Возведение детско-юношеской школы творчества

Социальное и научно-техническое развитие общества, постоянное совершенствование всех форм жизнедеятельности людей стимулирует развитие сферы общественного обслуживания. Многообразие видов и форм системы обслуживания, способствующее комфортному осуществлению населением всех многоплановых функций, во многом определяет уровень цивилизации общества.

В общем объем капитальных вложений в застройку, доля, расходуемая на строительство общественных зданий и комплексов и сооружений, для городов нашей страны составляет в среднем 28−30%. Эта доля существенно повышается в городах, являющихся крупными областными центрами. Удачным является расположение общественных центров в зонах максимального сосредоточения потоков населения — на транспортных магистралях и улицах, на основных пешеходных путях.

Темой данного дипломного проекта является «Детско-юношеская школа творчества общей площадью до 2000 м² в г. Тамбов».

В основу проектного решения школы творчества был положен функциональный процесс, связанный с тем или иным видом общественной деятельности человека.

Объемно-пространственная структура здания, представленного в проекте, рассмотрена с точки зрения организации его внутреннего пространства. А также под углом зрения композиции его внешнего объема и взаимосвязи этого объема с окружающим внешним пространством. Обе эти концепции объемно-пространственной структуры здания необходимо рассматривать комплексно, во взаимной связи и взаимодействии, так как они объединяются общим архитектурным замыслом

1. АРХИТЕКТУРНЫЙ РАЗДЕЛ

1.1 Исходные данные

1. Настоящие чертежи разработаны на основании задания на проектирование.

2. Проектируемое здание: — кирпичное бескаркасное, расположенное в жилом микрорайоне города Тамбов

3. Характеристика района строительства:

Рельеф местности спокойный, грунтовые условия представлены в инженерно-геологическом разделе пояснительной записки. Зона влажности для г. Тамбов — 3 (сухая)

Количество осадков, выпадающих за год, 757 мм.

Влажностный режим для жилых помещений — Y=55%, для tв = 20? С

Отопительный период — 196 суток.

Расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 — tн = -26?С

Средняя температура наиболее холодной пятидневки — (-26?С)

Средняя температура наиболее холодных суток — (-30?С)

Нормативное значение ветрового давления — 0,30кПа

Нормативное значение веса снегового покрова на 1 м? поверхности земли -1 кПа

Нормативная глубина промерзания грунта — 1,3 м

Господствующее направление ветра: в январе — западное; в июле — северное.

4. Класс здания — II

Степень огнестойкости — II

Степень долговечности — II

5. За условную отметку 0,000 принят уровень чистого пола первого этажа.

6. Кирпичную кладку наружных стен с теплоизоляцией из пенополистирола марки ПСБ-С по ГОСТ 15 588–86 выполнять многослойной по толщине стены:

— наружный рядовой силикатный кирпич по ГОСТ 379–95 или керамического кирпича по ГОСТ 530–95, на растворе М50. Толщина — 120 мм.

— внутренний слой — пенополистирольные плиты.

— внутренняя толщиной 380 мм из силикатного кирпича по ГОСТ 379–95 на растворе М100

7. Цоколь здания выполняется из керамического кирпича на растворе М100.

8. Наружные откосы дверных и оконных проемов с четвертями, выполнять из цементно-известкового раствора.

9. Все двери окрасить эмалью за 2 раза.

10. По периметру наружных стен, выполнить асфальтовую отмостку шириной 1,5 м, по щебеночной подготовке с уклоном 0,05% от здания.

11. Возведение кирпичных стен и перегородок, монтаж оконных и дверных блоков, отделочные работы выполнять, в соответствии с требованиями СНиП III-21−73; СНиП III-4−80 «Правила пожарной безопасности».

1.2 Генеральный план

проект строительство здание архитектурный

Проектируемое здание расположено в северном микрорайоне города Тамбов на территории отведенной под строительство. Рельеф участка спокойный, с незначительным уклоном, необходимым для выполнения ливнестоков. Генеральный план разработан с учетом действующих санитарных и противопожарных норм, а также требований СНиП 2.07−01−89 «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений», и СНиП 2.08.01−89 «Жилые здания».

На проектируемом участке строительства расположены:

1 — детско-юношеская школа творчества;

2 — теплица;

3 — площадка для занятий биологического и зоологического кружков;

4 — участок декоративных растений;

5 — волейбольная площадка;

6 — павильон для игры в настольный теннис;

7 — детская площадка;

8 — плескательный бассейн;

9 — плодовый сад;

Планировочное решение комплекса отвечает требованиям заказчика.

Территория отведенная под застройку имеет удобные подъездные пути и остановки общественного транспорта.

Площадка строительства благоустроена и озеленена.

Здание дома творчества расположено с учетом требований инсоляции и направлений господствующих ветров зимнего и летнего периодов года.

Технико-экономические показатели генерального плана

— плотность застройки:

— коэффициент озеленения:

— площадь участка приходящаяся на единицу измерения:

— коэффициент использования территории:

1.3 Роза ветров

Город Тамбов расположен во втором климатическом районе, в зоне умеренно-континентального климата. Направления ветра, преобладающие в январе и июле, показаны в таблице 1.1 и на рис. 1.2.

Таблица 1.1.

По значениям таб. 1.2. Строим розу ветров (рис. 1.2)

Рис. 1.2. Роза ветров.

Масштаб: в 1 см — 10% повторяемости направлений ветра.

1.4 Краткие сведения о функциональной схеме

В здании четко выделяются две различные по назначению части. Левое крыло центра представляет собой клубную часть для работы кружков, индивидуальных занятий и отдыха посетителей, также сюда входят и помещения административного назначения, кабинет врача, кладовые и технические помещения. Правая часть состоит из помещений зрительской и демонстративной группы. Зрительная часть здания включает в себя фойе, гостиную, библиотеку, кафе. А также помещения, имеющие непосредственное отношение к обслуживанию зрительного зала. Зрительный зал имеет вид прямоугольника, поперечный и продольный проходы, а также выход непосредственно наружу, обеспечивает беспрепятственное продвижение людского потока по залу и выход из него.

Помещения зрительной и клубной части размещены таким образом, что эксплуатация помещений одной части не зависит от эксплуатации помещений другой части. Обе части центра соединены в единую архитектурную композицию входным узлом, в котором располагаются тамбур, вестибюль и фойе.

1.5 Объемно-планировочное решение

Центр представляет собой двухэтажное здание, сложного очертания в плане, размером 42 Х 36 м. Высота этажа здания Нэт=3,3 м. Толщина внешних стен 640 мм, внутренних 510,380 и 120 мм.

Согласно СНиП 2.08.01−89 «Жилые и общественные здания».

При разработке проекта предусмотрено размещение двух лестничных клеток, что обеспечивает удобные и короткие пути движения от входа в здание к помещениям во всех этажах, а также удовлетворяет требованиям вынужденной эвакуации. Для эвакуации со второго этажа предусмотрены наружные металлические лестницы.

В здании предусмотрены четыре запасных и один главный входы и выходы.

Подвальная часть здания занята техническими помещениями и имеет вход со двора.

1.6 Противопожарные требования

Согласно СНиП 2.01−02−85, для зданий II степени огнестойкости, принимаем пределы огнестойкости:

— для несущих стен, лестничных клеток — 0,85ч.

— лестничные площадки и марши — 1ч.

— перегородки — 0,25ч.

— плиты перекрытия и покрытия — 0,25ч.

1.7 Охрана окружающей среды

При организации строительной площадки следует бережно относиться к растительному слою, к растущим кустарникам и деревьям, т.к. они будут составлять весомую часть благоустройства территории комплекса.

1.8 Конструктивное решение

Конструктивная схема — здание с поперечными и продольными несущими стенами.

Фундаменты под все несущие и самонесущие стены представлены ленточными. Состоящими из фундаментных подушек (ФЛ) по ГОСТ 13 580–85 и стеновых фундаментных блоков (ФСБ) по ГОСТ 13 579–78* различных размеров.

Здание запроектировано с кирпичными (из полнотелого силикатного кирпича плотностью 190 кг/м? ГОСТ 379–95 на цементном растворе М50, с участками утепления из пенополистирольных плит толщиной 140 мм с г=50 кг/м?)несущими и самонесущими стенами. Толщина стен определяется по теплотехническому расчету:

· по периметру здания — 640 мм.

· Внутренних несущих стен — 380 мм.

Цоколь — полнотелый керамический кирпич пластического прессования КУ -150/35 ГОСТ 530-=95 на цементном растворе М50.

Междуэтажные перекрытия выполнены из сборных железобетонных элементов — многопустотных плит высотой 220 мм., которые опираются на несущие стены здания (серии 1.090.1 — 1 вып 5 — 1).

Перемычкисборные ж/б по серии 1.038.1−1

Лестничные площадки — сборные ж/б по серии 1.252.1−4.

Окна — деревянные с тройным остеклением по ГОСТ 16 289–80.

Двери — деревянные по ГСТ 6629−88 и алюминиевые (основной входной узел) по номенклатуре ВЗСАК 1996 г.

Кровля по всему периметру устраивается по плитам перекрытия.

Покрытие полов различных помещений подобрано в зависимости от их назначения и окружающих условий (серии 2.224 — 1, вып 4).

Полы вестибюля и коридоров первого этажа приняты из шлифованных бетонных плиток.

По периметру всего здания предусматривается асфальтовая отмостка по щебеночному основанию шириной 1500 мм.

1.9 Решение фасада и внутренняя отделка помещений

Архитектурная выразительность главного фасада обеспечивается сочетанием различных цветов декоративного штукатурного слоя наружных стен. Межоконные простенки и углы здания выделяются более темным цветом, чем остальная плоскость стен. Цокольная часть выделена более темным цветом и отделана облицовочной плиткой под природный камень. Оконные блоки окрашены защитно-декоративным покрытием для древесины, кремнийорганической эмалью за 2 раза.

Дверные блоки покрыты лаком для наружных работ за 2 раза.

Внутренняя отделка помещений зависит от функционального назначения.

Ведомость отделки помещений.

Таблица 1.2.

1.10 Инженерное оборудование

Водопровод — водопровод объединенный: противопожарный и питьевой Напор на вводе 0,21 МПа.

Канализация — бытовая

Отопление — центральное водяное Параметры теплоносителей 70 — 150? С.

1.11 Сравнение вариантов

Технико-экономическую оценку проектов необходимо производить, используя следующие технико-экономические показатели, исчисляемые на соответствующие расчетные единицы измерения:

· объемно-планировочные

· сметной стоимости строительно-монтажных работ

· текущих затрат, связанных с содержанием зданий в период эксплуатации

· приведенных затрат

· расхода металла, цемента, лесоматериалов в установленных измерителях

· расхода тепла и потребность в условном топливе.

1. Технико-экономическая оценка различий в конструктивных решениях зданий.

Исходные данные:

1. Место строительства — г. Тамбов (климатический район II, снеговой район III)

2. Рассматриваются два проекта с одинаковыми объемно-планировочными решениями, но разными конструктивными системами.

Объемно-планировочные решения.

Здание двухэтажное, с подвалом и техническим этажом. Подвал высотой 2,7 м, высота технического этажа 1,7 м. На первом этаже расположен входной узел с гардеробом и вестибюлем, зал на 200 мест с эстрадой, кофейня, помещения обслуживающего персонала, игровой зал, учебные кабинеты и медицинский кабинет. На втором этаже расположены библиотека, хранилище книг, репетиционный зал, кабинеты администрации, помещения обслуживающего персонала и учебные кабинеты.

Вертикальные коммуникации — одна лестница. Окна пластиковые. В вестибюле первого этажа — витражное остекление площадью 28 м². Состав помещений и их площади приняты в соответствии со СНиП II-69−78 и в обоих вариантах приняты одинаковы.

Конструктивные системы.

Вариант 1. Здание кирпичное. Ограждающими конструкциями торгово-выставочного комплекса являются стены из кирпичной кладки толщиной 640 мм (толщина стены получена теплотехническим расчетом). Перегородки гипсокартонные толщиной 90 мм. В качестве перекрытия принимаем железобетонные многопустотные плиты.

Вариант 2. Каркасно-панельная со сборным железобетонным каркасом. Сечения колонн 500×500 мм. В качестве перекрытия принимаем ребристые плиты, опирающиеся на ригели, монолитно соединенные с колоннами. Наружные стены панельные керамзитобетонные.

1.1. Объемно-планировочная характеристика вариантов и их технико-экономические показатели

Таблица 1.

Анализ таблицы 1 показывает, что по коэффициенту компактности первый вариант более экономичен.

1.2 Определение сметной стоимости

Сметную стоимость зданий определяют приближенно по стоимости конструктивных элементов, с учетом их удельных весов. Будем определять стоимость фундаментов, стен, каркаса (для 2 варианта), перекрытий и покрытия. Удельный вес этих конструктивных элементов можно принять 60% от стоимости общестроительных работ. Учитывая, что сметная стоимость здания складывается из общестроительных работ, электромонтажных работ и сантехнических работ.

С_зд=С_ор+С_м

Стоимость монтажных работ можно принять 20% от сметной стоимости здания.

С учетом удельных весов конструктивных элементов будет равна

С_зд= С_ор/(0,6*0,8) или С_ор=С_кэ/0,6

Стоимость конструктивных элементов будем принимать приближенно по рекомендациям «Регионального центра ценообразования и экономики строительства Тамбовской области».

Расчет стоимости приведен в таблице 2.

Таблица 2.

Стоимость общестроительных работ можно определить исходя из удельного веса каркаса и стен, равного около 70%, тогда:

1 вариант С_ор= 8 691 731,84/07=12 416 759,77 руб

2 вариант С_ор= 9 494 457,50/0,7=13 563 510,71 руб

Сметная стоимость здания (с учетом сантехнических и электромонтажных работ) равна:

1 вариант С_зд= 12 416 759,77/0,8=15 520 949,71 руб

2 вариант С_зд= 13 563 510,71/0,8=16 954 388,39 руб

Удельная сметная стоимость равна:

1 вариант С_узд= 15 520 949,71/2425,58=6398,86 руб

2 вариант С_узд= 16 954 388,39/2505,10=6767,95 руб

1 вариант экономичнее 2-го на 369,09 руб, что составляет 5,45%.

1.3. Расчет текущих затрат.

Будем учитывать амортизационные отчисления С_м=0,027С_зд, затраты на текущий ремонт С_тр=0,005С_зд, затраты на отопление и вентиляцию. Для определения затрат на отопление используем рекомендацию. По формуле

С₀=, где

t_в — температура внутреннего воздуха помещения, ⁰С, принимаемая по нормам проектирования соответствующих зданий,

t_от.пер. — средняя температура отопительного периода, ⁰С,

z_от.пер. — продолжительность отопительного периода, сут, со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 10 ⁰С,

С_т — стоимость тепловой энергии, руб/Дж, определяемая по действующему прейскуранту,

р — расчетная единица измерения (общая площадь, вместимость и т. д.),

А_нст — площадь наружных стен, м²

R_ср — среднее сопротивление теплопередаче наружных стен, м^{2 0}С/Вт

R_ср =R_гст -R_гст * с + R₀ * с ,

R_гст — сопротивление теплопередаче глухих стен, м^{2 0}С/Вт,

R₀ — сопротивление теплопередаче оконных проемов, м^{2 0}С/Вт,

с — коэффициент остекления, равен отношению площади оконных проемов и площади наружных стен,

А_пок — площадь покрытия или чердачного перекрытия, м²,

R_пок — сопротивление теплопередаче покрытия или чердачного перекрытия,

м^{2 0}С/Вт,

А_пол — площадь пола первого этажа без вычета площади, занятой конструктивными элементами, м²,

R_пок — сопротивление теплопередаче пола на грунте, м^{2 0}С/Вт.

Затраты на отопление зависят не только от конструкций наружных ограждений и объемно-планировочного решения здания, но и в значительной степени от коэффициента остекления с. Коэффициент остекления с=А_ост/А_нст,

Для 1 варианта с=168,5/1569,4=0,107

Для 2 варианта с=199,4/1632,1=0,122

1.4. Определение расчетного температурного перепада

Расчетный температурный перепад Дt₀, °С, между температурой внутреннего воздуха и температурой поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемой величины Дt_n, °С, (по табл. П. 1.6) и определяется по формуле

.

а). Определяем необходимую толщину трехслойной стеновой панели на гибких связях из стержней диаметром 12 мм, установленных с шагом 0,6 м (рис.1), предназначенную для производственного здания в г. Тамбов.

Исходные данные для расчета:

Район строительства — г. Тамбов.

Параметры внутреннего воздуха:

t_int = 20°С: относительная влажность ц= 55% (табл. П. 1.3 и П. 1.4).

Влажностный режим помещения — нормальный (по табл. П. 1.1).

t_ext =t₅^0.92 = -26°С; t_ht = -3,1°С; z_ht = 196сут. (по табл. П. 1.12).

Зона влажности района строительства — 3 (сухая), (прил. 3).

Условия эксплуатации ограждающих конструкцийА (по табл. П. 1.2).

Рис. 1. Схема трехслойной стеновой панели

Расчетные коэффициенты теплопроводности материалов (по прил. 2):

* керамзитобетон Р₀ = 1400кг/м³; л= 0,56Вт/(м^{2 0}С);

* минераловатные плиты Р₀ = 200кг/м³; л = 0,07 Вт/(м^{2 0}С);

Приведенное сопротивление теплопередаче R₀, Вт/(м²°С), наружной стены из панелей на гибких связях следует принимать не менее значения R_req, Вт/м²°С, определяемого по табл. П. 1.5, в зависимости от градусо-суток района строительства D_d ⁰C сут., по формулам:

D_d = (20 + 3,1)196 = 4527.6°С .

R_req=0,35*4527.6+ 1,4 = 2.985 Вт/(м²°С).

Приведенное сопротивление теплопередаче наружной панельной стены определяем по формулам:

R₀^r = R₀^conr

где R₀^con = R_si + R_k + R_se ,

R_si = 1/б_int ,

R_se = 1/б_ext ,

R_k = R₁+R₂+R₃= ,

Подставляя найденные значения параметров в формулу, получаем

Принимаем коэффициент теплотехнической неоднородности для панелей с гибкими связями по табл. П. 1. 10. r= 0,87 .

Приведенное сопротивление теплопередачи панельной стены:

Решая неравенство относительно д_ут находим толщину утеплителя:

Суммарная толщина панели:

д_огр = 0,1 + 0,11 + 0,05 = 0,26 м

Расчетный температурный перепад Д/₀,°С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемой величины Дt₀, °С (табл. П. 1.6) и определяется по формуле:

В данном случае п = 1 .

t_d -температура точки росы, определяемая по табл. П. 1.11

В данном случае t_d =6,04° С.

Подставив в формулу значения величин, получаем

Условие выполняется, т. е. конденсат на внутренней поверхности стен выпадать не будет.

б). Определить толщину утеплителя в наружной стене выполненной из силикатного кирпича (рис. 3).

Расчетные коэффициенты теплопроводности материалов (по прил.2):

* «Изотек» Р₀= 67,3 кг/м³; л = 0,0396 Вт/(м²°С);

* силикатный кирпич Р₀= 1800 кг/м³; л = 0,76 Вт/(м²°С);

* гипсокартон Р₀= 800 кг/м³; л = 0,21 Вт/(м²°С);

Рис. 3. Схема наружной вентилируемой стены

1. Исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий, требуемое сопротивление теплопередаче определяется по формуле:

Где n=1

t_int = 20 °C,

t_ext =t₅^0.92 = -26°С;

Дt_n = 4⁰С,

б_int =8,7 Вт/(м^{2 0}С)

Подставив в формулу значения величин, получаем

Вт/(м^{2 0}С)

2. Исходя из условий энергосбережения

Основным параметром для определения R_red являются градусо-сутки отопительного периода D_d, °С сут, рассчитываемые по формуле:

D_d = (20 + 3,1)196 = 4527.6°С .

Значения R_red определяем по формуле:

R_req=0,35*4527.6+ 1,4 = 2.985 Вт/(м²°С).

Для дальнейшего расчета принимаем большее значение R_req, т. е.

R_req= 2.985 Вт/(м²°С)

3. Сопротивление теплопередаче R₀, Вт/(м² °С), ограждающей конструкции с последовательно расположенными слоями определяют по формуле:

R₀ = R_si + R_k + R_se ,

Подставляя найденные значения параметров в формулу, получаем

Решая неравенство относительно д_ут, находим

д_ут =0,0396 (2,985- 0,115- 0,048- 0,329- 0,043}=0,1112 м=111,2 мм

д_ут = 111,2 мм.

Для кирпичной кладки принимаем толщину утеплителя кратно модулю 10 мм,

т.е. д_ут=140 мм.

Для 1 варианта

R_ср = 4,241−4,241*0,107+0,34*0,107=3,824

Для 2 варианта

R_ср = 1,998−1,998*0,122+0,34*0,107=1,791

Принимаем стоимость тепловой энергии С_т = 209,91 руб/ГДж, t_в = 16 ⁰С,

t_от.пер. =-4,2 ⁰С, z_от.пер. = 202 сут, W=0,068, Х = 0,29 Вт/м^{3 0}С

По текущим затратам 1 вариант экономичнее 2 варианта на 205,62 руб/м², что составляет 25,6%.

1.5. Определение приведенных затрат.

Окончательная оценка проектов должна производится путем сопоставления приведенных затрат, включающих показатели стоимости строительства и текущих затрат, связанных с содержанием зданий в период их эксплуатации. В общем виде полные приведенные затраты определяются формулой:

П=К+Е_н*К^/ + Е_н*К^// + С_эзд*Т,

Где К — единовременные затраты (капитальные вложения на строительство или сметная стоимость здания), руб

К^/ — капитальные вложения в производство строительных материалов и конструкций, руб/год

К^// — капитальные вложения в основные производственные фонды строительных организаций, руб/год

Е_н — нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений

С_эзд — годовые эксплуатационные затраты, руб/год

Т — нормативный срок окупаемости капитальных вложений, равно 8,33 года.

Е_н = 1/Т=1/8,33=0,12.

Вместо капитальных вложений К можно учитывать сметную стоимость здания С_зд, так как для целей выбора объемно-планировочного или конструктивного решения затраты на оборудование, инвентарь, благоустройство участка и другие можно не учитывать.

Следовательно, формула расчета приведенных затрат:

П = С_узд + С_уэзд * Т, или при приведении к одному году

П = С_узд * Е_н+ С_уэзд, где

С_узд — удельная сметная стоимость

С_уэзд — показатель текущих затрат, отнесенный на расчетную единицу, руб/год

Определяем приведенные затраты:

Для 1 варианта

П=6398,86+596,86*8,33=11 370,70 руб/м²

Для 2 варианта

П=6767,95+802,48*8,33=13 452,61 руб/м²

По приведенным затратам 1 вариант экономичнее второго на

(11 370,7−13 452,61)*100/13 452,61=15,48%.

Таким образом, для детальной разработки в дипломном проекте следует принять первый вариант.

1.13 Патентные исследования

Целью раздела «Патентные исследования» является выбор новых и наиболее приемлемых технических решений, на основании изучения патентной и научно-технической литературы.

Под патентными исследованиями понимают поиск, отбор и анализ технических решений с использованием патентной документации, обладающей рядом преимуществ по сравнению с другими видами информации: достоверностью, краткостью, оперативностью.

Регламент поиска патентной информации.

Табл. 1.3

Справка о поиске патентных документов, отобранных при поиске.

Табл.1.4

Описание изобретения к патенту Российской Федерации.

Окно с тройным остеклением RU2085691С1

ЕО6 В 3/64

Авторы: Кравец В. А. Козицкий В.П. Левиг А.П.

Формула изобретения.

Изобретение относится к строительству. А именно к конструкциям окон с тройным остеклением и может быть использовано для зданий и сооружений. Окно с тройным остеклением содержит коробку, остекленные наружную и внутреннюю спаренные сворки, среднее стекло окантованное уплотненным профилем, установленное в плоскости разъема створок, держатели среднего стекла с элементом, фиксирующим его, и элементом крепления к створкам, стягивающие винты, установленные во внутренней створке. В элементе крепления держателя выполнены два разнесенные одно относительно другого резьбовые отверстия.

В отверстиях помещены стягивающие винты, установленные с противоположных сторон. Один из винтов расположен в отверстии, выполненном в наружной створке, расположенной в гнезде, имеющем пробку из теплоизоляционного материала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является окно системы «йодле», включающее в себя коробку, спаренные створки с наружными и внутренними стеклами, среднее стекло, окантованное уплотненными профилем, установленное в плоскости разъема створок, держатели среднего стекла с элементами, фиксирующими его и элементами крепления к створкам.

Задача изобретения — Создание технологического решения окна с тройным остеклением, позволяющего усовершенствовать конструкцию и снизить материалоемкость и трудоемкость изобретения.

2. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ

В данном разделе необходимым является составление расчетных схем и расчет той или иной конструкции, с целью проверки её на прочность и устойчивость.

Основными элементами являются кирпичные стены, плиты перекрытия и покрытия, фундаменты.

В разделе была разработана плита перекрытия 6,0×1,5 м., консольная плита размером 0,9×1,5 м. и простенок.

В данном разделе собираются необходимые сведения и выполняются расчеты для оценки инженерно-геологических условий района строительства, выбор несущего слоя под фундамент и расчеты ленточных фундаментов.

Расчет и конструирование многопустотной панели

Рисунок 2.1.

Ширина пустот 1460−458=1002мм.

Таблица 2.1. Сбор нагрузок на 1 м² перекрытия.

Определение нагрузок и усилий

На 1 м. длины панели шириной 150 см. действуют следующие нагрузки:

кратковременная нормативная Кратковременная расчетная Постоянная и длительная нормативная Постоянная и длительная расчетная

Итого нормативная

Итого расчетная

Расчетный изгибаемый элемент от полной нагрузки:

Расчетный изгибаемый момент от полной нормативной нагрузки (для расчета прогибов и трещиностойкости):

Расчетный изгибаемый момент от нормативной постоянной и длительной временной нагрузки:

Расчетный изгибаемый момент от нормативной кратковременной нагрузки:

Максимальная поперечная сила на опоре от расчетной нагрузки:

Q

Максимальная поперечная сила от нормативной нагрузки:

Qⁿ

Q_ld

Подбор сечения.

Для изготовления сборной панели принимаем:

· бетон класса В30,, , ;

· продольную арматуру из стали класса А-II, R_s=225МПа, R_so=175МПа;

· сварные сетки в верхней и нижней полках панели из проволоки класса Вр-I O 10 мм.

Проектируем панель семипустотной. В расчете поперечное сечение пустотной панели приводим к эквивалентному двутавровому сечению. Заменяем площадь круглых пустот прямоугольными той же площади и того же момента инерции.

Приведенная толщина ребер:

b = 145,9−7*14,3=45,8 см.=458мм.

Расчет по прочности нормальных сечений.

Отношение в расчет вводим всю ширину полки

Высота сжатой зоны

Нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки.

Площадь сечения продольной арматуры.

Принимаем 4 стержня ф 18 А-II; А_s=10,17 см²

Расчет по прочности наклонных сечений.

Проверяем условие необходимости постановки поперечной арматуры для многопустотной панели; Qmax=33,7кН.

Вычисляем проекцию «с» наклонного сечения по формуле:

где ц_b2=2-для тяжелого бетона;

ц₁-коэффициент учитывающий влияние свесов сжатых полок. В многопустотной плите про 8 ребрах:

В расчетном наклонном сечении:

Принимает с=38см, тогда

Следовательно поперечная арматура по расчету не требуется.

Поперечная арматура предусматривается из конструктивных условий. Располагаем её с шагом:

Определение прогибов.

М^// = 42 567Н*м

М_ld = 30 381Н*м

М_cd = 12 275Н*м

Определяем прогиб панели приближенным методом, используя значения л_lim.

Для этого предварительно вычисляем:

д_lim=23 при м*б=0,07 и арматуре класса А-II.

Общая оценка деформативности панели по формуле

так как

то второй член левой части неравенства, ввиду его малости, не учитывается и оцениваем по условию: условие не выполняется, требуется расчет прогибов.

Прогиб в середине пролета панели.

кривизна в середине пролета панели.

где k_1ld=0,42 и k_2ld=0,18 в зависимости от м*б=0,07 и г/=0,4.

Вычисляем прогиб f:

.

Расчет панели по раскрытию трещин.

Панель перекрытия относится к третьей категории трещиностойкости; предельно допустимая ширина раскрытия трещин:

а_crc1=0,4 мм, а_crc2=0,3 мм.

Необходимо соблюдать условие

acrc= a_crc1-a_crc2+a_crc3cr, max, где

a_crc1-a_crc2 — приращение ширины раскрытия трещин в результате кратковременного увеличения нагрузки от постоянной и длительной до полной.

a_crc3 — ширина раскрытия трещин от длительного действия постоянной и длительной нагрузок.

Для вычисления acrc используем данные СНиП 2.03.01−84:

д=1 — для изгибаемых элементов;

з=1 — для стержневой арматуры стержневого профиля;

d=1,8см — диаметр арматуры;

Е_s=2,1*105МПа — для стали А-II;

д_а=1, так как а=3см<0,2*h=0,2*22=4,4 см;

ц_l=1 — при кратковременной нагрузке и

ц_l=1,6−1,5м — при постоянной и длительной нагрузке.

Принимаем м=0,02(СНиП 2.03.01−84 п4.14), тогда

Определяем z₁:, где

Значение д от действия всей нормативной нагрузки:

То же, от действия постоянной и длительной нагрузки:

Вычисляем о при кратковременном действии всей нагрузки:

Упругопластический момент сопротивления железобетонного таврового сечения после образования трещин

.

Расчет по длительному раскрытию трещин.

М_ld=30 381Н*м=30,38кН*м.

Напряжение в растянутой арматуре при действии постоянной и длительной нагрузке:

Ширина раскрытия трещин от действия постоянной и длительной нагрузки при ц_l=1,3:

Требование выполняется.

Расчет по кратковременному раскрытию трещин.

М^//= 42,6кН*м

М_ld=30,4кН*м

Напряжение в растянутой арматуре при совместном действии всех нормативных нагрузок:

Приращение ширины раскрытия трещин при ц_l=1:

Ширина раскрытия трещин при совместном действии всех нагрузок:

Условие выполняется.

Проверка прочности простенка.

Сбор нагрузок на простенок. Определение расчетных усилий.

Приведенная толщина стены д=340мм.

Простенок

Н=9,365−3,3=6,07 м

А=2,66*3,0=7,98 м²

Таблица Сбор нагрузок на покрытие на 1 м²

Нагрузка на простенок от плиты покрытия:

Нагрузка на простенок от перекрытия, расположенного под вышележащим этажом:

(q₂ см. п. 2.1).

Нагрузка от перекрытия вышележащего этажа:

Расчетная продольная сила в сечении I-I:

Эксцентриситет нагрузки N₂ относительно центра тяжести сечения простенка:

Момент в простенке от внутреннего действия опорного давления плиты:

Расчетный изгибающий момент в сечении I-I:

Площадь сечения простенка:

А_пр=960*340=326 400мм2; гс=1,0.

Гибкость простенка:

Коэффициент продольного изгиба ц=0,95.

Расчетное сопротивление сжатию кладки R=1,3МПа.

Временное сопротивление сжатию R_а=k*R=2*1,3=2,6МПа.

Упругая характеристика кладки из силикатного кирпича б=1000.

Проверка несущей способности.

Эксцентриситет расчетной продольной силы N_I-I относительно центра тяжести сечения:

Высота сжатой части поперечного сечения:

Гибкость в сжатой части поперечного сечения простенка:

Коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии:

Коэффициент

Несущая способность простенка в сечении I-I как внецентренно-сжатого элемента:

Несущая способность простенка больше расчетного усилия, следовательно прочность простенка обеспечена.

Расчет и конструирование консольной панели.

Размеры: 1,5×0,9×0,12 м.

;

Изгибающий момент:

А_s — площадь сечения арматуры.

Принимаем 8 стержней Ф 4 мм., А_s=1,01 см².

Охрана труда

Строительство является одним из факторов воздействия на окружающую среду. По объему твердых отходов в виде разрабатываемых грунтов, а также образующихся отходов и остатков стройматериалов, строительство занимает второе место среди загрязнителей окружающей среды.

Антропогенное воздействие строительства разнообразно по своему характеру и происхождению на всех этапах строительства, начиная от добычи строительных материалов и заканчивая эксплуатацией готовых объектов строительства.

Нами разработаны мероприятия по охране окружающей среды, технике безопасности, по эксплуатации готового объекта, также приняты инженерные решения, связанные с охраной труда.

Расчет крана и откоса на устойчивость.

Величину коэффициента грузовой устойчивости крана, не предназначенного для перемещения с грузом, определяют:

M_h — момент основных и дополнительных нагрузок, в том числе;

M_r — момент создаваемый рабочим грузом относительно ребра опрокидывания, в том числе;

G — вес крана, в кг.;

b — расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания, в м.;

с — расстояние от оси вращения крана до центра тяжести, в м.;

б — угол наклона пути крана, в град.;

h₁ — расстояние от центра тяжести крана до плоскости, проходящей через точки опорного контура, в м.;

Q — вес наибольшего груза, в кг.;

n — число оборотов крана вокруг вертикальной оси, в мм;

Q — расстояние от оси вращения крана до центра тяжести наибольшего рабочего груза, подвешенного к крану, при установки крана на горизонтальной плоскости, в м.;

h — расстояние от оголовка стрелы до плоскости, проходящей через точки опорного контура, в м.;

Н — расстояние от оголовка стрелы до центра тяжести груза, в м.;

v — скорость подъема груза, м/сек.;

g — ускорение силы тяжести, в 9,81м/с².;

t — время неустановившегося режима работы механизма подъема (время торможения груза), в сек.;

W — силы давления ветра, дествующего параллельно плоскости, на которой установлен кран, на поветренную площадь крана, в кг.;

W₁ — силы давления ветра, дествующего параллельно плоскости, на которой установлен кран, на наветренную площадь груза, в кг.;

с=h₁ и с=h — расстояние от плоскости, проходящей через точки опорного контура, до центра приложения ветровой нагрузки, в м.

Необходимо проверить грузовую устойчивость с учетом дополнительных нагрузок и уклона пути самоходного крана при подъеме груза весом 3500 кг.

Подставляем числовые значения в формулу устойчивости, получаем:

Коэффициент собственной устойчивости, то есть коэффициент устойчивости без рабочего груза в сторону, противоположного стреле, определяют по формуле:

W₂ — сила давления ветра, действующего параллельно плоскости, на которой кран на наветренную площадь крана при его нерабочем состоянии, в кг;

с₂ — расстояние от плоскости, проходящей через точки опорного контура, до центра приложения ветровой нагрузки, в м.

Необходимо найти коэффициент собственной устойчивости крана в соответствии с данными, приведенными в таблице .

Таблица

Рассчитаем устойчивость откоса.

Определим допустимую крутизну откоса.

Характеристики грунта:

Глубина котлована Н=2,9 м.

Определяем крутизну откоса по следующей формуле:

Определим значение постоянных членов формулы:

Результаты вычисления сводим в таблицу

Таблица

Определим расстояние от бровки откоса котлована до оси движения транспортных средств:

l₁ — расстояние от оси пути до пересечения с линией, образуемой естественным откосом, в м;

Н — глубина котлована, в м.;

ц — угол естественного откоса, град.;

б — угол м/у гранью рабочего откоса и гранью естественного откоса (б=50−25=25о)

Расчет предела огнестойкости железобетонной плиты перекрытия.

Дано:

Размеры сечения b=1,5 м (150см), длина рабочего пролета l=5,9 м (590мм), высота сечения h=0,22 м (22см.), толщина защитного слоя до низа растянутой арматуры д=0,02 м (2см); растянутая арматура класса А-II: R_sh=225МПа, R_su=225/0,9=250МПа с площадью поперечного сечения As=10,17*10^-4м²(4стержня диаметром 18); сжатая арматура отсутствует; бетон класса В30 R_bu=17МПа; R_bn=17/0,83=20,5МПа; нормативная нагрузка g=6950Н/м²; кратковременная нагрузка от собственного веса плиты Р=2000Н/м².

Расчет:

Принимаем бетон с большой теплопроводностью: тяжелый бетон с крупным заполнителем из силикатных пород (с=2350кг/м³).

Предел огнестойкости по теплоизолирующей способности для многопустотной плиты перекрытия определяем, как для плиты сплошного сечения с приведенной толщиной

По таблице получаем: предел огнестойкости равен 2,252. Предел огнестойкости по несущей способности для многопустотной плиты перекрытия принимаем, как для аналогичной сплошной плиты с коэффициентом 0,9. Ввиду отсутствия сжатой арматуры используем формулу

По таблице для арматуры класса А-II используя интерполяцию, находим tск=349^оС в растянутой арматуре.

Вычисляем:

Время достижения критической температуры:

Предел огнестойкости по несущей способности сплошной плиты равен 0,7ч; предел огнестойкости по несущей способности многопустотной плиты равен Тп=0,7*0,9=0,63ч.

Время достижения t_cr=349оС на глубине

Определим по графику:

Получим Т=0,87r, что удовлетворительно совпадает с расчетным значением Тп.

Расчет оснований и фундаментов

Для расчета оснований и фундаментов в данном задании было выбрано 1 сечений.

Схема плана

Определение нагрузок на фундаменты.

Сечение 1−1.

Сечение 2−2.

Сечение 3−3.

Сечение 4−4.

Сечение 5−5.

Сечение 6−6.

Сечение 7−7.