16-этажный жилой дом с монолитным каркасом

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра строительных конструкций  и

гидротехнических сооружений

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к дипломному проекту на тему:

16-этажный жилой дом с монолитным каркасом

в г. Краснодаре

 

 

Реферат

 

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

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

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

 

 

 

Введение

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

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

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

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

 

 

1. Исходные данные для проектирования

 

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

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

Температура наружного воздуха:

а) наиболее холодных суток    -23ºС;

б) наиболее холодной пятидневки   -19ºС.

Годовое количество осадков, мм   711.

Среднемесячная относительная  влажность воздуха, в%:

в январе       79

в июле       46

Район по скоростному напору ветра  IV.

Район по весу снегового покрова    I.

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

 

 

 

2. Генеральный план участка

 

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

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

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

Технико-экономические показатели по генплану:

площадь застройки –1005 м²;

строительный объём –60714 м³, в том числе:

подземной части –2814 м³;

надземной части –57900 м³.

 

 

 

3. Технико-экономическое сравнение вариантов и выбор основного варианта

 

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

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

1. Стены многослойные: с наружной стороны облицовка лицевым керамическим кирпичом 120 мм, пенополистирол – 60 мм, пенобетонные блоки-200 мм, штукатурка цементно-песчаным раствором с внутренней стороны 20 мм.

 

2. Стены многослойные: с наружной стороны фактурная штукатурка 20 мм, керамзитобетон 200, пенополистирол-50 мм, керамзитобетон 200 мм, штукатурка цементно-песчаным раствором с внутренней стороны 30 мм.

 

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

Для определения толщин стен выполняем  предварительный теплотехнический расчет. Согласно СНКК 23–02–2003 «Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормы по теплозащите зданий.» по таблице 16 определяем нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций (стен) по формуле R_req = aD_d+b = 0,00035×2682+1,2 = 1,91

Для варианта 1:

 

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

По конструктивным соображением принимаем толщину  утеплителя 60 мм.

Общая толщина стены 400 мм.

Для варианта 2:

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

По конструктивным соображением принимаем  толщину утеплителя 60 мм.

Общая толщина стены 550 мм.

Для варианта 3:

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

По конструктивным соображением принимаем толщину стены 650 мм.

Общая толщина стены 700 мм.

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

Строительный объем здания – 60714м³;

Общая площадь – 16605 м².

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

 

Э _общ = Э _пз + Э _э + Э _т; (1)

 

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

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

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

Определим составляющие суммарного экономического эффекта.

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

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

 

; (2)

 

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

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

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

 

; (3)

 

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

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

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

 

_; (4)

 

Причем, приведенные затраты по вариантам определяются так

 

 (5)

 

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

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

 

; (6)

 

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

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

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

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

 

;

 

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

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

 

; (7)

 

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

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

r – количество рабочих в бригаде, чел.;

s – принятая сменность работы бригады в сутки,

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

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

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

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

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

Размер этих затрат определяется по формуле

 

; (8)

 

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

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

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

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

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

 

; (9)

 

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

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

 

; (10)

 

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

 

; (11)

 

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

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

 

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

 

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

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

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

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

ή ₂ - коэффициент учета вида строительства равен 1;

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

К= руб.

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

 

;

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

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

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

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

Экономический эффект для жилого дома определяется по формуле

 

; (12)

 

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

 

; (13)

 

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

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

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

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

Для сравниваемых вариантов конструктивных решений продолжительность возведения здания определяется по формуле

 

; (14)

 

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

Продолжительность возведения конструкций (в годах) определяется по формуле:

 

 

; (15)

 

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

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

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

Вывод: для дальнейшего проектирования принимаем первый вариант конструктивного решения.

 

 

 

4. Архитектурно-строительная часть

4.1 Объёмно-планировочное решение

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

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

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

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

 

Таблица 10. Ведомость основных показателей по жилому дому

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

 

 

4.2 Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций

Общая информация о проекте

1. Назначение – жилое здание.

2. Двухсекционное.

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

4. Конструктивное решение –  кирпично-монолитное.

Расчетные условия

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

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

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

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

9. Продолжительность отопительного периода – 149 сут.

10. Средняя температура наружного  воздуха за отопительный период  для

г. Новороссийска – (+2 ⁰C).

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

Объемно-планировочные параметры  здания

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

 

A_w+F+ed=P_st^.H_h,

 

где P_st – длина периметра внутренней поверхности наружных стен этажа,

H_h – высота отапливаемого объема здания.

A_w+F+ed=159×50,5=8029,5 м²;

Площадь наружных стен A_w, м², определяется по формуле:

 

A_w= A_w+F+ed – AF₁ – AF₂ – A_ed,

 

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

Для рассматриваемого здания:

• площадь остекленных поверхностей AF₁=1605,8 м²;
• площадь глухой части балконной двери AF₂=401,25 м²;
• площадь входных дверей A_ed=44,66 м².

Площадь глухой части стен:

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

Площадь покрытия и перекрытия над  подвалом равны:

 

A_c=A_f=A_st=1005м².

 

Общая площадь наружных ограждающих  конструкций:

A_e^sum=A_w+F+ed+A_c+A_r=5977,9+1005×2=7987,9м².

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

A_h=1005×16=16080 м²; A_r=5580 м².

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

V_h=A_st^.H_h=1005×50,5=50752,5 м³;

17. Коэффициент остекленности фасадов  здания:

 

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

 

18. Показатель компактности здания:

 

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

Теплотехнические  показатели

19. Согласно СНиП II-3–79* приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждений должно приниматься не ниже требуемых значений R₀^req, которые устанавливаются по таблице 1 «б» СНиП II-3–79* в зависимости от градусосуток отопительного периода. Для D_d=2682 ⁰С^. сут требуемые сопротивления теплопередаче равно для:

• стен R_w^req=2.34 м^2.0С / Вт
• окон и балконных дверей R_f^req=0.367 м^2.0С / Вт
• глухой части балконных дверей RF₁^req=0.81 м^2.0С / Вт
• входных дверей R_ed^req=1.2 м^2.0С / Вт
• покрытие R_c^req=3.54 м^2.0С / Вт
• перекрытия первого этажа R_f=3.11 м^2.0С / Вт

По принятым сопротивлениям теплопередаче  определим удельный расход тепловой энергии на отопление здания q^des и сравним его с требуемым удельным расходом тепловой энергии q_h^req, определенным по таблице 3.7 СНКК-23–302–2000.

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

20. Приведенный трансмиссионный  коэффициент теплопередачи здания  определяется по формуле:

 

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

K_m^tr= (Вт/(м²С)).

 

21. Воздухопроницаемость  стен, покрытия, перекрытия первого этажа G_m^w=G_m^c=G_m^f=0.5 кг/(м^2.ч), окон в деревянных переплетах и балконных дверей G_m^F=6 кг/(м^2.ч). (Таблица 12 СНиП II-3–79*).