Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Жилищная проблема была и остается одной из важнейших проблем для Республики Казахстан и Западно-Казахстанской области в частности. Единственно правильный путь преодоления настоящей проблемы - интенсивное строительство многоэтажных жилых домов.

Строительство, являясь материалоемким, трудоемким, капиталоемким, энергоемким и наукоемким производством, содержит в себе решение многих локальных и глобальных проблем, от социальных до экологических.

У строительных организаций существует насущная потребность в крупных объемах строительно-монтажных работ с привлечением свободных трудовых ресурсов, особенно из числа безработных граждан.

В связи с обострившимися экологическими проблемами, чрезвычайно важно максимально рационально использовать природные условия строительной площадки.

Дипломный проект на тему: «Проект 135-ти квартирного жилого дома» раскрывает возможности проектирования зданий, максимально рационально вписанных в природные условия.

Геоэкологическое строительство предлагает и обосновывает вписывать фундаментные конструкции зданий в природную геологическую среду, не нарушая при этом общую экосистему и тем самым имеет целью сохранение природных ландшафтов и отличается от традиционного вписыванием инженерных конструкционных систем в геоморфологическую обстановку строительной площадки. Это предопределяет систему передачи массы возводимого сооружения к геоэкологической среде.

К тому же это благоприятствует и обеспечивает геоэкологическую защиту основания и способствует рациональному освоению подземного пространства.

Основным назначением архитектуры является создание благоприятной и безопасной для существования человека жизненной среды, характер и комфортабельность которой определялись уровнем развития общества, его культурой, достижениями науки и техники. Эта жизненная среда воплощается в зданиях, имеющих внутреннее пространство, комплексах зданий и сооружений, организующих наружное пространство: улицы, площади и города.

В современном понимании архитектура - искусство проектировать и строить здания, сооружения и их комплексы. Она организует все жизненные процессы. Вместе с тем, создание производственной архитектуры требует значительных затрат общественного труда и времени. Поэтому в круг требований, предъявляемых к архитектуре наряду с функциональной целесообразностью, удобством и красотой, входят требования технической целесообразности и экономичности. Кроме рациональной планировки помещений, соответствующим тем или иным функциональным процессам удобство всех зданий обеспечивается правильным распределением лестниц, лифтов, размещением оборудования и инженерных устройств (санитарные приборы, отопление, вентиляция). Таким образом, форма здания во многом определяется функциональной закономерностью, но вместе с тем она строится по законам красоты.

Сокращение затрат в строительстве осуществляется рациональными объемно-планировочными решениями зданий, правильным выбором строительных и отделочных материалов, облегчением конструкции, усовершенствованием методов строительства. Главным экономическим резервом в градостроительстве является повышение эффективности использования земли.

Основным направлением экономического и социального развития города предполагается значительное увеличение объемов капитального строительства, так как возведение жилых зданий сопровождается сооружением общественных зданий, школ, предприятий общественного питания и бытового обслуживания. Уменьшение затрат на устройство оснований и фундаментов от общей стоимости зданий и сооружений, может дать значительную экономию материальных средств. Однако, добиваться снижения этих затрат необходимо без снижения надежности, следует принципиально избегать возведения недолговечных и некачественных фундаментов, которые могут послужить причиной частичного или полного разрушений зданий и сооружений. Необходимая надежность оснований и фундаментов, уменьшения стоимости строительных работ в условиях современного градостроительства зависит от правильной оценки физико-механических свойств грунтов, слагающих основания, учета его совместной работы с фундаментами и другими надземными строительными конструкциями. Проектирование свайных фундаментов разрабатывается на основе материалов инженерно-геологических изысканий.

свайный фундамент железобетонный

1. Архитектурно-конструктивная часть

1.1 Общая часть

3-х секционный 9-ти этажный жилой дом расположенный в спальном районе г.Уральск.

Здание имеет 4 подьезда, каждый из которых оборудован пассажирским лифтом, а также мусоропроводом.

Количественный и качественный состав запроектированных квартир:

1-комнатных: 20 квартир;

2-комнатных: 44 квартиры;

3-комнатных: 63 квартиры;

4-комнатных: 8 квартир.

Всего 135 квартир.

Общие площади квартир: от 49,16 м² до 110,43 м².

Климатические характеристики г. Уральск

Согласно главам СНиП 2.01.01-85, СНиП 2.01.07-85 для района строительства приняты следующие расчетные параметры:

класс здания - 2;

степень долговечности - 2;

климатический район - II,

климатический подрайон-IIВ;

температура наружного воздуха наиболее холодных суток (обеспеченностью 0,92) -31 ^оС;

температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) -26 ^оС;

продолжительность отопительного периода 182 суток;

нормативная снеговая нагрузка для III географического района - 1,0 кПа (100 кгс/м²);

нормативный скоростной напор ветра для II географического района - 0,3 кПа (30 кгс/м²);

район строительства не сейсмичен.

Инженерно-геологические условия строительной площадки

Геологический разрез участка составлен на основе инженерно-геологических изысканий.

Таблица 1.1 Инженерно-геологические условия строительной площадки

Зона 2	Слой 1	Насыпной грунт		400 мм
	Слой 2	Суглинок	ц11=24°; i=0,42; с11=17 кПа; г=1,91 г/см3; Е=14 Мпа	1200 мм
	Слой 3	Глина бурая до желтовато-бурой, тугопластичная	ц11=18°; с11=19 кПа; г=1,89 г/см3; Е=15 Мпа	3200 мм
	Слой 4	Глина темно-серая с синеватым оттенком, полутвердая плотная жирная на срезе	ц11=12°; с11=33 кПа; г=1,9 г/см3; Е=25 Мпа	5800 мм

Рисунок 1.1 Глубина заложения сваи

Мероприятия по снижению деформаций от действия сил морозного пучения грунтов

При проектировании фундаментов на пучинистых грунтах необходимо:

проверить расчетом устойчивое положение фундаментов на воздействие сил морозного пучения как в стадии эксплуатации, так и в стадии строительства в соответствии с «Руководством по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах». М. Стройиздат, 1979 г;

принять нормативные глубины промерзания грунта для г. Уральск:

суглинки, глины - 1,3 м;

супеси, пески мелкие и пылеватые - 1,6 м;

крупнообломочные грунты - 1,9 м;

избегать изменения направления естественных водостоков и нарушения растительного покрова;

предусмотреть надежный водоотвод подземных, атмосферных и производственных вод с площадки путем выполнения своевременной вертикальной планировки застраиваемой территории, устройства водоотводных каналов и лотков, сразу же после выполнения работ по нулевому циклу, не дожидаясь полного окончания строительных работ;

строительная площадка должна быть ограждена до начала рытья котлована от поверхностных вод постоянной нагорной канавкой с уклоном не менее 5%;

не допускать застаивания воды в котловане. При производстве работ предусмотреть водопонижающие мероприятия;

для снижения неравномерного увлажнения пучинистых грунтов вокруг фундаментов земляные работы производить с минимальным объемом нарушения грунтов природного сложения при рытье котлованов под фундаменты и траншей подземных инженерных коммуникаций;

до отрывки котлована выполнить мероприятия по защите его от стока атмосферных вод с окружающей территории, путем устройства берм и каналов;

не допускать при строительстве скопления воды от повреждения временного водопровода. При обнаружении на поверхности грунта стоячей воды или при увлажнении грунта от повреждения трубопровода необходимо принять срочные меры по ликвидации причин скопления воды или увлажнения грунта вблизи расположения фундаментов. Для предохранения грунтов в основании фундаментов от начального водонасыщения в период строительства линии временного водоснабжения стройки следует укладывать по поверхности, с тем, чтобы легче было обнаружить появление утечки воды и своевременно устранить повреждения в водопроводной сети.

При засыпке коммуникационных траншей с нагорной стороны здания или сооружения необходимо устраивать перемычки из мятой глины или суглинка с тщательным уплотнением для предотвращения попадания (по траншеям) воды к зданиям и сооружениям и увлажнения грунтов вблизи фундаментов (расстояние от здания не менее 10 м).

Обратную засыпку выполнять непучинистыми грунтами (щебенистыми, гравийными, дресвяными, песками гравелистыми, крупными, средней крупности, а также песками мелкими и пылеватыми, супесями, суглинками. Ширина пазухи для засыпки непучинистыми грунтами должна быть на уровне подошвы фундамента на менее 0,3 м; и на уровне дневной поверхности грунта не менее 1,3 м с обязательным покрытием непучинистого материала засыпки отмосткой с асфальтовым покрытием. При отсутствии зданий и сооружений на пучинистых грунтах из сборных конструкций пазухи необходимо засыпать с тщательным уплотнением грунта немедленно после укладки цокольного перекрытия; в остальных случаях пазухи должны засыпаться с утрамбовкой грунта по мере возведения кладки или монтажа фундаментов.

Все работы по укладке фундаментов и засыпке пазух выполнять в летний период.

В случае перезимования уложенных фундаментов и плит следует предохранить грунты от промерзания путем укрытия их минераловатными плитами слоем 10 см или керамзитовым гравием г = 600 кг/м³ слоем 20-25 см.

Вокруг здания выполнить керамзитобетонную отмостку шириной 1,5 м и толщиной 0,2 м. В качестве материала для отмостки применять керамзитобетон с объемным весом в сухом состоянии то 800 до 1000 кг/м³ при расчетной величине коэффициента теплопроводности в сухом состоянии 0,2-0,17 и в водонасыщенном 0,3-0,25 ккал/м.ч.єС. Укладку отмостки производить после тщательного уплотнения и планирования грунта возле фундаментов у наружных стен. Керамзитобетонную отмостку укладывать на поверхность грунта. Укладывать керамзитобетон в отрытое в грунте корыто на толщину отмостки не допускается.

Насыпные глинистые грунты при планировке местности в пределах застройки должны быть послойно уплотнены механизмами до объемной массы скелета грунта не менее 1,6 т/м³ и пористости не более 40% (для глинистого грунта без дренирующих прослоек). Поверхность насыпного грунта, так же, как и поверхность на срезке, в местах, где отсутствует складирование материалов и движение транспорта, покрыть почвенным слоем в 10-15 см и задернить. Уклон при твердых покрытиях (от 3%, а для задернованной поверхности - не менее 5%).

Подготовку почвенного слоя, посев дернообразующих трав и посадку кустарниковых растений следует проводить, как правило, в весеннее время без нарушения принятой по проекту планировки площадок.

В качестве задернителей рекомендуется применять травосмесь, состоящую из семян пырея, полевицы, овсяницы, мятлика, тимофеевки и других дернообразующих растений.

Технические указания по устройству свайных фундаментов

Свайные фундаменты запроектированы по данным инженерно-геологических исследований площадки строительства.

Напластование грунтов и их физико-механические свойства см. геологию и геологические разрезы.

Несущим слоем для свай принята глина темно-серая с синеватым оттенком, полутвердая, плотная, жирная на срезе с обломками ожелезненного песчаника (слой 4).

Подземные воды вскрыты повсеместно на глубине 10,5-15,5 м.

Грунты (слои 2, 3, 4) относятся к сильнопучинистым. До глубины 3-х метров грунты обладают средней коррозийной активностью к углеродистой стали.

Грунты не агрессивны к любым маркам бетона.

Проектом предусмотрены железобетонные сваи сечением 400х400 мм. Марка бетона свай В25; F100; W6.

Перед началом производства работ по забивке свай необходимо получить разрешение служб, в ведении которых находятся подземные коммуникации.

В процессе погружения свая должна находиться в вертикальном положении, что проверяется отвесом. Отклонение свай в плане после забивки допускается в пределах ±8 см. В случае отклонения свай на величину, превышающую допустимое значение, или в случае разрушения головы сваи, следует забить дублирующую сваю.

Забивку свай производить до проектных отметок в случае, если свая остановилась в слое грунта, не достигнув проектной отметки, необходимо рядом забить дублирующую сваю и произвести срубку под отметку.

С целью облегчения установки забивки и снижения динамического воздействия на рядом расположенную жилую застройку, произвести бурение лидерных скважин глубиной 2 м, диаметром 300 мм.

Проектом предусмотрено жесткое сопряжение свай с ростверком. Длина выпусков арматуры после срубки свай должна быть не менее 250 мм.

Устройство ростверка допускается только после приемки свайного поля.

Несущая способность свай для определения отказа в соответствии с п. 5 приложения 5 СНиП 3.02.01-87 F_d=1,4х600=840 кН.

Перед началом работ по забивке свай необходимо полностью демонтировать ранее возведенные фундаменты.

Расчетные отказы приняты для дизель-молота С-1047 с ударной частью весом 2,5 т при высоте свободного падения Н=2,5 м и толщине деревянных прокладок на голове сваи 10 см.

Производство работ по устройству свайных фундаментов осуществлять в соответствии с требованиями СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» и СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции».

Погружение свай начинать с оси «А» с целью снижения динамического воздействия на рядом расположенную застройку.

Сваи забивать до проектных отметок, при этом следует обеспечить контроль отказов всех свай проектным. В случае не подтверждения проектного отказа любой из свай следует немедленно вызвать представителя проектной организации для решения дальнейшего производства работ.

Традиционное решение и геоэкологический подход к задаче соседних фундаментов

Одной из первоочередных экологических проблем, нависших над нами, - стала проблема силового воздействия зданий на геологическую среду. воздействия зданий на геологическую среду.

Своей массой и объемом здание меняет природные, сформировавшиеся за многие тысячелетия, геоэкологические условия равновесия литосферы, тем самым нанося большой и невополнимый вред окружающей среде.

Это ведет к изменению и нарушению природной геосистемы, а вслед за ней и экосистемы, приводя к экологическим катаклизмам.

Традиционное решение фундаментных опор имеет несколько форм: прямоугольник, квадрат, круг, кольцо, лента и т. п.

Практика эксплуатации сооружений показала, что имеют место нарушения геоэкологической среды в результате внедрения в нее сооружения и фундаментных опор.

Котлованы, здания с подвалами, сильно воздействуя на экологическую среду, изменяют физико-механические характеристики и в значительной степени изменяют прочностные свойства грунтов оснований.

Существенные изменения происходят в гидрогеологическом режиме подземных вод зоны аэрации.

Создание селитебной зоны повышает влажность грунтов оснований и изменяет температурно-влажностные характеристики грунтов оснований.

В случае низкого уровня подземных вод, сооружение способно создать режим верховодки в основном за счет негравитационного влагонакопления.

В слабых грунтах это может быть причиной деформации конструкций.

При высоком уровне подземных вод также возможны деформации сооружений по причине пучения и миграции влаги к фронту промерзания, что и наблюдается в реальных условиях эксплуатации инженерных сооружений.

Геоэкологическое строительство имеет своей целью сохранение природных ландшафтов и отличается от традиционного вписыванием инженерных конструкционных систем в геоморфологическую обстановку строительной площадки. Это предопределяет систему передачи массы возводимого сооружения к геоэкологической среде.

С одновременным учетом способа производства работ по обслуживанию опорной фундаментной конструкции в грунте с учетом дифференциации сооружений по весовым категориям: от наилегчайшей до особо тяжелой.

С принятием данной гипотезы необходимо исследовать траекторию линии скольжения и выпора грунта на дневную поверхность

Чтобы перейти к геоэкологическому вопросу силового воздействия, необходимо обосновать его и показать количественный анализ силового воздействия зданий на геологическую среду.

Силовое воздействие является одним из видов геоэкологического влияния зданий.

Многими авторами была предложена дифференциация, рассматривающая семь типов зданий: особо легкие, наилегчайшие, облегченные, легкие, средние, тяжелые и особо тяжелые.

В настоящем дипломном проекте проектируемое здание - 9-ти этажный жилой дом на разных уровнях - состоит из 3-х секций, имеющих различную массу и оказывающих различное силовое воздействие на нижележащие грунты и на соседние здания и сооружения.

Геоэкологическое строительство предлагает и обосновывает вписывать фундаментные конструкции зданий в природную геологическую среду, не нарушая при этом общую экосистему и тем самым сокращая появление особо «опасных случаев». К тому же это благоприятствует и обеспечивает геоэкологическую защиту основания и способствует рациональному освоению подземного пространства.

1.2 Генеральный план

Архитектурно-планировочные решения генерального плана разработаны в соответствии с назначением проектируемого здания, с учетом рационального использования рельефа, соблюдения санитарных и противопожарных норм.

Генеральный план выполнен в масштабе 1: 500.

Подземные воды вскрыты скважинами на глубине 10,5-15,5 м. По грунтовым условиям на просадочность площадка относится к I типу.

По степени сложности инженерно-геологических условий площадка относится ко II категории. Грунты не обладают агрессивными свойствами к любым маркам бетона и к железобетонным конструкциям.

Планировочные отметки проектируемого здания определены с учетом рельефа местности и в увязке с инженерно-геодезическими отметками.

Водоотвод от здания осуществлен к лоткам автодорог с последующим выпуском в пониженные места рельефа. Для обеспечения необходимых санитарно-гигиенических условий на площадке намечен комплекс мероприятий по благоустройству и озеленению. На участках, свободных от застройки, предусматривается устройство газонов, свободно растущих кустарников, цветники, лиственных деревьев рядовой посадки.

Подземные сети водоснабжения, канализации, электрокабели и тепловые сети запроектированы в канале. Такая прокладка инженерных сетей обеспечивает удобство их обслуживания в процессе эксплуатации.

Таблица 3.2 Технико-экономические показатели

Наименование	Показатель
Строительный объем подземной части, Vстр.подз., м3	4287
Строительный объем надземной части, Vстр.надз., м3	51725
Строительный объем общий, Vобщ., м3	56012
Жилая площадь, Sжил., м2	5578
Общая площадь, Sобщ., м2	10017
Площадь застройки, Sзастр., м2	1754
Площадь здания, Sздан., м2	13633
K1 = Sжил/ Sобщ, м2/м2	0,557
K2 = Vобщ/Sобщ, м3/м2	5,59

1.3 Объемно-планировочные решения

Фундаменты

Под жилой дом запроектированы свайные фундаменты. По свайному основанию запроектирован монолитный армированный ростверк. По монолитному ростверку фундамент выполняется из сборных бетонных блоков.

Наружные стены запроектированы в виде многослойной кладки из силикатного кирпича по ГОСТ 379-95. Утеплитель - минераловатные плиты.

Наружная отделка выполняется без оштукатуривания поверхностей. Кладка наружного слоя многослойной конструкции стены выполняется с расшивкой швов.

Перегородки в помещениях запроектированы из силикатного кирпича по ГОСТ 379-95 толщиной 88 мм, а в ванных комнатах и санузлах из керамического кирпича по ГОСТ 530-95 толщиной 65 мм.

Перекрытия и покрытия запроектированы из типовых сборных пустотных железобетонных плит с предварительным напряжением арматуры. Применение сборных плит перекрытий и покрытий увеличивает скорость возведения зданий.

Внутренняя отделка: в квартирах стены оклеиваются обоями после штукатурки кирпичных стен. Кухни оклеиваются моющимися обоями, а участки стен над санитарными приборами облицовываются глазурованной плиткой. В санкабинах полы из керамической плитки. Стены и потолки окрашиваются клеевой краской за 2 раза на высоту 2,1 м и выполняется панель путем окраски эмалями за 2 раза.

Полы в жилых комнатах удовлетворют требованиям прочности, сопротивляемости износу, достаточной эластичности, бесшумности, удобству уборки. Покрытие пола в квартирах принято из линолеума на теплоизолирующей основе. Полы в ванных комнатах и санитарных узлах выполнены из керамической плитки. Стяжка выполняется из цементно-песчаного раствора.

Окна и двери приняты по ГОСТ 23166-78* в соответствии с площадью комнат. Все жилые комнаты имеют естественное освещение. Комнаты в квартирах имеют отдельные входы. Для обеспечения быстрой эвакуации все двери открываются наружу по направлению движения на улицу исходя из условий эвакуации людей из здания при пожаре. Дверные коробки закреплены в проемах к антисептированым деревянным пробкам, закладываемым в кладку во время кладки стен. Двери оборудуются ручками, защелками и врезными замками.

Кухни оборудованы вытяжной естественной вентиляцией.

Кухни оборудованы газовой плитой и санитарно-техническим прибором - мойкой.

Ванные комнаты и санитарные узлы оборудованы вытяжной естественной вентиляцией.

Ванные комнаты и санитарные узлы отделываются керамической плиткой на высоту 2,1 м от уровня пола.

Лестничная клетка запланирована как внутренняя повседневной эксплуатации, из сборных железобетонных элементов. Лестница двухмаршевая с опиранием на лестничные площадки. Уклон лестниц 1:2. С лестничной клетки имеется выход на кровлю по металлической лестнице, оборудованной огнестойкой дверью. Лестничная клетка имеет искусственное и естественное освещение через оконные проемы. Все двери по лестничной клетке и в тамбуре открываются в сторону выхода из здания по условиям пожарной безопасности. Ограждение лестниц выполняется из металлических звеньев, а поручень облицован пластмассой.

Лифты

Система управления лифтов смешанная собирательная по приказам и вызовам при движении кабины вниз

Машинное отделение лифта размещается на кровле.

Отопление и горячее водоснабжение запроектировано из магистральных тепловых сетей, с нижней разводкой по подвалу. Приборами отопления служат конвектора. На каждую секцию выполняется отдельный тепловой узел для регулирования и учета теплоносителя. Магистральные трубопроводы и трубы стояков, расположенные в подвальной части здания изолируются и покрываются алюминиевой фольгой.

Водоснабжение

Холодное водоснабжение запроектировано от внутриквартального коллектора водоснабжения с двумя вводами. Вода на каждую секцию подается по внутридомовому магистральному трубопроводу, расположенного в подвальной части здания, который изолируется и покрывается алюминиевой фольгой. На каждую секцию и встроенный блок устанавливается рамка ввода. Вокруг дома выполняется магистральный пожарный хозяйственно-питьевой водопровод с колодцами, в которых установлены пожарные гидранты.

Канализация выполняется внутридворовая с врезкой в колодцы внутриквартальной канализации. Из каждой секции выполняются самостоятельные выпуска хозфекальной и дождевой канализации.

Энергоснабжение выполняется от дворовой подстанции с запиткой каждой секции двумя кабелями: основным и запасным. Все электрощитовые расположены на первых этажах.

Мусоропровод внизу оканчивается в мусорокамере бункером-накопителем. Накопленный мусор в бункере высыпается в мусорные тележки и погружается в мусоросборные машины и вывозится на городскую свалку отходов. Стены мусорокамеры облицовываются глазурованной плиткой, пол металлический. В мусорокамере предусмотрены холодный и горячий водопровод со смесителем для промывки мусоропровода, оборудования и помещения мусорокамеры. Мусорокамера оборудована трапом со сливом воды в хозфекальную канализацию. В полу предусмотрен змеевик отопления. Вверху мусоропровод имеет выход на кровлю для проветривания мусорокамеры и через мусороприемные клапана удаление застоявшегося воздуха из лестничных клеток, а также дыма в случае пожара. Вход в мусорокамеру отдельный, со стороны улицы.

Таблица 3.3 Экспликация помещения

№по плану	Наименование	Площадь, м2
1	Тамбур	2,0
2	Лестничная клетка	9,5
3	Электрощитовая	9,8
4	Коридор	14,8
ОДНОКОМНАТНАЯ КВАРТИРА	м2
Сан. узел	10
Кухня	19,16
Гостиная	20
ДВУХКОМНАТНАЯ КВАРТИРА
Сан. узел	10
Кухня	19,16
Спальня	20
Гостиная	20
ТРЕХКОМНАТНАЯ КВАРТИРА
Кухня	19,16
Спальня	20
Спальня	20
Сан. узел	10
Гостиная	20
ЧЕТЫРЕХКОМНАТНАЯ КВАРТИРА
Сан. узел	10
Кухня	19,16
Гостиная	21,27
Спальня	20
Спальня	20
Спальня	20

Мероприятия по охране окружающей среды

При выполнении планировочных работ почвенный слой должен предварительно сниматься и складироваться для дальнейшего использования. Допускается не снимать плодородный слой: при толщине его менее 10 см, при разработке траншей шириной поверху 1 м и менее. Снятие и нанесение плодородного слоя следует производить, когда грунт находится в немерзлом состоянии. Не допускается не предусмотренная проектной документацией вырубка деревьев и кустарника, засыпка грунтом стволов и корневых шеек древесно-кустарниковой растительности.

При производстве строительно-монтажных работ должны быть соблюдены требования по предотвращению запыленности и загрязненности воздуха. Не допускается при уборке отходов и мусора сбрасывать их с этажей здания без применения закрытых лотков.

Зоны работы строительных машин и маршруты движения средств транспорта должны устанавливаться с учетом требований по предотвращению повреждения насаждений.

Производственные и бытовые стоки, образующиеся на строительной площадке, не должны загрязнять окружающую среду.

При строительстве жилого дома возникает необходимость сооружения магистральных трубопроводов. Это связанно с неизбежным нарушением поверхности земли в полосе строительства в процессе планировки трассы, срезки грунта на продольных и поперечных уклонах, расчистки трассы от растительности. Строительство и эксплуатация различных конструкций, коммуникаций приводят к различным видам нарушения земель. Так подземная и полуподземная прокладки предполагают разработку траншей, надземная - устройство опор и фундаментов под них.

Все эти воздействия (нарушения) активизируют эрозионные процессы в грунтах, вызывают русловые деформации на переходах через реки, нарушают рельефообразования. Воздействие на окружающую среду при эксплуатации проявляются в течение более длительного периода времени, чем при строительстве. Возникающие утечки транспортируемых продуктов, выхлопы двигателя и другие воздействия приводят к загрязнению грунтов, рек и водоемов вдоль трассы коммуникаций.

Таким образом, решение проблемы окружающей среды при строительстве коммуникаций должно базироваться на биологических, экологических, экономических и инженерно-технических исследованиях.

2. Расчетно-конструктивная часть

Общие сведения

Составление расчетной схемы здания является первой стадией расчета.

Расчетная схема - идеализированная схема конструкции, отражающая условия закрепления конструкции, тип нагрузки и условия ее приложения.

Схема приложения нагрузок соответствует фактическому их приложению к сооружению, конструкции или отдельному элементу. Приложенная нагрузка является равномерно распределенной по площади проектируемого здания.

Сбор нагрузок на конструкции

При расчете конструкций нагрузки и воздействия приняты по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия».

На здание действуют следующие виды нагрузок: постоянная от покрытия; временная (снеговая); ветровая; полная нагрузка от покрытия; нагрузка от перекрытия; постоянная.

Постоянные нагрузки - это нормативные значения нагрузок от массы конструкций определенные по размерам, установленным в процессе проектирования на основе опытов предыдущих проектов и справочных материалов. Нагрузки от грунтов установлены в зависимости от грунта, его вида и плотности.

Переход к расчетным нагрузкам осуществлен путем умножения соответствующих нормативных нагрузок на коэффициент надежности по нагрузке _f, который учитывает изменчивость нагрузок, зависящую от ряда факторов. Коэффициенты надежности по нагрузке устанавливают после обработки статистических данных наблюдений за фактическими нагрузками, которые отмечены во время эксплуатации сооружений. Эти коэффициенты зависят от вида нагрузки, вследствие чего каждая нагрузка имеет свое значение коэффициента надежности.

Приведем некоторые значения коэффициентов надежности по нагрузке для отдельных строительных конструкций:

1,1 - для железобетонных, бетонных (со средней плотностью свыше 1600 кг/м³), деревянных, каменных и армокаменных конструкций;

1,3 - для бетонных (со средней плотностью 1600 кг/м³ и менее), изоляционных, выравнивающих и отделочных слоев (плиты, материалы в рулонах, засыпки, стяжки и т.д.), выполняемые на строительной площадке.

Для равномерно-распределенных временных нагрузок коэффициент _f равен:

1,3 - при полном нормативном значении нагрузки менее 2 кПа;

1,2 - при полном нормативном значении нагрузки 2 кПа и более.

2.1 Расчет железобетонных ленточных ростверков свайных фундаментов

Расчет железобетонных ленточных ростверков свайных фундаментов для наружных стен

Ростверки под стенами кирпичных зданий, опирающиеся на железобетонные сваи, расположенные в два ряда, должны рассчитываться на эксплуатационные нагрузки и на нагрузки, возникающие в период строительства. Расчет ростверка на эксплуатационные нагрузки следует вести из условия распределения нагрузки в виде треугольников с наибольшей ординатой Р, тс/м, над осью сваи, которая определяется по формуле:

P = (q₀ * L) / a,

где L - расстояние между осями свай по линии ряда или рядов, м;

q₀ - равномерно распределенная нагрузка от здания на уровне низа ростверка, кН/м;

a - длина полуоснования эпюры нагрузки м, определяемая по формуле:

a = 3,14 * ³ ((E_p * I_p) / (E_k * b_k)) ,

где E_p - модуль упругости бетона ростверка, МПа;

I_p - момент инерции сечения ростверка, м⁴;

E_k - модуль упругости блоков бетона над ростверком, МПа;

b_k - ширина стены блоков, опирающихся на ростверк.

I_p = (b_р * h³_р) /12 = (1,5 * 0,6³) /12 = 0,027 м⁴

b_р - ширина ростверка, равна 1,5 м;

h_р - высота ростверка, равна 0,6 м.

Подставим значения в вышеприведенную формулу:

a = 3,14 * ³ (2,7 * 0,027) / (2,7 * 0,77) = 3,14 * ₃ 0,03698 = 3,14 * 0,33316 = 1,046 1,1 м,

тогда:

P = (q₀ * L)/ а = (1696,36 * 1,3)/1,1 = 2004,78 кН

Наибольшую ординату эпюры сваи - р₀ определяем по формуле:

р₀ = (q₀ * L_p)/а ,

где L_p - расчетный пролет м, равный 1,05 * L_св;

где L_cв - расстояние между сваями в свету, м.

р₀ = (1696,36 * 0,84) / 1,1 = 1295,4 кН

Расчетные изгибающие моменты М_оп и М_пр определяются по формулам:

М_оп = - (q₀ * L²_p) / 12= - (1696,36 * 0,84²)/12 = - 99,74 кНм

М_пр = (q₀ * L²_p) / 24 = (1696,36 * 0,84²)/24 = 49,87 кНм

Поперечную перерезывающую силу в ростверке на грани сваи определяем по формуле:

Q = (q₀ * L_p) / 2 = (1696,36 * 0,84)/2 = 712,47 кН,

где q₀ - равномерно распределенная нагрузка от здания на уровне низа ростверка, кН/м;

L_p - расчетный пролет, м.

Определим характеристики прочности бетона.

R_в - расчетное сопротивление бетона класса В-20, R_в = 11,5 МПа.

Расчет прочности ростверка по сечениям нормальным к продольной оси. Подбор продольной арматуры производим согласно СНиП 2.03.01-84 п. 3.18. Вычисляем коэффициент _m:

_m = М / (R_b * b * h²₀),

где М - момент в пролете, кНм;

b - ширина прямоугольного сечения, м;

h₀ - рабочая высота, м;

h₀ = 600 - 50 =550 мм.

_m = (49,87 * 10⁶) /(11,5 * 10³ * 1,5 * 0,55²) = 0,01(4.1.12)

При _m = 0,01 находим = 0,977, тогда требуемую площадь растянутой арматуры определим по формуле:

A_s = М / (R_s * * h₀),

где М - момент в пролете, кНм;

R_s - расчетное сопротивление арматуры, МПа.

A_s = (49,87 * 10⁶)/( 365 * 0,977 * 0,55) = 2,54 см²

Принимаем арматуру класса А-III 87 мм (A_s = 3,08 см²).

Конструктивно принимаем арматуру 12 мм, где A_s = 9,05 см².

Сечение на опоре:

Момент на опоре равен - 99,74 кНм.

Рабочая высота h₀ = 600 - 50 = 550 мм.

Вычисляем коэффициент _m:

_m = М/ (R_b * b * h²₀) = (99,74 * 10⁶) / (11,5 * 10³ * 1,5 * 0,55)= 0,019

Находим = 0,99, тогда требуемую площадь растянутой арматуры определим по формуле, принимая арматуру класса А-III, R_s = 360 МПа:

A_s = М/ (R_b * b * h₀) = (99,74 * 10⁶) / (360 * 0,99 * 550)= 5,02 см²

Принимаем стержни из арматуры А-III, 810 мм (A_s = 6,28 см²).

Расчет поперечных стержней

Расчет ведут по наклонному сечению. Диаметр поперечных стержней задают из условия сварки, так, чтобы отношение диаметра поперечного стержня к диаметру продольного составляло 1/4, поэтому диаметр поперечных стержней принимаем равным 4 мм, арматура класса А-I с шагом S = 310 мм.

Расчет на продавливание

Расчет на продавливание конструкций от действия сил, равномерно распределенных на огромной площади должен производиться из условия:

F * R_bt * U_m * h₀

F - продавливающая сила, кН;

- коэффициент, принимаемый равным 1;

U_m - среднее арифметическое значение периметров верхнего и нижнего оснований пирамиды, образующейся при продавливании.

При определении U_m предполагается, что продавливание происходит по боковой поверхности пирамиды, а боковые грани наклонены под углом 45^О к горизонтали. При установке в пределах пирамиды продавливания хомутов, расчет должен производиться из условия:

F = F_d + 0,8 * F_sw = 1696,36 + 0,8 * 6,615 =1701,65 кН

F_d = F

F_sw определяется как сумма всех поперечных усилий, воспринимаемых хомутами, пересекающими боковые грани расчетной пирамиды продавливания по формуле:

F_sw = R_sw * A_sw ,

где R_sw - расчетное сопротивление арматуры, не должно превышать значения, соответствующего арматуре класса А-I. При учете поперечной арматуры значение F_sw должно быть не менее 0,5 * F_b;

A_sw - площадь поперечного сечения арматуры хомутов, равна 12,6 мм².

F_sw = 3 * 175 * 10³ * 0,0000126 = 6,615 кН

F 1* 0,9 * 2 * 0,55 = 990 кН = Р

F = 1696,36 кН > Р = 990 кН, что удовлетворяет условию расчета на продавливание.

2.2 Расчет железобетонных ленточных ростверков свайных фундаментов для внутренних стен

Ростверки под стенами кирпичных зданий, опирающиеся на железобетонные сваи, расположенные в два ряда, должны рассчитываться на эксплуатационные нагрузки и на нагрузки, возникающие в период строительства. Расчет ростверка на эксплуатационные нагрузки следует вести из условия распределения нагрузки в виде треугольников с наибольшей ординатой Р, тс/м, над осью сваи, которая определяется по формуле:

P = (q₀ * L) / а, (4.2.1)

где L - расстояние между осями свай по линии ряда или рядов, м;

q₀ - равномерно распределенная нагрузка от здания на уровне низа ростверка, кН/м;

a - длина полуоснования эпюры нагрузки м, определяемая по формуле:

a = 3,14 * ³ (E_p * I_p)/(E_k * b_k) ,

где E_p - модуль упругости бетона ростверка МПа;

I_p - момент инерции сечения ростверка, м⁴;

E_k - модуль упругости блоков бетона над ростверком, МПа;

b_k - ширина стены блоков, опирающихся на ростверк, м.

I_p = (b_р * h³_р) /12 = (1,5 * 0,6³) /12= 0,027 м⁴,

где b_р - ширина ростверка, равна 1,5 м;

h_р - высота ростверка, равна 0,6 м.

Подставим значения в вышеприведенную формулу:

a = 3,14* ³(2,7*0,027)/(2,7*0,6) = 3,14 * ³0,045 = 3,14 * 0,35569 1,1 м,

тогда:

P = (q₀ * L) / а= (633,4 * 1,3) /1,1 = 748,56 кН

Наибольшую ординату эпюры сваи - р₀ определяем по формуле:

р₀ = (q₀ * L_p) /а ,

где L_p - расчетный пролет м, равный 1,05 * L_св, где L_cв - расстояние между сваями в свету м.

р₀ = (633,4 * 0,84) / 1,1 = 483,68 кН

Расчетные изгибающие моменты М_оп и М_пр определяются по формулам:

М_оп = - (q₀ * L²_p)/12 = - (633,4 * 0,84²)/12 = - 37,0 кНм

М_пр = (q₀ * L²_p)/24 = (633,4 * 0,84²)/24 = 19,0 кНм

Поперечную перерезывающую силу в ростверке на грани сваи определяем по формуле:

Q = (q₀ * L_p) /2 = (633,4 * 0,84)/2 = 266,02 кН ,

где q₀ - равномерно распределенная нагрузка от здания на уровне низа ростверка, кН;

L_p - расчетный пролет, м;

Определяем характеристики прочности бетона.

R_в - расчетное сопротивление бетона класса В-20, R_в = 11,5 МПа.

Расчет прочности ростверка по сечениям нормальным к продольной оси. Подбор продольной арматуры произведем согласно СНиП 2.03.01 - 84 п. 3.18. Вычисляем коэффициент _m:

_m = М / (R_b * b * h²₀),

где М - момент в пролете, кНм;

b - ширина прямоугольного сечения, м;

h₀ - рабочая высота, м;

h₀ = 600 - 50 =550 мм.

_m = (19,0 * 10⁶) / (11,5 * 10³ * 1,5 * 0,55²) = 0,01

При _m = 0,01 находим = 0,995, тогда требуемую площадь растянутой арматуры определим по формуле:

A_s = М /( R_s * * h₀) ,

где М - момент в пролете, кНм;

R_s - расчетное сопротивление арматуры, МПа.

A_s = (19 * 10⁶) /(365 * 0,995 * 0,55) = 1,175 см²

Принимаем арматуру класса А-III 87 мм (A_s = 3,08 см²).

Конструктивно принимаем арматуру 12 мм, где A_s = 9,05 см².

Сечение на опоре:

Момент на опоре равен - 37,0 кНм.

Рабочая высота h₀ = 600 - 50 = 550 мм.

Вычисляем коэффициент _m:

_m = М / (R_b * b * h²₀) = (37 * 10⁶) / (11,5 * 10³ * 1,5 * 0,55) = 0,01

Находим = 0,995, тогда требуемую площадь растянутой арматуры определим по формуле, принимая арматуру класса А-III, R_s = 360 МПа:

A_s = М /( R_s * * h₀) = (37 * 10⁶) / (360 * 0,995 * 550) = 2,35 см²

Принимаем стержни из арматуры А-III, 810 мм (A_s = 6,28 см²).

Расчет поперечных стержней

Расчет ведут по наклонному сечению. Диаметр поперечных стержней задают из условия сварки, так, чтобы отношение диаметра поперечного стержня к диаметру продольного составляло 1/4, поэтому диаметр поперечных стержней принимаем равным 4 мм, арматура класса А-I с шагом S = 310 мм.

Расчет на продавливание

Расчет на продавливание конструкций от действия сил, равномерно распределенных на огромной площади должен производиться из условия:

F * R_bt * U_m * h₀,

где F - продавливающая сила, кН;

- коэффициент, принимаемый равным 1;

U_m - среднее арифметическое значение периметров верхнего и нижнего оснований пирамиды, образующейся при продавливании.

При определении U_m предполагается, что продавливание происходит по боковой поверхности пирамиды, а боковые грани наклонены под углом 45^О к горизонтали. При установке в пределах пирамиды продавливания хомутов, расчет должен производиться из условия:

F = F_d + 0,8 * F_sw = 633,4 + 0,8 * 6,615 =638,39 кН

F_d = F

F_sw определяется как сумма всех поперечных усилий, воспринимаемых хомутами, пересекающими боковые грани расчетной пирамиды продавливания по формуле:

F_sw = R_sw * A_sw ,

где R_sw - расчетное сопротивление арматуры, МПа, не должно превышать значения, соответствующего арматуре класса А-I. При учете поперечной арматуры значение F_sw должно быть не менее 0,5 * F_b;

A_sw - площадь поперечного сечения арматуры хомутов, равна 12,6 мм².

F_sw = 3 * 175 * 10³ * 0,0000126 = 6,615 кН

F=633,4 кН < 990 кН, что удовлетворяет условию расчета на продавливание.

2.3 Расчет сборного железобетонного марша

Требуется рассчитать железобетонный марш шириной 1,2 м для лестниц жилого дома, высота этажа - 3 м;

уклон наклона марша =30⁰;

ступени размером 1530 см;

бетон марки В25;

арматура каркасов класса А-;

арматура сеток класса Вр-;

расчетные данные для бетона М300:

R_пр=13,5 МПа;

R_p=1 МПа;

m_b1=0.85

R_пр=17 МПа;

R_р=1,5 МПа;

Е_b=26000 МПа;

Для арматуры класса А- (см. табл. 1.7)

R_a=270 МПа;

R_a.x=215 МПа;

Для планировочной арматуры класса В- :

R_а=315 МПа;

R_а,ч=220 МПа;

Определение нагрузок и усилий

Собственная масса типовых маршей по каталогу индустриальных изделий для жилищного и гражданского строительства составляет: g^н=3,6 кН/м² в горизонтальной проекции.

Временная нормативная нагрузка согласно СНиП для лестниц гражданского здания pⁿ=3 кН/м², коэффициент надежности по нагрузке _f=1,2, длительнодействующая временная расчетная нагрузка pⁿ_ld=1 кН/м² на 1 м длины марша:

Q=(g_f+pⁿ_f)a=(3,61,1+31,21,35)=10,3 кН/м.

расчетный изгибающий момент в середине пролета марша:

М=кНм

поперечная сила на опоре:

Q кН.

Предварительное назначение размеров сечения марша

Применительно к типовым заводским формам назначаем:

толщину плиты (по сечению между ступенями) h_f=30 мм;

высоту ребер (косоуров) h=170 мм;

толщину ребер b_r=80 мм,

действительное сечение марша заменяем на расчетное тавровое с полкой в сжатой зоне: b=2b_r=280=160 мм;

ширину полки b_р, при отсутствии поперечных ребер, принимаем не более: b_f=2 (l6)+b=2 (300/6)+16=116 см или b_f=1+(h_f)+b=123+16=52 см,

принимаем за расчетное меньшее значение b_f=52 см.

Подбор сечения продольной арматуры.

По условию: МR_bbx(h₀-0.5x)+ R_scA_s(h₀-a) устанавливаем расчетный случай для таврового сечения при МR_Bb2b_fh_fx(h₀-0.5h_f).

Нейтральная ось проходит в полке, условие удовлетворяется, расчет арматуры выполняем по формулам для прямоугольных сечений шириной b_n=52 cм. Вычисляем :

А₀=см²

=0,953, =0,095,

А_s=cм²,

принимаем: 214 А-, А_s=3,08 (-4,5%)- допустимое значение.

При 216 А-, А_s=4,02 см² (+25%)- перерасход. В каждом ребре устанавливаем по 1 плоскому каркасу К-1

Расчет наклонного сечения на поперечную силу

Поперечная сила на опоре Q_max=17,80,95=17 кН. Вычисляем проекцию расчетного наклонного сечения на продольную ось с по формулам:

В_b=_b2 (1+_f+_n)=1+0,175=1,1751,5 Hcм;

B_b=21,1751,050,91001614,5²=7,510⁵ H/см;

В расчетном наклоном сечении Q_b=Q_sw=Q/2, а так как по формуле

Q_b=/c , Q_b=B_b/2, то

С=B_b/0,5 Q=7,510⁵/0,517000=88,3 см, что больше 2 h₀=2,9 см, тогда

Q_b=B_b/c=7,510⁵29=25,910³ Н=25,9 Кн, > Q_max=17 кН,

следовательно, поперечная арматура по расчету не требуется.

В ј пролета назначаем из конструктивных соображений поперечные стержни диаметром 6 мм из стали класса А-, шагом s=80 мм (не болееh/2=170/2=85 мм),

А_sw= 0,283cм², R_sw=175 МПа; для двойных каркасов n=2, А_sw=0.566 см²,

_w=0,566/16,8=0,0044;

=Е_s/E_b=2,110⁵/2,710⁴=7,75. В средней части ребер поперечную арматуру располагаем конструктивно с шагом 200 мм.

Проверяем прочность элемента по наклонной полосе М/g наклонными трещинами по формуле:

Q0,3_w1b1R_bb2bh₀,

где _w1=1+5_w=1+57,750,0044=1,17;

_b1=1 - 0,0114,50,9=0,87;

Q=17000 0,31,170,8714,50,91614,5100=9300 Н

Условие соблюдается, прочность марша по наклонному сечению обеспечена

Далее рассчитываем прогибы ребер и проверяем их по раскрытию трещин.

Плиту марша армируют сеткой из стержней диаметром 4-6 мм, расположенных шагом 100-300 мм. Плита монолитно связана со ступенями, которые армируют по конструктивным соображениям и ее несущая способность с учетом работы ступеней вполне обеспечивается. Ступени, укладываемые на косоуры, рассчитывают как свободно опертые балки треугольного сечения. Диаметр рабочей арматуры ступеней с учетом транспортных и монтажных воздействий назначают в зависимости от длины ступеней l_st:

при l_st=1-1,4 м - 6 мм; l_st=1,5 - 1,9 - 7-8 мм; l_st=2 - 2,4 м - 8-10 мм,

хомуты выполняют из арматуры d=4-6 мм, шагом 200 мм.

2.4 Расчет железобетонной площадочной плиты

Требуется рассчитать ребристую плиту лестничной площадки двух маршевой лестницы

ширина плиты - 1600 мм;

толщина плиты - 60 мм;

временная нормативная нагрузка 3 кН/м²;

коэффициент надежности по нагрузке _f=1;

Марки материалов приняты те же, что и для лестничного марша.

Определение нагрузок

Собственный вес плиты при h_f=6 см; qⁿ=0,0625000=1500 Н/м²;

Расчетный вес плиты q=15001,1=1650 Н/м²;

Расчетный вес лобового ребра (за вычетом веса плиты)

q=(0,290,11+0,07)1,250001,1=1000 Н/м;

Расчетный вес крайнего ребра

q=0,140,09125001,1=350 Н/м;

Временная расчетная нагрузка р=31,2=3,6 кН/м².

При расчете площадочной плиты рассчитывают раздельную полку, упруго заделанную в ребрах, на которые опираются марши и пристенное ребро воспринимающее нагрузку от половины пролета полки плиты.

Расчет полки плиты

Полку плиты при отсутстствии поперечных ребер расчитывают как балочный элемент с частичным защемлением на опорах. расчетный пролет равен расстоянию между ребрами и равен 1,13 м.

При учете образования пластического шарнира изгибающий момент в пролете и на опоре определяют по формуле, учитывающей выравнивание моментов.

М_s=ql²/16=52501,13²/16=420 Н/м,

где q=(g+p)b=(1650+3600)1=5250 Н/м, b=1.

При b=100 см и h0=h-а=6-2=4 см, вычисляем

A_s= cм²;

По таблице 2.12 определяем : =0,981, =0,019,

A_s=0.27 cм²;

Укладываем сетку С- из арматуры 3 мм Вр- шагом s=200 мм на 1м длины с отгибом на опорах, А_s=0,36 см².

Расчет лобового ребра

На лобовое ребро действуют следующие нагрузки:

постоянная и временная, равномерно распределенные от половины пролета полки, и от собственного веса:

q=(1650+3600) 1,35/2+1000=4550 Н/м;

Равномерно распределенная нагрузка от опорной реакции маршей, приложенная на выступ лобового ребра и вызывающая ее кручение,

q =Q/a=17800/1,35=1320 Н/м.

Изгибающий момент на выступе от нагрузки q на 1 м:

M₁=q₁(10+7)/2=13208,5=11200 Нсм=112 Нм;

Определяем расчетный изгибающий момент в середине пролета ребра (считая условно ввиду малых разрывов, что q₁ действует по всему пролету):

M=(q+q₁)l₀²/8=(4550+1320)3,2²/8=7550 Н/м.

Расчетное значение поперечной силы с учетом _n=0,95

Q=(q+q₁)l_n/2=(4550+1320)3,20,95/2=8930 Н;

Расчетное сечение лобового ребра является тавровым с полкой, в сжатой зоне, шириной b_f=b_f+b₂=66+12=48 cм. Так как ребро монолитно связано с полкой, способствующей восприятию момента от консольного выступа, то расчет лобового ребра можно выполнить на действие только изгибающего момента, М=7550Нм.

В соответствии с общим порядком расчета изгибающих элементов определяем (с учетом коэффициента надежности _n=0,95).

Расположение центральной оси по условию (2,35) при x=h_f

M_n=7550000,95=0,7210R_bb2b_fh_f(h₀-0.5h_f)=

=14,51000,9486(31,5-0,56)=10,710⁶ Hсм,

условие соблюдается, нейтральная ось проходит в полке,

A₀=

=0,993, =0,0117

A_s= cм²;

принимаем из конструктивных соображений 210 А-, А_s=1,570 см²; процент армирования =(А_s/bh₀) 100=1,57100/1231,5=0,42%.

Расчет наклонного сечения лобового ребра на поперечную силу Q=8,93кН

Вычисляем проекцию наклонного сечения на продольную ось,

В_b=_b2(1+_f+_n)R_btb2bh₀²(4.4.14)