Строительство и эксплуатация зданий и сооружений. 2

                                                                  Введение  

    Одним  из приоритетных направлений  экономического  развития России  до

2020 года, как известно, признана активизация инновационной  деятельности

С  целью повышения  производительности труда, повышения  качества продукции и ее конкурентоспособности. Научно-технический прогресс позволит стране войти в группу сильнейших государств мира. Очень важна эта  для строительной отрасли,так как  производительность труда в 4-5 раз  ниже, чем в развитых странах. Что  ведет к удорожанию себестоимости  готовой продукции, и проблемы с  ростом зарплаты строителей. Существуют научно-исследовательские институты, которые разрабатывают новые  технологии, материалы, конструкции. Что  делается в этом направлении ? За последние  годы трудно стало с новыми разработками, и это напрямую связано с финансированием  науки. Только 10% средств получают от государства,а остальные зарабатывают сами. Институты теперь оказались  «на вольных хлеба». Свои разработки они предлагают на строительном рынке. Внедрение новшества затягивается. То есть забота о завтрашнем дне  фирмы еще не стала правилом для  всех. Более действенным средством  борьбы с медленным внедрением разработок в практику может стать совершенствование  нормативной базы. И тогда уже  внедрение новых материалов и  технологий станет делом обязательным. Нормативная база выступает как  бы регулировщиком качества строительной продукции. И ужесточение ее требований повышает это качество

            Меры по повышению инновационной  активности со стороны государства  могут быть сформулированы как  следующие:

- освобождение от  налогов затрат на научные  исследования;

- создание и финансирование  баз данных по новым разработкам  и рассылка соответствующей информации;

- широкое разъяснение  среди частных компаний значимости  для их бизнеса применения  инновационных технологий и материалов;

-участие совместно  с частными компаниями в покрытии  риска при реализации инновационных  проектов;

-создание постоянной  практики привлечения академической  и прикладной науки к реализации  общественно значимых проектов, пропаганда инновационных решений,  реализованных в этих проектов.

        Применение в строительстве новых  материалов, к которым можно отнести полимеры различных  модификаций, углепластики, фиброармированные составы для стабилизации оснований, радиопоглащающие и радиоотражающие материалы, сверхдолговечные антикоррозийные покрытия и облицовки, высокопрочные бетоны и арматурные стали, новые виды вяжущих, модификаторов для бетона, усложненные стальные, алюминиевые профили и пластмассовые и тому подобное, является одним из важных путей улучшения качества строительства, повышения долговечности зданий и сооружений. Последнее обстоятельство играет весьма важную роль как кардинальное направление технической политики в строительстве. Для быстрого внедрения научных разработок необходимо:

1 Активное участие  в государственных программах.

2 Дальнейшее совершенствование  нормативной базы.

3 Система обеспечения  подробной информацией проектных  организаций.

4 Реклама в Интернете.

5 Интернационализация  сотрудничества между научными  организациями.

         К сожалению, ситуация с внедрением  научно-технических разработок и  новых технологий пока еще  далеки от желаемой. Во-первых  новинки внедряют не в масштабах  всего строительного комплекса  страны,а лишь в отдельных производственных  процессах,да и не во всех  регионах.  Во-вторых,даже в самых  лучших регионах отнюдь не  все фирмы стремятся сразу  же внедрить у себя новую  разработку,поскольку не хотят  иметь дополнительных хлопот,затрат.

 Нужно обьединить усилия многих ученых,разработчиков,изобретателеи,создать материальные стимулы для усиления их творческои работы и повышения отдачи капвложений.Решить эту задачу без координации всех усилий весьма трудно.Специалисты уверенно говорят:нужен штаб отрасли.Тогда и резервы технического нормирования удастся лучше использовать для внедрения новшеств.

1 Общая часть 

        1.1 Климатические условия района  строительства.

1 Климатический район  1, подрайон 1В.

Физико-географические и геологические характеристики:

Суровая и холодная длительная зима,обусловливающая максимальную теплозащиту зданий,а также защиту от снеговых запасов,ветров и повышенной влажности воздуха.

Среднемесячная температура  наружного воздуха в июле 18,5*С, в январе -17,8*С.

Наиболее холодных суток -42

Наиболее холодной пятидневки -50

Среднемесячная относительная  влажность воздуха 56%

Температура воздуха  на нормативную ветровую нагрузку 0,30кПа

Снеговой район 4

Ветровой район 2

Нагрузка от снега 2400 Н/м

Ветровая нагрузка 35 кг/м  

Глубина промерзания  грунта -2,2 м

Сейсмичность района строительства 7 баллов

Сейсмичность района строительной площадки 8 баллов

                            1.2 Построение розы ветров

Повторяемость направления  ветра:

            Январь
с св в юв ю юз з сз
3 5 2 7 19 52 5 7
1,3 1,2 1,4 3 4,2 5,5 3,8 3,5
 
 

 
                     июль

с св в юв ю юз з сз
12 10 6 8 11 28 11 14
2,6 2,4 2,7 3 4,4 4,1 3,2 2,9
 

                      среднегодовая

с св в юв ю юз з сз
7,5 7,5 4 7,5 15 25 8 10,5
1,6 1,8 2,1 3 4,3 4,8 3,5 3,2
 

Роза ветров 3штуки

Геологический разрез

    1. 3 Объемно-планировочное решение здания
 

         

Проектируемое здание – минимаркет. Здание в плане  сложной конфигурации размером 30*18 метров. Проектируемое здание многоэтажное-трехэтажное  с цокольным этажом. Высота каждого  этажа составляет-3,3 метра. Вся высота здания составляет 11,5метров.

Проектируемое здание является многопролетным. Величина пролета  составляет 3 метра, а шаг – 6 метров.

В соответствии с  противопожарными требованиями имеется 4 эвакуационных выхода в осях А-А1, А1-Б, и Б1-В два выхода.

Степень огнестойкости  здания-1. 

    1. Конструктивное  решение

            

Проектируемое здание является каркасным. Каркас смешанный  :цокольный и первый этажи –монолитный ,а вышележащие этажи из стального каркаса с монолитным перекрытием и с заполнением кирпичной кладки.

Монолитные стены  на первом этаже в осях ??? являются диафрагмой жесткости здания. Пространственная жесткость здания выше лежащих этажей обеспечивается в осях???.

      1. Фундаменты

В проектируемом  здании принят монолитный столбчатый свайный фундамент с монолитным ростверком  под отдельно- стоящую  колонну

из класса бетона В15  и арматуры класса АІІІ. В пристройке  в осях

???

       запроектирован монолитный ростверк  сечением 500*500мм.

 

РИСУНОК 2 штуки

      1. Фундаментные балки

В проектируемом  здании приняты фундаментные балки  трапециедального сечения со скосами,  облегчающие извлечение балок из форм при изготовлении.

    Таблица  -        Маркировка  и основные показатели фундаментных  балок  

Марка балки Шаг колонн,м Тип сечения L,мм Расход материалов Масса,т
бетона ,м³ Стали,кг
ФБ6-2        6         І 5050           0,52        33      1,3
ФБС- 24.46        3         І 2380          0,35
 
      1. Колонны

В проектируемом  здании  у цокольного и первого  этажей запроектированы монолитные колонны сечением 0,4*0,4м и высотой 3,3 м. Класс бетона В15 и арматура класса А ІІІ.  У вышележащих- металлические  колонны в виде труб ǿ 400мм. Высотой  до 11,5метров.

 

      1. Балки перекрытия
      2. Перекрытия (покрытия )

        В проектируемом  здании принято железобетонные перекрытия монолитное, толщиной 180мм по металлическим  балкам из двух швеллеров №18  сваренных  между собой. Монолитное перекрытие выполнено из класса бетона В15 и  арматуры класса А3.

        Рисунок 

      1. Стены, перегородки

        Наружные стены  выполнены заполнением кирпичной  кладки с вентилируемым фасадом. Однорядная кладка из обыкновенного кирпича толщиной 250мм. Марка кирпича 75, марка раствора 25. Перегородки выполнены из гипсокартона, толщиной  12,5 ? Крепление

      1. Перемычки .Таблицы 2шт.

        Таблица №   Ведомость перемычек 

        марка Схема сечения
           
 

        Таблица №   Спецификация перемычек 

        позиция обозначение наименование количество примечание
                 
 
      1. Окна, двери, ворота.

    Ведомость заполнения оконных и дверных  проемов.  
     

      1. Кровля

        В проектируемом здании принята двускатная кровля с внутренним организованным водостоком. Уклон кровли к водоприемным воронкам равен 0.015‰. Имеется парапет 0.6м, который ограждает по всему периметру здания .

        Рисунок

      1. Полы

                        Таблица №                                      Экспликация полов

      Наименование

      помещения

      		 Тип

      пола

      		 Схема

      пола

      		 Данные элементов

      пола

      		 площадь
      Цокольный

      этаж

      		     1-керамогранит

      2-цементно-песчаная

      Стяжка 20 мм

      3-бетонный подстилающий слой 80мм

      4-утрамбованный грунт

      		  
      1,2,3,этажи     1-керамогранит

      2-цементно-песчаная стяжка,20мм

      5-монолитное перекрытие,180мм.

      		  

       

                        

1..4.11

Отделка внутренняя и наружная

   Таблица №            

Ведомость отделки помещений

наименование Вид отделки элементов интерьеров примечание
потолок S,м стена S,м Колонны S,м
Торговый зал Подвесной

аромстронг

   Гипсокартон ГКЛ 12,5мм,

Водоэмульсионная окраска

        
Санузел Подвесной аромстронг   Затирка, керамическая плитка        
офисы Подвесной

аромстронг

   Гипсокартон ГКЛ 12,5мм        

                    

   1.4.12 Спецификация к схемам расположения сборных железобетонных, монолитных и металлических конструкций. 

        2 Расчетно-конструктивная часть. 

Таблица 1- Сбор нагрузок на плиту перекрытия

№ п/п Нагрузка Подсчет Нормативная нагрузка,

Н/м²

 Коэффициент

Надежности,

      γf 

Расчетная

нагрузка

     Н/м²

  Постоянная        
   1 Масса плиты 

Р=2500кг/м³

ţ =180мм

 ţ *Р

0,18*2,5*10̂̂⁴

  
    4500		  
    1,1		  
     4950
   2 Цементная стяжка  ţ=8мм 0,02*1,8*10⁴     360     1,1        396
   3 Гранит  ţ=8мм 0,008*2,8*10⁴     224      1,1      246
  Итого       5084         5592
    4 Временная

полезная

       4*10³      4000       1,2       4800
  Итого        9084          10392
 

Таблица 2- Сбор нагрузок на плиту покрытия 

№

п/п

 Нагрузка Подсчет Норматив-

ная нагрузка,

     Н/м²

 

 Коэффи-

циент 

надеж-

ности,

γf

Расчетная

Нагрузка,

    Н/м²

  Постоянная        
   1 Масса плиты

Р=2500 кг/м³

ţ=180мм

            ţ*Р

0,18*2,5*10⁴

  
     4500		  
      1,1		  
     4950
   2 Обмазочная пароизоляция            2*10       20         20
   3 Утеплитель пенобетон

Р=800кг/м³

ţ=120мм

 800*10*0,12      960       1,3      1248
   4 Цементная стяжка ţ=20мм 0,02*1,8*10⁴       360        1,1       396
   5  Техноэласт 

4 слоя 

 13*10        130         1,3        169
  Итого          5970         6783
  Временная        
  Кратковременная

Снеговая 240кг/м²

 2400*0,7        1680          2400
  Итого          7650          9183
 

                            2.1 Расчет  монолитного перекрытия

2 .1 1 Записываем исходные данные :

Монолитное перекрытие размером 6*6м, толщиной=180мм  при свободном  опирании;

Класс бетона В15, Rв=8,5 МПа, γ

в

=0,9;

Класс арматуры А-ІІІ, Rs=365МПа;

2.1 2 Определяем нагрузку

Р=10,392*6*6=374,12

2.1 3 Определяем изгибающий  момент

М=0,0365*374=13,65кН

2.1 4 Определяем коэффициент А₀  по формуле:

                                        А₀=М/Rв*γ

в

*в*h₀²≤А₀R

        где  Rв - расчетное сопротивление бетона на сжатие, 8,5 МПа

                γ

в

- коэффициент условия  работы бетона, 0,9

                 h₀-расстояние от центра растянутой арматуры до границы сжатой зоны бетона, которое рассчитывается по формуле, м:

                                         h₀=h-a

        где  h-высота плиты перекрытия, 0,18м

                а- защитный слой бетона, 0.03м

                                         h₀=0.18-0.03=0,15

                                          А₀=13*10³/8,5*10⁶*0,9*1*0,15²=0,07≤0.43

2.1 5 Определяем площадь поперечного сечения арматуры класса  АІІІ Аs 

по  формуле, см²:

                                         Аs=М/Rs*h₀*η

          где Rs-расчетное сопротивление арматуры на растяжение 365 МПа

                 η- коэффициент, который  определяется  в зависимости от А₀, 0,88

                                          Аs=13000/365*10⁶*0,88*15=0,000269м²=2,69см²

 По сортаменту  принимаем 7Ø 8АІІІ с площадью  поперечного сечения  

 As=3.52cм². Предварительно задаемся шагом  150 и конструируем сетки.

2. 1. 6 Проверяем процент  армирования µ% по формуле :

                                           µ%= Аs/в*h₀*100%

                                            µ%= (3,52/1*0,15)*100%=0,2≥0,05 

                                     2.2 Расчет стальных балок из  двух  швеллеров №18

         2. 2.1 Определяем массу и  записываем  нагрузки :

    m= 16.3*2=326

    g= 9084*6+326=54830 Н/м²

         2. 2. 2 Вычерчиваем расчетную схему.  Определяем расчетную длину L₀ , и расчетное сопротивление Rу, коэффициент условия работы γс :

                                              L=6м 

                                                                                     Rу=215МПа  сталь Вст 3ПС

                                                                                     γс=0,9 

          2.2.3 Строим эпюры момента и  поперечной силы. Определяем  их  максимальное значение:

эпюры                                    

М=g*L²/8=54830*6²/8=246.7кН*м

                                                                                    Q=gL/2=54830*6/2=164кН/м

2.2.4 По максимальному моменту определяем требуемый момент сопротивления Wx, см³ по формуле:

                                           Wx= М/ Ry*γс

                                            Wx= 246735/215*10⁶*0,9*= 127

2.2.5  Рассчитываем прогиб балки и сравниваем его с допустимым

                                           

=≤

[

]

         

                  где  Е-модуль упругости для  стали  2,06*10⁵ МПа

                           J-момент инерции для двух швеллеров  №18

                                                    J=1090*2=2180см⁴

                         

*

       По прогибу данный швеллер  №18  проходит. 

                            2.3 Сбор нагрузок на монолитную  колонну  высотой  3,3м 

                             и  сечением  0,4*0,4 м.  

          2.3.1 Определяем грузовую площадь:

                         Агр = 6*6=36м²

        Сбор нагрузок на колонну от  плит перекрытия и покрытия :

               Nк= 3*10,392 *36+9,183*36=1452 кН

        Сбор нагрузок на 1 погонный метр  балки ( ширина грузовой площади=6м)

               g= 18,4*2*10*6=2208Н*м = 2,2кН

      Нагрузка  от колонн:

                Nк = 0,4*0,4*5,5*2,5*10⁴*+3,2*0,023*7,8*10⁴=27,7кН

    Полная  нагрузка на колонну:

                Nк = 1452*1,1 +2,2*1,1+  27,7=1627кН

                      2.4 Подбор сечения монолитной  колонны 
 

     2.4.1 Записываем полную  нагрузку :  Nполн = 1627кН

        Определяем кратковременную нагрузку:  Nкр = 2400*36=86,4кН

        Определяем длительную нагрузку: Nдл = 1627-86,4=1540кН

      2.4.2  Вычерчиваем расчетную схему

      Схема                                            h=3,3м 
 

        2.4.3 Определяем расчетную длину, L₀ , м, формуле:

                                                               L₀=µ*h

                 где  µ- коэффициент заделки, равный 1

                         h-высота колонны , 3,3 м         

                                                                 L₀=1*3,3=3,3

         2.4.4 Подбор материалов : бетон класса В15, γв=0,9, Rв=8,5 МПа

                                                      арматура класса АІІІ, Rsc=365 МПа

         2.4.5 Принимаем φ=1 , µ= 0,01, m

д

= 1

          2.4.6 Определяем площадь поперечного сечения бетона  Ав, см² по формуле :

                                            Ав = N/(Rв +  µ*Rs)

                  где  N-полная нагрузка на колонну  1627 кН

                                             Ав = 1627/ (8,5*10³+0,01*365*10³)=1339

            2.4.7 Находим отношение длительно – действующей нагрузки к полной

                                             

  γ

            2.4.8 Определяем гибкость λ, по формуле: