Проектирование жилого здания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Цель данного  курсового проекта – закрепить и расширить знания, полученные при изучении теоретической части курса, приобрести навыки в области разработки архитектурно-строительных чертежей проектируемого полносборного здания, составления спецификаций конструктивных и архитектурных элементов зданий, овладеть методами технико-экономической оценки объемно-планировочных и конструктивных решений, выполнения элементов НИРС.(4)

Специфической особенностью гражданского строительства  является его массовость, вызванная  урбанизацией большинства развитых стран. Массовость определила необходимость ускорения темпов строительства, снижение его стоимости и трудоемкости. В свою очередь эти требования определили необходимость индустриализации строительства – механизации строительно-технологических процессов и максимального объема применения конструкций заводского изготовления.

Индустриальное  полносборное строительство стало  высшей отметкой технического прогресса  в капитальном домостроении.

Преимущество  технологии панельного домостроения заключается  не только в надежности, внешней привлекательности, простоте отделочных работ и высокой скорости возведения построек. Главным преимуществом панельного домостроения является рентабельность дальнейшей эксплуатации подобного жилья, что является важным вопросом в правительственных программах.

 

 

 

 

1. Исходные данные к заданию на курсовое проектирование.

 

 

Рис. 1 Эскиз  типового этажа

 

 

 

Вариант № 1.24

Тип здания: панельное

Назначение  здания: жилое

Число секций: 1

Число этажей: 25

Высота этажа: 2,8 м

Место строительства: г. Владивосток

Тип грунтов  в месте строительства: супеси, пески  мелкие и пылеватые

Температура воздуха  наиболее холодной пятидневки: -24°С

 

Климатические параметры холодного периода  года г. Владивосток

                                                                                                                                  Таблица 1

Город	Продолжительность, сут., и средняя температура воздуха, °С, периода со средней суточной температурой воздуха
Владивосток	≤ 0°С		≥8°С
	Продолжительность, Zо	Средняя температура, tо	Продолжительность, z1	Средняя температура, t1
	132	-7,7	196	-3,9

 

2. Определение глубины заложения фундамент

 

Глубина заложения  фундамента назначается такой, чтобы  избежать влияния пучения грунтов  при их замерзании в зимний период и выпирания грунта из-под подошвы фундамента. Минимальная глубина заложения фундаментов устанавливается с целью оградить грунты основания от воздействия талых и дождевых вод, ограничить появление ходов землероев ниже подошвы фундамента и других случайных факторов.

Увеличение  глубины заложения фундамента более  минимально допустимой ведет к удорожанию фундаментов. В ряде случаев целесообразно увеличить глубину заложения фундамента с целью поставить здание на более надежные грунты или с целью уменьшить разницу осадок отдельных частей здания и осадку здания в целом.

Таким образом, глубина заложения подошвы фундаментов  в общем случае должна приниматься с учетом:

• глубины сезонного промерзания грунтов;
• назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, нагрузок и воздействий на его фундаменты;
• глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубины прокладки инженерных коммуникаций;
• существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;
• инженерно-геологических условий площадки строительства:
• гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации здания (сооружения). (5)

 

 

 

 

 Определение нормативной глубины сезонного промерзания грунта:

 

Нормативную глубину сезонного  промерзания d_fn для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, допускается определять по формуле:

d_fn =  d₀ * ;

где d₀ – величина,м,  принимаемая для супесей, песков мелких и пылеватых -  0,28 м;

Mt – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП 23-01-99, или ориентировочно определяемый по данным прил. А, Таблица А-1(метод. указ), как

M_t = t₀ * z₀ / 30,

где to и zo – соответственно продолжительность (сут.) и среднесуточная температура воздуха в районе строительства ≤ 0°С.

M_t = t₀ * z₀ / 30 = |-7,7*132/30| = 33,88

Нормативная глубина  промерзания грунта:

d_fn = d₀ * √M_t = 0,28* √33,88 _{1,62 м.}

 

Определение расчетной глубины сезонного промерзания грунта:

Расчетная глубина сезонного  промерзания грунта d_f, м, определяется по формуле:

d_f = K_h * d_fn,

где K_h – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, равный 0,6 (для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых объектов K_h= 1,1).

d_f  = 0,6*1,62 _0,97м.

 

 

 

Определение глубины заложения фундамента:

Глубина заложения фундаментов  отапливаемых объектов по условиям недопущения  морозного пучения грунтов основания  должна назначаться:

а) для наружных фундаментов (от уровня планировки) – ниже расчетной глубины промерзания на 0,15..0,20 м;

б) для внутренних фундаментов – независимо от расчетной  глубины промерзания грунтов, но не менее 0,5 м.

Для наружных фундаментов  примем значение ниже расчетной глубины промерзания на 0,17 м; для внутренних фундаментов 0,5 м.

d = d_f + 0,18 + 0,5 = 0,97 +0,18+0,5 = 1,65 м

 

рис. 5 глубина заложения фундамента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Определение  сечения элементов наружных стен  здания по теплотехническим требованиям

Теплотехническим расчетом определяется минимальная толщина элементов (слоёв) наружных стен с учетом климатических параметров холодного периода года (мет.ук.5) санитарно-гигиенических и комфортных условий помещений, а также требований к энергосбережению (мет.ук.5)

Теплотехническим  расчетом определяются элементы сечения  стеновых панелей жилого здания для  заданного района строительства  и условий эксплуатации, обеспечивающих санитарно-гигиенические и комфортные требования, а также требования к  энергосбережению.

 

Определение сечения стен здания с учетом санитарно-гигиенических  и комфортных условий помещений

В соответствии со СНиП 23-02-2003, требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R0_тр, отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяют по формуле:

R0_тр = n*(t_в – t_н)/(∆t_н * α_в), Вт/(м² ^*оС),

где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, в частности для наружных стен и покрытий n = 1;

t_в – расчетная температура внутреннего воздуха, ^оС , равная средней температуре наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01-99;

t_н– расчетная зимняя  температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки;

∆t_н – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней  поверхности ограждающей конструкции.  ∆t_н  = 4.0 ^оС

α_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции принимаемый для стен, полов, гладких потолков 8.7 Вт/(м* ^оС).

R0_тр = 1*(24-(-24))/(4*8.7) = 1,38 Вт/(м²* ^оС)

 

Требуемое сопротивление  теплопередаче R₀^тр (за исключением светопрозрачных ограждающих конструкций) для обеспечения санитарно-гигиенических и комфортных условий помещений должно быть не больше так называемого приведенного расчетного сопротивления теплопередаче R₀, т.е. R₀^тр R_{0 .}

Определим сопротивление  предположительно однослойной конструкции  из керамзитобетона плотностью 950+15n=1310 кг/м³ по формуле:

R₀= ;

где   R_к – термическое сопротивление ограждающей конструкции, (м² * ^оС) / Вт, определяемое для однородной (однослойной) по формуле:

R_к= ,

или для многослойной:

R_к = R₁ + R₂ + … R_n,

где    R₁, R₂ , R_n - термическое сопротивление отдельных слоев, ограждающей конструкции, (м² * ^оС) / Вт ;

α_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции принимаемый для стен, полов, гладких потолков 8.7 Вт/(м* ^оС).

_н – коэффициент теплоотдачи (для зимних условий 23Вт / (м² * ^оС),

- коэффициент теплопроводности (для  сухого керамзитобетона принимаемый за 0,34),

толщина стены, определяемая вариантом  задания.

R₀ =1/8,7+0,2/0,42+1/23 = 0,11+0,71+0,04=0,63

R₀^тр>R₀, следовательно конструкцию необходимо менять, необходимо использование трехслойных панелей с эффективным утеплителем.

 

Трехслойная панель состоит из внутреннего  слоя из тяжелого железобетона (плотность 2400 кг/м³, толщина 100 мм), наружного слоя из керамзитобетона на керамзитовом песке (плотность 1310 кг/м³, толщина 80 мм), утеплителя из матов минераловатных (плотность утеплителя 94 кг/м³ ).

Толщина утеплителя определяется по формуле:

= [R_норм – (1/ + )]*

где - толщина соответственно наружного и внутреннего слоя,

- коэффициенты теплопроводности для наружного, внутреннего и утепляющего слоев.

 

Внутренний слой толщиной 100 мм будет состоять из тяжелого бетона плотностью 2400 кг/ м³, коэффициент теплопроводности – 1,74Вт/(м* ^оС).

Внешний слой толщиной 80 мм – из конструктивного керамзитобетона плотностью 1310 кг/ м³, коэффициент теплопроводности вычислим методом интерполяции.

При плотности конструктивного  керамзитобетона 1200 кг/ м³ коэффициент теплопроводности равен 0,44 Вт/(м* ^оС), при плотности 1400 кг/ м³ коэффициент теплопроводности равен 0,56 Вт/(м* ^оС), следовательно при плотности 1310 кг/ м³ коэффициент теплопроводности равен:

                           1400 – 0,56

                           1200 – 0,44

  ( 0,56-0,44)/2=0,06 – изменение коэффициента теплопроводности на каждые  100 кг/ м³ изменение плотности керамзитобетона.

                         (1310-1200)/100 = 1,1

0,44+0,06*1,1=0,5 Вт/(м* ^оС).

  В качестве утеплителя используем маты минераловатные  плотностью 94кг/ м³ . Разница в теплопроводности матов минераловатных  плотностями 94 и 100 кг/ м3 мала, поэтому эти коэффициенты можно считать одинаковыми - =0,060 Вт / (м² * ^оС).

 

Определение сечения наружных стен здания с учетом требований к  энергосбережению

Наряду с вышеприведенным расчетом элементов сечения наружных стен, определяющим обеспечение нормативных санитарно-гигиенических и комфортных условий помещений, СНиП 23-02-2003 предусматривает также требования к энергосбережению, что выражается в установленных нормативах сопротивления теплопередаче R_норм в зависимости от климатических параметров зимнего периода (градусо-суток отопительного периода – Dd ).

Градусо-сутки отопительного  периода (Dd)следует определять по формуле

 Dd = (t_в – t₁) * z₁ ,

где t₁  и z₁ - средняя температура, ^оС, и продолжительность, сут., отопительного периода со среднесуточной температурой 8^оС по СНиП 23-01-99.

Dd = (t_в – t₁) * z₁ = (24-(-3,9))* 196 = 5468

Нормативное значения сопротивления  теплопередаче R_норм определяется по формуле:

R_норм = a * Dd + b,

 где коэффициент  а принимается равным 0,00035

коэффициент b принимается равным 1,4.

Отсюда  R_норм равно:

R_норм = 0,00035 * 5468+ 1,4 = 2 +1,4=3,4.

Все данные теперь известны, подставляем их в формулу для  нахождения толщины утеплителя

= [R_норм – (1/ + )]*

= [3,4-(1/8,7+0,08/0,5+0,1/1,74+1/23)] * 0,060 = 0,18 м.

 

Таким образом толщина внутреннего слоя – 100 мм, внешнего – 80 мм, слоя утеплителя – 180 мм, что в сумме составляет 360 мм.

Поскольку температура  наиболее холодной пятидневки в г.Владивосток равна -24 ^оС, то для таких климатических условий толщина панелей должна составлять от 250мм до 360 мм.

Значение соответствует  нормативному, а значит, найдено, верно.

Рис 6. Сечение наружной стены

 

 

4.Объемно-планировочное  и конструктивное решение здания

 

Строительные  системы и конструктивные схемы  зданий

Строительной системой называют комплексную характеристику конструктивного  решения здания по материалу и технологии возведения его вертикальных несущих и ограждающих конструкций в сочетании с избранной конструктивной системой. В данном курсовом проекте жилое полносборное здание из бетона возводится в панельной системе. Несущие стены панельного здания состоят из панелей высотой в этаж.