Схема планировочной организации земельного участка

СОДЕРЖАНИЕ


Введение……………………………………………………………………………3
1.  АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ………………………..........5
1.1. Исходные данные для проектирования………………………………...........5
1.2.  Функциональный процесс…………………………………………………...6
1.3 Схема планировочной организации земельного участка…………………………………………………….......................................6
1.4  Объёмно-планировочное решение …………………………………….........7
1.5.  Конструктивные решения …………………………………………………..8
1.6. Инженерное оборудование ………………………………………….............9
1.7 Теплотехнический расчет наружной стены…………………………….….10
2. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ………………….....................11
2.1 Расчет монолитной плиты, опертой по контуру…………………………………………………………………………....12
2.2 Расчет железобетонной круглой плиты свободно опертой по контуру…………………………………………………………………………....21
2.3 Расчет кирпичного столба с сетчатым армированием…………………………………………………………………….24
2.4 Расчет фундаментов………………………………………………………….27
 3.  ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА................................................................................................33
3.1.  Расчетная часть……………………………………………………………..34
3.2. Разработка технологических карт……………………………….................36
3.3.  Потребность в материально-технических ресурсах ……...........................44
3.4.  Потребность в материально-технических ресурсах………………………66


РАЗДЕЛ 4   Безопасность труда и экологическая безопасность проекта………………………………………………………………...…………..74
4.1 Анализ    опасных   и   вредных   факторов   при   строительстве  административного здания  ………………….......................................................74
4.2  Мероприятия по охране труда…………………………………………........77
4.3  Экологическая безопасность проекта……………………………………….82
4.4 Краткие сведения о проектируемом объекте………………………………..84
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ  СПИСОК…………………………………...............78



















Введение
При строительстве жилых домов, административных и офисных зданий сейчас одну из ведущих ролей играет строительство монолитное. Железобетон обладает большим количеством преимуществ. К примеру, он отлично задерживает радиоактивные излучения. Обладает высокой гигиеничностью. Хорошо сопротивляется воздействиям атмосферного характера.
   По сравнению с конструкциями из металла и дерева< на содержание и обслуживание железобетонных уходит гораздо меньше средств. От динамических воздействий также создаётся довольно хорошая защита. Наконец, можно упомянуть о высокой механической прочности, долговечности и огнестойкости.
   В различные формы можно укладывать исходный материал этих конструкций. Их высокая конструктивная прочность также для многих становится актуальным преимуществом. Элементы, возводимые с помощью монолитного строительства, могут обладать самыми разными очертаниями. Из монолитного железобетона возводятся криволинейные конструкции, имеющие сложную конфигурацию. Благодаря этому появляется возможность создавать сложные архитектурные формы.
   Гравий и песок служат исходными материалами. Так что их широкое распространение и относительная дешевизна также становятся дополнительным достоинством. Цемент в этих смесях выступает вяжущим элементом. В огромных масштабах его производство налажено в нашей стране. Каменные и металлические конструкции требуют больших затрат на электроэнергию при производстве, чем железобетон. Механизации легко подвергаются любые работы, связанные с производством констуркций из бетона и самого материала. По этой причине ввод объекта в эксплуатацию ускоряется, ведь темпы строительства зданий становятся по-настоящему высокими
Исходя из всего этого, в проекте принят к разработке вариант офисного двухэтажного здания с монолитными перекрытиями.
Здание возводится в г.Оренбург.
Проектируемое здание является зданием Административного назначения.
Офисное здание имеет сложную конфигурацию, запроектировано кирпичным с наружными и внутренними несущими стенами.

Погода в Оренбурге характеризуется умеренно-континентальном климатом, с холодными зимами и жарким летом. В жаркие годы воздух в летние месяцы прогревается до 40-43°С, зимой охлаждается до - 43-45°С.
Годовое количество осадков составляет около 350 мм, причем максимум приходится на июль, а минимум – на февраль.

















 1 Архитектурно-строительный раздел
 1.1 Исходные данные проектирования
      Район строительства – г. Оренбург;
      Климатический район – IIIА;
      Снеговой район IV – 2,4 кПа;
      Ветровой район III – 0,38 кПа;
      Нормативная глубина промерзания – 180см;
      Зона влажности 3 – сухая;
      Температура наиболее холодной пятидневки – минус 31?С;
      Температура отопительного периода – минус 6,3?С;
      Продолжительность отопительного периода – 202 сут;
      Режим помещения – нормальный: ?=50-60%; tв=18?С;
      Степень долговечности – II;
      Степень огнестойкости – II.
      
     Таблица 1.1 – Повторяемость направлений ветра, средней скорости
               Январь
       Июль
С

СВ
В
ЮВ
Ю
ЮЗ
З
СЗ
С

СВ
В
ЮВ
Ю
ЮЗ
З
СЗ
10
 4,4
11
 3,9
29
 5,5
13
  6,1
7
5,8
17
5
10
4,1
3
3,9
20
4
15
4
16
3,9
5
4,3
3
 4,1
8
 4,2
16
4,2
17
4
 

Рисунок 2.1 – Роза ветров

1.2 Функциональный процесс

    Офисное двухэтажное здание, расположенное по ул. Монтажников в г. Оренбурге, является офисом для крупного охранного предприятия.
    Данный офис будет иметь современные оружейные комнаты, просторные кабинеты и зал переговоров. 
   Здание в плане имеет сложную конфигурацию, с классом функциональной пожарной опасности  Ф 4.3 (один пожарный отсек), спроектировано по современным нормам и правилам. 
    
1.3 Схема планировочной организации земельного участка
      
    Участок под строительство  расположен по ул. Монтажников в г.Оренбурге. Участок свободен от застройки.         
    Поверхность участка ровная, с уклоном на юго-запад. Абсолютные отметки поверхности земли изменяются от 134.80 до 135.20. Относительное превышение -0.4 м. Горизонтальную разбивку здания вести от существующего склада.         Для обеспечения подъездов и подходов к зданию проходят существующие дороги с севера ул. Монтажников, с юга и запада существующий  проезд, с востока проектируемый подъезд. 
    Вертикальная  планировка решена методом проектных горизонталей с учетом нормального передвижения транспорта по дорогам и отвода поверхностных вод от зданий и сооружений. Территория, свободная от застройки и дорожных покрытий, озеленяется устройством газонов. Благоустройством предусмотрена расстановка малых архитектурных форм. Санитарно-защитная зона от "Офисного здания" по СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 (новая редакция) не устанавливается.          Расстояние от существующей площадки для мусорных контейнеров до входа в здание 70.0 м, что не нарушает требования СНиП 2.07.01-89* п. 2.13.          Строительство должно выполняться с соблюдением правил техники безопасности. При производстве дорожно - строительных работ необходимо выполнять требования санитарно - технических норм и правил Минздрава РФ, правил техники безопасности Госгортехнадзора РФ.
    Технико-экономические показатели генплана:
* Площадь участка     2028 м2;
* Площадь застройки  653,0 м2;
* Площадь асфальтового покрытия проездов  678,0 м2;
* Площадь покрытия из тротуарной плитки  417,0 м2;
* Площадь озеленения    280,0 м2;
* Коэффициент плотности застройки 
                 К1=*100%=                                       (2.1)
* Коэффициент озеленения 
              К2=*100%=                                   (2.2)
     
1.4 Объёмно-планировочное решение
    Здание запроектировано кирпичным, с наружными и внутренними несущими стенами и имеет размеры в осях 25,2 х 14,4 м. Высота 1-го этажа - 3,3м (от пола до потолка), высота 2-го этажа - 3,3 м.
    На первом этаже находятся кабинеты, технические помещения, оружейные комнаты, на втором - кабинеты.
    Лестницы Л1 и Л2  - обычного  типа с остекленным проемом в наружной стене на каждом этаже. Лестница Л2 имеет выход непосредственно наружу.
      Технико-экономические показатели:
* Рабочая  площадь  915,41 м2
* Общая площадь 1491,03 м2
* Строительный объем 6663,0 м3
* Коэффициент компактности планировки      
      К3=*100%=                                         (2.3)
* Объемный коэффициент 
      К4=*100%=                                           (2.4)
      
1.5  Конструктивные решения
    Конструктивная схема данного объекта бескаркасная, с продольными несущими стенами.
    Фундаменты - плиты сборные железобетонные для ленточных фундаментов и монолитные, стены фундамента - сборные бетонные блоки. Фундаменты укладываются на песчаную подготовку толщиной 100 мм.
    В качестве гидроизоляции фундаментов и стен подвала используем материал рулонный самоклеющийся битумно-полимерный .
    Вокруг здания выполнить асфальтобетонную отмостку шириной 1000 мм, толщиной 30 мм на щебеночном основании толщиной 150 мм.
    Наружные стены - из силикатного рядового кирпича марки СР-125/25 ГОСТ379-95 1 на растворе М100 толщиной 510 мм. Утеплитель - плиты теплоизоляционные минераловатные "ТЕХНОФАС" толщиной 100 мм с последующей облицовкой  защитно-декоративным слоем из тонкослойной штукатурки.
    Внутренние стены - из рядового силикатного кирпича марки СР -100/15ГОСТ 379-95 на растворе М100 толщиной 380 мм с армированием 3 ВрI ГОСТ 6727-80* в горизонтальных швах через 3 ряда кладки по высоте. 
    Перегородки - толщиной t = 100 мм выполнить из ГВЛ по серии 1.031.9-3.01 вып.1. 
    Предел огнестойкости перегородок EI 60. Звукоизоляцию перегородок выполнить из минераловатных плит "Технолайт" толщиной 50 мм.
    Отдельные участки перегородок выполнить из керамзитобетонных блоков b-200мм  марки III-В2,5 D 600 F25-2.
    Перекрытие – монолитное железобетонное.
    Перемычки - сборные железобетонные по серии 1.038.1-1 вып.1 и металлические из прокатного профиля. Прогоны по серии 1.225-2 вып.12.
    Лестничные марши - из стальных косоуров с укладкой железобетонных ступеней по ГОСТ 8717.1-84. Косоуры и балки покрыть огнезащитным составом до достижения предела огнестойкости конструкций REI 60. Металлические элементы лестницы оштукатурить цементно-песчаным раствором по сетке толщиной слоя 30 мм. 
    Крыша - чердачная, деревянная, двухскатная с организованным наружным водостоком. Кровельный ковер -  гибкая черепеца "SHINGLAS".
    В качестве утеплителя по кровле принимаем "Техноруф.
    Витражи изготовляются по индивидуальным чертежам. Детали изделий - из поливинилхлоридных профилей с двухкамерным стеклопакетом по ГОСТ 22233-83.
    Наружние двери -  из поливинилхлоридных профилей, остекленные.
    Внутренние двери индивидуального изготовления деревянные по ГОСТ 6629-88.
    Оконные блоки - поливинилхлоридные. Остекление окон - двухкамерные стеклопакеты.
    Покрытие пола помещений выполнено из керамогранита, линолеума и ламината.
    Наружные стены отделываются по системе наружной теплоизоляции стен зданий с отделочным слоем из тонкослойной штукатурки "CERESIT WM" СТО 58239148-001-2006. 
    Цоколь облицевать фасадной керамической плиткой. 
    Внутренние поверхности стен и перегородок - улучшенная штукатурка, водоэмульсионная окраска. Потолки - затирка швов, водоэмульсионная окраска. 
    В санузлах на высоту 1,8 м выложить керамической плиткой. 

	1.6 Инженерное оборудование
      
    Водопровод:
    - внутренний водопровод – магистральные трубопроводы прокладываются из стальных оцинкованных труб ( ГОСТ 3262-75 ) в лотках под полом закрыто и изолируются от конденсации влаги матами из минеральной ваты с последующим покрытием стеклопластиком по рубероиду. Водопроводные стояки в основном запроектированы в помещениях санузлов совместно со стояками горячей воды в коробках и нишах.
    - внешний водопровод – административное здание подключается к городским сетям водопровода. Сеть  водопровода запроектирована из металлопластиковых труб, диаметром 150 мм. Глубина заложения 2,5 метра. Трубы укладываются на естественный грунт с выровненными основанием.
    Горячее водоснабжение централизованное, горячая вода подается из котельни. Разводка и монтаж трубопроводов горячей воды проводится аналогично системе холодной воды.
    Канализация:
    - для отвода бытовых стоков в здании предусматривается система бытовой канализации. Стояки по выпускам из здания проводят в городскую сеть канализации.
    Водостоки:
    - отвод дождевых и талых вод с поверхности кровли организованный наружный.
    Отопление :
    Система  отопления запроектирована однотрубная с нижней разводкой. В качестве нагревательных приборов приняты радиаторы М140-90.  Параметры теплоносителя 95 –700 С.
    Вентиляция:
    В здании запроектирована приточно-вытяжная вентиляция через вытяжные каналы в санузлах.
    Для  предотвращения врывания приточного воздуха через входные двери, в тамбуре устраивается воздушно – тепловая завеса забора воздуха из вестибюля.
    Электроснабжение :
    В проекте предусмотреть виды освещения:
    -  рабочее во всех помещениях;
    - эвакуационное - в коридорах, лестничных клетках;
    - ремонтное - для осмотра оборудования в технических помещениях.
Напряжение  сетей  освещения   380/220  В,  лампы   включаются   на  220  В, ремонтное - 36В и 12В.
    Для освещения в общественных помещениях - светильники с люминесцентными лампами, вспомогательных - с лампами накаливания.
    Групповые сети выполнены кабелем ВВГ, в пожароопасных помещениях - кабелем ВВГнг.
    Осветительные щитки приняты типа ВРУ8 с модульными выключателями.

      1.7 Теплотехнический расчет наружной стены.
      
    Требуется определить толщину утеплителя для фасада офисного здания. По утеплителю выполняется отделочный слой из тонкослойной штукатурки по системе "CERESIT WM".  Конструкции стен приняты в соответствии с рисунком 2.3. Все исходные данные и формулы расчета приняты по /2,3/ и представлены в данном разделе. 
    Расчетную температуру внутреннего воздуха, °С, принимаем согласно 
таблице 4.2 ТСН 23-358-2004 Оренбургской области «Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий» tint = +22 °С.
    
      

      
      Рисунок 1.2 – Схема стены
      
Таблица 1.1 - Теплотехнический расчёт 

Наименование показаний, 
ед. изм.
обозначения
Значения по /2,3/


?1,
?1=1800кг/м3
?2,
?1=145кг/м3
1
2
3
4
 Расчетная температура внутреннего воздуха, 0С
tв
плюс 22
 Расчетная зимняя температура наиболее холодной пятидневки,    0С
tн5
минус 31
Нормируемый температурный перепад,0С
?tн
4,5
Коэффициент теплоотдачи,  0С
?в
8,7
Коэффициент теплоотдачи для зимних условий,  Вт/м2 0С
?н
23
Толщина слоя, м
?
0,51
х
Расчетный коэффициент теплопроводности из условий эксплуатации А, Вт/м2 0С
?
0,70
0,042
Средняя температура отопительного периода, 0С
tоп
минус 6,3
Продолжительность отопительного периода, сут.
?оп
202
Требуемое сопротивление теплопередачи с учетом санитарно-гигиенических и комфортных условий,        м2 0С/Вт
R0=
R0mp
1,35
Градусо-сутки отопительного периода из условия энергосбережения, 0С сут
ГСОП=(tв-tоп)·?оп=
=(22+6,3)·202=5717
ГСОП
5717
Приведенное сопротивление теплопередаче, м2 0С/Вт
Rпр0
2,29
Толщина рассчитываемого слоя, м
?2=?2·(R0пр-
=0,086 м
?2
0,086
   
      Вывод: принимаем толщину утеплителя  - 100 мм, толщина стены без учета штукатурки – 610 мм.





           2  Расчетно-конструктивная часть
      2.1  Расчет монолитной плиты, опертой по контуру
Таблица 2.1 Сбор нагрузок на 1 м2 перекрытия

№
Наименование нагрузки
Нормативная нагрузка, кН/м
?f
Расчетная нагрузка, кН/м
1
От массы плиты  ?·?
0,2*25=5,0
1,1
5,5
2
Конструкция пола
1,2
1,2
1,44
3
Временная нагрузка
2,0
1,2
2,4




9,34
      
      Проектирование монолитной плиты перекрытия
      
      Принимаем перекрытие толщиной 200 мм.
      В основу расчета плит с опорами по всем сторонам положено предельное состояние, характеризуемое образованием линейных пластических шарниров.

Рисунок  2.2 – Расчетная схема монолитной плиты для определения моментов

      Сумма пролетных и опорных моментов должна удовлетворять условию предельного равновесия:
      
      ,	(2.1)
      
      Так как у плиты три стороны – свободно опертые, то выражение (2.1) примет вид:
      ,		(2.2)
      
      Так как соотношение сторон плиты , то 
      , , 				(2.3)
      Тогда выражение (2.2) примет вид:
,   (2.4)
      После преобразования выражения (2.4) имеем:
      ,				(2.5)
      После подстановки численных значений в формулу (2.5) находим :
кН?м.
      Используя соотношения (2.3) находим:
     кН?м;
     кН?м.
     
2.1.3  Расчет монолитной плиты по предельным состояниям первой группы


Рисунок   2.3 – Расчетная схема к определению продольной арматуры

      Исходные данные:
      Класс бетона		– В12,5;
      Вид бетона 		– тяжелый на мелком заполнителе;
      Класс арматуры		– ?4 Вр-I;
      Расчетный пролет 	– L0 = 6,0 м;
      Расчетная высота сечения – h0=h-(d/2+a )= 200 - (4+28) = 168 мм
      Расчетные усилия:
      М = 21,5 кН?м
      Геометрические размеры плиты 6,0 х 8,7 м.
      Нормативные и расчётные характеристики тяжёлого бетона В12,5, при ?b2= 0,9 (влажность окружающей среды 70%).
      Rbn = Rb, ser = 9,5 МПа		
      Rb = 7,5 ? 0,9 = 6,75 МПа	
      Rbtn = Rbt, ser = 1,0 МПа		
      Rbt = 0,66 ? 0,9 = 0,594 МПа	
      Eb = 21000 МПа			
      Нормативные и расчётные характеристики арматуры класса Вр-I:
      Rs = 365 МПа, Rsс = 365 МПа	
      Es = 170000 МПа			
      Сечение – прямоугольное. Подбор продольной арматуры производится согласно п. 3.18 / /. Вычисляется значение :
     ,					(2.6)
     Относительная граница высоты сжатой зоны  вычисляется согласно п. 3.14 / / по формуле:
     ,				(2.7)
     где	– характеристика сжатой зоны бетона, определяется по формуле
     ,					(2.8)
     здесь – коэффициент, принимаемый согласно п. 3.14 /  / для тяжелого бетона = 0,85;
      = 500 МПа – при использовании коэффициента условий работы бетона ?b2= 0,9;
      – расчетное сопротивление арматуры растяжению с учетом коэффициента работы.
      Значение вычисляется по формуле:
     ,				(2.9)
      Если – сжатая арматура по расчету не требуется.
      При отсутствии сжатой арматуры площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле:
      ,					(2.10)
      где	– определяется по табл. 20 /  /
      По формуле (2.6) вычисляем значение :
      
      Согласно формуле (2.7):
      
      где 
      Тогда, по формуле (2.9):
      
      Так как  , то сжатой арматуры не требуется. Тогда площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле (2.10):
      мм2
      Принимаем 30 проволок ?4 Вр-I, АS= 378 мм2.
      
      Рисунок 2.4 – Схема продольного армирования
      Определим площадь поперечной арматуры. Зададимся ?3 Вр-I, тогда Rs=375 МПа (табл. 23 /1/). Расчетный момент М=15,5 кН?м.
      По формуле (2.6) вычисляем значение :
      
      Согласно формуле (2.7):
      
      где 
      Тогда, по формуле (2.9):

      Так как  , то сжатой арматуры не требуется. Тогда площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле (2.10):
      мм2
      Принимаем 35 проволок ?3 Вр-I, АS= 248,5мм2.
      
      Рисунок 2.5 – Схема поперечного армирования
      
      Определим площадь поперечной арматуры в верхней растянутой зоне над опорой. Зададимся ?4 Вр-I, тогда Rs=365Па (табл. 23 /1/). Расчетный момент М=37,6 кН?м.
      По формуле (2.6) вычисляем значение :
      
      Тогда площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле (2.10):
      мм2
      Принимаем 50 проволок ?4 Вр-I, АS= 630,0 мм2.

      Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

      Согласно табл. 2 /1/ плита, эксплуатируемая в закрытом помещении и армированная проволокой класса Вр-I, должна удовлетворять 3-й категории требований по трещиностойкости, т.е. допускается непродолжительное раскрытие трещин acrc1=0,4 мм и продолжительное acrc1=0,3 мм.
      Прогиб плиты от действия постоянных и длительных нагрузок не должен превышать предельного значения, определяемого разделом 10 / /.
      Геометрические характеристики приведенного сечения

      Рисунок  2.4 – Приведенное сечение плиты
      Площадь приведенного сечения определяется по формуле:
      ,					(2.11)
      где	– коэффициент приведения.
      Статический момент приведенного сечения:
   Sred = ?(Ai?yi),					(2.12)
      где	Аi– площадь элементарного сечения;
      yi– расстояние от центра тяжести элементарного сечения до нижней грани приведенного сечения.
      Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения:
     y0 = Sred/Ared ,					(2.13)
       Момент сопротивления по нижней зоне
      Wred = Ired / y0 ,					(2.14)
      здесь Ired = ?(Ii + Ai ? (y0 - yi)2) – момент инерции приведенного сечения.
      Проверка образования трещин в плите производится согласно п. 4.5 / / из условия:
      ,						(2.15)
      где	– момент внешних сил, расположенных  по одну сторону от рассматриваемого сечения, относительно оси, параллельной нулевой линии и проходящей через ядровую точку;
      – момент, воспринимаемый сечением, нормальным к продольной оси элемента при образовании трещин, и определяемый согласно п. 4.2 / / по формуле:
      ,				(2.16)
      где	– момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого волокна, определяется по формуле:
      ,					(2.17)
      где	– определяется по табл.29, /  /.
      Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения по формуле (2.13):
      y0 = 26588см3/2910см2 = 9,13см
      здесь по формулам (2.12), (2.11):
      Sred = 26588 см3;
      = 2910 см2.
      Тогда момент инерции приведенного сечения равен:
      Ired = 104509 см4.
      Согласно формуле (2.14):
      Wred =104509 см4/9,13 см = 12446 см3.
      Момент внешних сил по формуле (2.16) равен:
      кН?м
      Здесь момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого волокна по формуле (2.17):
       см3
      Так как Mcrc= 22,03 кН?м > Mr= 21,5 кН?м, то трещины в растянутой зоне не образуются.
      
      
      Определение кривизны и прогиба плиты
      
      На участках, где не образуются нормальные к продольной оси трещины, полная величина кривизны должна определятся по формуле:
      ,					(2.18)
где	, – кривизна соответственно от кратковременных и от постоянных и длительных временных нагрузок, определяемая по формулам:
,				(2.19)
,				(2.20)
      Таким образом, полна кривизна монолитной железобетонной плиты будет ровна, согласно формуле (2.18) и формулам (2.19), (2.20):

      Прогиб железобетонных элементов, не имеющих трещин в растянутой зоне, определяется по жесткости приведенного сечения. Полное значение прогиба определяется по формуле:
      f=f1+f2,					(2.21)
      где	f1 – прогиб от кратковременной нагрузки;
      	f2 – прогиб от постоянной и длительно действующей нагрузок.
      Для изгибаемых элементов при  прогибы для элементов постоянного сечения определяются согласно п. 4.29 / / по формуле:
      ,					(2.22)
где	– кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом от нагрузки, при которой определяется изгиб;
	– коэффициент, принимаемый по таблице 35, //.
      Значения прогибов от различных видов нагрузок согласно формуле (2.22) равны:
      м;
      м
Полное значение прогиба плиты определим по формуле (2.21):
f = 2,2?10-4 + 1,4?10-4 = 3,6?10-4 м = 3,6 мм.

2.2 Расчет железобетонной круглой плиты свободно опертой по контуру

Таблица 2.2 Сбор нагрузок на 1 м2 перекрытия

№
Наименование нагрузки
Нормативная нагрузка, кН/м
?f
Расчетная нагрузка, кН/м
1
От массы плиты  ?·?
0,2*25=5,0
1,1
5,5
2
Конструкция пола
1,2
1,2
1,44
3
Временная нагрузка
2,0
1,2
2,4




9,34
      
     Радиус плиты а = 3,50 м; расчетная нагрузка q = 934 кг/м2, равномерно распределенная по всей плите.
     Величины моментов Мr и Mt на 1 м кольцевого и радиального сечений определены по формулам (VII.21) и (VII.22) (Линович) и сведены в таблицу 3.3.   




Таблица 2.3 – Величины моментов Мr и Мt
Сечение
r/?
Коэффициент
Сr
Радиальный момент Мr 
в кН (кгм/м)
Коэффициент
Сt
Тангенциальный  момент Мt
в кгм/м
0,0
0,198
20,6 (2060)
0,198
2060
0,2
0,188
19,75 (1975)
0,194
2030
0,4
0,164
17,3 (1730)
0,183
1915
0,6
0,128
13,3 (1330)
0,163
1720
0,8
0,072
7,8 (780)
0,139
1450
1,0
0,000
0
0,104
1082

Величина qa2 = 934 · 3,502 = 10400 кгм.
На основании полученных данных построим эпюру моментов (рис. 3.3): справа от середины - для Мr и слева – для Мt .
Величина поперечной силы на опоре 

     Производим подбор сечений. Полезную толщину плиты предварительно определяем по моменту в центре плиты Ммакс = Мr = Мt = 2060 кгм/м. По таблице I.16 (Линович) задаемся коэффициентом а=0,13 и соответствующим ему коэффициентом r0 = 2,88. Подставляя значения r0 и Rb в формулу (I.43) (Линович), найдем величину h0.

Принимаем полную толщину плиты h = h0 + d + a1 = 13 + 1 + 2 = 16 см (а1 – толщина защитного слоя).
     Для определения числа стержней на 1 м радиального и кольцевого сечения плиты эпюра разделена на три зоны. По максимальному моменту каждой зоны подобрана площадь кольцевой арматуры As на 1 м радиального сечения и радиальной арматуры As на 1 м кольцевого сечения.
     Центральная часть плиты армируется двухрядной сеткой с диаметром и шагом стержней, равным принятым для кольцевой арматуры. При этом полезная высота плиты принята:
     при определении кольцевой арматуры h0 = 16 – 2 = 14 см; при определении радиальной арматуры  h0 = 14 – 1 = 13 см.
     Площадь арматуры определяем по формулам (I.40) и (I.41) (Линович) с помощью таблицы I.16. Подбор сечения арматуры сведен в таблицы 3.4, 3.5. Арматура из стали класса А-I (Rs = 210 МПа).
     Кольцевые стержни уложены через 10, 11 и 13 см, радиальные по 6 шт. на 1 м опоры. До центра доведена 1/3 стержней; остальные оборваны на расстоянии r1 и r2 от центра с таким расчетом, что бы число стержней на 1 м любого кольцевого сечения было не менее расчетного. Концы оборванных стержней отогнуты из растянутой зоны в сжатую.
     Средняя часть плиты армирована сварной сеткой.  
      Таблица 2.4 – Площадь сечения кольцевой арматуры на 1 м радиального сечения
Зона
Мt 
в кгм

?0

n?
Шаг 
в см
1
2060

0,929

10?10
10
2
1920

0,934

9?10
11
3
1630

0,945

8?10
12,5









Таблица 2.5 – Площадь сечения кольцевой арматуры на 1 м радиального сечения

Зона
Мr 
в кгм

?0

n?
Шаг 
в см
1
2060

0,917

11?10
9
2
1830

0,927

10?10
10
3
1090

0,957

6?10
16

А0 = 0,153           ? = 0,167

? = 0,167 ? ?R = 0,44





     2.3 Расчет кирпичного столба с сетчатым армированием
      
    Определяю требуемые размеры поперечного сечения столба, принимая величину средних напряжений в кладке ? = 3 МПа.
     Грузовая площадь А = 14,3 м2
    С учетом коэффициента уровня ответственности здания ?n = 0,95, определим нагрузки 
    - от веса плиты и пола – 14,3 · 9,34 · 0,95 = 126,9 кН;
     - от собственного веса  колонны – 0,51 · 0,51 · 3,3 · 18 · 1,1 · 0,95 = 16,1 кН;
    - постоянная нагрузка от покрытия при нагрузке от кровли и плит  составит: 5 ? 14,3 · 0,95 = 67,9 кН; 
     Временная нагрузка от снега для г. Оренбурга (IV снеговой район, s = 2,4 кН/м2) будет равна: 2,4 ? 14,3 ? 0,95 = 32,6 кН.
      Итого N = (126,9 + 16,1) · (2 – 1) + 67,9 + 32,6 = 243,5 кН.
      Предварительно принимаю размеры сечения кирпичного столба с учетом кратности размерам кирпича b = 510 мм и h = 510 мм с A = 510 · 510 = 0,26·106 мм2 = 0,26 м2. Материал – кирпич керамический одинарный пластического прессования полнотелый, раствор строительный не менее М25 (упругая характеристика кладки ?=1000).
      Расчетная высота кирпичного столба при неподвижных шарнирных опорах равна высоте этажа здания l0 = H = 3,3 м.
      Расчет внецентренно сжатых элементов с сетчатым армированием при малых эксцентриситетах, не выходящих за пределы ядра сечения (для прямоугольного сечения е0 ? 0,17 h), следует производить по формуле
  N ? mg ?1 Rskb Ac ?,                                                       (29)
  где Rskb ? 2R — расчетное сопротивление армированной кладки при внецентренном сжатии, определяемое при марке раствора 50 и выше по формуле
  ,                                                   (31)
- коэффициент продольного изгиба ?1 = 0,97;
    - коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки mg = 1 (при размерах поперечного сечения h = b = 510 мм ? 300 мм);
    - коэффициент ? для прямоугольных сечений кладки из керамических камней, кирпичей, блоков пустотностью более 25%, а так же камней, кирпичей, блоков из ячеистых и крупнопористых бетонов и природных камней равен единице (? = 1).
  Величина эксцентриситета е0 = 60мм < 0,17h = 87.
    Аc — площадь сжатой части сечения при прямоугольной эпюре напряжений
    
    
    
    Определим расчетное сопротивление сжатию неармированной кладки : 
    
    
    По таблице  принимаю для кладки столба марку кирпича М150 на растворе марки М50 (R = 1,8 МПа) и арматуру Вр-1 (Rs = 0,6 · 360 = 216 МПа).
    Процент армирования кладки сетчатой арматурой при внецентренном сжатии не должен превышать определяемого по формуле
  %.
      
    Тогда расчетное сопротивление армированной кладки при внецентренном сжатии будет: 
      
    Rskb = 2,76 МПа  ?  2R = 3,6 МПа.
      Тогда фактическая несущая способность запроектированного кирпичного столба при внецентренном сжатии будет равна:
      Nu = mg · ?1 · Rskb · Ac · ? = 1 · 0,97 · 2,76 · 0,2 · 106 · 1 =  535 кН > 243,5 кН. 
      Так как сечение квадратного профиля, то проверку несущей способности столба на центральное сжатие в плоскости, перпендикулярной действию изгибающего момента не выполняю.
      Следовательно, фактическая несущая способность столба будет определяться случаем внецентренного сжатия, поэтому прочность кирпичного столба обеспечена.
      


        2.4 Расчет фундаментов
   
   Инженерно-геологические условия грунта
   
   Расчетные характеристики грунта представлены в таблице 2.6
   
   Таблица 2.6 – Сводная таблица расчетных характеристик грунтов основания
     
Наименование грунта

?,
т/м3
?d,
т/м3
e
Sr
Ip
IL
?,
град

с,
кПа
E0,
мПа
R 0,
    кПа
Супесь пластичная, непросадочная

1,86
1,54
0,75
0,8
0,18
0,24
20

5
13
    200
   
   
Выбор глубины заложения подошвы фундамента
   
   В сечении 2-2 располагается ленточный фундамент под наружную несущую кирпичную стену толщиной 510 мм.
   В сечении 3-3 располагается ленточный фундамент под внутреннюю несущую кирпичную стену толщиной 380 мм.
   Расчетная глубина сезонного промерзания  грунта df, определяется по формуле
                            df=kf?dfn,                                                                  (3.11)
   
   где dfn – нормативная глубина промерзания, м;
   kf – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый согласно п. 2.28 и таблице 1, /8/.
   Таким образом, расчетная глубина сезонного промерзания  грунта согласно формуле (1.1) будет равна:
   
   df= 0,6?1,8м = 1,08м
   
    Так как проектируемое здание без подвала, и учитывая грунтовое основание, принимаю глубину заложения фундаментов d=3,68 м. Основанием фундамента служит супесь пластичная непросадочная.
   
   Нагрузки на обрез фундамента
   
   Полное значение расчетной нагрузки на 1 пог.м будет равно для сечения 2-2
   
   =1*137,5 =125,4 кН
   Полное значение расчетной нагрузки на 1 пог.м будет равно для сечения 3-3
   
   =1*137,5 =137,5 кН
   
   Определение требуемой площади подошвы фундамента
   в сечениях 2-2, 3-3
   
   Требуемая ширина подошвы ленточного фундамента находится по формуле
   ,                                                        (3.28)
   
   где N – расчётная нагрузка на обрез фундамента, кН;
   Ro – расчётное сопротивление грунта под подошвой фундамента, кПа;
   ?ср – осреднённое значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах
    - для сечений с подвалом ?ср = 17 кН/м3;
    - для сечений без подвала ?ср = 20 кН/м3;
   d – глубина заложения подошвы фундамента от планировочной отметки.
   По формуле (3.28) определим требуемую ширину подошвы ленточного фундамента в сечении 2-2
   м2,
   Принимаю по ГОСТ 13580-85 железобетонную плиту марки ФЛ12-12-4 с размерами L х b х h = 1200 х 1200 х 300 мм.
   
   Определим требуемую ширину подошвы ленточного фундамента в сечении 3-3
   м2,
   Принимаю по ГОСТ 13580-85 железобетонную плиту марки ФЛ14-24-4 с размерами L х b х h = 2400 х 1400 х 300 мм.
   
   Определение расчетного сопротивления грунта в сечении 3-3
   Определение расчётного сопротивления грунта для фундамента с принятыми размерами производится согласно п. 2.41 /8/ по формуле
   ,              (3.14)
   где ?C1, ?C2   – коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 3, /8/;
   k – коэффициент, зависящий от способа определения прочностных характеристик грунта (с и ?);
   M?, Mq, Mс – коэффициенты, принимаемые по таблице 4, /8/;
   kz – коэффициент, принимаемый: kz = 1, при b<10 м;
   b – ширина подошвы фундамента, м;
   ?II – осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента на глубину z = b/2;
   ??II – тоже для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента находим по формуле
   СII – расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;
   d1 –глубина заложения фундаментов безподвальных сооружений от уровня планировки;
   db – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной В ? 20м и глубиной свыше 2 м принимается db = 2 м, при ширине подвала В > 20м принимается db = 0).
   
   
   Проверка принятых размеров 
   
   Проверка размеров фундамента осуществляется по трем условиям :
   1)РmaxII ? 1,2R
   2) РсрII  0
   
   Первая проверка. Определяем Рmax по формуле:
   
                                         (3.29)
   
   NII = Gф + Gгр                                                         (3.30)
   
    Gф = (1?0,3+0,6?0,9) ? 25 = 21 кН,
   
   Gгр = 1?18,6 = 18,6 кН.
                                                       
   NII = 137,5 + 21 + 18,6 = 177,1 кН
   Найдем максимальное краевое давление при эксцентриситете относительно одной главной оси
   
   
   РmaxII = 177,1кПа < 1,2R3-3 = 1,2·178,2 = 213,84кПа
   
   Первая проверка выполнена.
   Вторая проверка
   
   
   177,1кПа < 178,2 кПа
   
   Вторая проверка выполнена.
   Третья проверка
   
                                                         (3.31)
   
   По формуле (3.31) найдем максимальное краевое давление при эксцентриситете относительно одной главной оси:
   
   
   
   Рmin=177,1 кПа > 0
   
   Третья проверка выполнена.
   
   Расчёт осадки методом элементарного послойного суммирования для сечения 3-3
   
   Суть метода заключается в том, что осадку грунта определяют как сумму осадок элементарных слоев грунта, в пределах сжимае.......................