Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ

1.1 Генеральный план участка

1.2 Объемно - планировочное решение здания

1.3 Характеристика строительной климатической зоны

1.4 Конструктивное решение здания

1.5 Водоснабжение

1.6 Канализация

1.7Теплоснабжение

1.8Отопление

1.9 Вентиляция

1.10 Физико-механические свойства грунтов

1.11 Теплотехнический расчет наружной стены

1.11.1Определить толщину утепляющего слоя наружной стены

1.12 Теплотехнический расчет кровли в осях 7-12

2. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ

2.1 Сбор нагрузок на балочную клетку между осями Б-В

2.2 Расчет балок настила для перекрытия

2.3 Расчет главной балки для перекрытия

2.4 Расчет балок настила для покрытия

2.5 Расчет главной балки для покрытия

2.6 Расчет средней колонны

2.7 Расчет столбчатого фундамента под колонну

2.7.1 Определение размеров подошвы фундамента

2.7.2 Определение количества ступеней в фундаменте

2.7.3 Определение напряжений под подошвой фундамента

2.7.4 Расчет плиты фундамента на продавливание

2.7.5 Расчет рабочей арматуры фундамента

2.7.6 Расчет сопряжения стакана фундамента с плитной частью фундамента

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

3.1 Область применения технологической карты

3.2 Определение объемов строительно - монтажных работ

3.3 Организация и технология выполнения работ

3.3.1 Подготовительные работы

3.3.2 Основные работы

3.3.4 Выбор монтажных приспособлений

3.4 Определение трудоемкости и продолжительности монтажных работ

3.5 Выбор монтажного крана

3.6 График производства работ

3.7 Указания по осуществлению контроля и оценки качества монтажных работ

3.8 Потребность в инструменте, приспособлениях, средствах механизации, инвентаре

3.9 Техника безопасности при производстве монтажных работ, охрана труда и пожарная безопасность

4. Технико-экономические показатели

4. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ РАЗДЕЛ

4.1 Анализ условий строительства

4.2 Описание методов выполнения основных СМР с указаниями по технике безопасности

4.2.1 Подготовительный и основной периоды строительства

4.2.2 Земляные работы

4.2.3 Устройство фундаментов

4.2.4 Монтаж здания

4.2.5 Отделочные работы

4.2.6 Перечень актов на скрытые работы

4.2.7 Транспортные работы

4.2.8 Указания по охране труда

4.3 Расчет численности персонала строительства

4.4 Обоснование потребности и выбор типов временных зданий и сооружений

4.5 Расчет потребности в воде и определение диаметра труб временного водопровода

4.6 Расчет потребности в электроэнергии

4.7 Расчет потребности в сжатом воздухе и определение сечения разводящих трубопроводов

4.8 Определение потребности в кислороде

4.9 Расчет потребности в тепле

4.10 потребности в транспортных средствах

4.11 Расчет потребности в складских помещениях

4.12. Технико-экономические показатели проекта производства работ

5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСТНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ МОНТАЖНЫХ РАБОТ

5.1 Монтажные работы

5.2 Транспортные работы

5.3 Охрана труда при производстве монтажных работ

5.4 Складирование материалов и конструкций

5.5 Погрузочно-разгрузочные работы

5.6 Обеспечение пожаробезопасности

5.7 Охрана окружающей среды

6. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

6.1 Пути эвакуации и действия персонала при ЧС

6.1.1 Оценка аварии системы теплоснабжения

6.1.2 Оценка ситуации в случае пожара

6.1.3 Оценка ситуации при ЧС техногенного и природного характера

6.1.4 Оценка ситуации при химическом заражении

6.2 Меры по защите персонала в условиях чрезвычайных ситуаций

6.3 Обязанности организаций в области защиты персонала от чрезвычайных ситуаций

7. НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ХЛАДОСТОЙКИХ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

7.1 Выбор марки стали для конструкций

7.2 Конструктивно-технологические требования по предотвращению хрупкого разрушения стальных конструкций

7.2.1 Общие требования и указания

7.2.2 Сварные соединения

7.2.3 Сварные составные балки

7.2.4 Сварные колонны

7.3 Выбор конструктивной формы для хладостойких конструкций. Метод деконцентрации напряжений

7.4 Технологические методы повышения хладостойкости стальных конструкций при их изготовлении, транспортировке и монтаже

7.4.1 Общее положение

7.4.2 Резка и обработка кромок, сборка конструкций

7.4.3 Сварка конструкций

7.4.4 Транспортировка и монтаж конструкций

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ



ВВЕДЕНИЕ

нагрузка разрушение стальной

В нашей стране к спорту постоянно относились с почтением, однако в последнее время он из увлекательного и интереснейшего занятия перевоплотился в престижное со всеми вытекающими от сюда последствиями.

Настоящее спортивное здание - это большее, нежели чем просто здание или площадка. Это соединения единомышленников, болельщиков и спортсменов.

Проектируемый спортивный комплекс размещается в городе Мирный Архангельской области, на восточном берегу озера «Плесцы».

Участок застройки ограничен: с запада - акваторий озера «Плесцы», с остальных сторон - существующей жилой и общественной застройкой.

Строительство спортивного комплекса выполнено с целью повышения уровня физической подготовки военнослужащих Российской Федерации.

Для того чтобы военные привлекались к постоянным занятиям физическими упражнениями, повышали свою физическую подготовку и спортивное мастерство, организовывали досуг в Вооруженных Силах создается спортивная деятельность.

В настоящее время инфраструктура г. Мирный не как не владеет большими спортивными постройками, поэтому строительство спортивного комплекса создаст новые рабочие места для населения и расширит возможности жителей заниматься различными видами спорта.

Цель работы: разработать объемно - планировочное решение здания, рассчитать несущие конструкции металлокаркаса, разработать технологическую карту, обеспечить безопасность и экологичность ведения строительно - монтажных работ.



1. АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ

1.1 Генеральный план участка

Район строительства относится к IV территориальному поясу II климатического района.

Площадь застройки - 9,2 га, спортивные сооружения занимают - 6,52га.

Проект спортивного комплекса включает в себя строительство:

1) плоскостных сооружений - спортивного ядра с футбольным полем размером 90х60м с искусственным покрытием, сектора общей площадью 4747 м², круговых дорожек длиной 400м, волейбольной площадки размером 24х15м с асфальтовым покрытием, баскетбольной площадки размером 30х18м с асфальтовым покрытием, две площадки для тенниса размером 40х20м с асфальтовым покрытием, площадки для общевойсковой подготовки размером 24х12м и рукопашного боя размером 30х20м с покрытием из спецсмеси, полосы препятствий размером 100х15м с покрытием из спецсмеси, две площадки для минифутбола размером 55х32м с искусственным покрытием, детская площадка для минифутбола размером 25х18м с искусственным покрытием, ролледром площадью 2670м² с асфальтовым покрытием.

2) Крытой трибуны на 2000 зрителей с подтрибунными помещениями, предназначена для размещения зрителей во время проведения спортивных соревнований, городских и гарнизонных мероприятий, вспомогательных помещений для спортсменов и зрителей. Размеры в плане 10х20м.

3) Крытой хоккейной площадка с трибунами на 200 зрителей размером 61х30м.

4) Спортивный комплекс №5 с баскетбольными и волейбольными залами и бытовыми помещениями.



1.2 Объемно-планировочное решение здания

Сооружение предназначено для размещения административных помещений лыжной базы и для выполнения учебно-тренировочных занятий по различным видам спорта и общефизической подготовки и выполнения состязаний по волейболу и баскетболу и других игровых зальных видов спорта. Оно является одним из основных элементов архитектурной композиции всего комплекса.

Сооружение представляет из себя сблокированное из трех объемов здание. Средний объем в осях 7-12, двухэтажный с высотой 1 этажа 3,3м, 2 этажа 2,7м имеет размеры в осях 20,0х30,0м.

К среднему объему относятся здания в осях 1-6 и 13-18 примыкают два объема универсальных спортивных залов имеющих размеры в осях 24,0х30,0м с высотой вплоть до низа конструкций, которые выступают 8,7м. В залах установлены скамейки для зрителей на 25 человек в каждом.

На первом этаже двух этажной части здания предусмотрено размещение следующих помещений:

1) вестибюль;

2) инвентарные;

3) помещение администратора;

4) касса;

5) помещение охраны;

6) кабинет врача с ожидальной и санитарным узлом;

7) оздоровительно-банный комплекс (сауна);

8) раздевальные мужские и женские, душевые и санитарные узлы.

На втором этаже двух этажной части здания запроектированы:

1) залы силовых тренажеров;

2) гимнастический зал;

3) массажная;

4) тренерская;

5) гостевая;

6) комната приема пищи;

7) кабинет директора и бухгалтерии;

8) раздевальные мужские и женские, душевые и санитарные узлы.

Для придания зданию большей выразительности навеска наружных панелей «Сэндвич» для залов в осях 1-6 и 13-18 принята вертикальная, а для центральной части - горизонтальная.

Архитектурными акцентами являются две пристроенные к центральной части кирпичные лестничные клетки и зашивка входных тамбуров для зрителей на первом этаже металлопластиком.

Наружные двери - металлические утепленные.

Окна - металлопластиковые (двойной стеклопакет).

Архитектурно - строительные решения приняты в соответствии с нормами и требованиями[1],[2],[3],[4], [5], [26].

Площади помещений представлены в приложении 1.

Экспликация полов представлена в приложении 2.

1.3 Характеристика строительной климатической зоны

Характеристика строительной климатической зоны:

1) климатический район - II В [5].

2) зона влажности - 1 (влажная);

3) наиболее холодной пятидневки температура воздуха- - 33 °С;

4) для V района расчетное значение веса снегового покрова S_g=320 кПа;

5) для Iа района нормативное значение ветрового давления W₀=17 кПа;

6) климатический район по воздействию климата на технические изделия и материалы - II₅.



1.4 Конструктивное решение здания

Сооружение состоит из трех рамных каркасов. Конструктивная схема каркасов в осях 1-6 и 13-18/А-Е - однопролетные стальные рамы (пролет 24м, шаг рам - 6,0м, высота от низа ригеля рамы - 7,45м). Рамы применены на базе типовой серии [6].Рамы сквозные из гнутосварных труб.

Сопряжение стоек с фундаментом - шарнирное, сопряжение жесткое ригеля рамы со стойками.

Конструкциями несущих рам обеспечивается устойчивость и геометрическая неизменяемость каркаса в поперечном направлении. Системой вертикальных связей и распорок обеспечивается в продольном направлении.

Конструктивная схема каркаса в осях 7-12/Б-Д - двухэтажная трехпролетная рама (пролет - 6,0м, шаг рам - 6,0м, высота 1 этажа 3,3м, высота 2 этажа 2,7м).

Рама сплошная из прокатных профилей.

Сопряжение ригелей и балок со стойками - жесткое в двух направлениях. Сопряжение стоек с фундаментом - шарнирное.

Перекрытие сооружения - принято монолитным железобетонным бесопалубочным толщиной 100мм по стальным прогонам.

Покрытие - из профилированного листа по прогонам. Внутренние перегородки в санитарных узлах, душевых, технических помещениях - кирпичные, в остальных помещениях - каркасно-обшивные.

Устойчивость и неизменяемость каркаса в поперечном и продольном направлениях обеспечиваются конструкциями рамы с жесткими узлами в двух направлениях. Фундаменты сооружения - столбчатые монолитные железобетонные. Основанием фундаментов служит известняк сильновыветрелый (слой ИГЭ-6). Фундамент лестничных клеток - ленточный из сборных блоков стен подвалов.



1.5 Водоснабжение

Водоснабжение предусматривается от городского водовода д=350мм, проходящего по данной территории.

Для предоставления абсолютно всех затрат воды на хозяйственно-питьевые нужды с учетом приготовления горячей воды и внутреннего пожаротушения зданий с расходом 3,3 л/сек., на выносимом участке водовода в районе сооружения №5 предусматривается врезка д=160мм [22].

Ввод водопровода в сооружение №5 д=160мм, предусматривается в помещение водомерного узла.

Наружное пожаротушение с расходом 15л/сек. предусматривается из пожарных гидрантов, устанавливаемых на выносимом участке водовода д=400мм и участке д=160мм.

Пожарные гидранты расставлены с учетом пожаротушения каждого здания из двух пожарных гидрантов.

Проектируемая водопроводная сеть прокладывается из полиэтиленовых труб д=160мм; 400мм SDR17 ПЭ100 [7].

Основание под трубы песчаное (h=0,2м) с послойным трамбованием, выровненное с обратной засыпкой песком на 0,50м выше трубы.

1.6 Канализация

В связи с тем, что на территории отсутствует самотечная бытовая канализационная сеть, предусматривается внутриплощадочная самотечная сеть для приема бытовых стоков от сооружений [21].

Для сбора стоков в городскую канализационную сеть предусматривается строительство канализационной насосной станции производительностью 20м3/час.

Внутриплощадочная самотечная канализационная сеть прокладывается из полипропиленовых труб «PRAGMA» д=282мм.

От насосной станции прокладывается напорный коллектор до существующей канализационный насосной станции из полиэтиленовых труб SDR17, ПЭ100 д=110мм.

Основание под трубы песчаное (h=0,2м) с послойным трамбованием, выровненное с обратной засыпкой песком на 0,50м выше трубы.

1.7 Теплоснабжение

Теплоснабжение сооружений осуществляется от городских сетей.

Схема теплоснабжения двухтрубная.

Теплоноситель - вода с параметрами 105-10⁰С.

Точка ввода сети сооружение №5, где присматривается ИТП с узлом учета тепла.

Прокладка тепловых сетей принята подземная канальная, бесканальная и надземная на низких опорах.

Схема теплоснабжения четырехтрубная.

Трубопроводы прокладываются в готовой изоляции из пенополиуретана в оболочке из полиэтилена при подземной прокладке и в оцинкованной оболочке - при надземной прокладке с системой ОДК.

Трубы приняты стальные электросварные, из стали В20 [8].

Протяженность трассы - 240,0м.

1.8 Отопление

В данном здании предусмотрено:

1)отопление игрового зала для волейбола;

2)отопление для игрового зала баскетбола;

3)отопление для спортивно-административных помещений.

Разделение системы отопления на отдельные ветки предусмотрено для удобства в обслуживании и в гидравлической балансировке системы отопления.

Предусматривается дежурная однотрубная система водяного отопления, которая нагревает помещение +10 ⁰С, для отопления игровых залов. До рабочей температуры помещения нагреваются с помощью системы воздушного отопления. В качестве отопительных приборов используются чугунные радиаторы МС-140. Приборы устанавливаются на высоте 2м от пола.

Предусмотрена однотрубная стояковая система отопления с верхней разводкой подающей магистрали для отопления спортивных и административных помещений. В качестве отопительных приборов используется стальные панельные радиаторы РСВ5 ф. «Конрад».

1.9 Вентиляция

Для поддержания нормируемых параметров микроклимата в помещениях спортивного комплекса предусматриваются вытяжные, приточные с естественным и механическим побуждением системы вентиляции, с подогревом в холодный период наружного воздуха и очисткой его от пыли.

Предусмотрены разделительные системы вентиляции для:

1. Спортивных залов.

2. Залов силовых тренажеров.

3. Гимнастического зала.

4. Помещений инженерно-технического персонала и административного.

5. Раздевальных.

6. Душевых и санитарных узлов.

7. Водомерного узла, ИТП.

Помещения спортивных залов предусмотрен приток и вытяжка из верхней зоны, вытяжная вентиляция осуществляется по средствам крышных вентиляторов установленных в кровле.

В административных помещениях воздухообмен принят по кратностям и по санитарной норме подачи.

Из санитарных узлов и душевых предусмотрена вытяжка, приток осуществляется за счет перетекания воздуха из помещений раздевалок.

В помещениях, обеспеченных естественной вытяжкой вентиляцией, работа вытяжки предусматривается за счет подпора, создаваемого приточными системами в коридоры и вестибюли.

Чтобы обеспечить быструю и безопасную эвакуацию людей и нераспространение дыма: в коридоре первого этажа предусматривается система противодымной защиты - система дымоудаления ДУ1.

1.10 Физико-механические свойства грунтов

На основании полевых и лабораторных определений в пределах объекта выделены инженерно-геологические компоненты: ИГЭ-1, 1а, 1б, 2-7. Произведено разделение толщи на инженерно-геологические компоненты с учетом их текстурно-структурных особенностей, происхождения и возраста.

Инженерно-геологические и гидрогеологические условия участка принадлежат к III категории сложности, и характеризуется следующим строением:

1) под почвенно-растительным слоем, мощность которого составляет 0,1-0,2м или непосредственно с поверхности залегают насыпные грунты, представленные суглинками со строительным мусором, шлаком, битым кирпичом, гравием, галькой и валунами - полутвердыми (ИГЭ-1), тугопластичными (ИГЭ-1а) или мягкопластичными (ИГЭ-1б), глубина подошвы насыпных грунтов до 4,7м;

2) аллювиальные отложения представлены суглинками полутвердыми до тугопластичного со следами растительных остатков, на нижней границе с древесными остатками, (ИГЭ-2);

3) под техногенными и аллювиальными отложениями залегают моренные отложения;

4) (ИГЭ-3) суглинок пылеватый, содержание гравия, гальки и валунов 15-25%;

5) (ИГЭ-4) суглинок полутвердый до твердого, содержание гравия, гальки и валунов15-25%;

6) глубина подошвы мореных продуктов до 8,1м;

7) (ИГЭ-5) гравийно-галечниковый грунт с суглинистым заполнителем до 30%, глубина подошвы до 2,7м;

8) инженерно - геологические компоненты, выделенные в толще четвертичных отложений в различных частях участка, имеют изменчивую мощность и выклиниваются.

Под четвертичными отложениями залегают известняками каменноугольной формации:

9) (ИГЭ-6) известняк сильновыветрелый, в кровле до состояния дресвы, глубина подошвы 1,3-9,0м;

10 (ИГЭ-7) известняк выветрелый плитчатый.

Наличием двух водоносных горизонтов.

Первый имеет локальное распространение и приурочен к супесчаным линзам в насыпных грунтах и аллювиальным отложениям. Водоупором являются мореные суглинки.

Насыпные грунты (ИГЭ-1б) и аллювиальные отложения (ИГЭ-2) имеют незначительную водопроницаемость, коэффициент фильтрации ориентировочно принять 0,1 м/сут.

Второй приурочен к известнякам. Встречен на глубине 2,8- 8,1м (абс.Отм. 109,9-105,2м). В случае глубокого залегания кровли мореных отложений имеет местный напор. Установившийся уровень 2,8-5,5м (абс.Отм.110,2-109,9м).

1.11 Теплотехнический расчет наружной стены

1.11.1Определение толщины утепляющего слоя наружной стены

Конструкция стены по таблице 1.2 и по рисунку 1.1: панель марки ПСМ ЗАО «Петропанель» толщиной 200 мм, плотностью 150 (брутто),

- коэффициент теплоотдачи поверхности стены внутренней;

- коэффициент теплоотдачи поверхности стены наружной.

Таблица 1.2-Конструкция стены

№ слоя	Слой	Толщина	Коэффициент теплопроводности
1	Сэндвич - панели,	200мм	0,20м	0,042

Рисунок 1.1-Конструкия стены

Необходимо принимать не меньше нормируемых значений R_req, м²·°С/Вт сопротивление теплопередаче R₀, м²·°С/Вт ограждающих конструкций, характеризуемых согласно по таблице №1.3в связи с градусо - суток района строительства D_d, °С·сут[4].



Таблица 1.3 - Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций

Здания и помещения, коэффициенты a и b	Отопительный период, °С·сут/год	Требуемое сопротивление теплопередаче , м2*°C/Bт, ограждающих конструкций - базовые значения
		Стен	Покрытий и перекрытий над проездами	Перекрытий чердачных над неотапливаемыми подпольями и подвалами	Окон и балконных дверей, витрин и витражей	Фонарей
1	2	3	4	5	6	7
1. Лечебно-профилактические, жилые, детские учреждения, интернаты, школы, гостиницы и общежития	2000	2,1	3,2	2,8	0,3	0,3
	4000	2,8	4,2	3,7	0,45	0,35
	6000	3,5	5,2	4,6	0,6	0,4
	8000	4,2	6,2	5,5	0,7	0,45
	10000	4,9	7,2	6,4	0,75	0,5
	12000	5,6	8,2	7,3	0,8	0,55

Продолжение таблицы 1.3

1	2	3	4	5	6	7
a	-	0,00035	0,0005	0,00045	-	0,000025
b	-	1,4	2,2	1,9	-	0,25
2. Административные, производственные и бытовые, общественные, кроме указанных выше, и другие здания и помещения с мокрым режимом или влажным	2000	1,8	2,4	2,0	0,3	0,3
	4000	2,4	3,2	2,7	0,4	0,35
	6000	3,0	4,0	3,4	0,5	0,4
	8000	3,6	4,8	4,1	0,6	0,45
	10000	4,2	5,6	4,8	0,7	0,5
	12000	4,8	6,4	5,5	0,8	0,55
a	-	0,0003	0,0004	0,00035	0,00005	0,000025
b	-	1,2	1,6	1,3	0,2	0,25

Вычисляют по формуле градусо - сутки отопительного периода D_d, °С·сут:

D_d = (t_в-t_on) z_on, °C?сут, (1.1)



где t_в - расчетная средняя температура здания внутреннего воздуха, которая принимается для расчета ограждающих конструкций спортивных залов без мест для зрителей t=15°C[1];

t_on, z_on-средняя температура наружного воздуха, которая принимается со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8°C[5].

Сопротивление теплопередаче R_o, м²С/Вт, необходимо вычислять по формуле:

(1.2)

где б_в- коэффициент теплоотдачи ограждающей конструкции внутренней поверхности принимается по таблице 1.4, [4];

б_н - коэффициент теплоотдачи для условий холодного периода наружной поверхности, принимаемый по таблице 1.5, [4];

- толщины конструктивных слоев ограждения, м;

- коэффициенты теплопроводности отдельных слоев ограждения, .

Таблица 1.4- Коэффициент теплоотдачи ограждающей конструкции внутренней поверхности

Внутренняя поверхность ограждения	Коэффициент теплоотдачи бв, Вт/ (м2·°С/Вт),
1. Гладких потолков, потолков у которых выступают ребра при отношении h ребер к расстоянию a, между гранями соседних ребер h/а?0,3, полов, стен.	8,7
2.Потолков, у которых выступают ребра при отношении h/а?0,3	7,6
3.Окон	8,0
4.Зенитных фонарей	9,9



Таблица 1.5-Коэффициент теплоотдачи для условий холодного периода наружной поверхности

Ограждающие конструкции с наружной поверхностью	Для зимних условий -коэффициент теплоотдачибн, , Вт/ (м2·°С/Вт)
1.Перекрытий над проездами, над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне, покрытий, наружных стен	23
2.Перекрытий над холодным (с ограждающимися стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне, перекрытий над холодными подвалами, которые сообщаются с наружным воздухом	17
3.Перекрытий над подвалами, которые неотапливаются, подвалами со световыми проемами в стенах и перекрытий чердачных, и наружных стен с воздушной прослойкой, которая вентилируется наружным воздухом	12
4.Перекрытий над подвалами, которые не отапливаются и техническими подпольями, которые не вентилируются наружным воздухом	6

Для теплотехнического расчета использованы следующие исходные данные (г. Мирный, Архангельская обл.):

1) температура пятидневки, которая наиболее холоднее: t_н5= -33°С;

2)отопительного период - средняя температура: t_оn = -4,7°С;

3) отопительного период - продолжительность: z_on=249 дня;

4) зона влажности: влажная;

5) ограждающие конструкции - условия эксплуатации: Б;

6) в помещениях влажностный режим - нормальный;

7) в помещениях относительная влажность воздуха: ц_в=55%;

8) температура внутреннего воздуха - расчетная: t_в =15 ⁰С;

9) коэффициент теплоотдачи поверхности внутренней: б_в= ;

10) коэффициент теплоотдачи для стены наружной поверхности: б_н =;

11) коэффициент теплоотдачи для перекрытия наружной поверхности:б_н =;

12) коэффициент положения по отношению ограждающей конструкции к наружному воздуху: n=1.

При определении толщины утепляющего слоя в качестве расчетной схемы стены принимаем однородную многослойную ограждающую конструкцию.

Вычислим значение градуса суток отопительного периода ГСОП по формуле (1.1):

D_d=

Вычислим требуемое сопротивление теплопередаче R⁰_ТР из условий энергосбережения - интерполяцией:

4000 - 2,4

6000 - 3,0

Отталкиваясь из условия многослойной ограждающей конструкции, вычислим сопротивление - термическое R_к:

, м²С/Вт, (1.3)

где R_1,R_2,R_вп- сопротивление ограждающих конструкций, м²С/Вт.

Вычислим сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции - общее, по формуле:



(1.4)

Согласно конструктивным требованиям получаем толщину утепляющего слоя 0,200м. Общее сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции в таком случае вычислим по формуле (1.4):

;

2,59<4,92 - условие соблюдается.

Выполняем контроль способности выпадения конденсата на поверхности с внутренней стороны стены.

Без учета теплопроводных включений вычислим температуру внутренней поверхности стены по формуле:

(1.5)

где n - коэффициент положения по отношению ограждающей конструкции к наружному воздуху;

t_в - расчетная температура воздуха внутреннего, ⁰С;

t_н5- температура пятидневки наиболее холодной, ⁰С.

Температуре внутреннего воздуха отвечает максимальная упругость водяного пара .

Принимая для спортивного зала влажность внутри помещения 55% вычислим значение водяного пара воздуха действительной упругости помещения по формуле:

(1.6)

где ц_в- влажность воздуха в помещении относительная, %;

Е_в - максимальная упругость - водяного пара, Па.

Приняв , определяем температуру, которая соответствует этому значению:

- температура точки росы.

,

; выпадение конденсата не произойдет

1.12 Теплотехнический расчет кровли в осях 7 -12

Рисунок 1.2 - Конструкция покрытия



Таблица 1.6-Конструкция покрытия

Слой	Коэффициент теплопроводности лБ, Вт/(м °С)	Толщина слоя , м
Засыпка из гравия	0,19	0,015
Унифлекс - технониколь	-	0,008
Стяжка из цементно-песчаного раствора	0,93	0,03
Утеплитель - мин. Вата	0,04	0,270

Вычислим значение градуса суток отопительного периода ГСОП по формуле (1.1):

D_d =

Вычислим требуемое сопротивление теплопередаче по формуле:

(1.7)

где а, b- коэффициенты требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций - базовых значений по таблице 1.3.

Вычислим сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции - общее, по формуле (1.2):

- условие выполнено.



2. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ

2.1 Сбор нагрузок на балочную клетку между осями Б-В

Балочной клеткой является система балок, образующих несущую конструкцию перекрытия, покрытия.

Рисунок 2.1 - Нормальная балочная клетка

Рисунок 2.2 - Грузовая площадь балок настила

Таблица 2.1 - Сбор нагрузок от перекрытия

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
Профнастил Н60-845-0,8, m=9,94 кг/м2	0,099	1,05	0,104
Постоянная Бетон В15; t прив=70мм (с = 25 кН/м3)	1,75	1,3	2,275
Цементно-песчаная подготовка t=25мм (с = 20 кН/м3)	0,5	1,3	0,65
Керамическая плитка t=8мм (с = 18 кН/м3)	0,144	1,2	0,173
Перегородки 23,5х4,05х0,6/36	1,586	1,2	1,903
Итого постоянной	4,079		5,105
Временная нагрузка	4	1,2	4,8
Итого временная и постоянная	8,079		9,905

Таблица 2.2 - Сбор нагрузок от покрытия

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
1	2	3	4
Защитный слой гравия t=15мм (с = 6 кН/м3)	0,09	1,3	0,117
2 слоя Унифлекс t=8мм (с = 12 кН/м3)	0,096	1,2	0,115
Цементно-песчаная армированная стяжка t=30мм (с = 25 кН/м3)	0,75	1,3	0,975

Продолжение таблицы 2.2

Утеплитель - мин. вата t=270мм (с = 1,2 кН/м3)	0,324	1,2	0,389
1 слой Унифлекс t=4мм (с = 12 кН/м3)	0,048	1,2	0,058
Профнастил Н60-845-0,8, m=9,94 кг/м2	0,099	1,05	0,104
Прогоны, шаг 1,5м 25Б2, m=29,6 кг/м	0,197	1,05	0,207
Балка, шаг 6м 40Б2, m=66 кг/м	0,11	1,05	0,116
Подвесной потолок m=8 кг/м2	0,08	1,2	0,096
Итого постоянной	1,794		2,177
Временная снеговая нагрузка 1 вариант 0,172Т/м2=1,687 кН/м2	1,687	1,4	2,362
Временная снеговая нагрузка 2 вариант среднее значение в осях 7-8, 11-12 (0,177+0,489)/2=0,333Т/м2=3,267 кН/м2	3,267	1,4	4,574
Итого временная 2 вариант и постоянная	5,061		6,751



Снеговая нагрузка посчитана в программе Вест, расчет представлен в приложении 3.

2.2 Расчет балок настила для перекрытия

Шаг балок настила, а = 1,5 м.

Нормативные и расчетные значения погонных нагрузок на балки определяют по формулам:

qⁿ = 1,01 pⁿ a, кН/м, (2.1)

q = 1,01 pa, кН/м, (2.2)

где 1,01 - коэффициент, учитывающий собственный вес рассчитываемой балки (1% от нагрузки);

рⁿ - нормативная нагрузка, кН/м²;

р - расчетная нагрузка, кН/м²;

а - ширина грузовой площади, равная шагу балок настила, а=1,5м;

qⁿ = 1,01·8,079·1,5 = 12,24 кН/м

q = 1,01·9,905·1,5 = 15,01 кН/м.

Расчетные значения максимального изгибающего момента (в середине балки):

М_МАХ = кН?м, (2.3) Q_МАХ = , кН, (2.4)

где l=6 м - пролет балок настила

М_МАХ = = 67,55 кН·м

Q_МАХ = = 45,03 кН

Требуемый момент сопротивления сечения:

W_{X тр} = , см³, (2.5)

где с₁ - коэффициент, учитывающий пластическую работу сечения в зависимости от отношения площади полки сечения А_f к площади стенки А_w; при предварительном подборе сечения значение с₁ принять равным 1,1;

R_y - расчетное значение сопротивления стали растяжению, сжатию и изгибу, для фасонного проката в зависимости от толщины и класса стали; R_Y=240 МПа (С255)

_c - коэффициент условий работы конструкции, принимаемый для балок равным 1,0.

W_{X тр} = = 0,000256 м³ = 256 см³

Подбираем двутавр с W_X ? W_{X тр} двутавр стальной горячекатаный №25Б2

W_X = 324,2см³, b_f = 125мм, t_f= 9мм, Ix=4052 см⁴, h=250мм, А=37,66см²,

q_св=0,296кН/м (q_св=29,6кг/м)

Определяем значение

A_f = b_f ·t_f , см², (2.6)

A_w = A - 2·A_f , см², (2.7)

A_f = 12,5·0,9 = 11,25см²

A_w = 37,66 - 2·11,25 = 15,16 см²

Вычисляем

A_f / A_w = 11,25/15,16= 0,742



По приложению Е.1 [31] уточняем значение с_х; с_х = 1,096.

Уточняем значение:

q^н = pⁿ·a + g^св, кН/м, (2.8)

q^н = 8,079·1,5 + 0,296 = 12,41 кН/м

q = p·a+g^св·г_fg , кН/м, (2.9)

q = 9,905·1,5 + 0,296·1,05 = 15,17 кН/м

М_МАХ = = 68,27 кН·м

Q_МАХ = = 45,51 кН

Проверка принятого сечения по первой группе предельных состояний

у = ? R_y·г_c, МПа, (2.10)

у = = 192,1 МПа ? 240?10⁶?1 = 240МПа

Проверка принятого сечения по второй группе предельных состояний

f/l = ? [f/l], (2.11)

где [f/l] = 1/250

f/l = = 0,0039

0,0039 = 0,004 => проверка выполняется.



2.3 Расчет главной балки для перекрытия

Определяем значение нагрузки на главную балку:

qⁿ = (q_БН^н/а + рⁿ)1,02·В, кН/м, (2.12)

qⁿ = 1,02·6(0,296/1,5 +8,079) = 50,65 кН/м

q=((q_БН^н/а)+р)1,02·В, кН/м, (2.13)

q= 1,02·6((0,296/1,5)·1,05+9,905)=61,89 кН/м

Определяем максимальный изгибающий момент, поперечную силу, требуемый момент сопротивления сечения:

М_max = кН•м

Q_max = кН/м

W_{Х тр} = = 1055 см³

Подбираем двутавр с W_X ? W_{X тр} двутавр стальной горячекатаный №40Б2

W_X = 1185,3см³, b_f = 200мм, t_f= 13мм, Ix=23706 см⁴, h=400мм, А=84,12 см²,

q_св=0,66 кН/м (q_св=66 кг/м)

A_f = 20·1,3 = 26 см²

A_w = 84,12 - 2·26 = 32,12 см²

Вычисляем

A_f / A_w = 26/32,12= 0,809

По приложению Е.1 [31] уточняем значение с_х; с_х = 1,089.

Уточняем нагрузки



qⁿ = (q_БН^н/а + рⁿ)·В + gⁿ_{св. ГБ}, кН/м, (2.14)

qⁿ = 6(0,296/1,5 + 8,079) + 0,66 = 50,32 кН/м

q = ((q_БН^н/а)+ р)·В + gⁿ_{св. ГБ}·г_fg, кН/м, (2.15)

q = 6((0,296/1,5)·1,05 + 9,905) + 0,66·1,05 = 60,37 кН/м

М_МАХ = = 271,67 кН·м

Q_max = = 181,11 кН

Проверка принятого сечения:

- по первой группе предельных состояний

210,5МПа < 240МПа

- по второй группе предельных состояний

условие выполняется.

Ребра жесткости для крепления балок настила конструируют парными при сопряжении в одном уровне. Шаг балок настила 1.5м.

, м, (2.16)

, м, (2.17)

= 37мм, принимаем 80 мм

=5,5мм, принимаем 6 мм

Проектирование примыкания балок настила к главной балке.



Рисунок 2.3 - Примыкание балок настила к главной балке

Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом в таком соединении, следует определить по формулам:

на срез:

N_bs = R_bs •_b •A_b • n_s , кН, (2.18)

на смятие:

N_bp = R_bp • _b • d •t_min , кН, (2.19)

где R_bs, R_bp - расчетные сопротивления болтов срезу и смятию, равные 210 МПа и 485 МПа соответственно для болтов класса точности 5.6.

_b - коэффициент условий работы соединения, _b =1,0 при работе на срез и _b =1,1 при работе на смятие.

А_b = расчетная площадь сечения болта, равная 2,01 см²;

n_s - число расчетных срезов одного болта, принимаем =1;

d - наружный диаметр болта, равный 16мм.

t_min - наименьшая суммарная толщина элементов, сжимаемых в одном направлении - min из t_s = 6 мм и t_н= 6 мм.

кН

кН



Количество болтов в соединении:

n (Q_{max БН}) / (_c • N_min), (2.20)

где N_min - меньшее из значений N_bs и N_bp.

Расстояние между центрами болтов «а» и от края элемента «а*» или «b*» принято кратным 5мм.

Принимаем 2 болта.

Прочность накладки на срез проверяется по формуле:

= (Q_{max БН(ВБ)}) / A_н, ? R_s*_c , МПа, (2.21)

где А_н - площадь сечения накладки нетто, равная А_н = l_н • t_н - n • d_отв • t_н ,

t_н - толщина накладки,

l_н - длина накладки.

l_н(мах)= (4+8+4)*d_отв=16*19=304 мм => принимаем 180 мм

R_s=0.58*R_y=0.58*240=139.2 МПа

А_н = 18•0,6 -2•1,9•0,6=8,52 см²

= 45,03/8,52•10^-4= 52,9 МПа<139,2 МПа

Сварные швы «А» проверяются на совместное действие усилия Q_maxБН и изгибающего момента М = Q_maxБН • е:



, (2.22)

, (2.23)

где l_w - расчетная длина шва,

е - эксцентриситет приложения силы Q_maxБН,

k_f - катет шва, принимаемый k_fmin k_f 1.2 • t_min

l_w = l_н -10, мм , (2.24)

е = с/2 + f + (b_ef - b_r) + a*, мм, (2.25)

l_w = 180 - 10 = 170 мм

мм

k_f = 5 мм

R_wf = 200 МПа

R_wz = 0,45·R_un = 0,45·370 = 166,5 МПа

МПа

108,3 МПа < 200 МПа

МПа

75,8 МПа < 166,5 МПа

Условие выполняется.



2.4 Расчет балок настила для покрытия

Шаг балок настила а = 1,5 м.

Нормативные и расчетные значения погонных нагрузок на балки определяют по формулам:

qⁿ = 1,01·5,061·1,5 = 7,67 кН/м

q = 1,01·6,751·1,5 = 10,23 кН/м.

Расчетные значения максимального изгибающего момента (в середине балки):

l=6 м - пролет балок настила

М_МАХ = = 46,04 кН·м

Q_МАХ = = 30,69 кН

Требуемый момент сопротивления сечения:

W_{X тр} = = 0,000174 м³ = 174 см³

Подбираем двутавр с W_X ? W_{X тр} двутавр стальной горячекатаный №25Б2 с учетом унификации типов размеров

W_X = 324,2см³, b_f = 125мм, t_f= 9мм, Ix=4052 см⁴, h=250мм, А=37,66см²,

q_св=0,296кН/м (q_св=29,6кг/м)

A_f = 12,5·0,9 = 11,25см²

A_w = 37,66 - 2·11,25 = 15,16 см²

Вычисляем

A_f / A_w = 11,25/15,16= 0,742

По приложению Е.1 [31] уточняем значение с_х; с_х = 1,096.

Уточняем значение:

q^н = 5,061·1,5 + 0,296 = 7,89 кН/м

q = 6,751·1,5 + 0,296·1,05 = 10,44 кН/м

М_МАХ = = 46,98 кН·

Q_МАХ = = 31,32 кН

Проверка принятого сечения по первой группе предельных состояний

у = = 132,2 МПа ? 240?10⁶?1 = 240МПа

Проверка принятого сечения по второй группе предельных состояний

f/l = = 0,0027

0,0027 = 0,004 => проверка выполняется.

2.5 Расчет главной балки для покрытия

Определяем значение нагрузки на главную балку:

qⁿ = 1,02·6(0,296/1,5 + 5,061) = 32,18 кН/м

q= 1,02·6((0,296/1,5)·1,05+6,751)=42,58 кН/м

Определяем максимальный изгибающий момент, поперечную силу, требуемый момент сопротивления сечения:

М_max = кН•м

Q_max = кН/м

W_{Х тр} = = 726 см³

Подбираем двутавр с W_X ? W_{X тр} двутавр стальной горячекатаный №40Б2 с учетом унификации типов размеров

W_X = 1185,3см³, b_f = 200мм, t_f= 13мм, Ix=23706 см⁴, h=400мм, А=84,12 см²,

q_св=0,66 кН/м (q_св=66 кг/м)

A_f = 20·1,3 = 26 см²

A_w = 84,12 - 2·26 = 32,12 см²

Вычисляем

A_f / A_w = 26/32,12= 0,809

По приложению Е.1 [31] уточняем значение с_х; с_х = 1,089.

Уточняем нагрузки

qⁿ = 6(0,296/1,5 + 5,061) + 0,66 = 32,21 кН/м

q = 6((0,296/1,5)·1,05 + 6,751) + 0,66·1,05 = 42,44 кН/м

М_МАХ = = 190,98 кН·м

Q_max = = 127,32 кН

Проверка принятого сечения:

- по первой группе предельных состояний

148 МПа < 240МПа

- по второй группе предельных состояний

условие выполняется.

Ребра жесткости для крепления балок настила конструируют парными при сопряжении в одном уровне. Шаг балок настила 1.5м.

= 37мм, принимаем 80 мм

=5,5мм, принимаем 6 мм

Проектирование примыкания балок настила к главной балке обозначено на рисунке 2.3.

кН

кН

Принимаем 2 болта по типу балок перекрытия.

Прочность накладки на срез:

l_н(мах)= (4+8+4)*d_отв=16*19=304 мм => принимаем 180 мм

R_s=0.58*R_y=0.58*240=139.2 МПа

А_н = 18•0,6 -2•1,9•0,6=8,52 см²

= 30,69/8,52•10^-4= 36 МПа<139,2 МПа

Сварные швы «А» проверяются на совместное действие усилия Q_maxБН и изгибающего момента М = Q_maxБН • е:

l_w = 180 - 10 = 170 мм

мм

k_f = 5 мм

R_wf = 200 МПа

R_wz = 0,45·R_un = 0,45·370 = 166,5 МПа

МПа

73,8 МПа < 200 МПа

МПа

51,7 МПа < 166,5 МПа

Условие выполняется.



2.6 Расчет средней колонны 1-ого этажа по оси 8, 11

Расчетные усилия в колонне определены в результате статического расчета поперечной рамы, указаны в приложении 4 - N=545,05 кН, M=10,08 кН/м.

Коэффициент µ находим по формуле (145) [31] таблица 31:

(2.26)

Т.к. при шарнирном креплении нижних или верхних ригелей к колоннам принимается 0 по п. 6.10* согласно [31], то

l_efx = 0,7 Ч 3,4 = 2,38 м

Определение требуемой площади сечения:

(2.27)

где R_у = 240 МПа - расчетное сопротивление стали по пределу текучести (С 255)

г_n = 1; г_с = 1

ц_e - коэффициент, определяемый в зависимости от условной гибкости стержня и приведенного относительного эксцентриситета m_ef



, (2.28)

, (2.29)

С учетом того, что колонна на 2 этажа и общая длина 7,2м

, примем 250 мм.

где - условная гибкость стержня колонны;

- радиус инерции сечения (в предварительных расчетах принять для двутавра

i_x = 0,42 Ч h = 0,42 Ч 0,25 = 0,105 м

Е = 2,1 Ч 10⁵ МПа - модуль упругости стали

, (2.30)

где - приведенный относительный эксцентриситет;

- коэффициент влияния формы сечения по табл. Д.2 [31];

- относительный эксцентриситет, определяется

, (2.31)

(здесь , , в предварительных расчетах принять , )



з = (2.32)

1,90,1*0,21)0,02(60,21) *0,77=1,79

ц_e = 0,85 - по таблице Д.3 [31]

Требуемая площадь:

По сортаменту СТО АСЧМ 20-93 принимаем двутавр 25К1:

А = 79,72 см², h = 246 мм,

b = 249 мм, s = 8 мм,

t = 12 мм, i_x = 107,3 мм,

i_у = 62,3 мм, W_х = 745,6 см³

I_х = 9171 см⁴

см;

(2.33)

>

=(1,90,1*0,2)0,02(60,2) *0,75=1,8

=> ц_e = 0,851 - по таблице Д.3 [31].



Проверка принятого сечения

Проверку прочности внецентрено - сжатых колонн выполняют при приведенном относительном эксцентриситете m_ef > 20.

Проверка устойчивости в плоскости рамы, т.к. m_ef = 0,36 < 20

, МПа, (2.34)

Проверка устойчивости:

- из плоскости рамы:

, (2.35)

- в плоскости рамы:

По п. 9.2.8 [31] при л_x < л_y проверка из плоскости момента не требуется.

Проверка по гибкости:

л_х?[ л_х], (2.36)

[л_х]=180-60*б_х, (2.37)



где - коэффициент принимаемый не менее 0,5

, (2.38)

_x=, (2.39)

_x=

Тогда по таблице Д.1. [31] ц_x = 0,847

= 0.336

[л] _х = 180 60 Ч 0,5 = 150

л_у?[ л_у],

_y=

Тогда по таблице Д.1. [31] ц_y = 0,971

= 0.293

[л] _y = 180 60 Ч 0,5 = 150

Колонна среднего ряда в пределах 2 этажа

Коэффициент µ находим по формуле (145) [31] таблица 31



Т.к. при шарнирном креплении нижних или верхних ригелей к колоннам принимается 0 по п. 6.10* согласно [31], то

l_efx = 0,7 Ч 3,8 = 2,66 м

i_x = 0,42 Ч h = 0,42 Ч 0,25 = 0,105 м

=(1,90,1*0,14)0,02(60,14) *0,86=1,79

ц_e = 0,873 - по таблице Д.3 [31]

Требуемая площадь:

По сортаменту СТО АСЧМ 20-93 принимаем двутавр 25К1:

А = 79,72 см², h = 246 мм,

b = 249 мм, s = 8 мм,

t = 12 мм, i_x = 107,3 мм,

i_у = 62,3 мм, W_х = 745,6 см³

I_х = 9171 см⁴

Уточняем:

см;

>

=(1,90,1*0,13)0,02(60,13) *0,84=1,79

=> ц_e = 0,875 - по таблице Д.3 [31].

Проверка принятого сечения

Проверку прочности внецентрено - сжатых колонн выполняют при приведенном относительном эксцентриситете m_ef > 20.

Проверка устойчивости в плоскости рамы, т.к. m_ef = 0,23 < 20

Проверка устойчивости:

- из плоскости рамы:

- в плоскости рамы:

По п. 9.2.8 [31] при л_x < л_y проверка из плоскости момента не требуется.

Проверка по гибкости:

_x=

Тогда по таблице Д.1. [31] ц_x = 0,962

= 0.107

[л] _х = 180 60 Ч 0,5 = 150

_y=

Тогда по таблице Д.1. [31] ц_y = 0,814

= 0.126

[л] _y = 180 60 Ч 0,5 = 150

База внецентрено - сжатой колонны среднего ряда

М= 10.08 кНм; N=545.05 кН.

По конструктивным соображениям принимаем В=40 см. Фундамент из бетона класса В20 с R_b=11.5МПа и R_b,lok=ц_b·R_b=1.2·11.5=13.8 МПа.

, м, (2.40)

Принимаем по конструктивным соображениям L=500 мм.

Определяем толщину опорной плиты.

Участок 1(консольный участок):

Изгибающий момент по формуле

(2.41)

где А₁-площадь трапеции условного консольного участка плиты, см²;

С₁-расстояние от центра тяжести трапеции до условной опорной кромки плиты, см.



Толщина опорной плиты

(2.42)

Сталь С255 при t > 20 мм, R_y=230 МПа

Участок 2(консольный участок):

(2.43)

Участок 3 (участок опертый на 3 канта):



(2.44)

Для участка плиты, опертого на три стороны, а зависит от отношения по таблице Е.2 [31], где d₁- длина свободной стороны, длина стороны, перпендикулярной к свободной.

=>

(2.45)

.

Принимаем толщину плиты 20 мм.

Рисунок 2.10 - Напряжения в базе колонны

Проверяем прочность опорной плиты в сечении 1-1:



, МПа, (2.46)

(2.47)

Здесь:

, кН, (2.48)

, МПа, (2.49)

Прочность обеспечена.

Расчет анкерных болтов

Растягивающее усилие в анкерных болтах:

, (2.50)

На один анкерный болт приходится усилие 31,2 кН. Назначаем анкерные болты диаметром 24 мм.



Проверка приведенных напряжений в плите в зоне действия анкерных болтов по сечению 1-1:

,МПа, (2.51)

, МПа, (2.52)

Прочность обеспечена.

2.7 Расчет столбчатого фундамента под колонну

Расчет фундамента выполним для наиболее нагруженной колонны среднего ряда N=545,05 кН, M=10,08 кНм.

Глубина заложения d = -2,1 м.

Сопротивление грунта основания суглинка тугопластичного R₀ = 0.25 МПа. Бетон В15. Средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах г_m = 20 кН/м³. Арматура из сеток класса А400.



Рисунок 2.11 - Фундамент

Под фундамент устраивают бетонную подготовку из класса В3,5 толщиной 100 мм, чтобы избежать попадание грунтовых вод. Для защиты арматуры устраивают защитный слой 50 мм.

2.7.1 Определение размеров подошвы фундамента

Усилие на уровне подошвы фундамента определяем по формулам:

; (2.53)

(2.54)

кН (2.55)

кН•м;

кН;

Нормативное усилие и момент:

кН.

Требуемая площадь подошвы фундамента.

A = (2.56)



г_m = 20 кН/м³

H = 2,1 м

R₀ = 0.25 МПа

A = м²

Т.к. фундамент является внецентрено нагруженным, подошва фундамента принимается прямоугольной формы, развернутой в плоскости изгибающего момента.

Назначаем фундамент a = 1700 мм, b = 1400 мм

А = 2,38 м².

2.7.2 Определение количества ступеней в фундаменте

Рабочая высота подошвы фундамента определяется по расчетной максимальной нагрузке .

h₀ ? (2.57)

Принимаем размеры стакана в соответствии с размерами колонны

a_ст = 800 мм

b_ст = 500 мм

R_bt = 0.750 МПа (В15)

кН/м² (2.58)

h₀₁ ? = 0,053 м

Принимаем 1 ступень. Назначаем высоту ступени h = 0.4 м

h₀ = h - a = 400 - 50 = 350 мм



2.7.3 Определение напряжений под подошвой фундамента

Рⁿ_max,min = ·(1 ± 6·e₀/a) (2.59)

Эксцентриситет от приложенной нагрузки

e₀ = (2.60)

e₀ = м;

Рⁿ_max =·(1 + 6·0.009/1,7) = 213,3 кН/м²

Рⁿ_max ? 1.2·R₀ = 1.2·250 = 300 кПа

213,3 кПа < 300 кПа

Условие выполняется.

Рⁿ_min =·(1 - 6·0.009/1,7) = 200,2 кН/м²

Рⁿ_min > 0

Условие выполняется, следовательно, размеры подошвы фундамента оставляем 1,71,4 м.

2.8.4 Расчет плиты фундамента на продавливание

При расчете на продавливание рассматривают расчетное поперечное сечение, расположенное вокруг зоны передачи усилий на элемент на расстоянии h₀/2 нормально к его продольной оси, по поверхности которого действуют касательные усилия от сосредоточенной силы и изгибающего момента.

Расчет производим из условия:



, (2.61)

где -сосредоточенная сила на уровне ступени фундамента

-периметр контура расчетного поперечного сечения, расположенного на расстоянии 0,5h₀ от границы площадки опирания сосредоточенной силы N,

, (2.62)

(2.63)

м

м;

кН

кН;

кН.

Условие выполняется.

Для внецентрено сжатых элементов необходимо проверить условие на действие внецентрено приложенной сосредоточенной силы относительно центра тяжести контура расчетного сечения.

(2.64)

где - длина контура незамкнутого расчетного сечения;

-момент инерции контура расчетного сечения;



(2.65)

-расстояние от центра тяжести контура расчетного сечения до проверяемого волокна

-для волокна у противоположного края плиты;

е₀-эксцентриситет сосредоточенной силы относительно центра тяжести контура расчетного сечения;

(2.66)

- расстояние точки приложения сосредоточенной силы от края фундамента.

Рисунок 2.12 - Фундамент внецентрено сжатый

м

м⁴

м

кН

условие выполняется.

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при совместном действии сосредоточенных сил и изгибающего момента:

см³

Условие на продавливание выполняется.

2.7.5 Расчет рабочей арматуры фундамента

В фундаменте 1 ступень, поэтому расчет производим по 1 сечению. Площадь арматуры определяется на действие момента в первом сечении. Окончательно назначают арматуру большей площади. В качестве рабочей арматуры подошвы фундамента используют арматуру класса А400. Диаметр арматуры принимается не менее 10 мм, шаг стержней принять 100,150 или 200 мм. Количество стержней сетки определяется по габаритам подошвы. Расчет арматуры вычисляется в 2-х направлениях: в направлении длинной стороны, в направлении короткой стороны.

Изгибающий момент для расчета арматуры по длинной стороне плиты фундамента при наличии одной ступени:



М_1-1 = 0.125·р·(а - a_ст)²·b, (2.67)

где давление грунта под подошвой р = (Р_max+Р_подк)/2

(2.68)

W = = = 0,674 м³ (2.69)

Р₁ = 561,55/2,38 + 5,3/0,674 = 243,8 кН/м²

Р₂ = 561,55/2,38 - 5,3/0,674 = 228,1 кН/м²

Р_подк=Р₁-((Р₁-Р₂)а_ст/а) (2.70)

Р_подк=243,8-((243,8-228,1)0,8/1,7)=236,4 кН/м²

р = (Р_max+Р_подк)/2 (2.71)

р = (213,3+236,4)/2 = 224,85 кН/м²

М_1-1 = 0.125·р·(а - a_ст)²·b

а = 1,7 м; а_ст = 0,8 м; b = 1,4 м

М_1-1 = 0.125·224,85·(1,7 - 0,8)²·1,4 = 31,9 кН•м

, (2.72)

где R_b=8.5 МПа для бетона В15

для арматуры А400. Условие выполняется.

Требуемая площадь арматуры в направлении длинной стороны:

A_S = (2.73)



A_S = =2,6 см²

R_S = 355·10³ кПа d_min = 10 мм

Назначаем шаг стержней 200 мм, определим количество стержней:

, (2.74)

Определим площадь одного стержня