ОГЛАВЛЕНИЕ

• ВЕДЕНИЕ 4
• 1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 5
• 2. ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН УЧАСТКА 7
• 3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ. ВЫБОР ВАРИАНТА 8
• 4. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ 18
• 4.1 Конструктивное решение здания 18
• 4.2 Исходные данные 19
• 4.3 Сбор нагрузок 19
• 5.АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ 22
• 5.1 Описание объемно-планировочного решения, состав помещений 22
• 5.2 Теплотехнический расчет 23
• 5.3 Конструктивное решение здания 29
• 5.4 Внутренние сети 30
• 5.5 Внутренняя отделка помещений и решение фасада 31
• 6.РАСЧЁТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ 33
• 6.1 Расчет многопустотной плиты перекрытия 33
• 6.2Расчет плиты лоджии 39
• 7. ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА 50
• 7.1 Технология строительных и монтажных работ 50
• 7.1.1 Разработка технологической карты на возведение подземной части здания 50
• 7.1.1.1 Определение номенклатуры и объемов строительно-монтажных работ 50
• 7.1.2 Калькуляция трудовых затрат и машиносмен 51
• 7.1.3 Деление на ярусы и захватки. Планирование частных потоков 54
• 7.1.4 Расчет состава комплексной бригады 54
• 7.1.5 Определение требуемого числа кранов 55
• 7.1.6. Деление захватки на делянки 56
• 7.1.7 Выбор основных строительно-монтажных машин, оснастки и приспособлений по техническим параметрам 56
• 7.1.8 Краткое описание методов выполнения работ 60
• 7.2 Разработка технологической карты на возведение монолитного фундамента 61
• 7.2.1 Определение объемов работ 61
• 7.2.2 Выбор методов и способов работ 61
• 7.2.3 Составление калькуляции трудовых затрат 63
• 7.2.4 Расчет состава комплексной бригады 64
• 7.2.5 Описание принятой технологии производства работ 65
• 8. ОРГАНИЗАЦИЯ, ПЛАНИРОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ 67
• 8.1 Подсчет объемов строительно-монтажных работ 67
• 8.2 Материально-технические ресурсы строительства 70
• 8.2.1 Расчет потребности в строительных материалах, полуфабрикатах, деталях и конструкциях 70
• 8.2.2 Расчет потребности в воде для нужд строительства и определение диаметра труб временного водопровода 78
• 8.2.3 Расчет потребности в электроэнергии выбор трансформаторов и определение сечения проводов временных электросетей 82
• 8.2.4 Расчет потребности в сжатом воздухе, выбор компрессора и определение сечения разводящих трубопроводов 86
• 8.2.5 Расчет потребности в тепле и выбор источников временного теплоснабжения. 88
• 8.3 Организационно-технологическая подготовка к строительству 89
• 8.4 Строительный генеральный план 90
• 8.4.1 Расчет численности персонала строительства 90
• 8.4.2 Определение состава площадей временных зданий и сооружений 91
• 8.4.3 Расчет складских помещений и складских площадей. 93
• 8.4.4 Технико-экономические показатели стройгенплана 96
• 8.5 Организационно-технологическая схема возведения объекта 97
• 8.6 Методы производства работ 97
• 8.7 Расчет и построение сетевого графика 100
• 8.7.1 Таблица работ и ресурсов сетевого графика 100
• 8.7.2 Сетевой график и его оптимизация 110
• 9. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 111
• 9. 1 Составление сметной документации 111
• 9.1.1 Локальная смета 111
• 9.1.2 Объектная смета 112
• 9.1.3 Сводный сметный расчет 113
• 9.2 Технико-экономические показатели проекта 115
• 10. СТАНДАРТИЗАЦИЯ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА 117
• 11. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА ПРОИЗВОДСТВЕ 119
• 11.1Обеспечение безопасных условий труда при выполнении кровельных работ 119
• 12. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 125
• 13 ЗАЩИТА НАСЕЛЕНИЯ И ТЕРРИТОРИИ В ЧС 126
• 13.1 Оборудование убежища в подвале 126
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ 134
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 135

ВЕДЕНИЕ

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.

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

Дипломный проект на тему «Административное здание 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.

Инженерно-геологические изыскания на площадке строительства выполнены ООО «Изыскатель» в 1999 г.

Основание здания сложено следующими грунтами (сверху вниз):

1. Насыпной грунт распространен с поверхности до глубины 0,5 - 0,8 м.

2. Почва суглинистая, тёмно-серая, гумусированная рыхлая, влажная тугопластичная просадочная. Интервал распространения от 0,5 - 0,8 м до 1,8-2 м.

3. Суглинок бурый, лессовый, макропористый, водонасыщенный, мягкопластичный. Интервал распространения от 1,8 - 2,2 м до 4м.

4. Суглинок полутвёрдый до мягкопластичного. Интервал распространения от 4м до 9 м.

5. Песок пылеватый, водонасыщенный плотный. Интервал распространения от 9м до 10м.

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

2. ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН УЧАСТКА

Рабочим проектом предусматривается размещение 9-ти этажного административного здания в центре отведенного участка. Главным фасадом проектируемое здание ориентировано на ул. Красноармейскую. Входы в здание устраиваются с западной (главные входы).

С северной стороны предусматривается выход из цокольного этажа и выход на наружную эвакуационную лестницу.

Подъезд пожарных машин предусматривается с северной и западной сторон проектируемого здания, с отступом от кромки проезжей части на 8 м от стены здания.

Ширина автопроездов предусматривается от 3,5 до 4,5 м. Покрытие автопроездов предусматривается из 2-х слойного асфальтобетона.

площадь застройки -404,8м²;

строительный объём - 8748 м³, в том числе:

подземной части -795 м³;

надземной части -7953 м³.

3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ. ВЫБОР ВАРИАНТА

Данный раздел дипломного проекта выполнен в соответствии с методическими рекомендациями по выполнению экономической части дипломного проекта для студентов всех форм обучения специальности 290300 - «Промышленное и городское строительство», «Экономика отрасли», 2005 г.

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

1 Наружные стены из монолитного железобетона толщиной = 190 мм с утеплителем «Rockwool» = 35 кг/м³ толщиной 60 мм;

2 Наружные стены из пенобетонных блоков толщиной = 200 мм с утеплителем «Rockwool» = 145 кг/м³ толщиной 50 мм;

1 Наружные стены из керамического кирпича толщиной = 250 мм с утеплителем «Isover RKL» = 60 кг/м³ толщиной 45 мм;

Для определения толщин стен выполняем предварительный теплотехнический расчет. Согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» по таблице 4 определяем нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций (стен) по формуле R_req = aD_d+b = =1,894 м²_*⁰С/Вт (значение снижено на 50% с учетом тепловыделений в здании в отопительный период).

Для варианта 1:

1,894 = = ;

ут = 0,036 [1,894 - (0,115+0,069+0,043)] = 0,060 м; принимаем толщину утеплителя 60 мм. Общая толщина стены - 180 мм.

Для варианта 2:

1,894 = ;

_ут = 0,038 [1,894 - (0,115+0,488+0,043)]=0,047; принимаем толщину утеплителя 0,050 м (50 мм). Общая толщина стены - 250 мм.

Для варианта 3:

1,894 =;

_ут = 0,033[1,894 - (0,115+0,357+0,043)] = 0, 045м

Толщину стены принимаем 295 мм.

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

Строительный объем здания - 8747,6 м³;

Общая площадь - 300,4 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:

Э _пз = З _б * К_р - З _i; (2)

Где:

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

За базисный вариант в расчетах принимается вариант, имеющий наибольшую продолжительность (трудоемкость) строительства, т.е. вариант 3 - стены из керамического кирпича толщиной 250 мм и утеплителя «Isover RKL» толщиной 45 мм.

Определяются объемы работ, расходы строительных материалов, трудоемкость и сметная себестоимость конструктивных решений предложенных вариантов (таблица 1).

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)

К_р =(Р_{б +} Е_н) / (Р_{i +} Е_н ); (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 службы ограждающих конструкций принимаем по данным приложения 3: для стен из железобетонных и каменных материалов при любых вариантах конструктивного решения сроки службы составляют 150 лет, т.е. более 50 лет. Поэтому К_р = 1 и в нашем случае:

Э _пз = З _б - З _i; (4)

Причем, приведенные затраты по вариантам определяются так

З _{i =} С^с _i + Е _н* (З _{м i} + С^с _i) / 2 (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 формуле

З _мi = ? М_j * Ц_j * Н _{зом j}; (6)

J=1

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 4, для расчета величины (З _{м i}). Величина стоимости однодневного запаса материалов по вариантам конструктивных решений может определиться так

? М_j * Ц_j = М _i / t ^дн _i;

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)

t ^дн _i = m_i / (n *r*s); (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 5. Наибольший экономический эффект от разности приведенных затрат имеет первый вариант конструктивного решения - стены из монолитного железобетона = 190 мм и утеплителя «Rockwool» = 35 кг/м³ толщиной 60 мм.

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

С _экс = (a₁ + a ₂ + a ₃) / С ^с *100; (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 методических указаний.

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

Э _{э =} С ^б _экс /(Р_{б +} Е_н) - С ⁱ_экс / (Р_i + Е_н ) + ? К; (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

Э _{э =} С ^б _экс - С ⁱ_экс; (10)

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

Э _{э =} [ (a₁ + a ₂ + a ₃) * ( 1/ С ^б _экс - 1 / С ⁱ_экс ) ] /100; (11)

Расчет экономического эффекта, возникающего в сфере эксплуатации здания за период службы сравниваемых вариантов конструкций покрытия, приведен в таблице 6. Наибольший экономический эффект имеет также первый вариант конструктивного решения вертикальных ограждающих конструкций здания.

Определяется величина капитальных вложений по базовому варианту согласно формулы по данным укрупненных показателей сметной стоимости работ в ценах 2005 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 2005 г., руб/м³; принят по данным сборника УПВС и проиндексирован с 1870 до 2005 г. (2719,91 руб);

V _зд - строительный объем здания, м³; (8747,6 м³)

К _пер - коэффициент перехода от сметной стоимости строительно- монтажных работ к величине капитальных вложений принимается: для объектов социально-культурной сферы - 1,5;

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

Ю ₂ - коэффициент учета вида строительства равен 1,01;

К = С _уд * V _зд * К _пер * Ю ₁ * Ю ₂ = 2719,91*13723*1,5*1,0*1,01 = 36046085,45 руб

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

К _i = К _б - (C^c _б - С ^с _i );

где:

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

К ₂ = К _б - (C^c _б - С ^с _i ) = 36046,09 - (1827,87 - 1016,23) = 35234,45 тыс. руб.

К ₃ = К _б - (C^c _б - С ^с _i ) = 36046,09 - (1827,87 - 1383,77) = 35603,99 тыс. руб.

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

Экономический эффект определяется по формуле

Э _т = 0,5 *Е_н * ( К _б * Т_б - К _i * Т_i ); (12)

где:

К^с _б, К^с _i - средний размер капитальных вложений, отвлеченных инвестором за период строительства, по базовому и сравниваемому вариантам.

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

К _i = К _б - (C^c _б - С ^с _i ); (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» [5].

Здание имеет общую площадь 300,4 м²., принимаем Т_б = 2,2 мес.

Для сравниваемых вариантов конструктивных решений продолжительность возведения здания определяется по формуле

Т_i = Т_б - (t _б - t _i ); (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:

t _i = (m_i / (n *r*s) / 260; (15)

Расчет экономического эффекта, возникающего от сокращения продолжительности строительства здания по сравниваемым вариантам вертикальных ограждающих конструкций, приведен в таблице 7.

Наибольший экономический эффект имеет первый вариант конструктивного решения.

Определим суммарный экономический эффект (таблица 8) по формуле (1): наибольший суммарный экономический эффект имеет первый вариант конструктивного решения - наружные стены из монолитного железобетона толщиной = 190 мм с утеплителем «Rockwool» = 35 кг/м³ толщиной 60 мм;

Вывод: для дальнейшего проектирования принимаем первый вариант конструктивного решения вертикальных ограждающих конструкций здания.

4. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ

4.1 Конструктивное решение здания

Проектом предусмотрена полная каркасная система здания: монолитные железобетонные колонны размерами 400*400, диафрагмы жесткости толщиной 250 мм и ядро жесткости в виде стен лифтовых шахт и лестничной клетки толщиной 250 мм; перекрытия выполнены в виде монолитной плиты толщиной 160 мм с опиранием на монолитные железобетонные ригели сечением 400*460мм. 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 двухслойные толщиной 250 мм: монолитная железобетонная стена - 190 мм, эффективный утеплитель "Rocwool" - 60мм, с последующей декоративной штукатуркой по сетке.

Фундаменты- монолитные железобетонные ленточные.

Стены подвала самонесущие из монолитного железобетона класса В20, толщиной 200 мм. Опёртые по ростверкам не имеющие жестких связей с каркасом здания.

Внутренние перегородки- кирпичные толщиной 120 мм.

Окна, витражи, балконные и наружные двери металлопластиковые с остеклением стеклопакетами. Двери внутренние- деревянные.

Кровля плоская совмещённая из четырёхслойного рубероидного ковра с утеплителем из керамзита по стяжке из цеметно-песчанного раствора толщина которого обеспечивает уклон для стока осадков к приёмным ворнкам. Пароизоляция и гидроизоляция выполнена из рубероида в один слой.

Расчёт выполнен на ЭВМ с использованием программы Лира 9.2.

4.2 Исходные данные

Местные условия:

Район по весу снегового покрова - I ;

Район по ветровому давлению - IV;

Сейсмичность района строительства - 7 баллов;

Сейсмичность площадки строительства - 7 баллов;

Категория грунта (СНиП II-7-81) - II.

Категория трещиностойкости - I.

Нормативные и расчётные нагрузки на 1 м² перекрытия типового этажа приведены в таблице 11. Сбор нагрузок на фундамент приведён в таблице 12

4.3 Сбор нагрузок

Таблица 11

Сбор нагрузок на фундамент

Таблица 12

5.АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

5.1 Описание объемно-планировочного решения, состав помещений

9-этажное административное здание представляет собой в плане здание сложной конфигурации с размерами в осях 22,5х22,5м.Стена главного фасада в осях 1-5 выполнена в виде дуги с радиусом R=36,29м.

На первом этаже расположены 3 лестничных холла с рабочими помещениями. Здание оборудовано лифтом, наружной эвакуационной лестницей. В здании имеется цокольный этаж в котором расположены венткамера, водомерный узел и технические помещения. Из помещений цокольного этажа имеется три непосредственных выхода наружу.

На девятом этаже расположены технические помещения а также участок эксплуатируемой кровли, покрытый листами сотового поликарбоната.

Для тепло- и звукоизоляции перекрытий используют керамзитовый гравий с г = 800 кг/м². Перегородки из кирпича глиняного обыкновенного. Полы в помещениях паркетные, из линолеума и плитки из керамогранита. Полы в цокольном этаже - бетонные.

Кровля рулонная с внутренним водостоком. В санузлах и ванных полы из керамической плитки.

Для отделки стен помещений использована высококачественная штукатурка с последующей высококачественной водоэмульсионной покраской. В санузлах и ванных комнатах - облицовываются керамической плиткой. Выше панели улучшенная клеевая окраска.

Потолки в помещениях с первого по восьмой этажи - подвесные типа "Армстронг".

Потолки в помещениях девятого этажа - подшивные из ГКЛО .

5.2 Теплотехнический расчет

Расчет производится согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и СНКК 23-302-2000 (ТСН 23-302-2000 Краснодарского края) Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормы по теплозащите зданий и методических указаний к курсовому и дипломному проектированию «Теплотехнический расчет ограждающих конструкций зданий».

Расчетные условия ( по данным СНКК 23-302-2000):

1 Расчетная температура внутреннего воздуха - t_int = +20⁰ С;

2 Расчетная температура наружного воздуха - t_ext = -19⁰ С ;

(температура наиболее холодной пятидневки)

5 Продолжительность отопительного периода Z _ht = 149сут.;

6 Средняя температура наружного воздуха за отопительный период t_ext^av ₌2.0 ⁰С;

7 Градусосутки отопительного периода D_d = 2682 ⁰Ссут.;

8 Назначение - административное;

9 Размещение в застройке - отдельностоящее;

10 Тип - девятиэтажное;

11 Конструктивное решение - монолитный ж/б каркас;

12. Объемно-планировочные параметры здания:

Общая площадь наружных стен, включая окна и двери

A_w+F+ed = P_st H_h = (23,94+6,94+6+16,5+106+25,9)*31,79=2857,92м²

Площадь наружных стен (за минусом площади окон и входных дверей):

A_w = 2857,92- 904,56 - 41,91 = 1911,45 м²

A_F = 157,76 + 456,78+227,98+60,04 =904,56 м² - площадь окон;

A_ed = 41,91м² - площадь входных дверей.

Площадь покрытия и площадь пола 1-го этажа равны:

А_с = А_st =336,9 м² .

13 Площадь наружных ограждающих конструкций определяется как сумма площади стен (с окнами и входными дверьми) плюс площадь пола, плюс площадь совмещенного покрытия:

А_е^sum= A_w+F+ed+ А_с + А_st= 2857,92 + 320,46 + 320,46 = 3498,84м²

14-15 Расчетная площадь А_L:

А_L = 317,95 9=2861,55м2

16 Отапливаемый объем здания:

V_h = A_st H_h = 336,9*31,79= 10710,1 м³

17-18 Показатели объемно-планировочного решения:

- коэффициент остеклённости здания:

Р =А_F / A_w+F+ed = 904,56/2857,92 = 0,32;

- показатель компактности здания:

К_е^des = А_е^sum/ V_h = 3498,84/ 10710,1 = 0,327

Энергетические показатели. Теплотехнические показатели

19. Согласно СниП 23-02-2003 нормируемое сопротивление теплопередаче наружных ограждений R₀^r, м^{2 0}С/Вт должно приниматься не ниже требуемых значений R₀^req, которые устанавливаются по табл. 4 в зависимости от градусосуток отопительного периода.

Для D_d = 2682⁰Ссут требуемое сопротивление теплопередаче равно для:

- стен R_w= 2,0 м²⁰С/Вт;

- окон и витражей R_F= 0.33 м²⁰С/Вт;

входных дверей R_ed= 1,2 м²⁰С/Вт;

- совмещенное покрытие R_c= 2,67 м²⁰С/Вт;

пол первого этажа R_f = 2,7 м²⁰С/Вт.

Определимся с конструкциями и рассчитаем толщины утеплителей наружных ограждений по принятым сопротивлениям теплопередачи. Схема конструкции стены приведена на рисунке 5.1.

Условия эксплуатации А.

Характеристики материалов :

1 Цементно-песчаный раствор ₁ = 50 мм, = 0,76 ВТ/м^оК;

2 Утеплитель- Rockwool ₂ = 60мм, = 0, 038 ВТ/м^оК;

3 Железобетон- ₃ = 190 мм, = 1,69 ВТ/м^оК;

4 Цементно-песчаный раствор ₄ = 20 мм, = 0,76 ВТ/м^оК.

Так как для градусосуток D_d = 2682 R₀^треб =2,45 м²⁰С/Вт, тогда :

R_o=1/_в+₁/₁+₂/₂+₃/₃+₄/₄+1//_н=1/8,7+0,05/0,76+₃/1,69+0,02/0,76+1/23

₂=[2,45 - (0,115 + 0,066 + 0,112 + 0,026 + 0,043)]0,038 = 0.079м

_ут =0,079 м или 8 см

толщина стены = 0,05+0,08+0,19+0,02= 0,34 м.

Для обеспечения требуемого по градусосуткам сопротивления теплопередаче совмещенного покрытия R₀^тр = 3,7 м²⁰С/Вт определяем толщину утеплителя в многослойной конструкции покрытия (термическое сопротивление пароизоляции и рулонного ковра отнесены в запас.

Условия эксплуатации А.

1. Железобетонная плита настила : плотность Y=2500 кг/м³ , коэффициент теплопроводности _А=1,69 Вт/(м⁰С), =0,16м

2. Цементно - песчаный раствор : плотность Y=1800 кг/м³, коэффициент теплопроводности _А=0,76 Вт/(м⁰С), =0,03м

3. Утеплитель - керамзит : плотность Y=600 кг/м³ , коэффициент теплопроводности _А=0,17 Вт/(м⁰С).

4. Цементно - песчаный раствор : плотность Y=1800 кг/м³, коэффициент теплопроводности _А=0,76 Вт/(м⁰С), =0,015м

R₀= R_в + R_ж/б + R_раств+ R_утеп + R_раств + R_н = R₀^треб ,

1/8,7 + 0,16/1,69 +0,015/0,76+ _утеп/0,17 + 0,03/0,76 + 1/23 = 3,7 ,

откуда _утеп = 0,57 (м).

Для обеспечения требуемого по градусосуткам сопротивления теплопередаче R₀^тр=3,25 м²⁰С/Вт перекрытия над неотапливаемым техническим подпольем без световых проёмов встенах выше уровня земли , определимся конструкцией перекрытия и рассчитаем толщину утеплителя.

Условия эксплуатации А.

Паркет дубовый : плотность Y= 700 кг/м³ , коэффициент теплопроводности _А=0,18 Вт/(м⁰С).

Цементно-песчаный раствор: плотность Y=1800 кг/м³, коэффициент теплопроводности _А=0,76 Вт/(м⁰С).

Утеплитель - пенобетон : плотность Y= 300 кг/м³, коэффициент теплопроводности _А=0,11 Вт/(м⁰С).

4. Железобетонная плита : плотность Y=2500 кг/м³ , коэффициент теплопроводности _А=1,69 Вт/(м⁰С).

R₀= R_в + R_{паркета} + R_{раствор} + R_утеп +R_ж/б + R_н = R₀^треб ,

1/8,7 + 0,015/0,18 + 0,02/0,76 + _утеп/0,11 + 0,16/1,69 + 1/23 = 3,25 ,

откуда _утеп = 0,32 (м).

20. Приведенный трансмиссионный коэффициент теплопередачи:

K_m^tr = (A_w/R_w+A_F/ R_F + A_ed/ R_ed+n A_c/ R_c+ n A_f/ R_f)/ А_е^sum

K_m^tr = 1.13(1911,45/2,0 + 904,56/0,33 + 41,91/1,2 + 336,9/2,67 +336,9/2,7)/ 3498,84 = 1.13(955,73 + 2741,1 + 34,93 + 523,86 + 126,18)/3498,84 = 1,42 (Вт/м²⁰С);

21 Воздухопроницаемость наружных ограждений принимается по таблице 12* СниП П-3-79*. Согласно этой таблице воздухопроницаемость стен, покрытия, перекрытия первого этажа G_m^w = G_m^c = G_m^f = 0.5 кг/(м²ч), окон и деревянных переплетов и балконных дверей G_m^F = 6 кг/(м²ч).

22 Требуемая кратность воздухообмена жилого здания n_а 1/ч, согласно СНиП 2.08.02-89*, устанавливается из расчета 3 м³/ч удаляемого воздуха на 1 м² помещений и определяется по формуле: n_а = 3А_h/(V_h)

n_а = 32861,55/0,8510710,1 = 0,94 (1/ч);

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

К_m^inf= 0.28cn_av V_{h a}^htk/A_c^sum, _a^ht=353/(275+t_ext^av)=1,28 ;

К_m^inf = 0,2810,94 0,8510710,11,280,8/3498,84 = 0,7 (Вт/м²⁰С).

24 Общий коэффициент теплопередачи здания, (Вт/м²⁰С) определяемый по формуле:

К_m = K_m^tr+ К_m^inf= 0,94+0,7 = 1,64 (Вт/м²⁰С)

Теплоэнергетические показатели

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

Q_h = 0.0864K_mD_d A_e^sum = 0,08641,6426823498,84 = 1329659,5(МДж).

26 Удельные бытовые тепловыделения q_int, Вт/м³, следует устанавливать исходя из расчётного удельного электро- и газопотребления здания, но не менее 10 Вт/м³.

Принимаем 12 Вт/м³.

27 Бытовые теплопоступления в здание за отопительный период, МДж:

Q_int = 0.0864q_intZ_htA_L = 0,0864121492861,55 = 442061,4 МДж.

28 Теплопоступления в здание от солнечной радиации за отопительный период, МДж:

Q_s=_Fk_F(A_F1l₁+A_F2l₂+A_F3l₃+A_F4l₄)=0.750.9(157,76357+456,78974+227,98155+60,04482)=534499,85 МДж.

29 Потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период, МДж, определяют по формуле:

Q_h^y = [Q_h - (Q_int + Q_s)Y]_h ;

Q_h^y = [1329659,5- (442061,4+534499,85)0,8]1,13 =319200,81 МДж.

30 . Удельный расход тепловой энергии на отопление здания

31 q_h^des, кДж/(м²⁰Ссут): q_h^des = 10³ Q_h^y/A_LD_d ; q_h^des= 10³ 319200,81 /2861,55 2682 = 41,59 кДж/(м²⁰Ссут),

что составляет 51,98% от требуемого (80 кДж/(м²⁰Ссут )).

Следовательно, проект здания соответствует требованиям настоящих норм СНКК 23-302-2000.

5.3 Конструктивное решение здания

Согласно отчету геолого-литологическое строение участка до глубины 20 м следующее: насыпной грунт залегает с поверхности до глубины 0,5-0,8м,далее до глубины 1,8-2м залегает почва суглинистая темно-серая , гумусированная, рыхлая, влажная, тугопластичная, просадочная Y_II=17,1кН/м³,до глубины 4,0м залегает суглинок бурый, лессовый, макропористый, водонасыщенный, мягкопластичный Y_II=17,9кН/м³,С_II=6кПа, Ф_II=25град.,Е=5,4Мпа, ниже глубины 4,0м до глубины 9,0м залегает суглинок полутвердый до мягкопластичного Е=13Мпа, Y_II=20.0кН/м³, С_II=0кПа, _II=32град

В качестве основания фундаментов принят ИГЭ - 1 - суглинок бурый, высокопористый, тугопластичный, просадочный = Y_II =17,9 кН/м³, С_II = 6 кПа, Ф_II = 25°, Е = 5,4 МПа,

Проектом предусмотрено выполнение монолитного ж/б фундамента из перекрестных лент таврового сечения. Ширина подошвы (полки тавра)-200см, ширина ребра-60см, высота фундамента-120см.Давление под подошвой плиты не превышает начального просадочного давления. Среднее давление под подошвой фундаментов-1,3-1,6кг/см².Отмека заложения подошвы всех ленточных фундаментов-3,1м.

За относительную отметку ± 0,000 принят уровень чистого пола 1-го этажа.

Плиты армируются отдельными стержнями. Наружные и внутренние стены подвала -монолитные железобетонные. Горизонтальная гидроизоляция по верху монолитной фундаментной плиты выполнена из слоя цементного раствора состава 1:2 толщиной 20 мм, марка 100 с уплотняющими добавками. Горизонтальная гидроизоляция на отметке -0,370 по периметру всех стен выполнена аналогично. Вертикальные поверхность стен подвала, соприкасающиеся с грунтом обмазываются горячим битумом за 2 раза.

Монолитная ж/б фундаментная плита устроена на бетонной подготовке толщиной 100 мм из бетона кл. В 7,5.

Стены выше отметки ±0,000 - монолитные железобетонные толщиной 190мм.

Перекрытия - монолитная железобетонная плита толщиной 160мм, армированная отдельными стержнями.

Лестничные марши - сборные ж/б.

5.4 Внутренние сети

Внутренние сети представлены комплексом коммуникаций, сюда входит горячий и холодный водопровод, ливневая и фекальная канализации, наружное и внутреннее освещение, теплосеть и газопровод. Все внутренние сети врезаны в городскую магистраль.

Водопровод представлен в виде стояков горячей и холодной воды, водоразборных приборов и нижней разводкой магистралей. Трубопроводы холодного, горячего и циркуляционного водоснабжения выполнены из водо-газопроводных оцинкованных труб под накатку резьбы.

Так как устроен внутренний водосток, выполняется ливневая канализация в виде стояков, выходящих на кровлю. На кровле установлены водозаборные воронки.

Фекальная канализация предназначена для хозяйственно-бытовых нужд. Диаметры стояков: кухонные - 50 мм, идущие на санузел - 100 мм.

От этажных осветительных щитков вводятся две однофазные групповые линии для питания общего освещения и штепсельных розеток на 6 и 10А. Розетки заземляются третьим проводом, проложенным от этажного щитка. Монтаж электропроводки выполнен под штукатуркой и в объеме между низом монолитной плиты перекрытия и подвесным потолком. Предусмотрено рабочее аварийное освещение лестничной клетки и лифтового холла. Выполнено подключение лифтов.

Для отопления применены конвекторы типа "Комфорт-20", присоединенные к стоякам. Стояки выполнены из водо-газопроводных труб диаметром 20 мм. В цокольном этаже размещены элеваторные узлы и выполнена разводка магистралей теплоснабжения.

5.5 Внутренняя отделка помещений и решение фасада

Кирпичные перегородки и бетонные стены оштукатурены известковым раствором. По штукатурке наносится слой масляно-клеевой шпатлевки.

Чистовая отделка подготовленных поверхностей:

жилые комнаты - оклейка обоями;

санузлы - нижняя часть на высоту 1,8 - керамическая плитка, выше - улучшенная клеевая окраска;

прихожие, коридоры, встроенные шкафы - улучшенная клеевая окраска;

Потолки - подвесные,выполненные из двух слоев огнестойкого гипсокартона ГКЛО толщиной 12,5мм.

Плинтусы полов паркетных и из линолеума - масляная окраска.

Двери, окна и встроенные шкафы - улучшенная окраска эмалевым составом.

Остальные поверхности кирпичных стен внеквартирных помещений - улучшенная штукатурка с последующей улучшенной окраской.

Нижние поверхности лестничных площадок и маршей, а также их видимые боковые поверхности - улучшенная клеевая окраска.

Металлические ограждения и поручни - окраска эмалевым составом. Металлические косоуры лестницы в машинное помещение лифта оштукатурены по металлической сетке цементным раствором и окрашены клеевым составом.

Фасад оштукатурен по металлической сетке цементно-песчаным раствором с добавлением колера. Конструкция отделка фасада показана на рис.

Цоколь облицовывается искусственными плитками на полимерцементной мастике.

6.РАСЧЁТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ

6.1 Расчет многопустотной плиты перекрытия

Рассчитываем плиту перекрытия с геометрическими размерами в плане 5980Ч1180 мм. Опирание плиты на 2 кирпичные стены составляет 120 и 120 мм соответственно. Расчетный пролет плиты составит ?₀=5980-0,5(120+120)=5860мм. Подсчет нагрузок на 1м2 перекрытия приведен в таблице.

Нормативные и расчетные нагрузки на 1м2 перекрытия.

Расчетная нагрузка на 1м при ширине плиты 1,2м с учетом коэффициента надёжности по назначению здания г_n=0,95 ; постоянная q=4,458?1,2?0,95=5,08кН/М; полная q +u=6,411?,2?0,95=7,31 кН/М; u=1,95?1,2?0,95=2,22 кН/М.

Нормативная нагрузка на 1м : постоянная q=3,9?1,2?0,95=4,45кН/М; полная q+u=5,4?1,2?0,95=6,16кН/М; в том числе постоянная и длительная 4,95?1,2 0,95=5,64кН/М.

Усилия от расчетных и нормативных нагрузок. От расчетной нагрузки М=(q +u)?₀2/8=7,31?5,862/8=30,74кН?М; Q=(q+u)?₀/2=7,31?5,86/2=21,2кН. От нормативной полной нагрузки М=6,16?5,862/8=25,9кН?М;Q= =6,16?5,86/2=17,86кН. От нормативной постоянной и длительной нагрузок М=5,64?5,82/8=23,72кН?М.

Установление размеров сечения плиты. Высота сечения многопустотной (6 круглых пустот диаметром 16см) предварительно напряжённой плиты h=?₀/30=5,8/30=0,19см. Принимаем высоту плиты 220мм. Рабочая высота сечения h₀=h-a=22-3=19см. Размеры : толщина верхней и нижней полок (22-16) ?0,5=3см. Ширина ребер: средних-2,5см, крайних-4,75см. В расчетах по предельным состояниям первой группы расчетная толщина сжатой полки таврового сечения h'_f=3см; отношения h_f'/h=3/20=0,14>0,1, при этом, в расчет вводится вся ширина полки b'_f=1180мм; расчетная ширина ребра b=1180-1606=220мм.

Характеристики прочности бетона и арматуры. Многопустотную предварительно напряженную плиту армируют стержневой арматурой класса А-V c электротермическим напряжением на упоры форм. К трещиностойкости плиты предъявляют требования 3-й категории. Изделия подвергают тепловой обработке при атмосферном давлении.

Бетон тяжёлый класса В25, соответствующий напрягаемой арматуре. Призменная прочность нормативная Rbn =Rb,ser =18,5МПа, расчетная Rb=14,5МПа, коэффициент условий работы бетона г_в2=0,9; нормативное сопротивление при растяжении Rbt =1,05МПа; начальный модуль упругости бетона Еb=30000МПа. Предельная прочность бетона Rbр устанавливается так, чтобы при обжатии отношение напряжений у_вр/Rbр?0,75. Продольная арматура класса А-V, нормативное сопротивление Rs=680 МПа; модуль упругости Еs=190000МПа. Предварительное напряжение арматуры равно: у_sp=0,75?785=590МПа. Проверяем выполнение условия: у_sp + p ? R sn , у_sp - p ?0,3 Rsn. При электротермическом способе натяжения p=30+360/?=30+360/6=90МПа; у_sp+p=590+90=680> Rsn.=785МПа; у_sp-p=590-90=500>0,3Rsn=0,3?785=236МПа. Вычисляем предельное отношение предварительного напряжения при числе напрягаемых стержней пр=5:

Коэффициент точности натяжения: г_sp=1-?г_sp=1-0,11=0,89.

При проверке по образованию трещин в верхней зоне плиты при обжатии принимают г_sp=1+0,11=1,11.Предварительное напряжение с учетом точности натяжения у_sp=0,89?590=510МПа.

Расчет прочности плиты по сечению нормальному к продольной оси, М=30,74кН?М. Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне .

Вычисляют:

По таблице находим ж=0,06; Х=ж?h₀=0,06?19=1,14см2<3см - нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки; ж=0,97. Характеристика сжатой зоны: w=0,85-0,008Rв=0,85-0,008?0,9?14,5=0,75.Граничная высота сжатой зоны:

Здесь у_sR=680+400-510=570МПа; у_sp=0; в знаменателе принято 500 МПа, поскольку г_в2<1.Коэффициент условий работы, учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести, определяют согласно формуле

где з=1,15- для арматуры класса А-V ; принимают г_sв=з=1,15.

Вычисляем площадь сечения растянутой арматуры:

Принимаем 5ш10А-V с площадью Аs=3,93см².

Расчет прочности плиты по сечению, наклонному к продольной оси, Q=21,2кН.Влияние усилий обжатия Р=3,93(510-100) ?10^-1=161,13 кН.

Проверяют, требуется ли поперечная арматура по расчёту. Условие Qmax=21,2?10³?2,5Rbt?b?h₀=2,5?0,9?1,05?10²?22?19=99?10³ Н - удовлетворяется. При q=q+u/2=5,08+2,22/2=6,19 кН/м=61,9Н/см и поскольку 0,16ц_вn (1-ц_n)Rbtb=0,16?1,5(1+ 0,43)?0,9?1,05?22(100)=77713,5Н/см>61,9Н/см - принимают с=2,5h₀=2,5?19=47,5см. Другое условие: Q=Qmax-q,c=21,2?10³-61,9?47,5=18,3?10³Н; ц_вn(1+цn)Rbtbh₀₂/с= 1,5?1,43?0,9?1,05?10² ?22?192 /47,5=33,9?10³ Н>18,3?10³Н -удовлетворяется так же. Следовательно, поперечной арматуры по расчёту не требуется.

На приопорных участках длиной ?/4 арматуру устанавливают конструктивно, ш4Вр-1 с шагом S=h/2=22/2=11см, принимаем шаг 100мм в средней части пролёта поперечная арматура не принимается.

Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям второй группы. Геометрические характеристики приведенного сечения. Круглое очертание пустот заменяют эквивалентным квадратным со стороной h=0,9d=0,9?16=14,4см. Толщина полок эквивалентного сечения h'_f =h_f =(22-14,4) ?0,5=3,8см. Ширина рёбер 118-6?14,4=32см. Ширина пустот 118-32=86см.

Площадь приведенного сечения Аred=118-22-86?14,4=1358см². Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения y₀=0,5?h=0,5?22=11см. Момент инерции сечения (симметричного) Jred=118?223 /12-86?14,43 /12=83306 см⁴ . Момент сопротивления сечения по нижней зоне Wred=Jred /y₀=83306/11=7573 см³ ,то же, верхней зоне W'red=7573 см³. Расстояние от ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны до центра тяжести сечения: r = ц (Wred/ Аred)=0,85?7573/1358=4,7см; то же, наименее удаленной от растянутой зоны r_int=4,7см; здесь ц_n=1,6- у_вр/ Rв,ser=1,6-0,75= 0,85. Отношение напряжения в бетоне от нормативных нагрузок и усилия обжатия к расчетному сопротивлению бетона для предельных состояний второй группы предварительно принимают равным 0,75.