Расчет двадцатиэтажного жилого дома

/

Курсовая работа по дисциплине: «Здания и сооружения из монолитного железобетона»

«Расчет двадцатиэтажного жилого дома»

Содержание Введение

Исходные данные

1. Схема планировочной организации земельного участка

1.1 Общие данные

1.2 Краткая характеристика площадки строительства

1.3 Решения по схеме планировочной организации земельного участка

1.4 Основные проектные решения

1.5 Климатологическая характеристика участка

1.6 Организация рельефа

1.7 Благоустройство и озеленение прилегающей территории

1.8 Организация дорожного движения

1.9 Основные показатели по организации участка

1.10 Мусороудаление

2. Конструктивные и объемно-планировочные решения

2.1 Описание и обоснование принятых конструктивных решений

3. Сведения о расчете конструкций

3.1 Общие данные

4. Расчет двенадцатиэтажного жилого дом

4.1 Определение действующих нагрузок

4.1.1 Ветровая нагрузка

4.1.2 Снеговая нагрузка

4.1.3 Основные результаты расчета

4.2 Определение несущей способности свай

4.3 Расчет осадки свай

4.4 Расчет армирования и деформации

5. Технология строительства

5.1 Методы организации работ

5.2 Выбор основных технических средств для монтажа сборных элементов, опалубки и бетонирования конструкций

5.1.1 Выбор технических средств для подачи и укладки бетонной смеси

5.3 Выбор грузозахватных устройств

5.4 Выбор крана

5.5 Выбор грузозахватных устройств

Заключение

Список использованных источников

Введение

Расчет выполнен с помощью проектно-вычислительного комплекса SCAD. Комплекс реализует конечно-элементное моделирование статических и динамических расчетных схем, проверку устойчивости, выбор невыгодных сочетаний усилий, подбор арматуры железобетонных конструкций, проверку несущей способности стальных конструкций. В представленной ниже пояснительной записке описаны лишь фактически использованные при расчетах названного объекта возможности комплекса SCAD. В основу расчета положен метод конечных элементов с использованием в качестве основных неизвестных перемещений и поворотов узлов расчетной схемы. В связи с этим идеализация конструкции выполнена в форме, приспособленной к использованию этого метода, а именно: система представлена в виде набора тел стандартного типа (стержней, пластин, оболочек и т. д.), называемых конечными элементами и присоединенных к узлам.

Тип конечного элемента определяется его геометрической формой, правилами, определяющими зависимость между перемещениями узлов конечного элемента и узлов системы, физическим законом, определяющим зависимость между внутренними усилиями и внутренними перемещениями, и набором параметров (жесткостей), входящих в описание этого закона и др.

Узел в расчетной схеме метода перемещений представляется в виде абсолютно жесткого тела исчезающе малых размеров. Положение узла в пространстве при деформациях системы определяется координатами центра и углами поворота трех осей, жестко связанных с узлом. Узел представлен как объект, обладающий шестью степенями свободы — тремя линейными смещениями и тремя углами поворота.

Исходные данные

Проектируемый «12-этажный жилой дом», расположен по адресу: пересечении проспекта Медиков с улицей Академика Павлова, выполнен на основании:

— Задание на междисциплинарный комплексный проект «Многоквартирное жилое здание» (5-й курс, зимний семестр)

Проект «Многоквартирное жилое здание» выполнен в соответствии с требованиями действующих норм и правил:

— Постановление Правительства РФ от 16.01.2008 № 87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию»

— Градостроительный кодекс Российской Федерации от 29 декабря 2004 г. N 190-ФЗ (с изменениями 18 декабря 2006 г.)

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

— ГОСТ 21.102−79 «Общие данные по рабочим чертежам».

— ГОСТ 21.110−95 «Правила выполнения спецификации оборудования, изделий и материалов».

— СНиП 10−01−2003 «Система нормативных документов в строительстве. Основные положения».

— СНиП 11−02−96 «Инженерные изыскания для строительства»

— ТРД 11−501−2004 СПб «Порядок проектной подготовки капитального строительства в Санкт-Петербурге»

— СНиП 1.07.01−89* «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений»

— ТСН 30−305−2002 «Градостроительство. Реконструкция и застройка нецентральных районов Санкт-Петербурга»

— ТСН 30−306−2002 «Реконструкция и застройка исторически сложившихся районов Санкт-Петербурга»

— СНиП 11−04−2003 «Инструкция о порядке разработки, согласования, экспертизы и утверждения градостроительной документации»

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

— СНиП 23−05−95* «Естественное и искусственное освещение».

— СНиП 23−03−2003 «Защита от шума».

— СНиП 3.03.01−87 «Несущие и ограждающие конструкции».

— СНиП 1.01.07−85* «Нагрузки и воздействия».

— СП 50−101−2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений».

— СНиП 1.01.01−83* «Основания зданий и сооружений».

— СНиП 52−01−2003. «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».

— СП 52−101−2003. «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры»

— СП 52−103−2007 Железобетонные монолитные конструкции зданий

— СП 23−103−2003 «Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий»

— ГОСТ 27 751–88 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету»

— СНиП 11−01−95 «Инструкция о порядке разработки, утверждения и согласования проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений»

— СНиП 21−01−97* «Пожарная безопасность зданий и сооружений»

— СНиП 1.01.01−82 «Строительная климатология и геофизика»

1. Схема планировочной организации земельного участка

1.1 Общие данные

Для разработки раздела «Схема планировочной организации земельного участка» использованы следующие материалы:

— СНиП 1.07.01−89* «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений».

— ТСН 30−305−2002 «Градостроительство. Реконструкция и застройка нецентральных районов Санкт-Петербурга».

1.2 Краткая характеристика площадки строительства

Участок располагается в Петроградском районе Санкт-Петербурга на пересечении проспекта Медиков и улицы Академика Павлова.

В настоящее время участок не разработан.

Краткая характеристика района расположения объекта приведена в таблице 1.

Таблица 1

Предполагается общее благоустройство и озеленение участка в границах, определенных проектом. Устройство удобных подъездов шириной 7,0 и подходов к объекту шириной не менее 0,75 м.

За относительную отметку ± 0.000 принята отметка чистого пола 1-го этажа жилого здания.

1.3 Решения по схеме планировочной организации земельного участка

Планировочное решение

Жилое здание занимает участок площадью 12 000 м² в границах землеотвода.

Въезды на площадку жилого здания запроектированы со стороны проспекта Медиков.

1.4 Основные проектные решения

Основные проектные решения приведены в таблице 1.

Таблица 2

1.5 Климатологическая характеристика участка

Температура воздуха:

-Абсолютный максимум +33 єC

— Абсолютный минимум -36 єС

-Среднегодовая +3,2

Продолжительность периода со среднесуточной температурой ниже 0єС составляет 143 дня, температура воздуха наиболее холодной пятидневки (98% обеспеченности) -29 єС. Относительная влажность воздуха, среднегодовая -79%, среднемесячная от 65 до 88%.

Ветровой район II (СНиП 1.01.07−85). Максимальная скорость ветра повторяемостью 1 раз в 25 лет -26м/с, в порывах до 43 м/с Число дней с сильным ветром (> 15м/с) -среднее 14, максимальное — 49.

Нормативное ветровое давление — 30кгс/м'

Среднегодовое и максимальное (в скобках) число дней:

— со снежным покровом -132, наибольшая за зиму высота снежного покрова (среднегодовая) — 64 см

— с туманом 27 (53)

— с метелью 14 (33)

— с грозой 18 (32)

— с градом 1,5 (5)

— с гололедом 7 (15)

— с осадками твердыми 62

— с осадками жидкими 95

— с осадками смешанными 30

Количество осадков 673 мм Таблица 3. Расчетные данные для района строительства

5. Возведение монолитных железобетонных конструкций здания должно вестись в технологической последовательности в соответствии с разделом «КР» рабочего проекта и технологическими решениями.

6. Уровень ответственности зданий — II (Прил. 7* СНиП 1.01.07−85*).

7. Степень огнестойкости несущих конструкций — II.

Таблица 4 Технико-экономические показатели

Технические решения, принятые в данных чертежах соответствуют требованиям экологических, санитарно-гигиенических и противопожарных норм, действующих на территории РФ и обеспечивают безопасную для жизни и здоровья людей эксплуатацию объекта при соблюдении мероприятий, предусмотренных проектом.

1.6 Организация рельефа

Архитектурно-планировочное решение застройки и существующее положение прилегающей территории явились основой для принятия решения по вертикальной планировке. Посадка здания выполнена с максимальным приближением к существующему рельефу с учетом конструктивных требований, предъявляемых к зданию.

Вся территория планируется с организацией поверхностного водоотвода к лоткам проезжих частей, образованных выступающей частью бетонного бортового камня.

Собранные таким образом поверхностные стоки сбрасываются в дождеприемные колодцы закрытой водосточной сети, установленные в заниженных местах и на лотки проезжих частей прилегающих улиц.

1.7 Благоустройство и озеленение прилегающей территории

Благоустройство вокруг жилого здания включает в себя следующие основные мероприятия:

ѕ устройство и реконструкция твердых асфальтобетонных покрытий проездов и площадок;

ѕ установка бортовых бетонных камней (марки БР 100.30.15 по ГОСТ 6665–91) по периметру проездов, (марки БР 100.30.8 по ГОСТ 6665–91) по вдоль внутриквартального проезда и по периметру тротуаров и площадок со щебеночно-набивным покрытием, (марки БР 600.30.18 по ГОСТ 6665–91) вдоль проезда;

ѕ устройство укрепленных газонов;

ѕ установка элементов малых форм (скамья парковая.; урна для мусора) на участке благоустройства Входная зона решена с покрытием из бетонных тротуарных плит.

Вокруг жилого здания предусмотрен тротуар с покрытием из тротуарных плит.

Въезд на территорию и выезд с территории на местный проезд, а также территория автостоянки имеют асфальтобетонное покрытие с обрамлением из бетонного бортового камня.

Проект озеленения выполнен на основе схемы планировочной организации земельного участка.

На свободной от застройки и площадок территории устраивается газон.

Газоны обыкновенные создаются посевом газонных трав на слое растительной земли высотой 20 см.

1.8 Организация дорожного движения

Организация дорожного движения решена на основании нормативных материалов и требований ГИБДД.

Исходные материалы:

ѕ схема планировочной организации земельного участка М 1:1000.

Въезды на территорию жилого здания запроектированы со стороны пр. Медиков.

1.9 Основные показатели по организации участка

Основные показатели по схеме планировочной организации земельного участка приведены в таблице 5.

Таблица 5

Расположение жилого здания на участке подчинено:

— общей планировочной структуре;

— схеме размещения объекта;

— увязке проектируемого въезда-выезда;

— действующим нормам и правилам по формированию генерального плана участка.

1.10 Мусороудаление

Для временного хранения мусора на территории жилого здания должна быть предусмотрена контейнерная площадка. Там же собирается и негабаритный мусор и вывозится на общегородские места складирования отходов.

2. Конструктивные и объемно-планировочные решения

2.1 Описание и обоснование принятых конструктивных решений

Железобетонный монолитный каркас. Колонны и внутренние стены жесткости монолитные железобетонные, перекрытия плоские монолитные, железобетонные. Наружные стены поэтажной разрезки. Кровля неэксплуатируемая с внутренним водостоком. Плиты безбалочные толщиной 200 мм. Ядра жесткости — монолитные стены толщиной 200 мм вокруг лестничных клеток. Лестничные марши — железобетонные. В качестве фундамента приняты сваи, объединенные ростверком толщиной 600 мм. Глубина заложения ростверка ниже глубины промерзания и составляет -2,8 м. Стены железобетонные толщиной 350 мм.

Целью работы является геотехническое обоснования для многоэтажного жилого дома по адресу: город Санкт-Петербург, Выборгский район, Суздальский проспект.

Расчет выполнен с помощью программного комплекса SKAD Office c использованием программы SCAD и программ-сателитов: Кросс, Вест.

При проведении расчетов были использованы следующие материалы:

1. Отчет об инженерно-геологических изысканиях здания

2. Архитектурные решения, включающие информацию о конструктивном решении стен, покрытий.

3. Задание на проектирование.

Проект разработан в соответствии с действующими Российскими нормативными документами:

— СНиП 1.01.07−85* «Нагрузки и воздействия»;

— СНиП 52−01−2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»;

— СП 52−101−2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры»;

— СП 52−103−2007 «Железобетонные монолитные конструкции зданий»;

— СНиП 1.01.01−83* «Основания зданий и сооружений»;

— СП 50−101−2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений»;

— ТСН 50−302−2004 «Проектирование фундаментов зданий и сооружений в Санкт-Петербурге»;

— СНиП 1.03.11−85 «Защита строительных конструкций от коррозии»;

— СНиП II-22−81* «Каменные и армокаменные конструкции»;

— СНиП 21−01−97* «Пожарная безопасность зданий и сооружений»;

— ФЗ № 123-ФЗ от 21.07.2008 г. «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»;

3. Сведения о расчете конструкций

3.1 Общие данные

Расчет выполнен с помощью проектно-вычислительного комплекса SCAD. Комплекс реализует конечно-элементное моделирование статических и динамических расчетных схем, проверку устойчивости, выбор невыгодных сочетаний усилий, подбор арматуры железобетонных конструкций, проверку несущей способности стальных конструкций. В представленной ниже пояснительной записке описаны лишь фактически использованные при расчетах названного объекта возможности комплекса SCAD.

1. Краткая характеристика методики расчета

В основу расчета положен метод конечных элементов с использованием в качестве основных неизвестных перемещений и поворотов узлов расчетной схемы. В связи с этим идеализация конструкции выполнена в форме, приспособленной к использованию этого метода, а именно: система представлена в виде набора тел стандартного типа (стержней, пластин, оболочек и т. д.), называемых конечными элементами и присоединенных к узлам.

Тип конечного элемента определяется его геометрической формой, правилами, определяющими зависимость между перемещениями узлов конечного элемента и узлов системы, физическим законом, определяющим зависимость между внутренними усилиями и внутренними перемещениями, и набором параметров (жесткостей), входящих в описание этого закона и др.

Узел в расчетной схеме метода перемещений представляется в виде абсолютно жесткого тела исчезающе малых размеров. Положение узла в пространстве при деформациях системы определяется координатами центра и углами поворота трех осей, жестко связанных с узлом. Узел представлен как объект, обладающий шестью степенями свободы — тремя линейными смещениями и тремя углами поворота.

Все узлы и элементы расчетной схемы нумеруются. Номера, присвоенные им, следует трактовать только, как имена, которые позволяют делать необходимые ссылки.

В общем случае в пространственных конструкциях в узле могут присутствовать все шесть перемещений:

1 — линейное перемещение вдоль оси X;

2 — линейное перемещение вдоль оси Y;

3 — линейное перемещение вдоль оси Z;

4 — угол поворота с вектором вдоль оси X (поворот вокруг оси X);

5 — угол поворота с вектором вдоль оси Y (поворот вокруг оси Y);

6 — угол поворота с вектором вдоль оси Z (поворот вокруг оси Z).

Нумерация перемещений в узле (степеней свободы), представленная выше, используется далее всюду без специальных оговорок, а также используются соответственно обозначения X, Y, Z, UX, UY и UZ для обозначения величин соответствующих линейных перемещений и углов поворота.

В соответствии с идеологией метода конечных элементов, истинная форма поля перемещений внутри элемента (за исключением элементов стержневого типа) приближенно представлена различными упрощенными зависимостями. При этом погрешность в определении напряжений и деформаций имеет порядок (h/L)^k, где h — максимальный шаг сетки; L — характерный размер области. Скорость уменьшения ошибки приближенного результата (скорость сходимости) определяется показателем степени k, который имеет разное значение для перемещений и различных компонент внутренних усилий (напряжений).

2. Расчетная схема Системы координат

Для задания данных о расчетной схеме могут быть использованы различные системы координат, которые в дальнейшем преобразуются в декартовы. В дальнейшем для описания расчетной схемы используются следующие декартовы системы координат:

Глобальная правосторонняя система координат XYZ, связанная с расчетной схемой

Локальные правосторонние системы координат, связанные с каждым конечным элементом.

3. Тип схемы

Расчетная схема определена как система с признаком 5. Это означает, что рассматривается система общего вида, деформации которой и ее основные неизвестные представлены линейными перемещениями узловых точек вдоль осей X, Y, Z и поворотами вокруг этих осей.

4. Выбранный режим статического расчета

Статический расчет системы выполнен в линейной постановке.

5. Набор исходных данных

Детальное описание расчетной схемы содержится в документе «Исходные данные», где в табличной форме представлены сведения о расчетной схеме, содержащие координаты всех узлов, характеристики всех конечных элементов, условия примыкания конечных элементов к узлам и др.

6. Граничные условия

Возможные перемещения узлов конечно-элементной расчетной схемы ограничены внешними связями, запрещающими некоторые из этих перемещений. Наличие таких связей помечено в таблице «Координаты и связи» описания исходных данных символом #.

7. Условия примыкания элементов к узлам

Точки примыкания конечного элемента к узлам (концевые сечения элементов) имеют одинаковые перемещения с указанными узлами.

8. Характеристики использованных типов конечных элементов

В расчетную схему включены конечные элементы следующих типов.

Стержневые конечные элементы, для которых предусмотрена работа по обычным правилам сопротивления материалов. Описание их напряженного состояния связано с местной системой координат, у которой ось X1 ориентирована вдоль стержня, а оси Y1 и Z1 — вдоль главных осей инерции поперечного сечения.

Некоторые стержни присоединены к узлам через абсолютно жесткие вставки, с помощью которых учитываются эксцентриситеты узловых примыканий. Тогда ось X1 ориентирована вдоль упругой части стержня, а оси Y1 и Z1 — вдоль главных осей инерции поперечного сечения упругой части стержня.

К стержневым конечным элементам рассматриваемой расчетной схемы относятся следующие типы элементов:

Элемент типа 10, который работает по пространственной схеме и воспринимает продольную силу N, изгибающие моменты Мy и Mz, поперечные силы Qz и Qy, а также крутящий момент Mk.

Конечные элементы оболочек, геометрическая форма которых на малом участке элемента является плоской (она образуют многогранник, вписанный в действительную криволинейную форму срединной поверхности оболочки). Для этих элементов, в соответствии с идеологией метода конечных элементов, истинная форма перемещений внутри элемента приближенно представлена упрощенными зависимостями. Описание их напряженного состояния связано с местной системой координат, у которой оси X1 и Y1 расположены в плоскости элемента и ось Х1 направлена от первого узла ко второму, а ось Z1 ортогональна поверхности элемента.

9. Описание загружений и их характеристики

Конструкция рассчитана на 11 статических загружений.

10. Результаты расчета

В настоящем отчете результаты расчета представлены выборочно. Вся полученная в результате расчета информация хранится в электронном виде.

11. Перемещения

Вычисленные значения линейных перемещений и поворотов узлов от загружений представлены в таблице результатов расчета «Перемещения узлов».

Вычисленные значения линейных перемещений и поворотов узлов от комбинаций загружений представлены в таблице результатов расчета «Перемещения узлов от комбинаций».

12. Правило знаков для перемещений

Правило знаков для перемещений принято таким, что линейные перемещения положительны, если они направлены в сторону возрастания соответствующей координаты, а углы поворота положительны, если они соответствуют правилу правого винта (при взгляде от конца соответствующей оси к ее началу движение происходит против часовой стрелки).

13. Усилия и напряжения

Вычисленные значения усилий и напряжений в элементах от загружений представлены в таблице результатов расчета «Усилия/напряжения элементов».

Вычисленные значения усилий и напряжений в элементах от комбинаций загружений представлены в таблице результатов расчета «Усилия/напряжения элементов от комбинаций загружений».

Для стержневых элементов усилия по умолчанию выводятся в концевых сечениях упругой части (начальном и конечном) и в центре упругой части, а при наличии запроса пользователя и в промежуточных сечениях по длине упругой части стержня. Для пластинчатых, обьемных, осесимметричных и оболочечных элементов напряжения выводятся в центре тяжести элемента и при наличии запроса пользователя в узлах элемента.

14. Правило знаков для усилий (напряжений)

Правила знаков для усилий (напряжений) приняты следующими:

Для стержневых элементов возможно наличие следующих усилий:

N — продольная сила;

MKP — крутящий момент;

MY — изгибающий момент с вектором вдоль оси Y1;

QZ — перерезывающая сила в направлении оси Z1 соответствующая моменту MY;

MZ — изгибающий момент относительно оси Z1;

QY — перерезывающая сила в направлении оси Y1 соответствующая моменту MZ;

RZ — отпор упругого основания.

Положительные направления усилий в стержнях приняты следующими:

для перерезывающих сил QZ и QY — по направлениям соответствующих осей Z1 и Y1;

для моментов MX, MY, MZ — против часовой стрелки, если смотреть с конца соответствующей оси X1, Y1, Z1;

положительная продольная сила N всегда растягивает стержень.

Рис. 1

На рисунке показаны положительные направления внутренних усилий и моментов в сечении горизонтальных и наклонных (а), а также вертикальных (б) стержней.

Знаком «+» (плюс) помечены растянутые, а знаком «-» (минус) — сжатые волокна поперечного сечения от воздействия положительных моментов M_y и M_z.

В конечных элементах оболочки вычисляются следующие усилия:

нормальные напряжения NX, NY;

сдвигающее напряжений TXY;

моменты MX, MY и MXY;

перерезывающие силы QX и QY;

реактивный отпор упругого основания RZ.

Рис. 2

На рисунке показаны положительные значения напряжений, перерезывающих сил и векторов моментов, действующие по граням элементарного прямоугольника, вырезанного в окрестности центра тяжести КЭ оболочки.

15. Суммарные значения приложенных нагрузок по нагружениям

В протоколе решения задачи для каждого из нагружений указываются значения суммарной узловой нагрузки, действующей на систему.

16. Расчетные сочетания усилий

Значения расчетных сочетаний усилий представлены в таблице результатов расчета «Расчетные сочетания усилий».

Вычисление расчетных сочетаний усилий производится на основании критериев, характерных для соответствующих типов конечных элементов — стержней, плит, оболочек, массивных тел. В качестве таких критериев приняты экстремальные значения напряжений в характерных точках поперечного сечения элемента. При расчете учитываются требования нормативных документов и логические связи между загружениями.

а) для стержней — экстремальные значения нормальных и касательных напряжений в контрольных точках сечения, которые показаны на рисунке

Рис. 3

б) для элементов, находящихся в плоском напряженном состоянии — по огибающим экстремальным кривым нормальных и касательных напряжений по формулам:

Обозначения приведены на рисунке. Нормальные напряжения вычисляются в диапазоне изменения углов от 90° до -90°, а касательные от 90° до 0°. Шаг изменения углов 15°.

Рис. 4

в) для плит применяется аналогичный подход — расчетные формулы приобретают вид:

Кроме того, определяются экстремальные значения перерезывающих сил.

г) для оболочек также применяется аналогичный подход, но вычисляются напряжения на верхней и нижней поверхностях оболочки с учетом мембранных напряжений и изгибающих усилий.

д) для объемных элементов критерием для определения опасных сочетаний напряжений приняты экстремальные значения среднего напряжения (гидростатического давления) и главных напряжений девиатора.

железобетонный армирование монтаж

4. Расчет двенадцатиэтажного жилого дома

Проектируемый «12-этажный жилой дом», расположен по адресу: пересечении проспекта Медиков с улицей Академика Павлова, выполнен на основании:

Рисунок 3. Расчетная модель В узлах ростверков запрещены горизонтальные перемещения вдоль осей x, y и поворот относительно вертикальной оси z.

Геометрические размеры элементов конструкции приняты в соответствии с разделами АР и КЖ.

Шаг разбиения на конечные элементы принят равным 0,3 м. Тип конечного элемента, сечение и принятый модуль упругости для каждой группы элементов расчётной модели представлен в табл. 4.1.

Табл. 4.1. Характеристики элементов расчётной модели

В модели произведен переход к напряжениям вдоль заданного направления для пластин по следующей схеме: для вертикальных пластин — вдоль оси Z общей системы координат, для горизонтальных пластин — вдоль оси X общей системы координат.

Граничные условия

Граничные условия заданы следующим образом. Средняя линия узлов фундаментной плиты вдоль оси X общей системы координат закреплена от смещения вдоль оси Y. Средняя линия узлов фундаментной плиты вдоль оси Y общей системы координат закреплена от смещения вдоль оси X.

4.1 Определение действующих нагрузок

Нагрузки и воздействия на здание определены согласно СНиП 1.01.07−85*. В расчётном комплексе SCAD прикладываются полные расчётные нагрузки. С помощью комбинации загружений и модуля РСУ учитывается система коэффициентов для расчета по I и II группам ПС. Значения принятых нагрузок и коэффициентов представлены в табл. Нагрузки на элементы конструкции

Таблица 4.1

Полезные нагрузки на перекрытия.

Полезная нагрузка на перекрытие — это временная нагрузка от массы людей, оборудования, материалов, изделий, средств транспорта, технологического оборудования, временных перегородок и других частей здания положения которых не меняется в процесс эксплуатации сооружения.

При расчётах конструкциях перекрытий чаще всего применяется эквивалентная равномерно-распределенная нагрузка, которая вычисляется из условий равенства или воздействия воздействию действительной нагрузки. Коэффициенты надёжности по нагрузки г_f. для равномерно-распределенных нагрузок принимаются следующие:

1) 1,3 когда до 2 кПа

2) 1,2 когда больше 2 кПа

Полные значения полезных нагрузок на перекрытия классифицируются как кратковременные нагрузки.

Таблица 4.2. Полезная нагрузка на элементы конструкции

4.1.1 Ветровая нагрузка

Нагрузки от ветра определялись с помощью программы ВеСТ. Ветровой район — II. Тип местности — B (городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м). Значения представлены в виде графиков (рис. 4.4 и рис 4.5). Значения прикладываемых усилий представлены в табл. 4.3.

Наветренная поверхность

Рис. 4.4. Ветровое давление

Подветренная поверхность

Рис. 4.5. Ветровой отсос Таблица 4.3. Нагрузки от ветра

Примечание: * - значения ветрового давления — расчетные, прикладываются к торцам перекрытий с учетом ширины грузовой площади b=3,6 м.

4.1.2 Снеговая нагрузка

Рис. 4.6 Единицы измерения: Т/м2

Нормативное значение

Расчетное значение

Рис. 4.7

4.1.3 Основные результаты расчёта

Расчетом по I группе предельных состояний проверены:

— все конструкции здания для предотвращения разрушения при действии силовых воздействий в процессе строительства и расчетного срока эксплуатации.

Расчетом по II группе предельных состояний проверены:

— пригодность всех конструкций здания к нормальной эксплуатации в процессе строительства и расчетного срока эксплуатации.

Средняя осадка здания составляет 10,02 мм. Максимальная осадка здания составляет 15,07 мм (согласно СП 50−101−2004 допустимое значение _ 150 мм). Относительная разность осадок составляет 0,84 (согласно СП 50−101−2004 допустимое значение - 0,0024).

Прогибы междуэтажных плит перекрытий и покрытия (с учётом пониженного модуля упругости бетона) составляют не более 13,38 мм, что не превышает допустимых значений (для пролёта l=6000 мм: l/200 = 30 мм). Деформации здания с учётом грунтового основания представлены на рис. 4.6.

Прогиб верха здания с учетом податливости основания при совместном воздействии вертикальных и горизонтальных нагрузок не превышают f = 15,6 мм (f < l/500 = 40 мм).

Крен здания при действии постоянных и длительных нагрузок составляет 0,01 градуса, что не превышает допустимых значений.

4.2 Определение несущей способности свай

Расчет несущей способности сваи

Расчет выполнен по СНиП 1.01.03−85

Тип сваи — Буровые сваи Буровые сваи Коэффициент условий работы сваи в грунте ?_c = 1

Коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи ?_cR = 1

Рис. 4.8 Сечение D = 400 мм

Рис. 4.9

Глубина погружения нижнего конца сваи H = 16 м Глубина котлована h_к = 3 м

Таблица 4.4. Результаты расчета

4.3 Расчет осадки свай

Расчет выполнен по СНиП 1.01.03−85

Рис. 4.10 Сечение D = 400 мм

Рис. 4.11 Бетон тяжелый класса B25

Вертикальная нагрузка, передаваемая на сваю 81,72 Т Глубина погружения нижнего конца сваи H = 16 м

Глубина котлована h_к = 3 м

Номер слоя Качество Количество Толщина слоя, м Модуль деформации Ед.изм.

Слой 1 Насыпной — 0,7 (кПа)

Слой 2 Песчаный Средние 1,8 30 000 (кПа)

Слой 3 Песчаный Мелкие 3,4 17 000 (кПа)

Слой 4 Глинистый IL=0,78 6,1 9000 (кПа)

Таблица 4.5. Результаты расчета

4.4 Расчет армирования и деформации

Расчёт производится согласно требованиям СНиП 52−01−2003. Определение характеристик арматурных сталей выполнено согласно СП 13−102−2003.

Перемещения и деформации.

Перемещение по оси z

Рис. 4.12 Комбинация № 2

Таблица 4.6. Прогиб перекрытия (перемещение по оси Z)

Рис. 4.13 Комбинация № 3

Рис. 4.14 Комбинация № 4. Перемещение по оси Y (мм)

3. Армирование ростверка

Рис. 4.15 As1 нижнее армирование по X

Рис. 4.16 As2 верхнее армирование по X

Рис. 4.17 As3 нижнее армирование по Y

Рис. 4.18 As4 верхнее армирование по

Армирование плита перекрытия типового этажа

Рис. 4.19 As1 нижнее армирование по X

Рис. 4.20 As2 верхнее армирование по X

Рис. 4.21

Армирование колонн

Рис. 4.22 Аs1(несимметричная)

Рис. 4.23 Аs1(симметричная)

Рис. 4.24

Рис. 4.25

Рекомендации по армированию железобетонных конструкций

I. Плиты

1) Ростверк плитный

a) Нижнее по осям Х и У:

· регулярное 12А-III шаг 150 мм и 16А-III шаг 300 мм.

b) Верхнее по осям Х и У:

· регулярное 14А-III, 12А-III шаг 200 мм и 16А-III шаг 150 мм.

2) Плита перекрытия типового этажа.

a) Нижнее по осям Х и У:

· регулярное 12А-III шаг 200 мм и 12А-III шаг 400 мм

b) Верхнее по осям Х и У:

· регулярное 12А-III шаг 150 мм и 12А-III шаг 150 мм.

II. Колонны.

3) Сечение колонны 400×400

· регулярное 16А-III шаг 200 мм

5. Технология строительства

Общая организация площадки

Строительство жилого дома осуществляется подрядным способом с привлечением генерального подрядчика_. Для выполнения специальных строительно-монтажных работ К строительству объекта разрешается приступать только при наличии утвержденного проекта производства работ (см. п. 3.2 СНиП 3.01.01−85*), а так же по технологическим картам, в соответствии с требованиями глав СНиП (III часть) и техническим условиям.

Подготовка строительной площадки включает в себя:

— планировка территории, обеспечение временных стоков поверхностных вод;

— устройство водоотводной канавы;

— устройство постоянных и временных дорог и технологических проездов на период строительства,

— прокладка временных и постоянных сетей, устройство помещений под бытовые нужды;

- организация промежуточной складской базы;

— установка информационных щитов, знаков и указателей проездов, знаков ограждения скорости, плакатов и надписей по технике безопасности и пожарной безопасности на период производства работ;

— оборудование и комплектование отведенных мест средствами первичного пожаротушения.

В качестве инженерной подготовки территории выполнены следующие мероприятия: создание путей внутреннего транспорта, устройство временных строительных площадок, понижение уровня грунтовых вод, пересадка многолетних деревьев, устранение неровностей рельефа, сооружение каналов для отвода воды, искусственное озеленение.

С учетом требований ГОСТ 23 407 котлованы, разрабатываемые на улицах, проездах, во дворах населенных пунктов, а также местах, где происходит движение людей или транспорта ограждены защитным ограждением.

Состав подготовительных работ:

1. Ограждение территории строительства деревянным забором — 1200 м;

1. Временные дороги — используются дороги, проведенные к стадиону;

3. Помещение для охраны — 20 мІ;

4. Склад строительных материалов — 50 мІ;

5. Прорабская — 20 мІ;

6. Санузлы- 10 мІ;

7. Отвод поверхностных вод — дренажная система закрытого типа — 200 м;

8. Подводка электроэнергии — используется проводка, устроенная для стадиона;

9. Обеспечение подвоза воды;

10. Очистка территории от деревьев — береза, диаметр ствола 0,5 м, 5 шт; - дуб, диаметр ствола 0,4 м, 10 шт;

11. Выкорчевка пней — 10 шт;

11. Очистка территории от кустарника — 100 мІ;

13. Вывоз спиленных деревьев, кустарников, пней, плит покрытия стадиона и 14. Засыпка выемок-20 м³.

5.1 Методы организации работ Метод организации работ зависит от архитектурно-планировочных и конструктивных характеристик здания, технических средств для подачи бетонной смеси, арматуры и элементов опалубки, условий окружающей среды (температура, влажность и т. п.), а также ряда технологических факторов.

Сущность принятого метода:

1. Бетонируют внутренние стены;

2. Монтируют сантехкабины;

3. Бетонируют перекрытия и лестничные площадки;

4. Монтируют лестничные марши и трубы мусоропровода;

5. Возводят ограждающие стены.

5.2 Выбор основных технических средств для монтажа сборных элементов, опалубки и бетонирования конструкций Выбираем основными техническими средствами для подачи и укладки бетонной смеси следующий комплект оборудования:

— монтажный кран;

— бетононасос;

— распределительная стрела;

— грузозахватные устройства;

— инструмент для укладки и уплотнения бетонной смеси.

Основными техническими средствами для монтажа сборных конструкций и крупных элементов опалубки, подачи материалов и т. п. являются:

— монтажный кран;

— грузозахватные устройства;

— приспособления для выверки и временного закрепления монтируемых элементов;

— приспособления, обеспечивающие безопасность работы на высоте.

5.1.1 Выбор технических средств для подачи и укладки бетонной смеси Для проектируемого ведущего сложного строительного процесса подбирается необходимый комплект машин и механизмов, начиная от доставки элементов и конструкций с заводов-поставщиков, заканчивая укладкой конструкций или материалов в проектное положение. Приготовление бетонной смеси осуществляется на стационарном бетонном заводе. Бетонная смесь доставляется в зону бетонных работ автобетоновозами.

Подача бетонной смеси производится стационарным бетононасосом БН-70Д. Звенья рабочих, обслуживающих этот комплекс, выполняют следующие работы: прием смеси из автобетоносмесителя в бункер бетононасоса, перекачивание и укладка в опалубку, промывка труб и бетононасоса, выполнения внутрисменных перебазировок.

Для подачи бетонной смеси во все точки монолитных элементов необходимо принять трехсекционную z-образную распределительную стрелу фирмы MECBO.

Высота свободного сбрасывания бетонной смеси в опалубку ограничивается действующим СНиП 3.03.01−87: для перекрытий — до 1 м, для стен — до 4,5 м, для колонн — до 5 м, для неармированных конструкций — до 6 м. При большей высоте свободного сбрасывания бетонную смесь укладывают с использованием лотков или хоботов.

Для получения качественного бетона с заданными физико-механическими свойствами уложенную бетонную смесь уплотняют. При бетонировании внутренних стен, колонн и перекрытий бетонную смесь уплотняют сначала глубинными вибраторами, а затем обрабатывают поверхностными вибраторами.

Основные характеристики принятых уплотняющих средств представлены в табл. 5.5 и табл. 5.6.

Табл. 5.1. Технические характеристики стационарного бетононасоса БН-70Д

Табл. 5.3. Технические характеристики автобетоносмесителя СБ-92В-2

Табл. 5.4. Технические характеристики переставной z-образной распределительной стрелы MECBO

Табл. 5.5. Технические характеристики глубинного вибратора ИВ-75

Табл. 5.6. Технические характеристики поверхностного вибратора ИВ-11−50

5.3 Выбор грузозахватных устройств Выбор грузозахватных приспособлений (стропов, траверс) производят для каждого из сборных элементов здания, а также для подъема опалубочных объемных блоков и панелей, арматурных сеток, каркасов и бункеров с бетонной смесью. При этом каждое из выбранных грузозахватных устройств должно быть по возможности универсальным, с тем, чтобы общее количество приспособлений на строительной площадке было наименьшим.

При возведении многоэтажных зданий широко применяются универсальные канатные стропы, оснащенные чалочными крюками для подъема сборных элементов, опалубочных блоков и панелей за монтажные петли (по ГОСТ 25 573–82). Наряду с унифицированными стропами общего назначения применяются специальные стропы, рассчитанные на определенную номенклатуру изделий и схемы строповки.

Траверсы применяют для подъема длинномерных конструкций, когда использование обычных стропов оказывается невозможным.

В общем случае подбор стропов и траверс производят по расчету. При подъеме серийно выпускаемых строительных изделий и конструкций можно использовать унифицированные грузозахватные устройства (в пределах их паспортной грузоподъемности) и вести работы по типовым схемам строповки элементов.

Данные о принятых грузозахватных устройствах для подъема основных строительных конструкций и материалов заносим в форму 6 (табл.6.7).

Табл. 5.7. Форма 6. Ведомость грузозахватных устройств, инструмента и приспособлений

Рис. 6.1. Схемы строповки грузов.

Табл. 5.8. Таблица масс перемещаемых грузов

5.3 Выбор крана При возведении сборно-монолитных и монолитных многоэтажных зданий рекомендуется использовать башенные краны. В зависимости от размеров здания могут быть использованы краны на рельсовом ходу (для линейно протяженных многосекционных зданий) или приставные краны (для односекционных зданий).

Т.к. проектируется технология строительства односекционного, одноподъездного жилого дома, то принимаем приставной кран. Схему расположения крана на строительной площадке принимаем в соответствии с рис. 5.2.

Рис. 5.2. Схема расположения крана на строительной площадке.

Выбор кранов при возведении монолитных и сборно-монолитных зданий осуществим в два этапа.

На первом этапе определим необходимые технические параметры кранов: грузоподъемность, вылет стрелы, высота подъема крюка (рис. 5.3); далее по справочной литературе подберем несколько вариантов кранов, рабочие параметры которых равны или несколько больше требуемых.

Рис. 5.3 Схема для определения параметров башенных кранов.

Табл. 5.9.

Требования к качеству и приемке работ

Перечень рабочих процессов и операций, подлежащих контролю, средства и методы контроля операций и процессов заносятся в форму 8. Указания по осуществлению контроля и оценке качества работ разработаны в соответствии с требованиями действующих СНиПов и ГОСТов, ведомственных нормативов, рабочих чертежей.

Табл. 5.10. Форма 8. Контроль качества работ

Заключение

В период строительства и эксплуатации проектируемого здания возможно воздействие на атмосферный воздух прилегающей территории.

Анализ выполняемых работ в период строительства показал, что большинство технологических операций не сопровождаются существенным выделением загрязняющих веществ в атмосферу.

При производстве земляных работ сыпучие строительные материалы и изымаемый грунт имеют значительную естественную влажность, их перегрузка не сопровождается выделением пыли. Бетонная смесь также имеет значительную влажность, подается из автобетоновоза в место непосредственной укладки, выделение пыли отсутствует.

Отделочные работы выполняются внутри помещений после остекления здания и подключения всех систем инженерного обеспечения. Для отделки используются краски на водной основе, акриловая и водоэмульсионная краска не содержит органических растворителей, выбросы в атмосферу загрязняющих веществ несущественны.

При производстве кровельных работ выделение загрязняющих веществ в атмосферу отсутствует

Для защиты населения от поражающих факторов ядерного, химического, бактериологического оружия рассматриваемого квартала предполагается использование в особый период в качестве убежища подземные сооружения станции метро «Площадь Ленина», находящиеся в зоне пешеходной доступности от проектируемого здания.

Для оповещения населения в особый период предусматривается использование сетей радиовещания, а также необходимого числа уличных громкоговорителей, связанных с диспетчерскими пунктами зданий квартала и городскими радиосетями.

Список использованных источников

1. Гиясов А. Конструирование гражданских зданий: Учебное пособие. — М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2010. — 432 с.

2. Проектирование крупнопанельного бескаркасного многоэтажного жилого здания: метод. указания по выполнению курсового проекта и практических работ / Е. В. Чернова — Нижний Тагил: НТИ (ф) УГТУ-УПИ, 2008. — 72 с.

3. Расчет звукоизоляции ограждающих конструкций: метод. указания к выполнению диплом. и курс. проектов. по архитектуре / Е. В. Чернова. — Нижний Тагил: НТИ (ф) УГТУ-УПИ, 2011. — 30с.

4. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций: метод. указания по курс. и диплом. проектированию / сост. А. И. Михайлова. — Нижний Тагил: НТИ (ф) УГТУ-УПИ, 2009. — 34 с.