Реконструкция ГСК в г. Владивостоке

АННОТАЦИЯ

К дипломному проекту «Реконструкция ГСК в г. Владивостоке», выполненному на кафедре Строительные конструкции и материалы СИ ДВГТУ в 2008 году.

Дипломник - Урбах В. К., группа ЗС - 2931.

Руководитель - Левцова А. В.

Основанием для разработки проекта служит задание на дипломное проектирование. По характеру проект - академический.

Дипломный проект состоит из шести разделов.

В разделе 1 изложена актуальность проекта, природно-климатические условия площадки строительства, основные характеристики объекта строительства.

В разделе 2 предложено архитектурно-планировочное и объемно-конструктивное решение здания с необходимыми обоснованиями.

В разделе 3 выполнены расчеты и законструированы: монолитное безбалочное перекрытие, монолитное ребристое перекрытие; средняя колонна и фундамент под нее.

В разделе 4 рассчитан и составлен проект производства работ на возведение здания, в том числе календарный график и стройгенплан, а также составлена технологическая карта на устройство перекрытия автобетононасосом. Кроме того отражены вопросы управления строительством, определены заказчики и подрядчики, а также характер их отношений.

В разделе 5 отражены вопросы охраны труда и техники безопасности.

В разделе 6 составлены локальные сметы на возведение перекрытия (в двух вариантах: на монолитное ребристое перекрытие и монолитное безбалочное перекрытие), объектная смета на возведение здания в целом, определена договорная цена проектируемого объекта, произведено сравнение вариантов и посчитан экономический эффект.

Графическая часть выполнена с использованием программного обеспечения AutoCAD и 3ds max. Пояснительная записка оформлена в редакторе Microsoft Word.

Дипломная работа включает в себя:

·        пояснительная записка - 230 листов

·        чертежи - 10 листов

·        таблицы - 16

·        рисунки - 13

·        библиография наименований - 66

·        приложения - 17

архитектурный планировочный перекрытие строительство

1. Общая часть

 

.1 Актуальность выбранной темы

Качество архитектуры оценивается, в том числе, удобством искусственно созданной среды обитания человека. Это особенно касается архитектурно-планировочных решений жилых районов и микрорайонов, где на эту среду все большее влияние оказывает автомобиль. Приближение мест хранения и обслуживания автомобилей к жилищу является не только удобным, но и экономически оправданным. В условиях глобальной автомобилизации, которую не избежала Россия, повышение комфортности жилой среды нельзя решать в отрыве от проблемы совершенствования и перестройки структуры транспортных систем сложившихся городов: развития улично-дорожной сети, создания систем скоростных автомобильных дорог и магистралей непрерывного движения, развития системы скоростного транспорта, размещения всех транспортных сооружений с учетом рационального размещения автостоянок и сооружений автосервиса. Решение проблемы автостоянок и объектов автосервиса во Владивостоке наиболее целесообразно начинать с размещения их в жилых районах и микрорайонах.

Автотранспорт служит для жителя мегаполиса одним из главных источников беспокойства, является причиной загрязнения воздуха и многокилометровых пробок. Каждый автомобилист знает, какие сложности возникают при поиске парковки для машины или места в отапливаемом гараже.

При разработке дипломного проекта за основу был взят проект, "Народный гараж" (разработанный правительством Москвы), согласно которому предложено привлекать к финансированию строительства гаражей и стоянок самих автовладельцев. Предположительно стоимость такого гаража не должна превышать 120-150 тыс. за место в типовом гаражном комплексе на 100 мест.

1.2 Характеристика природно-климатических условий участка

Участок работ находится в г. Владивосток по ул. Кирова.

В пределах участка изысканий грунты представлены двумя подгруппами, а именно:

комплексом нерасчлененных техногенных и делювиальных образований (tQiv);

комплексом коренных пород владивостокской и поспеловской свит.

Климат г. Владивосток - муссонный, характерный для юга Приморского края (см. Приложение 1). Среднегодовая температура (по метеостанции Садгород) +3,80С. Самый холодный месяц года - январь -16,50С; самый теплый - август +210С.

Продолжительность периода со среднесуточной температурой < 00 составляет 138 суток.

Наибольшее количество осадков выпадает в теплый период (апрель - ноябрь) - 617 мм; в холодный (ноябрь - март) - 76 мм. Суточный максимум осадков - 243 мм (13.07.1990 г.).

Преобладающее направление ветра зимой - северное, с максимальной повторяемостью в январе (67%); летом - юго-восточный ветер, с максимальной повторяемостью в июне-июле (55%). Среднегодовая скорость ветра - 1,4 м/сек; максимальная скорость ветра пятипроцентной обеспеченности Р5% - 38 м/сек.

Снежный покров ложится в первой декаде декабря. Наибольшая высота снежного покрова отмечается во второй половине января и в феврале, с максимумом в 49 см. Средняя многолетняя глубина промерзания под оголенной поверхностью - 141 см.

Нормативный напор ветра 0,48 кПа.

Нормативный вес снегового покрова 1,2 кПа [1].

 

1.3 Краткая характеристика объекта

Здание запроектировано в конструкциях монолитного железобетонного каркаса с наружными стенами из шлакоблоков.

Пространственная жесткость и устойчивость каркаса обеспечивается рамным соединением дисков плоских перекрытий в уровне каждого этажа, монолитных железобетонных колонн.

Стены легки в монтаже и опираются не на фундамент, а на каждое перекрытие в отдельности, что дает возможность возведения стен небольшой толщины.

В качестве стоек каркаса служат колонны. Колонны жестко заделаны в фундамент.

В здании принято монолитное безригельное перекрытие. Перекрытие армируется стержневой арматурой.

В данном проекте применяются монолитные железобетонные колонны прямоугольного сечения. В зоне стыка колонн с перекрытиями предусмотрены выпуски арматуры.

2. АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

2.1 Обоснование решения генерального плана

В проекте разработан генеральный план в соответствии с требованиями СНиП [2].

Участок, отведенный под строительство, расположен в микрорайоне Второй речке г. Владивостока, по улице Кирова на участке жилой застройки.

Решение генплана участка вытекает из комплексного решения застройки, наличия свободной от застройки территории, вертикальной планировки с увязкой в единое целое планировочных решений около проектируемого здания и участков, окружающих существующие здания с их сложившейся структурой и благоустройством.

Планировочные отметки территории назначены в проекте близкими к существующим. Уклоны спланированной территории обеспечивают сброс дождевых вод в дождеприемные колодцы запроектированной дождевой канализации.

Подъезд к зданию осуществляется по запроектированной сети автомобильных проездов. Въезд на участок ГСК осуществляется по существующим асфальтобетонным проездам, примыкающим к ул. Кирова и микрорайонной автодороге.

Взамен утраченных при строительстве деревьев и кустарников предусмотрено компенсационное озеленение. Свободная территория озеленена многолетними травами.

2.2 Обоснование архитектурно-планировочного и объемного решений здания

Этажность здания диктуется заданием к проекту и составляет 3 этажа. Размеры наземной части здания в осях 35х38м, высота этажа составляет 4,0 м.

Архитектурно-планировочное решение гаражно-строительного кооператива определяется функционально-технологическими требованиями и соответствует СНиП [5], МГСН [6].

На первом и втором этажах расположены гаражные боксы. На третьем этаже запроектирована автостоянка «полузакрытого» типа.

На всех трех этажах предусмотрены помещения для размещения охраны.

На первом этаже расположено 33 бокса (средняя площадь бокса 20 м2), помещение охраны (26,32 м2). Въезд и выезд осуществляется с восточной стороны гаражно-строительного кооператива с улицы Кирова.

На втором этаже расположен 31 бокс (средняя площадь бокса 20 м2), помещение охраны (26,32 м2). Въезд осуществляется с южной стороны гаражно-строительного кооператива с улицы Кирова, выезд с западной стороны.

На третьем этаже предусмотрена открытая парковка на 34 места. Въезд и выезд осуществляется с западной стороны гаражно-строительного кооператива с улицы Кирова.

В здании запроектирована эксплуатируемая кровля, которая отводится под спортивную площадку.

Универсальная спортивная площадка включает в себя: беговые дорожки, теннисную и баскетбольную площадки. Ограждение спортивной площадки выполнено в виде замкнутого контура с сеткой. По периметру установлены фонарные столбы для освещения.

 

2.3 Обоснование выбора конструктивных решений здания

 

.3.1 Обоснование конструктивной схемы здания

Здание запроектировано в конструкциях монолитного железобетонного безригельного каркаса. Наружные стены выполнены из шлакоблоков по системе вентилируемого фасада.

Пространственная жесткость и устойчивость каркаса обеспечивается совместной работой каркаса здания, монолитных дисков перекрытия и ядер жёсткости, образованных лестничной клеткой.

При строительстве в этих конструкциях примерно на 30-40% дешевле кирпичного и на 10-12% панельного домостроения [8].

Применение данной технологии дает достаточно высокий эффект при строительстве жилых домов и позволяет снизить сроки строительства по сравнению со строительством аналогичных кирпичных зданий.

Экономия металла, цемента, а также трудозатрат на 1м2 перекрытия по сравнению с традиционными системами составляет более 20%, что является одним из достоинств данного каркаса. Эта экономия достигается за счет исключения ригелей и оптимального армирования конструкций [8].

На сегодняшний день, система, принятая в дипломном проекте самая дешевая. Дешевизна обеспечивается очень индустриальным каркасом: его формирует не более десяти типов изделий.

Стены легки в монтаже и опираются не на фундамент, а на каждое перекрытие в отдельности, что дает возможность возведения стен небольшой толщины.

 

2.3.2 Обоснование конструкции фундаментов

При посадке здания на геологические разрезы, за основание фундамента принят щебенистый крупнообломочный грунт, с глыбами до редких включений до 30-40%, участками переходит в глыбовый.

Исходя из конструктивной схемы здания приняты седующие фундаменты:

· Под колонны - фундаменты стаканного типа, с подушкой 2400×2400 мм;

· лестничные клетки- ленточные, шириной 800 мм.

Глубина заложения фундаментов назначается в результате совместного рассмотрения инженерно-геологических условий строительной площадки, конструктивных и эксплуатационных особенностей здания.

Расчетная глубина промерзания грунтов рассчитывается по формуле:

, где

 - коэффициент влияния теплового режима здания, определяемый по табл. 1 СНиП [9].

dfn - глубина промерзания определяется по формуле:

 ,

0 - теплотехнический коэффициент, равный для крупнообломочных грунтов 0,34 [8];

Mt =|åt, t| - средние отрицательные температуры холодных месяцев места строительства. Для Владивостока Mt =40,5 [10].

Окончательная глубина заложения фундамента из условия промерзания грунтов согласно п. 2.29 [9] назначается с учетом уровня подземных вод dw. В нашем случае dw = 5,1 м, что больше, чем df + 2 =3,3 м. Поэтому согласно табл. 2 [9] для крупнообломочных грунтов глубина заложения фундаментов не зависит от df и назначается конструктивно, равная 1,38 м.

Фундаменты устраиваются по щебеночной подготовке толщиной 100мм.

Сравнение технико-экономических показателей сборного и монолитного фундаментов приведено в таблице 1. Данные при составлении таблицы взяты из сборников Государственных Элементных Сметных Норм[11].

Таблица 1

Технико-экономические показатели сборных и монолитных фундаментов на 100 м3 железобетона (бетона) в деле

Типы фундамента	Затраты труда, чел.-час	Затраты машинного времени		Полная стоимость работы, руб
		Всего, маш.-час	В том числе транспортировка
Монолитные столбчатые фундаменты	483,8	25,48	0,71	125996,13
Сборные столбчатые фундаменты	432,06	151,36	47,6	475363,56
Монолитные ленточные фундаменты	446,04	30,64	1,87	1395518,6
Сборные ленточные фундаменты	185,37	75,47	17,23	93616,52

Из таблицы видно, что выгоднее под колонны применять монолитные фундаменты, так как при небольшой разнице затрат труда меньше затрат на транспортировку и меньше полная стоимость работ.

 

2.3.3 Обоснование конструкции колонн

В проекте приняты монолитные железобетонные колонны сечением 500x500 мм.

Материал: бетон класса В20. Колонны армируются пространственными каркасами: поперечная арматура - класс А-III, косвенная арматура - класс Вр-I.

 

2.3.4 Обоснование конструкции перекрытия

В проекте приняты монолитные безригельные перекрытия. При применении монолитных перекрытий отсутствуют проблемы при перекрытии малых и больших помещений. Возможно перераспределение усилий за счет работы конструкций по двум направлениям. Несущая способность монолитных перекрытий выше по сравнению со сборными благодаря простоте осуществления неразрезной схемы работы [8].

Сравнение сборного и монолитного перекрытия приведены в таблице 2.

Таблица 2

Сравнение сборного и монолитного железобетонного перекрытия

Типы перекрытий	Объём, м2	Трудоемкость, чел-ч	Стоимость материалов, руб.	Всего прямые затраты без НДС, руб.
Монолитные железобетонные	100	125	21822	19940
Сборные железобетонные	100	60,4	22910	24442

Из таблицы видно устройство монолитных перекрытий практически в два раза более трудоёмко чем сборное, но в 1,2 раза дешевле.

 

2.3.5 Конструкции элементов жёсткости

Здание запроектировано по рамной системе. Пространственную жёсткость здания обеспечивается совместная работа каркаса здания, монолитных дисков перекрытия, ядер жёсткости, образованные лестничной клеткой.

 

2.3.6 Конструктивное решение стен

В проекте приняты стены из шлакоблоков, толщиной 200 мм.

2.3.7 Конструкции перегородок

В проекте приняты стационарные перегородки из шлакоблоков. Использование данных перегородок более выгодно по сравнению с другими конструкциями (таблица 3).

Таблица 3

Показатели перегородок различных видов (на 1м2)

Конструкция перегородок	Толщина, мм	Масса, кг	Трудоёмкость, чел.-дни	Звукоизоляция, ДБ	Огнестойкость, час
Шлакоблочные армированные	200	294	0,31	48	1
Деревянные щитовые	90	80	0,28	38	0,25
Гипсокартонные на металлическом каркасе	100	55	0,24	51	0,5

Согласно СНиП [3] в зданиях II степени огнестойкости перегородки, отделяющие одни помещения от других, должны иметь предел огнестойкости не менее EI 45. В связи с этим перегородки выполняются из шлакоблоков толщиной 200 мм, имеющие предел огнестойкости 60 мин.

 

2.3.8 Конструкция лестниц

Для связи между этажами запроектирована лестница. Лестничная клетка выполнена в капитальных стенах. Лестничные марши и площадки имеют ограждения с поручнями. Ограждения лестничных маршей и площадок основных лестниц делаются высотой 0,9м из металла и крепятся со стороны боковой плоскости марша. Ограждение закрепляется в специальных гнездах, которые затем замоноличиваются цементным раствором. По верху ограждения закрепляется поручень из твердых пород дерева (дуб).

Лестничные ступени выполнены из сборного железобетона.

Лестничные клетки отделены от помещений боксов и поэтажных коридоров дверями, оборудованными закрывателями, с уплотнением в притворах.

 

2.3.9 Конструкции дверей

Двери по назначению подразделяются на внутренние, наружные, специальные (звукоизоляционные, противопожарные).

Двери в здании расположены в соответствии с их функциональным назначением.

Входные двери (в помещения охраны) проектируем самозакрывающимися, т. е. оборудованными приборами, обеспечивающими принудительное и бесшумное закрывание дверей без удара. Такие двери уплотняют прокладками в притворах. Применение таких дверей защищает здание от хлопанья тяжелыми дверными полотнами, а также от проникновения излишнего холодного воздуха.

Въезд в боксы осуществляется через рольставни, оборудованные электрическим приводом для подъема.

Въезды в здание осуществляется через двупольную распашную дверь.

Для изготовления столярных изделий применяется древесина хвойных пород [13] не ниже второго сорта. Применение деревянных дверей обосновывается простотой их изготовления и установки, а также их невысокой стоимостью по сравнению с металлическими.

Таблица 4

Спецификация дверей

Обозначение	Размер, м	Площадь, м2	Примечание
Д-1	3,00x3,00	9,00	Металлические
Д-2	2,50x3,00	7,50	Деревянные
Д-3	1,01x2,3	2,32	Металлические

2.3.10 Конструкции полов

Конструкции полов приняты согласно рекомендациям СНиП [14].

Конструкция пола состоит из ряда последовательно лежащих слоев (на третьем этаже):

·         плита перекрытия - 200 мм,

·        макссил супер,

·        уклонообразующий слой из легкого бетона,

·        макдрейн,

·        цементно-песчаного раствор с железнением поверхности (армированием сеткой Вр-4) - 50 мм,

·        асфальтобетон - 20 мм.

На первом и втором этажах:

·         плита перекрытия - 200 мм,

·        макссил супер,

·        макдрейн,

·        цементно-песчаного раствор с железнением поверхности (армированием сеткой Вр-4) - 50 мм,

2.3.11 Конструкция кровли

Над третьим этажом запроектирована плоская эксплуатируемая крыша, которая отводится под спортивную площадку.

Гидроизоляция выполняется из пленки: нижний слой - макссил супер, верхний слой - макдрейн. Для защиты пленки от повреждений устраивается стяжка из цементно-песчаного раствора с железнением поверхности.

Для обеспечения уклона покрытия используется керамзитобетон.

По стяжке наплавляется асфальтобетон.

Водоотвод с покрытия наружний. По углам здания расположено 4 водосборные воронки. Уклон покрытия при этом направлен в сторону водосборных лотков из которых вода поступает в воронки и отводится по желобам на отмостку.

По периметру покрытия устанавливается ограждения из металлической сетки.

Для овещения предусмотрены фонарные столбы.

2.5 Обоснование архитектурного решения фасада

В данном проекте для окраки фасада и колонн здания применяется краска «TECKURILA».

«Открытые» части фасада (парковка для автомашин, расположенная на третьем этаже) закрывают металлической сеткой.

Ритм вертикальных и горизонтальных членений, размеры, пропорции и приемы отделки фасадов характерны для современных архитектурных направлений в строительстве.

 

2.6 Обоснование инженерного оборудования

 

.6.1 Вентиляция

В помещениях хранения автомобиля и вспомогательных помещениях подземной автостоянки предусматривается приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением. В ГСК предусматривается контроль содержания окиси углерода и температуры воздуха, обеспечивая включение или отключение соответствующих систем вентиляции и экономию тепловой и электрической энергии. В рассматриваемой автостоянке запроектированы отдельные приточные и вытяжные системы для помещений хранения автомобилей каждого этажа.

 

2.6.2 Противодымная защита

Для предотвращения распространения дыма по этажам и для обеспечения эвакуации людей при возникновении пожара, проектируются следующие системы дымозащиты:

·   система дымоудаления из задымленного коридора через вытяжные шахты, оборудованные на каждом этаже клапанами КПД-5А-02, с установкой вентиляторов в венткамере на техническом этаже;

В помещениях охраны и боксах предусматривается пожарная сигнализация.

2.6.3 Водопровод и канализация

Водоснабжение и канализация здания соответствует с техническими условиями МУПП ВКХ г. Владивостока, а также СНиП [19], [20], [21].

Источником водоснабжения является существующий водопровод. Система водоснабжения двухзонная, где первая зона - офисная часть здания с установкой на ответвлении трубопровода к ней регуляторов давления, вторая зона - боксы.

Внутренняя сеть хозяйственно-фекальной канализации монтируется из пластмассовых труб ПВХ.

Выпуск дождевых вод осуществляется в сеть ливневой канализации.

 

2.6.4 Пожаротушение

Противопожарная система дома принята объединённая с хозяйственно-питьевым водопроводом. Необходимый напор обеспечивается пожарными насосами. В здании устанавливаются пожарные шкафы с пожарными кранами Æ100мм, длина рукава 20 м. Для откачки воды при тушении пожара предусматривается дренажная насосная станция.

 

2.6.5 Электроснабжение

Основными потребителями электроэнергии проектируемого здания являются электроприемники технологического, санитарно-технического и электро-технического освещения.

Питание потребителей электроэнергии выполняется от вводно-распределительного устройства типа ВРУ и панелей ЩО-70, размещаемых в РУ-0,4 кВ ТП.

Распределительные и групповые щиты типа ПР11, ПР8804, ПР8503 размещаются по возможности в центре нагрузок.

Для электроприемников в качестве пусковой аппаратуры устанавливаются по месту пускатели ПМА, ПМЛ с кнопками управления.

 

2.6.6 Слаботочные устройства

Телефонизация и радиофикация осуществляется от сетей с точкой подключения в соответствии с техническими условиями производственно-технического управления связи.

Ввод в здание выполнен кабелем марки СППС-2х2х0,5 через трубостойку с установкой абонентского защитного устройства АЗУ-4.

 

2.7 Технико-экономические показатели

Таблица 5

Объемно-планировочные показатели здания

№ п/п	Наименование показателей	Единица измерения	Количество
1	Общая площадь здания · в т. ч. общая площадь помещений охраны	м2	3990  125,6
2	Строительный объём	м3	15960
3	Отношение строительного объёма к общей площади здания	м	4

Таблица 6

Технико-экономические показатели генерального плана

Наименование показателя	Единица измерения	Количество
Площадь участка	м2	5807
Площадь застройки	м2	1366
Процент застройки	%	23,52
Площадь асфальтового покрытия	м2	467
Процент асфальтового покрытия	%	8,04
Площадь озеленения	м2	3974
Процент озеленения	%	68,43

3. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ

 

3.1 Обоснование выбранного конструктивного решения и материала конструкций, рассматриваемые варианты конструкций

Здание проектируется каркасной системы с «навесными» наружными стенами. Рама воспринимает вертикальные нагрузки, а также горизонтальные нагрузки, которые передаются через диск перекрытия. Рамой является система стоек - колонн, соединенных жестко с монолитными безригельными плитами перекрытия.

В продольном и поперечном направлении каркас здания работает по рамной системе.

Рис. 1. План несущих конструкций

Наружные стены выполнены из шлакоблоков.

Междуэтажные перекрытия приняты монолитными железобетонными, марка бетона B30.

Фундаменты под колонны - монолитные железобетонные столбчатого типа, площадь подошвы определяется по предварительному расчету.

Согласно инженерно-геологических изысканий основанием под фундаменты являются следующие грунты:

Щебенистый крупнообломочный грунт: плотность ρ=2,10 г/см3, угол внутреннего трения φ=34°, удельное сцепление c=1 кПа, расчетное сопротивление R0=400 кПа; модуль деформации E=34 МПа.

В данном разделе выполнен расчет элементов надземной части монолитного каркаса гаражного комплекса по ул. Кирова в г. Владивостоке:

·      безригельной монолитной плиты перекрытия (вариант 1);

·        монолитного ребристого перекрытия (вариант 2);

·        средней колонны и фундамента под колонну;

 

3.2 Расчет конструкций каркаса

 

.2.1 Проектирование монолитной безригельной плиты перекрытия (вариант 1)

Обоснование расчетной схемы, метода расчете, геометрических параметров

Расчет ведем на примере фрагмента перекрытия в осях 2-3 и А-Б.

Для расчета безригельного перекрытия его делят на полосы шириной, равной половине пролета в каждом направлении (рис. 2) [25].

На основе экспериментальных исследований и данных эксплуатации расчет упрощен применением эмпирических коэффициентов. При этом расчете надколонные и пролетные полосы перекрытия рассматривают как неразрезные изгибаемые плиты. Надколонные полосы считают лежащими на неподатливых опорах, которыми служат колонны, а пролетные полосы считают лежащими на упругих податливых опорах, которыми являются надколонные полосы, направленные перпендикулярно рассчитываемым пролетным (рис. 3).

Рис. 2. Разбивка безригельной плиты на условные надколонные и пролетные полосы

Рис. 3. Обозначение расчетных изгибающих моментов в плите

Характеристики прочности бетона и арматуры.

Бетон тяжелый класса В30; расчетные сопротивления при сжатии Rb=17 МПа, при растяжении Rbt=1,2 МПа; коэффициент условий работы бетона gb2=0,9; модуль упругости Eb=32500МПа. Арматура рабочая класса А-III, расчетное сопротивление Rs=365МПа, модуль упругости Es=200000МПа; коэффициент условий работы стали gb2=0,9.

Сбор нагрузок

 

Таблица 7

Сбор нагрузки на 1 м2 перекрытия надземной части здания.

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузкеРасчетная нагрузка кН/м2
А. Постоянная
Цементно-песчаная стяжка с железнением поверхности (d=0,05 м; g=16 кН/м3)	0,8	1,3	1,04
Монолитная плита (d=0,2 м; g=25 кН/м3)	5,00	1,1	5,5
Итого:	5,80		6,54
Б. Временная
Полная (кратковременная)	4	1,2	4,8
В т.ч. пониженная (длительная)	1,4	1,2	1,68
Всего:	9,80		11,34

Расчет на продавливание

Чтобы проверить достаточность принятой толщины плиты, выполним расчет на продавливание.

 - условие прочности на продавливание,

где  - продавливающая сила;

 - расчетное сопротивление бетона на растяжение;

 - полезная высота сечения;

 - среднее арифметическое между периметрами верхнего и нижнего оснований пирамиды продавливания.

Рис. 4. Расчетная схема при расчете на продавливание

-условие выполнено.

Прочность на продавливание обеспечена.

Определение усилий

Для расчета безригельного перекрытия разделим его на полосы шириной, равной половине пролета в каждом направлении.

В каждом направлении определяем соответствующие изгибающие моменты, вычисляемые как для свободно опертой панели, покоящейся на широких опорах.

Панельный изгибающий момент МП1=МП2, так как l1=l2=7000 мм:

Рис. 5. Эпюра изгибающих моментов в безригельной плите перекрытия.

Найденные изгибающие моменты распределяют на надколонную и пролетную полосы, рассматривая их как самостоятельные неразрезные плиты. На надколонную, более жесткую полосу, передается 70%, а на пролетную - 30% изгибающего момента. Эти доли распределяют между опорными и пролетными сечениями соответствующих полос следующим образом:

для надколонной полосы в направлении l1:

·        на опорах

·        в пролете

для пролетной полосы в направлении l1:

·        на опорах

·        в пролете

Моменты в направлении l2 будут равны моментам в направлении l1, так как l1= l2=7000 мм.

Расчет сечений и их конструирование

Расчет плиты перекрытия в направлении l1=7000 мм.

а) надколонная полоса:

·             В пролете:

Расчетное сечение: высота h = 200 мм, ширина b = 3500 мм, толщина защитного слоя бетона а=20 мм.

= h - a = 200 - 20 = 180 мм

Вычисляем am:

=M2/(Rb×b×h02×γb2)=9724/(17×0,1×350×182×0,9)=0,058;

По табл.3.1 [8] находим

Определяем требуемую площадь арматуры:

трs=M2/(Rs××h0×γс)=9724/(365×0,1×0,970×18×0,9)=16,95 см2 ;

где γс - коэффициент условия работы стали.

Принимаем в пролете надколонной полосы 17Æ12 А-III (s=200 мм) As=19,23 см2.

·             На опоре:

Расчетное сечение: высота h = 200 мм, ширина b = 3500 мм, толщина защитного слоя бетона а=20 мм.

= h - a = 200 - 20= 180 мм

Вычисляем am:

=M1/(Rb×b×h02× γb2)=24310/(17×0,1×350×182×0,9)=0,139

По табл.3.1 [8] находим

Определяем требуемую площадь арматуры:

трs=M1/(Rs××h0× γс)=24310/(365×0,1×0,925×18×0,9)=44,45 см2

Принимаем на опоре надколонной полосы 18Æ16 А-III (s=200 мм) As=45,19 см2.

б) пролетная полоса:

·             В пролете:

Расчетное сечение: высота h = 200 мм, ширина b = 3500 мм, толщина защитного слоя бетона а=20 мм.

= h - a = 200 - 20= 180 мм

Вычисляем am:

=M3/(Rb×b×h02× γb2)=7293/(17×0,1×350×182×0,9)=0,042

По табл.3.1 [8] интерполяцией находим

Определяем требуемую площадь арматуры:

трs=M3/(Rs××h0× γс)=7293/(365×0,1×0,979×18×0,9)=12,6 см2

Принимаем в пролете пролетной полосы 17Æ10 А-III (s=200 мм) As=13,35 см2.

·             На опоре:

Расчетное сечение: высота h = 200 мм, ширина b = 3500 мм, толщина защитного слоя бетона а=20 мм.

= h - a = 200 - 20= 180 мм

Вычисляем am:

=M4/(Rb×b×h02× γb2)= 7293/(17×0,1×350×182×0,9)=0,042

По табл.3.1 [8] интерполяцией находим

Определяем требуемую площадь арматуры:

трs=M4/(Rs××h0× γс)=7293/(365×0,1×0,979×18×0,9)=12,6 см2

Принимаем в пролете пролетной полосы 17Æ10 А-III (s=200 мм) As=13,35 см2.

Расчет на образование трещин, нормальных к продольной оси

Расчет железобетонных элементов по образованию нормальных трещин производится из условия (233) [25]:

Мr < Мcrc , где

Мr ¾ момент внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого сечения, относительно оси, параллельной нулевой линии и проходящей через ядровую точку, наиболее удаленную от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется;

Мcrc - момент, воспринимаемый сечением, нормальным к продольной оси элемента при образовании трещин, и определяемый по формуле :

 = Rbt,serWpl , здесь

,ser - расчетное сопротивление бетона осевому растяжению для предельных состояний второй группы, численно равное 1,4 МПа;

Wpl ¾ момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого волокна с учетом неупругих деформаций растянутого бетона, определяемый согласно по формуле (247) [25]:

l = g Wred, здесь

g - коэффициент, зависящий от формы поперечного сечения и определяемый по таблице 29 [25], численно равный 1,75;

Wred - момент сопротивления приведенного сечения.

Вычислим статический момент сопротивления приведенного сечения:

 , где

а - величина защитного слоя, равная 20 мм;

Вычислим площадь приведенного сечения:

Найдем расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения:

Вычислим момент инерции приведенного сечения:

Находим момент сопротивления приведенного сечения:

Находим момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого волокна с учетом неупругих деформаций растянутого бетона:l = 1,75·24394,79=42690,88 см3

Находим момент трещинообразования:

Мcrc=1,8·10-1·42690,88=7684,35 кН·см

Момент внешних сил для изгибаемых элементов:

Мr = М=4932 кН·см

Мr =9724 кН·см > Мcrc=7684,35 кН·см - условие не выполняется.

Образуются трещины в сечениях, нормальных к продольной оси элемента. Необходимо выполнить расчет на раскрытие трещин.

Расчет на раскрытие трещин, нормальных к продольной оси

Ширину раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента, acrc, мм, следует определяют по формуле (249) [25]:

 где

d ¾ коэффициент, принимаемый равным для изгибаемых элементов 1;

jl - коэффициент, принимаемый равным 1,0 при кратковременных нагрузок и непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок; равным 1,5 при продолжительном действии постоянных и длительных нагрузок;

h - коэффициент, принимаемый равным 1,0 для арматуры класса А-III;

ss ¾ напряжение в стержнях крайнего ряда арматуры S;

 ¾ коэффициент армирования сечения, принимаемый равным отношению площади сечения арматуры S к площади сечения бетона (при рабочей высоте ho), но не более 0,02:

Предельная ширина раскрытия трещины по табл. 1 [26]: непродолжительная , продолжительная .

Изгибающие моменты от нормативных нагрузок:

·        постоянной и длительной ;

·        полной

Приращение напряжений в растянутой арматуре от действия постоянной и длительной нагрузки определим по формуле (7.106) [8]:

 , где

 - момент сопротивления растянутой арматуры, который определим по формуле (6.16) [27]:

, где

 - диаметр растянутой арматуры.

Вычислим приращение напряжений в растянутой арматуре от действия полной нагрузки:

Вычислим ширину раскрытия от непродолжительного действия полной нагрузки:

Вычислим ширину раскрытия от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузок:

Вычислим ширину раскрытия от действия постоянной и длительной нагрузок:

Найдем непродолжительную ширину раскрытия трещин:

Найдем продолжительную ширину раскрытия трещин:

Расчет на закрытие трещин, нормальных к продольной оси

Для надежного закрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента, должны быть соблюдены следующие требования п. 7.6.5. [8]:

 , где

 - предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь, равное 0;

 - приращение растягивающего напряжения в арматуре от действия внешних нагрузок;

 - расчетное сопротивление арматуры растяжению для предельных состояний второй группы, для арматуры A-III равное 390 МПа табл.19* [8].

Требование выполнено, трещины закроются.

Расчет на прогиб

По табл.2 [25] предельно допустимый прогиб [f] при 6 м ≤ l ≤7,5 м (l=7,0 м) равен 3 см.

Для изгибаемых элементов с защемленными опорами прогиб в середине пролета определяется по формуле (313) [25]:

 где

 - кривизны элемента соответственно в середине пролета, на левой и правой опорах;

рm ¾ коэффициент, определяемый по табл. 35 [25] как для свободно опертой балки, числено равный 5/48

Так как , то

Поскольку в растянутой зоне образуются нормальные к продольной оси трещины, кривизна определяется по формуле (271) [25]:

Мs - момент относительно оси, нормальной к плоскости действия момента и проходящей через центр тяжести площади сечения арматуры S, от всех внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого сечения, равный для изгибаемых элементов:

Мs = М=97,24 кН·м;

 ¾ плечо внутренней пары сил. Значение z вычисляется по формуле:

 ;

ys - коэффициент, учитывающий работу растянутого бетона на участке с трещинами, определяется по формуле (280) [25]:

 здесь

jls ¾ коэффициент, учитывающий влияние длительности действия нагрузки и принимаемый по табл. 32 [25];

 - коэффициент, определяемый по формуле (281) [25]:

;

yb - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения деформаций крайнего сжатого волокна бетона по длине участка с трещинами и принимаемый равным 0,9 для тяжелого бетона;

jf ¾ коэффициент, определяемый по формуле (277) [25]:

x - коэффициент. Значение x вычисляется по формуле (274) [25]:

, здесь

b - коэффициент, принимаемый равным 1,8 для тяжелого бетона;

, определяется по формуле (275) [25]:

,     определяется по формуле (276) [25]:

v ¾ коэффициент, характеризующий упруго-пластическое состояние бетона сжатой зоны и принимаемый равным 0,15 по табл. 31 [25].

Вычислим :

Вычислим :

Вычислим :

Вычислим :

Вычислим x:

Вычислим :

Вычислим :

Вычислим :

Находим :

Находим прогиб:

f=1,41 < [f]=3 см, прогиб не превышает предельно допустимый.

 

3.2.2 Проектирование монолитного ребристого перекрытия (вариант 2)

Компоновка перекрытия

Монолитное ребристое перекрытие компонуется с поперечными главными балками и продольными второстепенными балками (см. рис 6). Второстепенные балки размещаются по осям колонн и в третях пролета главной балки, при этом пролет плиты между осями ребер равны 7/3=2,35 м.

Предварительно задаемся размерами сечения балок:

1.       главная: h=l/12=7000/12=583 мм. Принимаем h=60 см.

=0,4h=0,4∙60=24 см. Принимаем b=25 см.

2.       второстепенная: h=l/15=40 см.

=0,5h=0,5∙40=20 см.

Рис.6. Фрагмент монолитного ребристого перекрытия

 

Многопролетная плита монолитного перекрытия

Расчетный пролет и нагрузки

Расчетный пролет плиты равен расстоянию в свету между гранями ребер: L1=2,35-0,2=2,15 м. В продольном направлении L2=6,0-0,25=5,75 м.

Отношение пролетов L2/ L1=5,75/2,15=2,67>2 - плиту рассчитываем, как работающую по короткому направлению.

Принимаем толщину плиты 6 см.

Подсчет нагрузок на 1 м2 длины приведен в таблице 8.

Таблица 8

Нагрузка на 1м2 плиты перекрытия

Наименование нагрузки	Норматив. нагрузка кН/м2	Коэф. надежно-сти по нагрузке	Расчетная нагрузка кН/м2
Цементно-песчаная стяжка с железнением поверхности	0,8	1,3	1,04
Ж/б плита d=6 см	1,25	1,3	1,65
Временная нагрузка	4	1.2	4,8
Полная g=g+v			7,49

Полная расчетная нагрузка 7,49 кН/м2. Для расчета многопролетной плиты выделяем полосу шириной 1 м длины плиты 7,49 кН/м. С учетом  нагрузка на 1 м будет 7,49∙0,95=7,12 кН/м2.

Определение усилий

Материалы перекрытия:

бетон:

класс - В20;

расчетное сопротивление осевому сжатию Rb=11,5 МПа;

расчетное сопротивление осевому растяжению Rbt=0,9 МПа;

модуль упругости бетона Eb=27×103 МПа;

арматура:

Æ5 класс Вр-I

расчетное сопротивление растяжению арматуры Rs=360 МПа;

модуль упругости стали арматуры Es=170×103 МПа;

Расчетная схема плиты - многопролетная неразрезная балка. Пролет L2=2,35 м, опоры второстепенные балки.

Изгибающие моменты определяются как многопролетные балки с учетом перераспределения в первом пролете и на первой промежуточной опоре.

1=(q×L22)/11=(7,12×2,152)/11= 3,15 кН×м

В средних пролетах и на средних опорах:

2=(q×L22)/16=(7,12×2,152)/16=2,16 кН×м

Средние пролеты плиты окаймлены по всему контуру монолитно связанными с ними балками, и под влиянием возникающих распоров изгибающие моменты уменьшаются на 20%, так как dпл/L2>1/30. При 6/235=1/40<1/30 - условие не выполняется.

Подбор сечений арматуры

В средних пролетах и на средних опорах:

·        ширина b=100 cм,

·        h0=h-aз=6 -1,2= 4,8 см

=M2/(Rb×b×h02×0,9)=2,16/(11,5×1×4,82×0,9)=0,10

По табл.3.1 [2] находим

2=M2/(Rs× ×h0)=2,16×103/(360×0,995×4,8)=1,39 см2

Принимаем 8Æ5 Вр-I As2=1,57 см2

И подбираем соответствующую рулонную сетку марки

 по ГОСТ 8478-81.

В первом пролете и на первой промежуточной опоре:

·        ширина b=100 cм,

·        h0= 4,4 см

=M1/(Rb×b×h02×0,9)=3,15×103/(11,5×1×4,42×0,9)=0,016

По табл.3.1 [2] интерполяцией находим

=M1/(Rs× ×h0)=3,15×103/(360×0,992×4,4)=2,23 см2

Принимаем 12Æ5 Вр-I As1=2,35 см2

Принимаем 2 сетки С-1 и С-2: основную и той же марки доборную (армирование см. графическую часть).

Многопролетная второстепенная балка

Расчетный пролет и нагрузки

Расчетная схема второстепенной балки - многопролетная неразрезная балка.

Расчетный пролет равен расстоянию в свету между главными балками:

L2=6,0-0,25=5,75 м.

Расчетные нагрузки на погонный метр второстепенной балки:

·        Постоянная

вес плиты и пола - 2,69×2,35=6,32 кН/м

собственный вес балки -2 кН/м

постоянная нагрузка -  8,32 кН/м

с учетом : 7,9 кН/м

·        Временная

Временная нагрузка - 4,8×2,35×0,95=10,72 кН/м

Полная нагрузка g=g+v=7,9+10,72=18,62 кН/м

Изгибающие моменты определяют с учетом перераспределения усилий в соответствии с §XI.3 п.2 [8]:

·        В первом пролете: M1=(q×L12)/11=(18,62×5,75 2)/11=50,28 кН×м

·        В средних пролетах и на средней опоре:

M2=(q×L12)/16=(18,62×5,752)/16=34,57 кН×м

·        На первой промежуточной опоре:

Mb=(q×L12)/14=(18,62×5,752)/14=39,5 кН×м

Отрицательные моменты в средних пролетах в сечениях , соответствующих местам обрыва надопорной арматуры (x=L1/4=5,75/4=1,44 м) M0.25 принимаем равным 0,4×Mb

0.25=0,4×Mb=0,4×34,57=1,83 кН×м

Поперечные силы:

·        На крайней опоре: Q=0,4(g+v)l0=0,4∙18,62∙5,75=42,83 кН

·        На первой промежуточной опоре слева:

=0,6(g+v)l0=0,6∙18,62∙5,75=64,24 кН

·        На первой промежуточной опоре справа:

=0,5(g+v)l0=0,5∙18,62∙5,75=53,53 кН

Расчет прочности нормальных сечений

1. Уточнение высоты сечения второстепенной балки.

Высоту сечения подбираем по опорному моменту при ξ=0,35, поскольку на опоре момент определяем с учетом образования пластического шарнира. По табл.3.1 [8] находим am=0,289.

На опоре момент отрицательный - полка ребра в растянутой зоне (сжатая зона вверху). Сечение работает как прямоугольное с шириной ребра b=0,2 м.

Находим h0:

h0=

h= h0+aз=26+4=30 см

Принимаем h=30 см

1. Подбор арматуры на первой промежуточной опоре:

Mb=39,5 кНм

=Mb/(Rb×b×h02×0,9)=39,5∙103/(11,5×20×262×0,9)=0,282

По табл.3.1 [8] находим

=Mb/(Rs× ×h0)= 39,5∙103/(365×0,83×26)=4,62 см2

Принимаем AIII 2Æ18 AS=5,09 см2

1. Подбор арматуры в первом пролете:

Расчет производится по алгоритму таврового профиля с шириной полки при  , толщиной полки d=6 см и высотой hвб=30 см.

0=h-аз=30-4=26 см

M1=50,28 кН×м

am=M1/(Rb×b×h02×0,9)=50,28∙103/(11,5×200×262×0,9)=0,036

По табл.3.1 [8] интерполяцией находим

; нейтральная ось проходит в сжатой полке

=M1/(Rs××h0)=50,28∙103/(365×0,982×26)=5,4 см2

Принимаем AIII 2Æ20 AS=6,28 см2

1. На отрицательный момент сечение работает как прямоугольное:

M0.25=13,83 кН×м

=М0.25/(Rb×b×h02×0,9)=13,83∙103/(11,5×20×262×0,9)=0,099

По табл.3.1 [8] интерполяцией находим

AS=M0.25/(Rs××h0)=13,83∙103/(365×0,948×26)=1,54 см2

Принимаем AIII 2Æ10 AS=1,57см2

1. Подбор арматуры в среднем пролете:

M2=34,57 кН×м

AS=M2/(Rs××h0)= 34,57∙103/(365×0,99×26)=3,68 см2

Принимаем AIII 2Æ16 AS=4,02 см2

1. Подбор арматуры на средних опорах:

Mс=34,57 кН×м

=М2/(Rb×b×h02×0,9)= 34,57∙103/(11,5×20×262×0,9) = 0,247

По табл.3.1 [8] интерполяцией находим

=M2/(Rs××h0)= 34,57∙103/(365×0,853×26)=4,27 см2

Принимаем AIII 2Æ18 AS=5,09 см2

Расчет прочности наклонных сечений

На первой промежуточной опоре слева Q=64,24 кН.

Вычисляем проекцию расчетного наклонного сечения на продольную ось по формулам гл. III [8].

Влияние свесов сжатой полки:

Вычисляем:

, здесь .

В расчетном наклонном сечении Qb=Qsw=Q/2, отсюда

с=B/0,5Q=27,62∙105/0,5∙62240=86 см>2h0=2∙26=52 см. Принимаем с=52 cм.

Тогда Q=B/c=27,62∙105/52=53,12 кН.

Qsw=Q-Qb=64,24-53,12=11,12 кН

qsw=Qsw/c=11120/52=231,85 Н/см

Диаметр поперечных стержней устанавливаем из условия сварки с продольными стержнями d=18 и принимаем dsw=5 мм класса Bp-I Rsw=260 МПа (с учетом γs1 и γs2), число каркасов -2 , Asw=2×0,192=0,392 см2

Шаг поперечных стержней s=Rsw∙Asw/qsw=260∙0,392∙(100)/231,85=44 см; по конструктивным условиям s=h/2=30/2=15 см. Для всех приопорных участков промежуточных и крайней опор принимаем шаг s=15 см. В средней части пролета (L/2) s=3h/4=3×30/4=22,5 см.

Проверка по сжатой полосе между наклонными трещинами:

=Asw/(b×s)=0,392/(20×15)=0,0013=Es/Eb=170000/27000=6,3

W1=1+5×v×=1+5×6,3×0,0013=1,04

b1=1-0,01Rb=1-0,01×0,9×11,5=0,9

Qmax=64240 Н < 0,3×W1×b1×Rb×b×h0=0,3×1,04×0,9×11,5×20×26×(100)=151126,56 Н - условие удовлетворяется.

Армирование второстепенной балки см. графическую часть.

3.2.3 Проектирование средней центрально-загруженной колонны

 

.2.3.1 Обоснование расчетной схемы, метода расчета, геометрических параметров

Рассчитываемая колонна, высотой 4,0 м, подземного этажа 4х этажного гаражного комплекса находится на пересечение осей 2 и Б. Размеры сечения колонны 500×500 мм.

Расчет ведется по деформированной схеме со случайным эксцентриситетом е0, который при гибкости λ/i>14 дополнительно умножается на коэффициент η>1.

Характеристики прочности бетона и арматуры.

Бетон тяжелый класса В25; расчетные сопротивления при сжатии Rb=14,5 МПа, при растяжении Rbt=1,05 МПа; коэффициент условий работы бетона gb2=0,9; модуль упругости Eb=30000МПа. Арматура рабочая класса А-III, расчетное сопротивление Rs=365МПа, модуль упругости Es=200000МПа; коэффициент условий работы стали gb2=0,9.

 

3.2.3.2 Сбор нагрузок

Сбор нагрузки с 1 м2 перекрытия надземной части здания см. п. 3.2.1

Таблица 8

Сбор нагрузки на 1 м2 покрытия

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузкеРасчетная нагрузка кН/м2
А. Постоянная
Асфальтобетон (d=0,02 м; g=21 кН/м3)	0,42	1,3	0,546
Легкий бетон (d=0,1 м; g=18кН/м3)	1,8	1,3	2,34
Керамзитобетон (для создания уклона) (dср=0,04 м; g=16 кН/м3)	0,64	1,3	0,832
Монолитная плита (d=0,2 м; g=25 кН/м3)	5,00	1,1	5,5
Итого:	5,765		7,213
Б. Временная
Снеговая	0,84		1,2
Полная (кратковременная)	4	1,2	4,8
В т.ч. пониженная (длительная)	1,4	1,2	1,68
Всего:	12,7		15,22

 

Грузовая площадь колонны:

Постоянная нагрузка от перекрытий одного этажа с учетом коэффициентов надежности по назначению здания gn=0,95:

, где

Р - постоянная нагрузка с перекрытия.

Временная полезная нагрузка на перекрытие:

,

где υ - временная нагрузка с перекрытия.

;

;

Полная нагрузка от перекрытия:

Полная нагрузка с перекрытия (длительная):

Постоянная нагрузка с покрытия:

, где

кр - постоянная нагрузка с покрытия.

Временная полезная нагрузка с покрытия:

υ=Vкр+Vдл=145,24+78,2=233,44 кН

Временная снеговая нагрузка:

, где

кр - снеговая нагрузка.

Полная нагрузка от покрытия:

.

Собственный вес колонны:

, где

γ - плотность бетона.

3.2.3.3 Определение усилий

Расчетное усилие у обреза фундамента:

, где n - количество этажей.

.

Из нее длительная:

 

3.2.3.4 Расчет сечений и их конструирование

В сечении действует продольная сила N=2426,08 кН. Расчет ведем как для внецентренно сжатого элемента со случайным эксцнтриситетом.

Принимаем симметричное армирование в двух направлениях .

Рис. 7. Поперечное сечение колонны

Площадь колонны: Ак=bк×hк=0,5×0,5=0,25 м2.

Защитный слой: аs=4 см.

Рабочая высота сечения: h0=h-аs=50-4=46 см.

Расчетная длина колонны: l0=l·μ=4·0,7=2,8 м.

Вычисляем гибкость λ:

λ=l0/i=280/14,43>14, где

- радиус инерции сечения, определяемый по формуле:

i==14,43 см

Определяем случайный эксцентриситет как наибольшее из трех значений:

o   ;

o   ;

o   , принимаем .

Эксцентриситет силы: .

Т. к. eо<eа, то принимаем eо=eа=1,67 см.

Вычисляем коэффициент h :

 , где

 - критическая продольная сила, определяемая по формуле:

, здесь

 = 1, коэффициент учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента;

 - коэффициент, принимаемый равным:

, но не менее

. Принимаем ;

.

Задаемся коэффициентом армирования  и вычисляем критическую силу:

Вычисляем коэффициент h : .

Определяем случай внецентренного сжатия:о·η<0,3hо ,

,67·1,01<0,3·46 ,

,68<13,8 - случай малых эксцентриситетов.

Определяем граничную относительную высоту сжатой зоны.

Характеристика сжатой зоны:

.

Граничная высота сжатой зоны:

.

Вычисляем an по формуле:

.

Вычисляем x по формуле:

 ,

здесь as находится по формуле:

,

где ;

Тогда: .

Определяем площадь арматуры по формуле:

Принимаем 2Æ22 А-III с Аs=7,6 см2.

Коэффициент армирования . При определении Ncr было принято m1=0,02, перерасчет можно не делать.

Колонна армируется пространственными каркасами, образованными из плоских сварных каркасов. Диаметр поперечных стержней при диаметре продольной арматуры Ø22 мм согласно Приложению 9 [8] равен 6 мм. Принимаем Ø6 А-III с шагом s=400 мм, что менее 20d=20·22=440 мм.

 

3.2.4 Проектирование фундамента под колонну

 

.2.4.1 Обоснование расчетной схемы, метода расчета, геометрических параметров

Ввиду относительно малых значений эксцентриситета фундамент колонны рассчитывается как центрально загруженный.

Расчетное сопротивление грунта Rо=0,4 МПа. Вес единицы объема фундамента и грунта на его обрезах γср=20 кН/м3

Характеристики прочности бетона и арматуры.

Бетон тяжелый класса В25; расчетные сопротивления при сжатии Rb=14,5 МПа, при растяжении Rbt=1,05 МПа ; коэффициент условий работы бетона gb2=0,9; модуль упругости Eb=30000МПа. Арматура рабочая класса А-III, расчетное сопротивление Rs=365МПа, модуль упругости Es=200000МПа; коэффициент условий работы стали gb2=0,9

 

3.2.4.2 Определение усилий

Расчетное усилие колонны у заделки N=4115,605 кН.

Усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке γfср=1,15.

Нормативное усилие Nn=4354,429/1,15=3786,46 кН.

 

3.2.4.3 Расчет сечений и их конструирование

Определение размеров подошвы фундамента

Площадь подошвы фундамента при центральном сжатии определяем предварительно без поправок Rо на ее ширину:

 , где

Н1 - глубина заложения фундамента.

 , здесь

 - коэффициент влияния теплового режима здания, определяемый по табл. 1 [9], равный 0,6.

dfn - глубина промерзания определяется по формуле:

 ,

0 - теплотехнический коэффициент, равный для крупнообломочных грунтов 0,34 [9];

Mt =|åt, t| - средние отрицательные температуры холодных месяцев места строительства. Для Владивостока Mt =40,5 [10].

Т. к. при dw=5,1>df+2=1,30+2, то Н1 не зависит от df,

здесь dw - глубина залегания подземных вод.

Принимаем глубину залегания исходя из конструктивных требований:

1.            Заделка колонны в фундамент:

Нф=1,5hк=1,5·50=75 см;

2.            Анкеровки сжатой арматуры колонны Ø32 А-III в бетоне класса В25:

Нф=24·d=24·2,2=52,8 см.

Назначаем Нф=90 см (кратно 45 см). Тогда Н1=Нф+15=105 см.

Находим .

Принимаем аф=2,40 м, Аф=5,76 м2.

Проверка высоты фундамента из расчета на продавливание

Условие прочности на продавливание:

,

 - среднее между верхним и нижним периметром основания пирамиды продавливания, определяется по формуле:

;

Р - продавливающая сила, определяется по формуле:

, здесь

р - давление на грунт от расчетной нагрузки:

р=N/A=2426,08/5,76=421,2 кН/м2;

а1 - сторона нижнего основания пирамиды продавливания (рис. 8):

а1=2Нф+hк=2·90+50=230 см.

Вычисляем Р: .

.

< - условие выполняется.

Рис. 8. Фундамент средней колонны

Проверка высоты нижней ступени из условия прочности

Высоту нижней ступени проверим из условия прочности на действие поперечной силы без поперечного армирования.

Рабочая высота сечения: h01-a=40-4=36 см.

Условие прочности: Q≤0,6Rbt·b1·h01·γb2

=0,5(аф-hk-2h0)·P=0,5(2,4-0,5-2·0,86)·421,2=37,91 кН;

,6Rbt·b1·h01·γb2=0,6·1,05·10·41·0,9=232,47 кН;

Q=37,91 кН<0,6Rbt·b1·h01·γb2=232,47 кН - условие выполнено.

Прочность нижней ступени на действие поперечной силы обеспечена.

Расчет арматуры у подошвы фундамента

Расчетные сечения принимаются по граням ступеней и грани колонны.

Крайняя часть фундамента работает как консоль на изгиб от реактивного давления грунта.

Определяем изгибающие моменты в расчетных сечениях:

Мi=0,125·Ргр·b·(аф-аi)2 :

М1=0,125·421,2·2,4·(2,4-0,5)2=456,16 кН/м2;

М2=0,125·421,2·2,41·(2,4-1,45)2=114,04 кН/м2;

Площадь сечения арматуры:

 :

;

;

Принимаем 12Ø12 А-III с Аs=13,57 см2, шаг арматуры s=200 мм.

Коэффициент армирования , что больше mmin=0,05%.

4. Организация и технология строительного производства

В данном разделе ДП разработан проект производства работ (ППР). ППР состоит из трех видов технологических документов: календарного графика производства работ, строительного генерального плана и технологической карты на устройство монолитных перекрытий автобетонасосом. Также в составе ППР приведены графики поступления основных строительных конструкций, изделий и материалов, движения рабочих кадров; перечень инвентаря и оснастки; мероприятия по обеспечению безопасных условий производства работ.

В графической части данного раздела представлены: календарный график производства работ, строительный генеральный план и технологическая карта на устройство рулонной наплавляемой кровли.

 

4.1 Проект производства работ

 

.1.1 Основные положения по организации строительства

Проект производства работ разработан на строительство гаражного строительного кооператива. Исходными данными является задание на дипломный проект и ранее разработанные архитектурно-строительная и расчетно-конструктивная части.

Участок, отведённый под строительство здания, расположен в черте застройки г. Владивостока по ул. Кирова. Участок застройки составляет 5,807 га. Рельеф участка спокойный, с падением в восточном направлении и перепадом отметок в границах участка 8,0 м.

ГСК запроектирован в конструкциях из монолитного железобетона, ограждающие конструкции - шлакоблоки. В плане здание прямоугольной формы с размерами в осях 35х38 м. Высота этажа 4,0 м.

4.1.2 Определение директивного срока строительства

Директивный срок строительства определяется согласно СНиП [29] и составляет 8 месяцев, в том числе:

·   подготовительный период - 0,5 месяц,

·   подземная часть - 1 месяца,

·   надземная часть - 5 месяцев,

·   отделка - 1,5 месяца.

В условиях Приморского края продолжительность строительства определяется согласно СНиП [18] с учетом следующих коэффициентов:

К1, К2 - коэффициенты, учитывающие влияние рельефа, К1=1,3; К2=1,1;

К3 - коэффициент, учитывающий влияние климатических факторов и их неблагоприятное сочетание, К3=1,1;

К4 - коэффициент, учитывающий влияние сейсмики, К4=1,1;

К5 - коэффициент, для г. Владивостока К5=1,1.

Таким образом, продолжительность строительства объекта составляет:

Т=(Тпп´К1+Тпч´К2+Тнч+Тотд)´К3´К4´К5

Т=(0,5´1,3+1´1,1+5+1,5)´1,1´1,1´1,1=11 месяцев

После составления календарного плана и его оптимизации полученный срок строительства будет откорректирован в сторону уменьшения.

 

4.1.3 Подготовка строительного производства

Перед началом строительства здания выполняется ряд работ по подготовке строительной площадки.

·        общей организационно-технической подготовки, выполняемой до начала работ на строительной площадке;

·        подготовки к строительству объекта, в течение которой производятся вне- и внутри площадочные работы, связанные с освоением и организацией строительной площадки и примыкающей к ней территории;

·        подготовка к производству строительно-монтажных работ.

Общая организационно-техническая подготовка проводится заказчиком и выполняется в соответствии с правилами о договорах подряда на капитальное строительство и включает в том числе:

·        обеспечение стройки проектно-сметной документацией;

·        отвод в натуре площадки строительства;

·        оформление финансирования строительства;

·        заключение договоров подряда и субподряда на строительство;

·        оформление разрешений и допусков на производство работ;

·        обеспечение строительства подземными путями, электро-, водо- и теплоснабжением, системой связи и помещениями бытового обслуживания кадров строителей;

·        организацией поставки на строительство оборудования, конструкций, материалов и готовых изделий.

Работы подготовительного периода:

·        внеплощадочные: создание заказчиком опорной геодезической сети - красные линии, реперы, главные оси, опорная строительная сетка;

·        строительство подъездных дорог;

·        линий связи и электропередачи с трансформаторными подстанциями;

·        водопроводных и канализационных сетей;

·        внутриплощадочные: расчистка территории строительной площадки;

·        инженерная подготовка площадки с выполнением работ по планировке территории;

·        устройство внутриплощадочных временных дорог;

·        сетей водо-, тепло- и электроснабжения;

·        прокладка инженерных коммуникаций;

·        установка временных помещений для обогрева рабочих, приема пищи; сушки и хранения рабочей одежды, санузлов;

·        установка противопожарного инвентаря.

Окончание внеплощадочных и внутриплощадочных работ подтверждается актом, составленным заказчиком и генподрядчиком с участием субподрядчиков.

При подготовке к производству СМР производим следующие процессы: принимаются на местности знаки геодезической основы, разрабатываются и осуществляются мероприятия по организации труда и обеспечению строительных бригад необходимым оборудованием (инструментом, средствами малой механизации, монтажной оснасткой в комплекте и составе предусмотренном проектом), оборудуются площадки, создаётся необходимый запас конструкций и материалов, устанавливаются на рабочие места строительные машины и другие механизированные установки, подбирается качественный состав бригад [34].

 

4.1.4 Основные требования по выполнению геодезических построений и геодезического контроля точности СМР

При производстве геодезических работ необходимо руководствоваться нормативными требованиями [32].

Выполняется геодезическая разбивка строительной площадки, что является основой геодезического обеспечения производства всех строительных работ.

·        Создание опорной геодезической сети, разбивка площадки на квадраты с закреплением вершин реперами, поверочное нивелирование территории.

·        Разбивка здания на местности и привязка его к опорной геодезической сети.

·        Устройство обноски вокруг здания, закрепление осей.

Разбивку производят с помощью геодезических инструментов - теодолита и нивелира.

Основой точности возведения здания является комплекс геодезических разбивочных работ:

·        Создание разбивочного геодезического плана с закреплением осей на здании.

·        Перенос по вертикали основных разбивочных осей на перекрытие каждого этажа, т.е. на новый монтажный горизонт.

·        Разметка необходимых по условиям монтажа элементов установочных рисок.

·        Определение монтажного горизонта на этажах.

Обязательным является систематический контроль за осадками фундаментов и деформациями каркаса здания.

4.1.5 Организационно-технологический анализ степени сложности объекта

Объект строительства классифицируется как средней сложности. Архитектурно-планировочные решения проекта типовые, в конструкциях присутствуют как типовые, так и индивидуальные решения, условия производства работ нормальные, принятый метод производства работ - поточный.

4.1.6 Обоснование решений по организации строительства

Строительство здания ведется в пять этапов:

этап - подготовительный период состоит из вертикальной планировки, прокладки подземных сетей, устройство временных дорог. Вертикальная планировка производится бульдозером. Прокладку подземных сетей производим с учетом очередности «снизу вверх», т. е. начиная с коммуникаций наибольшего заглубления (канализации), затем менее глубоких (водопровода, теплотрассы) и заканчивая сетями мелкого заложения - 50 см (сети связи). Над проложенными коммуникациями мелкого заложения не допускаются никакие механизированные земляные работы, и поэтому их выполняют после нивелировки территории. Построечные дороги должны быть закончены до работ по подземным частям зданий.

этап - строительство подземной части. Ведущим процессом принимаем устройство монолитного фундамента: столбчатого - под колонны. Отрывка котлована выполняем экскаватором с ковшом ёмкостью 0,6 м3; устройство монолитных фундаментов ведем автобетононасосом BR-80-SVTT «ШТЕРРЕР». Затем выполняем работы по монтажу колонн, стен, перекрытий и перегородок. После монтажа стен укладывают пол. Гидроизоляцию стен выполняют после монтажа перегородок и самих стен подвала. До засыпки пазух котлована снаружи выполняют устройство выпусков и вводов коммуникаций.

этап - цикл возведения надземной части здания. Устройство надземной части здания производится автобетононасосом BR-80-SVTT «ШТЕРРЕР». Величина одного яруса - один этаж. В первую очередь возводится каркас здания: колонны и перекрытия. Параллельно ведется монтаж лестниц. После возведения каркаса приступаем к возведению наружного ограждения - кладке стен из шлакоблоков. С отставанием на 2 этажа ведут установку дверных проемов ворот (рольставни).

этап - цикл организации отделочных работ. До начала отделочных работ должны быть выполнены сантехнические, электротехнические работы, установлены дверные коробки, сделана кровля.

этап - благоустройство территории. Благоустройство территории начинают после демонтажа автобетонасоса BR-80-SVTT «ШТЕРРЕР» и завершают с окончанием отделочных работ. Выполняют посадку деревьев и кустарников, а также производят уборку мусора.

Сборные конструкции на объект поставляются с завода-изготовителя автомобильным транспортом и складируются на заранее подготовленной площадке на приобъектном складе. Бетонную смесь доставляют на строительную площадку автобетоносмесителями.

В качестве генподрядчика выбрана многопрофильная производственно-строительная организация, которая выполняет все виды строительно-монтажных работ и организовано связана с заводом ЖБИ. Такая схема позволяет повысить оперативность управления строительством и добиться большей эффективности работ.

Для выполнения специальных работ привлекаются ресурсы других предприятий, поэтому применяется подрядный метод, так как он позволяет добиться наилучшего качества за счёт узкой специализации кадрового состава и современной материальной базы.

С точки зрения территориальной организации работ принимаем стационарный метод.

Монтаж конструкций (монтаж лестниц и кладка стен) ведется автомобильным краном KATO, устройство монолитного каркаса при помощи автобетонасоса BR-80-SVTT «ШТЕРРЕР».

Метод монтажа - горизонтально-восходящий.

Выбор монтажного крана:

Выбор ведущего монтажного крана базируется на необходимости соответствия конструктивной схемы и размеров здания, массы и расположения элементов на здании, рельефе строительной площадки, выбор технических средств монтажа.

тр=Qэ+Qос+Qгр

тр - требуемая грузоподъемность крана;

Qэ - масса элемента (лестничный марш)

Qос - масса монтажной оснастки;

Qгр - масса грузозахватного устройства.

Qтр=5+0,05+0,35=5,40 т

Нк=hо+hз+hэ+hстр

Нк - высота подъема грузового крюка над уровнем стоянки крана;

hо - превышение опоры монтируемого элемента над уровнем стоянки крана;

hз - величина запаса;

hэ - высота (толщина) монтируемого элемента;

hстр - высота (длина) такелажного приспособления.

Нк=12,0+2,0+1,2+0,65=15,85 м

тр - вылет крюка;

b - минимальный зазор между стрелой и монтируемым элементом;

b1 - расстояние от центра тяжести до приближенного к стреле крана края элемента;

b2 - половина толщины стрелы на уровне верха монтируемого элемента или ранее смонтированной конструкции;

b3 - расстояние от оси вращения крана до оси поворота стрелы.

тр - длина стрелы.

Исходя из данных расчётов, определяем марку крана по его характеристикам. Также учитывается экономическая целесообразность выбора крана. Наиболее экономичным и подходящим по характеристикам краном оказался КАТО NK-500MS-IIIS (Приложение 2).

4.1.7 Обоснование решений по производству работ

Повторяемость основных габаритных схем, размеров, конструкций и объёмов работ по отдельным помещениям и участкам позволяет организовать поэтажное выполнение повторяющихся строительных процессов методом строительного потока с использованием специализированных бригад и звеньев неизменного состава.

По технологии производства данные работы можно сгруппировать таким образом: общестроительные работы и специальные строительные работы. Описание способов производства работ сделано на основании нормативной документации [31], [38] и рекомендаций по производству работ и отражено в приложение 3.

При ведении всех работ должны соблюдаться правила техники безопасности, согласно [36] и [37].

4.1.8 Определение объемов работ, трудоемкости и машиноемкости работ, потребности в материалах, конструкциях и полуфабрикатах

Подсчет объёмов работ приведен в Приложении 4.

На основании имеющихся объёмов согласно нормам [11], [34] рассчитана трудоёмкость производимых работ, потребность в машинах, материалах и конструкциях. Расчет представлен в Приложении 5, Приложении 6. Состав звеньев рабочих определён по ЕНиР [34].

 

4.1.9 Обоснование календарного планирования

В ходе организационно-технологического анализа сложности объекта выявлено, что объект относится к классу средней сложности. В связи с этим принимается поточная организация строительства. Строительство ведётся поточным методом, параллельно - последовательно.

Продолжительность строительства составляет 165 календарных дня (33 рабочие недели при пятидневке).

Календарный график представлен в графической части ДП лист 9.

 

4.1.10 Обоснование к стройгенплану

Объектный стройгенплан разработан на период возведения надземной части каркаса здания в соответствии с требованиями [31]. Проектирование стройгенплана производилось с соблюдением следующих принципов [35]:

·   временные здания расположены на территории, не предназначенной под застройку до конца строительства и находящейся в безопасной зоне;

·   решения СГП обеспечивают рациональное прохождение грузопотока;

·   состав и количество бытовых помещений обеспечивают потребности максимального числа работающих;

·   принятые решения отвечают требованиям техники безопасности и охраны окружающей среды;

·   затраты на временное строительство минимизированы.

Монтаж конструкций здания ведётся с приобъектного склада. В период возведения используется автомобильный кран KATO, устройство монолитного каркаса ведется при помощи автобетонасоса BR-80-SVTT «ШТЕРРЕР».

Опасная зона работы крана находится в пределах 30,4 м от оси крана и на расстоянии 5 м от зоны обслуживания краном. Монтажная зона находится в пределах 5 м от контура здания [35].

Границы опасных зон обозначены ориентирами, плакатами и световыми сигналами, хорошо видимыми крановщиком и стропальщиками в любое время суток. Места их установки показаны на СГП [см. графич. часть].

Временные бытовые помещения - инвентарные, размещены на территории строительной площадки за пределами опасной зоны действия крана и остаются на весь период строительства. К ним подведены временные коммуникации, обозначены места подключения к постоянно существующим сетям. Вблизи бытовых помещений установлен пожарный щит с комплектом пожарного оборудования.

Временное электроснабжение осуществляется от существующей трансформаторной подстанции. Наружное освещение площадки осуществляется прожекторами ПЗС-35 мощностью 0,5кВт. Освещение рабочих мест осуществляется осветительными приборами с лампами мощностью 0,5кВт.

Для временного водоснабжения использовать сети постоянного водопровода. Тушение пожара производить от пожарных гидрантов, установленных в проектируемой сети.

Расчет площадей складирования, выбор вида и типа складов выполнены в табличной форме на период максимальной потребности материалов с учетом создания запасов: текущего (между двумя поставками) и страхового (половина текущего запаса). Площадь склада зависит от количества материалов, подлежащих хранению и от способов укладки материалов, определяющего норму их хранения на 1м2 складской площади.

В целях обеспечения нормальных санитарно-бытовых условий для работающих на строительной площадке запроектированы бытовые помещения, удовлетворяющие санитарно-гигиеническим требованиям. Потребность во временных зданиях определяется из максимальной численности рабочих на объекте.

Проектирование временных дорог и подъездов

Схема движения транспорта и расположение дорого в плане обеспечивает подъезд в зону действия монтажного крана и погрузо-разгрузочных механизмов, к складам, мастерским, механизированным установкам, бытовым помещениям.

При трассировке дороги соблюдены минимальные расстояния: между дорогой и складской площадкой - 1 м; между дорогой и забором, ограждающим строительную площадку - 1,5 м.

На СГП отмечены въезды (выезды) транспорта, направление движения, развороты, разъезды, стоянки при разгрузке, ограничение скорости.

Конструкция временной дороги - естественная грунтовая профилированная дорога.

Организация приобъектных складов

Приобъектные склады организуют для временного хранения материалов, полуфабрикатов, изделий, конструкций и оборудования.

Запас хранения материалов определяем исходя из принятого темпа работ (продолжительности выполнения работ) и потребности на определенную конструктивно-технологическую часть здания (этаж).

Расчет площадей складов выполнен в табличной форме (таблица 9).

Таблица 9

Расчет запасов материалов, площадей складирования и выбор вида и типа складов

Материалы	Продолжи- тельность потребления Т, дн	Потребность		Запасы материалов		Норма склади-рова-ния на 1 м2 склада	Полезная площадь,  м2	Коэффициент проходов и проездов, кn	Общая площадь  склада, м2	Характеристика складов
		Общая	Суточная	в днях	в ед.  измерен.					Размеры,  м х м	Тип,  конструк- тивное  решение
Битумы  нефтяные строительные	1	0,367	0,367	1	0,367	0,900	0,41	1,25	0,51	1х1	Навес
Гидроизоля-ционные материалы	15	4668,30	321,95	3	965,855	200,000	4,83	1,50	7,24	3,5х2	Закры-тый
Краски	5	0,463	0,093	1	0,093	0,004	23,15	1,25	28,93	5х6	Закры-тый
Арматура	70	119,07	1,701	3	5,103	4,200	1,21	1,25	1,52	2х1	Навес
Бетон (класс по проекту)	85	2058,34	24,216	3	72,647	1,600	45,40	1,40	63,57		Бункер
Раствор  готовый отделочный	14	88,37	6,312	3	18,936	1,600	11,83	1,40	16,57		Бункер	13	188,48	2,660	3	7,980	1,600	4,99	1,40	6,98		Бункер
Шлакоблоки	13	441,60	33,969	3	101,908	1,600	63,69	1,25	79,62	5,5х7 (2шт.)	Откры- тый

Расчет временных зданий и сооружений

Рmax = 28 чел.

Расчетное количество работающих определяется по формуле:

Р = Рраб + РИТР и служ. + МОПохр, где

Рраб = 28 чел. - максимальное число рабочих в смену;

Р = 63/ 0,85 = 33 чел. - всего рабочих занятых на строительстве.

ИТР и служащие = 33 х 0,12 = 4 чел. - инженерно-технические работники и служащие (12%).

МОП. охр. = 33х 0,03 = 1 чел. - МОП и охрана.

Р = 28 + 4 + 1= 33 чел.

В т. ч. мужчин 70% от рабочих - 23 человек, женщин 30% от рабочих - 10 человек.

Площадь временных зданий и сооружений определяется по формуле:

тр = Sн·n , где n - число человек.

Таблица 10

Расчет временных административно бытовых зданий

Наименова-ние	Назначение	Ед. измере-ния	Норматив-ный показатель на 1 чел	Коли-чество работни-ков	Общий объем в м3 или площадь, в м2	Тип и марка помещения по СК-6: Строительный каталог, мобильные (инвентарные) здания и сооружения
Гардеробная с сушилкой и умывальни-ком	Переодевание и хранение уличной и спецодежды, сушка спецодежды и обуви, санитарно-гигиеническое обслуживание рабочих	м2 двойной шкаф м2 м2 кран Всего, м2	1,9   0,2 0,05 1 на 15 чел. 2,15	28	53,2   5,6 1,4 2 60,2	Здание контейнерного типа, размером 3х6 м, на базе системы «Днепр», Д-11-К(О1),  Всего: 4 шт.
Душевая	Санитарно-гигиеническое обслуживание рабочих	м2	0,43	28	12,04	Здание контейнерного типа, размером 3х6 м, на базе системы «Днепр», Д-12-К(О1), Всего: 1 шт.
Помещение для обогрева, отдыха и приема пищи	Обогрев, отдых и прием пищи	м2	1,0	28	28	Здание контейнерного типа, размером 3х6 м, на базе системы «Днепр», Д-13-К(О1), Всего: 2 шт.
Туалет	Санитарно-гигиеническое обслуживание рабочих	м2	0,07 1 на 15 женщин 1 на 20-25 мужчин	10  23	1  1	Биотуалет
Прорабская