Многоэтажное крупнопанельное каркасное здание

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

Кафедра «Строительные конструкции»

МНОГОЭТАЖНОЕ КРУПНОПАНЕЛЬНОЕ КАРКАСНОЕ ЗДАНИЕ

Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине «Основы архитектуры и строительных конструкций»

КП-270 800.62−270 801−29−14

Руководитель проекта

_____________/Мартемьянова Э.Н./

Проект выполнил

студент группы ПГСб-12-Z5

Филимонкин А. С

Шифр зачетной книжки

ПГСб-12−181

ОМСК 2014

1. Исходные данные для проектирования

2. Расчет оборудования и площадей АБК. Определение состава помещений АБК

3. Объемно-планировочное решение здания

4. Технико-экономический показатель

5. Конструктивное решение здания

6. Теплотехнический расчет наружных стен

6.1 Теплотехнический расчет утеплителя в покрытии и наружной стены

6.2 Теплотехнический расчет светопрозрачных ограждающих конструкций.

6.3 Оценка температурного режима ограждающих конструкций Список литературы.

1. Исходные данные для проектирования

· Назначение здания: административно — бытовой корпус к цеху кузнечно-штамповочного завода.

· Район строительства: город Санкт-Петербург.

· Группа основных производственных процессов по санитарной характеристике: II б.

· Списочное количество работающих во всех сменах — А=300 человек, в том числе мужчин — А1=210 чел., женщин — А2=90чел.

· Явочное количество работающих в наиболее многочисленной смене: В=150 чел., в том числе мужчинВ1=105 чел., женщин — В2=45 чел.

· Количество ИТР и служащих — 25чел.

· Площадь кабинетов: начальника цеха -18 м2, технолога — 18 м², мастеров — 36 м².

· Расчетная площадь помещений для ИТР и служащих: 100−125 м2.

2. Расчет оборудования и площадей, определения состава помещений АБК

3. Объемно-планировочное решение здания Здание в осях имеет размеры:

длина — 24 000 мм, ширина — 24 000 мм, высота — 7,8 м, высота этажа — 3,3 м, Конструктивно-планировочная сетка опор 6×6 и 3×6 м.

Здание АБК двухэтажное, по отношению к производственному корпусу — отдельно стоящее, связанное с ним наземным отапливаемым переходом.

Вход в здание АБК предусматривается через тамбуры, ведущие в вестибюль и лестничные клетки. Планировка АБК обеспечивает в качестве основных эвакуационных путей постоянно эксплуатируемые коридоры, холлы, вестибюль и лестницы. Ширина коридоров 1,4 м, 1,0 м. Эвакуация людей из АБК осуществляется через вестибюль. Лестничные клетки имеют естественное освещение.

На первом этаже располагаются кабинеты (комната мастеров, пом. культурного обслуживания), помещение для обогрева и охлаждения, помещение для курения. Также на первом этаже располагается мужской гардеробный блок и мужской санузел.

На втором этаже располагаются кабинеты (начальника цеха, кабинет технолога, инженерно-технических работников и служащих, пом. профсоюзной организации), медпункт, комната отдыха, столовая, женский гардеробный блок, женский санузел и санузел для ИТР.

4. Технико-экономический показатели Площадь застройки Пз = 620,00 м².

Строительный объем надземной части здания Остр = 4836,00 м³.

Нормируемая площадь Пн = 918,55 м².

Полезная площадь Пп = 991,55,00 м².

Общая площадь По = 1152 м².

Площадь поверхности наружных стен Пс = 389,08 м²

Объемный коэффициент K2 = Ос/По = 4,19

Плоскостной коэффициент K1 = Пн/По = 0,79

Коэффициент компактности Kз = Пс/По = 0,33.

5. Конструктивное решение здания В рамках данного проекта предусмотрено проектирование конструкций надземной части здания; фундаменты принимаются в зависимости от геологических условий, нагрузки от здания, глубины промерзания грунта, наличия приямков, каналов и подвалов.

Каркас здания.

Здание АБК запроектировано из сборных железобетонных конструкций каркаса серии 1.020−1/83 и 1.030.1−1ОМ. Пространственная устойчивость здания обеспечивается установкой трех железобетонных диафрагм жесткости в продольном и поперечном направлении, объединенных горизонтальными дисками плит перекрытий. Толщина диафрагм жесткости 140 мм. При устройстве перекрытия из многопустотных плит его работа в качестве диска обеспечивается за счет приварки ригелей к консолям колонн, сварки связевых панелей между собой и с ригелями, а также за счет тщательного замоноличивания шпонок и швов между всеми элементами перекрытия.

Высота этажа проектируемого здания АБК 3,3 м. Оси колонн, ригелей, диафрагм жесткости совмещены с модульными осями здания.

Здание запроектировано с поперечным расположением ригелей, высота ригелей 450 мм.

Лестничные клетки располагаются вдоль и поперек здания между осями А-Б/1−2 и Б-В/5−6.

Для здания АБК предусмотрено применение колонн сечением 300×300 мм, бесстыковые, двухи одноконсольные.

Перекрытия.

Для устройства перекрытий применяются многопустотные плиты высотой 220 мм с круглыми пустотами. Используются пристенные и связевые плиты перекрытия, которые являются плитами распорками, воспринимающие горизонтальные и вертикальные усилия. Они имеют вырезы на торцах для пропуска колонн, и укладываются между крайними и средними колоннами каркаса. Также применяются рядовые плиты, воспринимающие только вертикальные нагрузки.

Стены.

Панели наружных стен предусматривается использовать самонесущие трехслойные из тяжелого бетона на гибких связях с эффективным утеплителем URSA толщиной 160 мм — по результатам теплотехнического расчета. Гибкие связи панелей диаметром 8 мм расположены с шагом 1 м. Толщина внешнего и внутреннего слоя тяжелого бетона 60 и 80 мм соответственно, итоговая толщина стеновой панели 300 мм.

Перегородки проектируются в зависимости от назначения помещения. В конторских и других сухих и помещениях используются каркасно-обшивные перегородки из ГКЛ толщиной 100 мм. В мокрых и влажных помещениях применяются кирпичные перегородки толщиной 120 мм.

Окна и двери.

Площадь окон должна составлять не менее 1/8 площади пола. Окна приняты с тройным остеклением в деревянных переплетах.

Конструкция окон удовлетворяет теплотехническим требованиям, а также обеспечивает звукоизоляцию.

Окна двустворчатые шириной 1810 мм, 1210 мм. Высота окна принята 1810 мм.

Двери деревянные двухи однопольные шириной 1310 и 1010 мм соответственно высотой 2370 мм, в санузлах 790×2070(h).

Кровля.

Покрытие совместное невентилируемое бесчердачное с рулонной кровлей и организованным отводом воды по внутренним водостокам. Уклон кровли 2,0%.

Утеплитель кровли принят из минераловатных плит и по результатам теплотехнического расчета имеет толщину 340 мм.

Лестница.

Основным элементом лестницы является Z-образная конструкция, включая марши и две полуплощадки, последний верхний марш дополняется отдельной полуплощадкой.

Полы.

Полы первого этажа по грунту. По уплотненному грунту устраивается бетонное основание, покрытие пола линолеум.

Полы второго этажа дощатые устраиваются по лагам, покрытие пола линолеум.

В санузлах (первого и второго этажей) устраивается покрытие из керамической плитки. Подстилающий слой из керамзитобетона. В качестве гидроизоляции используется один слой рубероида.

6. Теплотехнический расчет наружных стен. Общие положения Теплотехнический расчет ограждающих конструкций зданий производится в соответствии с требованиями СНиП 23−02−2003 «Тепловая защита зданий» [3], СП 23−101−2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» и включает:

определение требуемого сопротивления теплопередаче отдельных ограждающих конструкций;

выбор конструктивных решений;

расчет приведенного сопротивления теплопередаче отдельных ограждающих конструкций;

сопоставление требуемых и приведенных значений.

Цель расчета — подбор ограждающих конструкций, теплозащитные качества которых соответствуют требованиям действующих строительных норм и правил.

Нормами установлены три показателя тепловой защиты здания [3, п. 5.1]:

а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждающих конструкций здания;

б) санитарно-гигиенический показатель, включающий температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающих конструкций и температуру на внутренней поверхности выше температуры точки росы;

в) удельный расход тепловой энергии на отопление здания.

Требования тепловой защиты здания будут выполнены, если в жилых и общественных зданиях будут соблюдены требования показателей «а» и «б» либо «б» и «в».

В рамках курсовой работы теплотехнический расчет ограждающих конструкций производится по показателям «а» и «б».

Определение требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций Величина требуемого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции R0reg определяется по [3, табл. 4] в зависимости от градусо-суток отопительного периода района строительства Dd и назначения здания.

Градусо-сутки отопительного периода Dd, °Ссут, рассчитываются по формуле

Dd = (tint — tht) zht (1)

где tint — расчетная температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая для помещений наибольшей площади и температуры [16, табл. 1]; tht, zht — средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемые по [2, табл. 1*] для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10 °C — при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых и не более 8 °C — в остальных случаях.

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче наружных стен, чердачного перекрытия, окон двухэтажного одноквартирного пятикомнатного жилого дома. Район строительства — г. С-Петербург.

По [2, табл. 1*] принимаем:

— средняя температура наружного воздуха отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °C — tht = -1,8 оС;

— продолжительность отопительного периода — zht = 220 сут;

— температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 — text = -26 оС.

Принимаем расчетную температуру внутреннего воздуха для помещений с постоянным пребыванием людей — tint =+20 оС по [из задания].

По формуле (1) рассчитываем величину Dd:

Dd = [20 — (-1,8)]220 = 4796 °Ссут.

По табл.4 по интерполяции определяем величину требуемого сопротивления теплопередаче Roreg:

· наружных стен — 2,64 м² оС/Вт;

· покрытия — 3,52 м² оС/Вт;

· окон — 0,44 м² оС/Вт

6.1 Расчет приведенного сопротивления теплопередаче непрозрачных ограждающих конструкций В рамках курсовой работы расчет приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных ограждающих конструкций рекомендуется производить по формуле

Rоr = Rо r ,

помещение температурный конструкция утеплитель где Rо — сопротивление теплопередаче конструкции без учета теплопроводных включений

r — коэффициент теплотехнической однородности конструкции, учитывающий влияние стыков, откосов проемов, обрамляющих ребер, гибких связей и других теплопроводных включений.

Величина коэффициента теплотехнической однородности принимается по справочным данным.

6.2 Теплотехнический расчет утеплителя в покрытии и наружной стены Определить сопротивление теплопередаче покрытия многоэтажного крупнопанельного каркасного здания По [3, прил. В] определяем зону влажности района строительства — «влажная».

В соответствии с заданием принимаем расчетную влажность внутреннего воздуха помещений — цint = 45%.

В зависимости от расчетной температуры и относительной влажности воздуха помещений по [3, табл. 1] устанавливаем влажностный режим помещений — «нормальный».

По [3, табл. 2] с учетом влажностного режима помещений и зоны влажности района строительства определяем условия эксплуатации ограждающих конструкций — «Б».

Термическое сопротивление железобетонной пустотной плиты для условий эксплуатации «Б» — Rкпл = 0,152 м2· °С/Вт.

Принимаем расчетные характеристики строительных материалов конструкции покрытия по прил. Д [4]:

— рубероид плотностью о = 600 кг/м3; А = 0,17 Вт/(м оС);

— плиты жесткие минераловатные плотностью о = 100 кг/м3;

А = 0,065 Вт/(м оС);

— цементно-песчаный раствор плотностью о = 1800 кг/м3,

А = 0,93 Вт/(м оС).

В расчете не учитывается наличие разуклонки и защитного слоя гравия в конструкции покрытия.

По табл.7 принимаем int = 8,7 Вт/(м2· °С); по табл.8 принимаем ext = 23Вт/(м2· °С) .

Задаемся толщиной утеплителя ут = 210 мм.

По формуле

Rk = 1/1 + 2/2 + 3/3 + … + i/i

рассчитываем величину термического сопротивления всей конструкции

Rk = 0,152 + 0,002/0,17 + 0,210/0,065+0,02/0,93+0,01/0,17 = 3,6 м2оС/Вт.

По формуле

Rо = 1/int + Rk + 1/ext

рассчитываем величину сопротивления теплопередаче конструкции покрытия Rо:

Rо = 1/8,7 + 3,6 + 1/23 = 3,76 м² оС/Вт.

Определить приведенное сопротивление теплопередаче наружной стены многоэтажного крупнопанельного каркасного здания.

Принимаем для трехслойных панелей из тяжелого бетона на гибких связях с эффективным утеплителем коэффициент теплотехнической однородности r = 0,832 в соответствии с прил. К [4, табл.К.2].

Принимаем расчетные характеристики строительных материалов конструкции стены по прил. Д [4]:

— тяжелый бетон плотностью о = 2400 /м3, А = 1,86 Вт/(м оС);

— плиты теплоизоляционные из пенопласта полистирольного (ГОСТ 15 588−70) плотностью о = 40 кг/м3, А = 0,05 Вт/(м оС).

По табл.7 принимаем int = 8,7 Вт/(м2· °С); по табл.8 принимаем ext = 23Вт/(м2· °С) .

Задаемся толщиной утеплителя ут = 160 мм.

По формуле (7.3) рассчитываем величину термического сопротивления Rk:

Rk = 0,06/1,86 + 0,16/0,05 + 0,08/1,86 = 3,28 м² оС/Вт.

Приведенное сопротивление теплопередаче стены Rоr рассчитываем по формуле (7.4) с учетом формулы (7.2):

Rоr = (1/8,7 + 3,28 + 1/23)•0,832=2,85 м² оС/Вт.

6.3 Теплотехнический расчет светопрозрачных ограждающих конструкций Величина приведенного сопротивления теплопередаче светопрозрачных конструкций (оконных блоков) определяется при проведении сертификационных или технологических испытаний в климатической камере.

Выбор конструктивного решения оконного блока и оценка возможности его применения в том или ином климатическом районе производится посредством сопоставления требуемого значения сопротивления теплопередаче Rоreg и приведенного значения Rоr, полученного по результатам испытаний (см. прил. Л [4]).

Определить приведенное сопротивление теплопередаче оконных блоков из ПВХ-профилей для многоэтажного крупнопанельного каркасного здания.

Требуемое сопротивление теплопередаче окон зданий административно-бытового назначения в климатических условиях г. С-Петербурга составляет Rоreg= 0,44 м² оС/Вт По прил. Л данным требованиям соответствуют оконные блоки из ПВХ-профилей с двухкамерными стеклопакетами в одинарном переплете из стекла обычного (с межстекольным расстоянием 12 мм) — Rоr = 0,54 м² оС/Вт.

6.4 Оценка температурного режима ограждающих конструкций Выбранные варианты конструктивных решений должны быть проверены на соблюдение требований:

— по температурному перепаду между температурой внутреннего воздуха и температурой поверхности ограждающих конструкций tо;

— по температуре температуры точки росы d на поверхности конструкции.

Расчетный температурный перепад tо,°С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин tn,°С, установленных в табл. 5.

Величина расчетного температурного перепада рассчитывается по формуле

tо = [n (tint — text)]/(Rо int), (7.5)

где n — коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, принимаемый по табл. 6 [3]; text — расчетная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, оС, принимаемая по табл.1.

Относительную влажность внутреннего воздуха для определения температуры точки росы в местах теплопроводных включений ограждающих конструкций, в углах и оконных откосах, а также зенитных фонарей следует принимать:

— для помещений жилых зданий, больничных учреждений, диспансеров, амбулаторно-поликлинических учреждений, родильных домов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, общеобразовательных детских школ, детских садов, яслей, яслей-садов (комбинатов) и детских домов — 55%, для помещений кухонь — 60%, для ванных комнат — 65%, для теплых подвалов и подполий с коммуникациями — 75%;

— для теплых чердаков жилых зданий — 55%;

— для помещений общественных зданий (кроме вышеуказанных) — 50%.

В общем случае проверка ограждающих конструкций по минимальной температуре внутренней поверхности производится по результатам расчетов температурных полей.

В составе курсовой работы оценка ограждающих конструкций по минимальной температуре внутренней поверхности не проводится.

Провести оценку конструкции покрытия по показателю температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности конструкции — tо .

По табл. 6 принимаем n = 1.

Исходные данные:

tint = +20 оС; text = - 26 оС; int = 8,7 Вт/(м2· °С); Rо = 3,76 м² оС/Вт.

По формуле рассчитываем величину tо:

tо = [1 (20 + 26)]/(3,76 8,7) = 1,4 оС.

По табл.5 определяем tn = 4 оС. Поскольку tо = 1,4 оС < tn = = 4 оС, считаем, что теплозащитные качества конструкции покрытия достаточны и обеспечивают выполнение требования по показателю температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой поверхности конструкции.

Провести оценку конструкции стены по показателю температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности конструкции — tо .

По табл. 6 принимаем n = 1.

Исходные данные принимаем аналогично предыдущим примерам: tint = +20 оС; text = - 26 оС; int = 8,7 Вт/(м2· °С); Rоr = 2,85 м² оС/Вт.

По формуле (7.5) рассчитываем величину tо:

tо = [1 (20 + 26)]/(2,85 8,7) = 1,85 оС.

По табл.5 определяем tn = 4,5 оС. Поскольку tо = 1,85 оС < tn = 4,5 оС, считаем, что теплозащитные качества конструкции стены достаточны и обеспечивают выполнение требования по показателю температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой поверхности конструкции.

Нормативный

СНиП 2.09.04−87*(2001). Административные и бытовые здания. — М.: ГП ЦПП Госстрой России, 2001. — 20 с.

СНиП 23−01−99. Строительная климатология. — М.: ГП ЦПП Госстрой России, 2000. — 57 с.

СНиП 23−02−2003 Тепловая защита зданий. — М.: ГП ЦПП Госстрой России, 2003. — 27 с .

СП 23−101−2004. Проектирование тепловой защиты зданий. — М.: ГУП ЦПП Госстрой России, 2004. — 166 с.

СНиП II-26−76. Кровли.- М.: Стройиздат, 1978. — 22 с.

ГОСТ 21.101−97. Основные требования к проектной и рабочей документации.

ГОСТ 21.501−93. Правила выполнения архитектурно-строительных рабочих чертежей.

Серия 1.020−1/83. Выпуск 0−0. Состав серии. Общие указания по применению изделий. Номенклатура изделий серии.

Серия 1.020−1/83. Выпуск 0−1. Указания по применению изделий с перекрытиями из многопустотных плит.

Серия 1.020−1/83. Выпуск 6−1. Монтажные узлы.

Серия 1.020−1. Выпуск 5−10. Трехслойные навесные и самонесущие панели наружных стен из тяжелого бетона на гибких связях с эффективным утеплителем.

Серия 1.020−1. Выпуск 10−3. Монтажные узлы стен из трехслойных панелей. Соединительные изделия.

Серия 2.260−1. Выпуск 5. Детали покрытий общественных зданий.

Учебный

Брилинг Н. С. Справочник по строительному черчению. — М., 1987. — 448 с.

Ильяшев А.С.и др. Пособие по проектированию промышленных зданий. — М., 1990. — 304 с.

Маклакова Т. Г. Конструкции гражданских зданий. — М.: Стройиздат, 1986. — 135 с.

Орловский Б. Я., Орловский Я. Б. Промышленные здания. — М., 1991. — 304 с.

Гаевой А. Ф., Усик С. А. Курсовое и дипломное проектирование. Промышленные и гражданские здания: Учеб. пособие для техникумов/ Под. ред. А. Ф. Гаевого. — Л.: Стройиздат. Ленинградское отделение, 1987. — 264 с.

Скроб Л. А. Административно-бытовые помещения предприятий — М., 1990. — 188 с.

Справочник проектировщика. Архитектура промышленных предприятий, зданий и сооружений / Под ред. Н. Н. Кима. — М., 1990. — 638 с.

Трепененков Р. И. Альбом чертежей конструкций и деталей промышленных зданий. — М., 1980. — 284 с.

Шубин Л. Ф. Промышленные здания: Т.У. — М., 1986. — 327 с.

Индустриальные изделия: Альбом-2 / СибАДИ. — Омск, 1987. — 100 с.

Методические указания по разработке архитектурно-конструктивного проекта промышленного здания / Cост.: Э. А. Сафронов, С. В. Вдовина, С.H.Апатин, В. М. Валов; СибАДИ. — Омск, 1992. — 54 с.

Методические указания к составлению архитектурно-конструктивного проекта многоэтажного крупнопанельного каркасного здания /Cост.: Г. А. Пахотин, Э. А. Сафронов, Б. С. Пестерова, С. В. Вдовина; СибАДИ. — Омск, 1992. -19 с.

Методические указания к выполнению курсовой работы по отоплению и вентиляции жилого здания / Cост. А. Д. Кривошеин; СибАДИ. — Омск, 1997. 46 с.