным 1,0;

Ю ₂ - коэффициент учета вида строительства равен 1;

I_смр - индекс роста сметной стоимости строительно - монтажных работ от уровня цен 2001 г. к текущим ценам; принимается по данным бюллетеня регионального центра ценообразования в строительстве «Кубаньстройцена» на 1 квартал 2005 года (3,02)

К= руб.

Величина капитальных вложений по сравниваемым вариантам определяется, исходя из того, что в здании меняются только конструкции по вариантам, по формуле

;

где: C^c _б, С ^с _i - сметная стоимость базисного и сравниваемого вариантов конструктивного решения здания; принимается по данным сметных расчетов.

К ₁ = К _б - (C^c _б - С ^с _i) = 285 762 742 - (12 325 000-9 554 000) = 282 991 742 руб.

К ₃ = К _б - (C^c _б - С ^с _i) = 285 762 742 - (12 325 000-11 193 000) =284 630 742 руб.

3 Определение экономического эффекта, возникающего в результате сокращения продолжительности строительства здания.

Экономический эффект для жилого дома определяется по формуле

; (12)

Величина капитальных вложений по сравниваемым вариантам определяется, исходя из того, что в здании меняются только конструкции по вариантам, по формуле

; (13)

где: C^c _б, С ^с _i - сметная стоимость базисного и сравниваемого вариантов конструктивного решения здания; принимается по данным сметных расчетов.

Т_б, Т_i - продолжительность строительства по базовому и сравниваемому вариантам, год.

Продолжительность строительства по базисному варианту принимаем на основании СНиП «Нормы задела и продолжительности строительства» [39].

Здание имеет строительный объем 50552 м³, поэтому принимаем Т_б = 16 мес.

Для сравниваемых вариантов конструктивных решений продолжительность возведения здания определяется по формуле

; (14)

где: t _б, t _i - продолжительность осуществления конструктивного решения для варианта с наибольшей продолжительностью и для сравниваемых вариантов, год;

Продолжительность возведения конструкций (в годах) определяется по формуле:

; (15)

Расчет экономического эффекта, возникающего от сокращения продолжительности строительства здания по сравниваемым вариантам конструкций покрытий, приведен в таблице 4.

Данные о капитальных вложениях базисного варианта возведения здания приняты по данным таблиц 3- 7 [23], где выполнен расчет сметной стоимости строительства на основе укрупненных показателей стоимости прямых затрат с последующим пересчетом в текущие цены.

Определим суммарный экономический эффект (таблица 5) по формуле (1): наибольший суммарный экономический эффект имеет первый вариант конструктивного решения - стены из пенобетонных блоков с эффективным утеплителем с облицовкой из кирпича.

Вывод: для дальнейшего проектирования принимаем первый вариант конструктивного решения.

4. Архитектурно-строительная часть

4.1 Объёмно-планировочное решение

Здание 16-ти этажное с высотой этажа 3,0 м, теплым техническим этажом и не отапливаемым подвалом.

На техническом этаже размещается разводка коммуникаций: вентиляции, отопления, в подвале инженерных коммуникаций, технических помещений.

Здание 2-х секционное со встроенными офисными помещениями на 1-м этаже, на 2-16 этажах запроектировано 150 квартир. Имеются 1, 2-х и 3-х комнатные квартиры в одном уровне. На 1-м этаже, отведенном под офисные помещения запроектированы вестибюли, кабинеты, там же запроектирован изолированный вход в жилой дом с лестничными маршами и лифтовым холлом.

Каждая секция оборудована 1-м лифтом и мусоропроводом, в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями.

Таблица 10. Ведомость основных показателей по жилому дому

Наименование	Площадь, м2	Этаж	Количество
	Жилая	Общая		квартир на дом
3_х комнатные квартиры	45.1	81.45	2-16 эт.	30
	48.2	86.67	2-16 эт.	30
2_х комнатные квартиры	37.5	72.86	2-16 эт.	30
	37.0	72.85	2-16 эт.	30
1_комнатные квартиры	18.2	46.95	2-16 эт.	30
Офисные помещения
Кабинеты	-	399.6	1	-
Вестибюль с тамбуром	-	76.2	1	-
Вестибюль	-	64.9	1	-
Коридор	-	53.9	1	-
Тамбур	-	16.7	1	-
Подсобные помещения и санузлы	-	13.6	1	-

4.2 Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций

Общая информация о проекте

1. Назначение - жилое здание.

2. Двухсекционное.

3. Тип - 16 этажный жилой дом на 150 квартир центрального теплоснабжения.

4. Конструктивное решение - кирпично-монолитное.

Расчетные условия

5. Расчетная температура внутреннего воздуха - (+20 ⁰C).

6. Расчетная температура наружного воздуха - (- 19 ⁰C).

7. Расчетная температура теплого чердака - (+14 ⁰С).

8. Расчетная температура теплого подвала - (+2 ⁰С).

9. Продолжительность отопительного периода - 149 сут.

10. Средняя температура наружного воздуха за отопительный период для

г. Новороссийска - (+2 ⁰C).

11. Градусосутки отопительного периода - (2682 ⁰C^.сут).

Объемно-планировочные параметры здания

12. Общая площадь наружных ограждающих конструкций здания площадь стен, включающих окна, балконные и входные двери в здание:

A_w+F+ed=P_st^.H_h,

где P_st - длина периметра внутренней поверхности наружных стен этажа,

H_h - высота отапливаемого объема здания.

A_w+F+ed=159Ч50,5=8029,5 м²;

Площадь наружных стен A_w, м², определяется по формуле:

A_w= A_w+F+ed - AF₁ - AF₂ - A_ed,

где AF - площадь окон определяется как сумма площадей всей оконных проемов.

Для рассматриваемого здания:

- площадь остекленных поверхностей AF₁=1605,8 м²;

- площадь глухой части балконной двери AF₂=401,25 м²;

- площадь входных дверей A_ed=44,66 м².

Площадь глухой части стен:

A_W=8029,5-1605,8-401,25-44,6=5977,9 м².

Площадь покрытия и перекрытия над подвалом равны:

A_c=A_f=A_st=1005м².

Общая площадь наружных ограждающих конструкций:

A_e^sum=A_w+F+ed+A_c+A_r=5977,9+1005Ч2=7987,9м².

13 - 15. Площадь отапливаемых помещений (общая площадь и жилая площадь) определяются по проекту:

A_h=1005Ч16=16080 м²; A_r=5580 м².

16. Отапливаемый объем здания, м³, вычисляется как произведение площади этажа на высоту (расстояние от пола первого этажа до потолка последнего этажа):

V_h=A_st^.H_h=1005Ч50,5=50752,5 м³;

17. Коэффициент остекленности фасадов здания:

P=A_F/A_w+F+ed=1605,8 /8029,5 =0,2;

18. Показатель компактности здания:

K_e^des=A_e^sum/V_h=7987,9/50752,5=0,157.

Теплотехнические показатели

19. Согласно СНиП II_3-79* приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждений должно приниматься не ниже требуемых значений R₀^req, которые устанавливаются по таблице 1 «б» СНиП II_3-79* в зависимости от градусосуток отопительного периода. Для D_d=2682 ⁰С^. сут требуемые сопротивления теплопередаче равно для:

- стен R_w^req=2.34 м^2.0С / Вт

- окон и балконных дверей R_f^req=0.367 м^2.0С / Вт

- глухой части балконных дверей RF₁^req=0.81 м^2.0С / Вт

- входных дверей R_ed^req=1.2 м^2.0С / Вт

- покрытие R_c^req=3.54 м^2.0С / Вт

- перекрытия первого этажа R_f=3.11 м^2.0С / Вт

По принятым сопротивлениям теплопередаче определим удельный расход тепловой энергии на отопление здания q^des и сравним его с требуемым удельным расходом тепловой энергии q_h^req, определенным по таблице 3.7 СНКК_23-302-2000.

Если удельный расход тепловой энергии на отопление здания окажется меньше 5% от требуемого, то по принятым сопротивлениям теплопередаче определимся с конструкциями ограждений, характеристиками материалов и толщиной утеплителя.

20. Приведенный трансмиссионный коэффициент теплопередачи здания определяется по формуле:

K_m^tr=(A_w/R_w^r+AF₁/RF₁+ AF₂/RF₂+A_ed/R_ed+n^.A_с/R_с^r+n^.A_f^.R_f^r)/A_e^sum,

K_m^tr= (Вт/(м²С)).

21. Воздухопроницаемость стен, покрытия, перекрытия первого этажа G_m^w=G_m^c=G_m^f=0.5 кг/(м^2.ч), окон в деревянных переплетах и балконных дверей G_m^F=6 кг/(м^2.ч). (Таблица 12 СНиП II_3-79*).

22. Требуемая краткость воздухообмена жилого дома , 1/ч, согласно СНиП 2.08.01, устанавливается из расчета 3м³/ч удаляемого воздуха на 1м² жилых помещений, определяется по формуле:

= 3^.7990/(0.85х50752,5)=0,556 (1/ч),

где A_r - жилая площадь, м²;

_v - коэффициент, учитывающий долю внутренних ограждающих конструкций в отапливаемом объеме здания, принимаемый равным 0.85;

V_h - отапливаемый объем здания, м³.

23. Приведенный инфильтрационный (условный) коэффициент теплопередачи здания определяется по формуле:

K_m^inf=0.28^.c^.n_a^._V^.V_h^._a^ht.k/A_e^sum,

K_m^inf=0,28Ч0,556Ч0,85Ч50752,5Ч1,283Ч0,8/7987,9=0,86 (Вт/(м^2.0С)).

где с - удельная теплоемкость воздуха, равная 1кДж/(кг^.0С),

n_a - средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период (для жилых зданий 3м³/ч, для других зданий согласно СНиП 2.08.01 и СНиП 2.08.02;

_V - коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций, при отсутствии данных принимать равным 0.85;

V_h - отапливаемый объем здания;

_a^ht - средняя плотность наружного воздуха за отопительный период, равный 353/(273+2)=1.283

k - коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный 0.7 - для стыков панельных стен, 0.8 - для окон и балконных дверей;

A_e^sum - общая площадь наружных ограждающих конструкций, включая покрытие и перекрытие пола первого этажа;

24. Общий коэффициент теплопередачи, Вт/(м^2.0С), определяемый по формуле:

K_m=K_m^tr+K_m^inf=1,09+0,86=1,95 (Вт/(м^2.0С)).

Теплоэнергетические показатели

25. Общие теплопотери через ограждающую оболочку здания за отопительный период Q_h, МДж, определяют по формуле:

Q_h=0.0864^.K_m^.D_d^.A_e^sum,

Q_h=0.0864^. 1,95Ч2682Ч7987,9=3609439 (МДж).

26. Удельные бытовые тепловыделения q_int, Вт/м², следует устанавливать исходя из расчетного удельного электро- и газопотребления здания, но не менее 10Вт/м². Принимаем 10Вт/м².

27. Бытовые теплопоступления в здание за отопительный период, МДж:

Q_int=0.0864^.q_int^.Z_ht^.A_l=0.0864^.10^.149^.(5580+1911)=964361 (МДж).

28. Теплопоступления в здание от солнечной радиации за отопительный период определяется по формуле (3.14).

Определим теплопоступления:

Q_s=_F^.k_F^.(A_F1I₁+ A_F2I₂+ A_F3I₃+A_F4I₄)=

=0.8^.0.8 (1605^.539)=553660,8 (МДж).

29. Потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период, МДж, определяют по формуле (3.6а) при автоматическом регулировании теплопередачи нагревательных приборов в системе отопления:

Q_h^y=[Q_h - (Q_int+Q_s)^.V]^._h,

Q_h^y=[3609439 - (964361+553660,8)^.0.8]^.1.11=2658474 (МДж).

30. Удельный расход тепловой энергии на отопление здания q_h^des, кДж/(м^2.0С^.сут) определяется по формуле (3.5):

q_h^des=10^3.Q_h^y/A_h^.D_d,

q_h^des=2658474Ч10³/(16080^.2682)=61,6 (кДж/(м^2.0С^.сут)).

31. Расчетный коэффициент энергетической эффективности системы отопления и централизованного теплоснабжения здания от источника теплоты принимаем ₀^des=0.5, так как здание подключено к существующей системе централизованного теплоснабжения.

32. Требуемый удельный расход тепловой энергии системой теплоснабжения на отопление здания принимается по таблице 3.7 - для 16-этажного здания равен 70кДж/(м^2.0С^.сут).

Следовательно, полученный нами результат значительно меньше требуемого 61,6<70, поэтому мы имеем возможность уменьшать приведенные сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций, определенные по таблице 1 «б» СНиП II_3-79*, исходя из условий энергосбережения. (Изменения вносим в пункт 19).

19. Для второго этапа расчета примем следующие сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций:

- стен R_w^req=1,91 м^2.0С / Вт

- окон и балконных дверей R_f^req=0.367 м^2.0С / Вт - (Без изменения)

- глухой части балконных дверей RF₁^req=0.81 м^2.0С / Вт - (Без изменения)

- наружных входных дверей R_ed^req=0.688 м^2.0С / Вт;

- совмещенное покрытие R_c^req=1,63м^2.0С / Вт

- перекрытия первого этажа R_f=2 м^2.0С / Вт

20. Приведенный трансмиссионный коэффициент теплопередачи здания:

K_m^tr=1.13 (5977,9/1,91+1605,8/0,367+401,25/0,81+44,66/0,688+

+0,6Ч1005/2)/7987,9=1,16 (Вт/(м^2.0С)).

21. (Без изменения). Воздухопроницаемость стен, покрытия, перекрытия первого этажа G_m^w=G_m^c=G_m^f=0.5 кг/(м^2.ч), окон в деревянных переплетах и балконных дверей G_m^F=6 кг/(м^2.ч). (Таблица 12 СНиП II_3-79*).

22. (Без изменения). Требуемая краткость воздухообмена жилого дома n_a, 1/ч, согласно СНиП 2.08.01, устанавливается из расчета 3м³/ч удаляемого воздуха на 1м² жилых помещений, определяется по формуле:

n_a=0,556 (1/ч).

23. (Без изменения). Приведенный инфильтрационный (условный) коэффициент теплопередачи здания:

K_m^inf=0,86 (Вт/(м^2.0С)).

24. Общий коэффициент теплопередачи, Вт/(м^2.0С), определяемый по формуле:

K_m=K_m^tr+K_m^inf=1,16+0,86=2,02 (Вт/(м^2.0С)).

Теплоэнергетические показатели

25. Общие теплопотери через ограждающую оболочку здания за отопительный период Q_h, МДж:

Q_h=0,0864^. 2,02^.2682^. 7987,9=3739009 (МДж).

26. (Без изменения). Удельные бытовые тепловыделения q_int=10Вт/м².

27. (Без изменения). Бытовые теплопоступления в здание за отопительный период, МДж:

Q_int=964361 (МДж).

28. (Без изменения). Теплопоступления в здание от солнечной радиации за отопительный период:

Q_s=553660,8 (МДж).

29. Потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период, МДж:

Q_h^y=[Q_h - (Q_int+Q_s)^.V]^._h,

Q_h^y=[3739009 - (964361+553660,8)^.0.8]^.1.11=2802297 (МДж).

30. Удельный расход тепловой энергии на отопление здания q_h^des, кДж/(м^2.0С^.сут):

q_h^des=10^3.Q_h^y/A_h^.D_d,

q_h^des=2802297Ч10³/(16080Ч2682)=67,2 (кДж/(м^2.0С^.сут)).

При требуемом q_h^req=70кДж/(м^2.0С^.сут).

По принятым сопротивлениям теплопередаче определимся конструкциями ограждений и толщиной утеплителя стен, совмещенного покрытия и перекрытия 1-го этажа.

Стены.

1. Керамический кирпич: =120 мм

- плотность =1400 кг/м³,

- коэффициент теплопроводности _А=0,52Вт/(м^.0С).

2. Пенополистирольные плиты:

- плотность =40 кг/м³,

- коэффициент теплопроводности _А=0,041Вт/(м^.0С).

3. Пенобетонные блоки: =200 мм

- плотность =600 кг/м³,

- коэффициент теплопроводности _А=0,22Вт/(м^.0С).

4. Цементно-песчанная штукатурка: =20 мм

- плотность =1600 кг/м³,

- коэффициент теплопроводности _А=0,7Вт/(м^.0С).

Сопротивление теплопередачи:

R₀=R_в+R_ш+R_пб+R_утеп+R_вп+R_к+R_н=R₀^треб;

1/8.7+0.02/0.7+0,2/0,22+_утеп/0,041+0,12/0,52+1/23=1,91,

откуда _утеп=0,055 м=55 мм.

Принимаем толщину утеплителя ₁=60 мм.

Совмещенное покрытие.

Теплотехнические показатели материалов компоновки покрытия:

1. Цементно-песчаная стяжка: =40 мм

плотность =1800 кг/м³,

_А=0.76Вт/(м^.0С).

2. Утеплитель - гравий керамзитовый:

плотность =600 кг/м³,

_А=0.17Вт/(м^.0С).

3. Монолитная ж/б плита: =200 мм

плотность =2500 кг/м³,

коэффициент теплопроводности _А=1.92Вт/(м^.0С).

Сопротивление теплопередаче:

R₀=R_в+R_ж/б+R_утеп+R_ст+R_н=R₀^треб;

1/8.7+0,2/1,92+_утеп/0,17+0,04/0,76+1/23=1,63,

откуда _утеп=0,05 м = 50 мм

Перекрытие первого этажа

1. Дубовый паркет: =15 мм

плотность =700 кг/м³,

_А=0,35Вт/(м^.0С).

2. Цементно-песчаная стяжка:

плотность =1800 кг/м³, =40 мм

_А=0.76Вт/(м^.0С).

3. Утеплитель - пенополистирольные плиты:

плотность =40 кг/м³,

коэффициент теплопроводности _А=0,041Вт/(м^.0С).

4. Монолитная ж/б плита: =200 мм

плотность =2500 кг/м³,

коэффициент теплопроводности _А=1.92Вт/(м^.0С).

Сопротивление теплопередаче:

R₀=R_в+R_пар.+R_ст+R_утеп+R_ж/б+R_н=R₀^треб;

1/8.7+0,04/0,76+0,015/0,35+_утеп/0,041+0,2/1,92+1/23=2,

откуда _утеп=0,067 м = 70 мм.

Конструктивное решение здания

Согласно отчету геолого-литологического строения участка до глубины 20 м следующее: под лессовой делювиально-эоловой толщей суглинков залегают аллювиальные грунты, представленные пачкой песчано-глинистых грунтов, супесей, песков, глин.

Проектом предусмотрена связевая система здания: несущие поперечные, продольные стены и ядро жесткости в виде стен лифтовых шахт и лестничной клетки толщиной 200 мм; перекрытия выполнены в виде монолитной безбалочной плиты толщиной 200 мм. Все несущие конструкции выполнены из бетона класса В25.

Лестничные марши и площадки монолитные из бетона класса В25.

Наружные стены самонесущие с поэтажным опиранием. Прикрепление стен к каркасу здания шарнирное, без жестких стыков и призвано на раздельную работу с каркасом при сейсмических нагрузках. Стены толщиной 400 мм: облицовочный модульный кирпич - 120 мм, эффективный утеплитель из пенополистерола - 60 мм, легкобетонный блок - 200 мм.

Фундаменты - монолитная железобетонная плита.

Стены подвала несущие из монолитного железобетона класса В20, толщиной 200 мм.

Перегородки в здании двух типов межквартирные и внутриквартирные выполненные из пенобетонных блоков размерами 600*300*100 мм. Внутриквартирные толщиной 100 мм однослойные оштукатуренные с двух сторон. Межквартирные из двух рядов блоков с прослойкой из минераловатных полужестких плит толщиной 60 мм.

Железобетонные экраны ограждений балконов и лоджий толщиной 100 мм с отделкой поверхности шпатлёвкой и последующей окраской фасадной краской DYOTEX.

Окна, витражи, балконные и наружные двери металлопластиковые с остеклением стеклопакетами. Двери внутри квартир и офисов - деревянные. Входные двери квартир металлические с текстурированной поверхностью.

Кровля плоская совмещённая из 2_хслойного рубероидного ковра с утеплителем из керамзитового гравия по стяжке из цементно - песчаного раствора. Пароизоляция и гидроизоляция выполнена из рубероида в один слой.

4.4 Инженерное оборудование

4.4.1 Отопление

Система отопления - центральная, водяная, однотрубная вертикальная с нижней разводкой магистралей, регулируемая.

На вводе теплоносителя в дом оборудуется автоматизированный индивидуальный тепловой пункт с узлом ввода, для регулирования действующих давлений в тепловой сети, централизованного приготовления горячей воды системы горячего водоснабжения здания.

После узла ввода теплоноситель подводится к узлу управления системы отопления с элеватором. Разводящие магистрали прокладываются по подвалу с уклоном i = 0,003 и изолируются от теплопотерь. Трубопроводы приняты из стальных электросварных труб по ГОСТ 3261-75.

Лестничные клетки не отапливаемые со сплошным остеклением.

Удаление воздуха из системы производится через воздушные краны, установленные на подводках к конвекторам верхнего этажа

4.4.2 Вентиляция

В здании предусматривается приточно-вытяжная вентиляция с естественным побуждением. Вытяжка из кухни и санитарных узлов производится через индивидуальные каналы.

4.4.3. Водоснабжение

Водоснабжение произведено от сетей 1_й зоны водоснабжения, с устройством перемычки между существующими водоводами Ш 200 и Ш 300 мм. Подключение здания выполнено в существующем колодце от водовода

Ш 300 мм. В соответствии со СНиП 2.04.02-84 трубы применены чугунные напорные. На сети согласно СНиП 2.04.02-84 установлена запорная регулирующая арматура для оперативных подключений. Глубина заложения сети до 2,5 м.

Холодная вода подаётся на удовлетворение хозяйственно - питьевых нужд. Предусматривается один ввод Д = 50 мм. Водомерный узел оборудуется в подвале сразу за вводом в здание. Учёт расход воды производится водомером типа «УКВ_40» д_40 мм.

Схема внутреннего водоснабжения принята тупиковая. Стояки монтируются скрыто в сантехшахтах. Подводки к приборам открытые. Для доступа к вентилям предусматриваются лючки.

Трубопроводы монтируются из стальных водогазопроводных оцинкованных труб по ГОСТ 3262-75. Арматура принята из ковкого чугуна.

4.4.4 Канализация

Отвод стоков от здания предусмотрен по запроектированной сети канализации Ш 150ч200 мм до подключения к существующему коллектору

Ш 300 мм с устройством колодца на подключении. Канализационная сеть запроектирована из асбестоцементных безнапорных труб по ГОСТ 1839-80 Ш 150ч200 мм.

На сети согласно СНиП II_32-74 в местах присоединения, изменения уклонов и направлений устанавливаются смотровые колодцы из сборных железобетонных элементов.

4.4.5 Электроснабжение

Электроснабжение проектируемого здания осуществляется от существующих сетей 380\220 В.

Расчётная потребляемая мощность - 68,1 кВт.

Напряжение силовой сети 380\220 В.

Напряжение сети рабочего освещения - 200 В.

По степени надёжности потребители электроэнергии, проектируемого здания относится к III категории.

Распределение электроэнергии в здании выполняется от вводного распределительного устройства типа ВРУ со встроенным счётчиком активной энергии, установленного в помещении электрощитовой.

Для освещения встроенных офисных помещений здания проектом предусмотрено общее равномерное рабочее освещение. Для освещения рабочих помещений устанавливаются светильники с люминесцентными лампами и лампами накаливания.

Групповая сеть электроосвещения выполняется кабелем ВВГ - 660 сечением 1,5 мм - осветительная сеть, 2,5 и 4 мм - розеточная сеть и сеть электронагревательных приборов, прокладываемых скрыто в монолитных колоннах, диафрагмах перекрытиях в гофрированных винипластовых трубках во время монолитных работ.

Для обеспечения безопасности от поражения электрическим током все металлические нетоковедущие части электрооборудования должны быть надёжно занулены. В качестве зануляющего проводника используется нулевой защитный проводник в групповой сети, а в питающей сети - нулевая жила кабеля и нулевой провод.

4.5 Внутренняя отделка помещений и решения фасада

Внутренняя отделка помещений выполняется в зависимости от типа и назначения помещений, а также от вида отделываемой поверхности.

Поверхности потолков шпатлюются в два слоя мелоклеевой шпатлёвкой и подготавливаются под окраску. Окраска производится улучшенная водоэмульсионными составами во всех помещениях с первого по шестнадцатый этажи, простая известковая - потолка техэтажа.

Бетонные поверхности стен шпаклюют в два слоя мелоклеевой шпаклёвкой, а по поверхности стен из пенобетонных блоков выполняют улучшенную штукатурку цементно-известковым раствором с последующей шпаклёвкой. Стены жилых комнат, коридоров, прихожих оклеивают обоями, тиснёнными плотными; кладовых, стен кухонь и санузлов над панелями, кладовые, внеквартирные коридоры, лестничная клетка, лифтовой холл, машинное отделение лифта, мусорокамера - окраска улучшенная водоэмульсионными составами.

Облицовку керамическими плитками производят по всей длине кухонного фронта высотой 0,6 м между напольными и навесными шкафами, включая навесные стены у плиты и мойки. В ванных комнатах керамическую плитку применяют для облицовки стен, к которым примыкают санитарные приборы на высоту 1,8 м и для устройства экрана перед ванной, при этом скрытые участки стен за ванной не облицовываются. В туалетах и для облицовки остальных участков стен ванных керамическую плитку применять только в цокольной части на высоту 1,5 м.

Наружные стены 1-16 этажа фасада здания облицовываются кирпичом лицевым керамическим Елизаветинского завода.

Бетонные элементы фасада (ограждения балконов, пояски плит перекрытия, парапет) шпатлёвка с последующей покраской фасадной краской «SAFRAMAR» цвет желтый.

Цоколь, входы, цветочницы облицовываются шлифованными плитами песчаника со снятой фаской.

Входные наружные двери, ворота гаража, металлические элементы фасадов, переплёты окон, витражей и балконных дверей - окраска эмалью ПФ_115 в два слоя по грунтовке ГФ_020.

5.1 Общие положения

Настоящий расчет выполнен на ПВЭМ с использованием вычислительного комплекса «Lira 9.00» в соответствии с действующими в настоящее время строительными нормами и правилами. Вычислительный комплекс реализует метод конечных элементов и предоставляет возможность выполнять расчет на статические и сейсмические нагрузки согласно требованиям СНиП 2.01.07-85^* «Нагрузки и воздействия», СНиП II_7-81^* «Строительство в сейсмических районах» 2000 г.

В основу расчета положен метод конечных элементов в перемещениях. В качестве основных неизвестных приняты следующие перемещения узлов:

X линейное по оси X

Y линейное по оси Y

Z линейное по оси Z

UX угловое вокруг оси X

UY угловое вокруг оси Y

UZ угловое вокруг оси Z

В ВК «Lira 9.00» реализованы положения следующих разделов СНиП (с учетом изменений): СНИП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» СНИП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции»

СНИП II_7-81* «Строительство в сейсмических районах»

СНИП II_23-81* «Стальные конструкции»

5.2 Исходные данные для расчета

Здание было запроектировано из двух секций, разделенных антисейсмическими швом.

Каждая из секций запроектирована по каркасной конструктивной схеме.

Каркас здания - монолитный железобетонный с монолитными железобетонными перекрытиями.

В зависимости от назначения конструкций бетон применяется класса В15 и В25 на сульфатостойком портландцементе.

Для армирования монолитных железобетонных конструкций здания применяется арматура класса А-I и А-III.

При расчете конструкций учтены следующие природно-климатические условия:

III_Б строительно-климатический подрайон по СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика»;

I район по весу снегового покрова по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», нормативное значение веса снегового покрова 0,5 (50) кПа (кг/м²);

IV район по скоростному напору ветра по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» в соответствии с письмом ЦНИИСК им. Кучеренко от 11.05.88 №9-2467, нормативное значение ветрового давления 0,73 (73) кПа (кг/м²);

нормативная глубина промерзания глинистых грунтов по СНиП 2.01.01. - 82 «Строительная климатология и геофизика» - 0,6 м;

сейсмичность г. Краснодаре по СНиП II_7-81^* «Строительство в сейсмических районах» (выпуск 2000 г.) оценивается в 8 баллов по шкале MSK_64 третьей категории повторяемости.

сейсмичность площадки строительства, согласно отчета инженерно-геологических изысканий, составляет 8 баллов.

Цель расчета - получение перемещений в остове здания в целом от совместного действия вертикальных и горизонтальных нагрузок для сравнения их с допустимыми перемещениями для такого типа сооружений, а так же получение площадей продольной и поперечной арматуры в элементах каркаса.

Таблица 5.1 - Сбор нагрузок

Виды нагрузок	Нормативная нагрузка, кг/м2	Коэф. надежности по нагрузке f	Расчетная нагрузка, кг/м2
1. Покрытие
Постоянные
1) монолитное перекрытие =200 мм ( =2500 кг/м3)	500	1,1	550
2) керамзитобетон ср=50 мм ( =600 кг/м3)	30	1,3	39
3) цементно-песчаная стяжка =40 мм ( =1800 кг/м3)	72	1,3	95
Итого	602		684
Кратковременная
4) снеговая нагрузка (I снеговой район)	120	1,2	144
Итого на покрытие	722		828
2. Перекрытие
Постоянные
1) монолитное перекрытие =200 мм ( =2500 кг/м3)	500	1,1	550
2 утеплитель-пенополистирол =70 мм ( =40 кг/м3)	2,8	1,3	3
3) цементно-песчаная стяжка =15 мм ( =1800 кг/м3	27	1,3	35
4) конструкция пола	11,9	1,3	15
Итого	589		604
5) погонная нагрузка от наружной стены при высоте (осредненная), кгс/м	3,0 м	826	1,2	991
Временные (кратковременные)
6) перегородки на 1 м2 (согласно п. 3.6 СНиП 2.01.07-85*)	50	1,3	65
7) полезная нагрузка на перекрытие	150	1,2	180

5.3 Статическая и динамическая расчетные модели здания

Расчетная статическая и динамическая модель здания разработаны в соответствии с конструктивными особенностями проектируемого здания.

При расчете остов здания смоделирован как каркасная система в монолитном исполнении с жесткими рамными узлами.

Перекрытия (монолитные железобетонные плиты) и диафрагмы моделировались конечными элементами типа изгибно-плосконапряженный конечный элемент (элемент плоской оболочки). Наружные стены в расчете учитывались в виде линейно распределенной нагрузки на перекрытие

Расчетная динамическая модель здания принята в виде пространственной многомассовой дискретной системы с сосредоточенными в узлах массами.

На рис. 5.1 представлен общий вид расчетной модели сооружения. Каждый узел имеет 3 динамические степени свободы.

5.4 Конструирование армирования фундаментной плиты

Для армирования фундаментной плиты применяется следующая арматура:

- продольная вдоль оси Х - А-III;

- продольная вдоль оси Y - А-III;

- поперечная - А-I;

По результатам расчета получаем площадь продольной арматуры:

Верхнее армирование.

- площадь вдоль оси Х - 12см2/пм;

- площадь вдоль оси Y - 12см2/пм;

Нижнее армирование.

- площадь вдоль оси Х - 15см2/пм;

- площадь вдоль оси Y - 16см2/пм;

Принимаем раскладку арматуры.

Верхнее армирование.

- вдоль оси Х устанавливаем арматуру диаметром 14 мм с шагом 300 мм;

- вдоль оси Y устанавливаем арматуру диаметром 14 мм с шагом 300 мм.

Нижнее армирование.

- вдоль оси Х устанавливаем арматуру диаметром 16 мм с шагом 300 мм;

- вдоль оси Y устанавливаем арматуру диаметром 16 мм с шагом 300 мм;

В местах с повышенным внутренним напряжением дополнительно устанавливаются сетки из арматуры. При верхнем армировании - диаметром

14 мм с шагом 300 мм. При нижнем армировании - диаметром 16 мм с шагом 300 мм.

Эпюры армирования приведены на рисунках 7 и 8.

Арматура верхняя и нижняя устанавливается в виде плоских каркасов. В проектном положении каркасы закрепляются с помощью бетонных вкладышей.

Более детальное конструирование приведено на листе графической части.

5.5 Конструирование армирования плиты перекрытия

Для армирования фундаментной плиты применяется следующая арматура:

- продольная вдоль оси Х - А-III;

- продольная вдоль оси Y - А-III;

- поперечная - А-I;

По результатам расчета получаем площадь продольной арматуры:

Верхнее армирование.

- площадь вдоль оси Х - 5см2/пм;

- площадь вдоль оси Y - 4,6см2/пм;

Нижнее армирование.

- площадь вдоль оси Х - 2,6см2/пм;

- площадь вдоль оси Y - 4,6см2/пм;

Принимаем раскладку арматуры.

Верхнее армирование.

- вдоль оси Х устанавливаем арматуру диаметром 12 мм с шагом 300 мм;

- вдоль оси Y устанавливаем арматуру диаметром 12 мм с шагом 300 мм.

Нижнее армирование.

- вдоль оси Х устанавливаем арматуру диаметром 8 мм с шагом 300 мм;

- вдоль оси Y устанавливаем арматуру диаметром 8 мм с шагом 300 мм;