Здания и сооружения

Исходные данные к курсовой работе.

 Город, в котором будет проводиться строительство- Владимир

 Температура внутреннего воздуха tв=18С°

 Материал стена кирпичная стена, отштукатуренная с внутренней стороны.

 Высота этажа-2,5 м.

 Междуэтажные и чердачные перекрытия - из крупноразмерного железобетонного

настила

 Кровля плоская из железобетонных плит по строительным балкам с техническим

чердаком.

 Глубина пола в подвале- 2,5 м.

 Толщина пола в подвале- 0,1 м.

 Расстояние от низа конструкции пола в подвале до подошвы фундамента- 0,4 м.

 Фундамент – ленточный.

 Расчетная среднесуточная температура воздуха в помещении, примыкающим к наружным фундаментам = 15 С°

1.Характеристики климатического района строительства и проектируемого здания

• Влажностная зона- нормальная.

• Средняя температура наиболее холодной пятидневки = -28 С°

• Средняя температура наиболее холодных суток = -38 С°

• Абсолютно минимальная температура = -28 С°

• Средняя температура отопительного периода = -3,5 С°

• Продолжительность отопительного периода – 231 день.

• Средняя температура самого жаркого месяца- июль =11,9 С°

• Скорость ветра 3,4 м/с.

• Структура и характер грунта- пески средней крупности, средней плотности

• Уровень грунтовых вод- 2,8 м.

• Глубина промерзания грунтов – 1,4 м.

Тип квартир	Кол-во квартир	Площадь мІ
В секции	В доме	В квартире	В доме	В квартире	В доме
Трехкомнатная	1	1	45,08	45,08	73,69	73,69
Трехкомнатная	1	1	45,08	45,08	75,17	75,17
Трехкомнатная	2	2	45,08	90,16	73,90	147,8
Всего		4		180,32		296,6
Средняя квартира				45,08		74,16

Характеристика проектируемого здания

Проектируемое двух этажное здание имеет 4 квартиры. На первом этаже 2 квартиры и на втором тоже 2 квартиры, но разные по общей площади.

Для оценки обьемно-планировочных решений зданий применяют коэффициенты, характеризующие рациональность планировочных решений квартир- К1 и объемно планировочных решений зданий - К2.

Коэффициент К1 –плоскостной архитектурно-планировочный показатель и рассчитывается по формуле:

К1=Аж/Ао=180,32/296,6=0,61

Где Аж – жилая площадь в доме, мІ

Ао – общая площадь в доме, мІ

Коэффициент К2 – объемный показатель, определяющий объем здания, приходящий на единицу его функциональной площади. Для жилых зданий в качестве функциональной площади используется жилая площадь и рассчитывается так:

К2=Vз/Аж=1356,5/180,32=7,5

Где Vз – строительный объем надземной части здания, мі

В жилых зданиях коэффициенты К2 и К1 должны находиться в следующих пределах: К1=0,54:0,64 и К2=4,5:10, следовательно, проектируемое здание, его архитектурно-планировочное решение отвечает предъявленным требованиям.

Строительные конструкции.

Конструктивная схема с поперечно несущими стенами.

Фундаменты -ленточные из бетона В 7.5 вариант сборные по ГОСТ 15580-85 и ГОСТ 13579-78.

Стены наружные – из эффективного керамического кирпича М 75 по ГОСТ 530-80

Стены внутренние – из силикатного полнотелого кирпича М 100 по ГОСТ 379-79

Перекрытия – сборные железобетонные панели по серии 1.141.1 выпуск 60.63,63.Типоразмеров 6

Перегородки – в жилых комнатах гипсобетонные плиты по ГОСТ 6428-83, вариант гипсокартонные на деревянном каркасе по серии 1.131.9-24 выпуск2.

Санузлы – из полнотелого кирпича по ГОСТ 530=80.

Лестница – сборные железобетонные ступени по ГОСТ 8717.1-84 типоразмеров 1

Крыша – с холодным чердаком и не организованным стоком воды.

Кровля – волнистые асбестоцементные листы по ГОСТ 204.30-84

Двери наружные – по серии 1.136.5-19 остекленные и щитовые,типоразмеров 2.

Двери внутренние – щитовой конструкции по серии 1.136.10,типоразмеров 4.

Встроенное оборудование – шкафы и антресоли по серии 1.172.5-6, типоразмеров3.

Полы – линолиум, керамическая плитка, бетонные.

Отделка наружная – облицовка пустотелым красным лицевым кирпичом по ГОСТ 7484-78, вариант штукатурка, органоселикатная окраска.

Отделка внутренняя – обои в жилых комнатах и передних, масляная окраска на кухни и санузлах.

Инженерное оборудование.

Водопровод – хозяйственно-питьевой от наружной сети, напор у основания стояков 11.9 м.

Канализация – хозяйственно-бытовая в наружную сеть.

Отопление – поквартирное от котлов КЧМ-2, работающих на твердом топливе, с нагревательными приборами- конвекторами КН-20, температура теплоносителя 95-70 С°

Вентиляция – естественная

Горячее водоснабжение – от колонок на твердом топливе.

Газоснабжение – от газовых балконных установок сжижоного газа, к кухонным плитам.

Электроснабжение – от внешней сети, напряжение 220-380 В.

Освещение – лампами накаливания.

Устройство связи – радиотрансляция, телефикация.

Оборудование кухонь и санузлов – газовые плиты, унитазы, ванны, умывальники, мойки, водогрейные колонки на твердом топливе.

2.Теплотехнический расчет наружных стен.

При расчете наружных стен необходимо не только подобрать ограждение, отвечающее теплотехническим требованиям, но и учесть его экономичность. Для этого в курсовой работе производиться теплотехнический расчет стен 2-х вариантов: кирпичной стены и 3-х слойная стена из железобетонных панелей с утеплителем из минеральных плит.

При расчете наружных стен определяют их сопротивление теплопередачи.Сопротивление теплопередаче Rо ограждающих конструкций принимают равным экономически оптимальному сопротивлению, но менее требуемого R о^тр по санитарно- гигиеническим нормам.

Требуемое (минимально допустимое) сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций определяют по формуле:

R о^тр = (tв- tн) / ( tв-τв)* Rв* n

R о^тр = (18+28)/6*0,133*1=1,02

Где tв – расчетная температура внутреннего воздуха, принимается 18 С°

tн – расчетная зимняя температура наружного воздуха, принимается по СниПу [3]

(tв-τв) = ∆t^н – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, С°; нормируется в зависимости от функционального назначения помещений СниП[5] (для стен жилых домов ∆t^н <=6 С°)

Rв – сопротивление теплопередачи внутренней поверхности ограждения зависит от рельефа его внутренней поверхности; для гладких поверхностей стен Rв=0,133

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху; по СниП [5] n=1

Расчетную температуру наружного воздуха tн принимают с учетом тепловой инерции Д ограждающих конструкций по СниП [3].При расчете ограждений сначала задаются величиной тепловой инерции Д.По ней выбирают расчетную температуру наружного воздуха tн и рассчитывают требуемое сопротивление теплопередачи R о^тр.

В курсовом проекте расчеты проводятся при Д>7 (массивные конструкции), при этом расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура наиболее холодной пятидневки : tн= -28 С°

В данной работе необходимо сделать расчет для двух стен: 1.кирпичная стена и 2. трех слойная из железобетонных панелей с утеплителем из минераловатных плит. Что бы в дальнейшем можно было выбрать более эффективный вариант.

Определение экономичного сопротивления теплопередаче:

Rо ^эк = √ Wо* Цо / Е* λ* Цм

Где Цо – стоимость тепла 1 Гкал в руб.

Wо – теплопотери за отопительный период, Гкал.

Е – коэффициент эффективности капитальных вложений; Е=0,15

λ - коэффициент теплопроводности материала стен, ккал/(м.ч.град)

Цм – стоимость материала, руб./м ³

Для кирпичной стены	Для железобетонной с минеральным утеплителем
Цо= 298,15 руб./Гкал Wо= 0,25 Гкал. Е= 0,15 λ = 0,81 ккал/(м.ч. град) Цм = 1600 руб./ м 3 Rо эк =√0,25*298,15/0,15* 0,81*1600=0,383	Цо= 298,15 руб./Гкал Wо= 0,25 Гкал. Е= 0,15 λ = 0,7 ккал/(м.ч. град) Цм = 2000 руб./ м 3 Rо эк =√0,25*298,15/0,15* 0,7*2000=0,354

Wо = (tв- tн.ср) * N * r * z * d /10⁶

Wо = (18+3,5) * 231 * 24 * 1,4 * 1,5 /10⁶ = 0,25

Где tв – температура внутреннего воздуха, tв = 18 С°

tн.ср – средняя температура отопительного периода, tн.ср = -3,5 С°

N –отопительный период в течении года, N = 231 день

z – отопительный период в течение суток, z =24 часа.

r - коэффициент неучтенных теплопотерь за счет инфильтрации воздуха через не плотности оконных переплетов, стыков, утоненных стен за отопительными приборами и др.; r = 1.4

d -коэффициент, учитывающий единовременные и текущие затраты при устройстве и эксплуатации готовых сооружений средств отопления, теплосетей и др.;d = 1.5

Для выбора сопротивления Rо соблюдается условие : если Rо ^эк > Rо^тр

то Rо = Rо ^эк ; если Rо ^эк < Rо^тр ,то Rо = Rо^тр .При полученных расчетах для обоих видов стен Rо ^эк < Rо^тр , следовательно , Rо = Rо^тр=1,02

Толщина стен определяется по формуле:

δ=[Ro – (Rв + Rн + δ1/λ1 + δ2/λ2)]λ

Где Rн =1 / αн - сопротивление теплопередачи наружной поверхности ограждения, м ².ч. град/ккал; зависит от местоположения ограждения, для стен и покрытий северных районов Rн=0,05

δ 1,2 – толщина слоя, м

λ 1,2 - коэффициент теплопроводности материала слоя.

Для кирпичной стены	Для железобетонной с минераловатной плитой
Ro=1,02 Rв=0,133 Rн=0,05 δ1=0,02 м δ2=х м λ1=0,65 λ=0,8141 δ=[1,02-(0,133+0,5+ 0,02/0,65)]*0,8141=0,652	Ro=1,02 Rв=0,133 Rн=0,05 δ1=0,03 м δ2=х м λ1=0,9 λ=0,75 δ=[1,02-(0,133+0,5+ 0,03/0,9)]*0,75=0,605

Округляя до стандартного размера штучных изделий, толщина кирпичной стены: δ=0,625 м.=2,5 кирпича.

Расчет действительной величены тепловой инерции Д ограждающий конструкций:

Д=∑Ri*Si

Где Si – коэффициент теплоусвоения слоя материала, по СниП (5)

Ri – термическое сопротивление отдельного слоя ограждения определяется по формуле:

Ri= δi / λi

Для кирпичной стены	Для железобетонной с минераватной плитой
S1=10,7 Sштукатурки1=11,16 R1=0,652/0,81=0,805 Rштукатурки1=0,02/0,65=0,0308 Д1=0,3080*11,16+0,805*10,7=9,04	S2=17,98 Sштукатурки2=11,16 R2=0,605/0,9=0,672 Rштукатурки2=0,03/0,75=0,04 Д2=0,04*11,16+0,672*17,98=12,53

Изначальная величина Д>7 была выбрана верно, следовательно и значение tн имеет правильное значение.

Расчет фактического сопротивления теплопередаче:

Ro=Rв+δ1/λ1+δ2/λ2+Rн

Для кирпичной стены	Для железобетонной с минераловатной плитой
Ro=0,133+0,02/0,65+0,652/0,8141 +0,05=1,02	Ro=0,133+2*(0,03/0,9)+0,605/0,75 +0,05=1,65

При этом полученные результаты соответствуют требованию: Rо >= Rо^тр

Расчет приведенных затрат (руб./мІ стены)

Пi = С io +Е*Кi

Где С io – текущие затраты на отопление, руб./мІ стены в год.

Кi – единовременные затраты (стоимость стены по вариантам), руб./мІ

i - номер варианта ограждающей конструкции (i=1,2)

С io= Woi* Цо/ Roi

С io=0,25*298,15/1,02=73,08 руб./мІ в год

Кi = δi + Цмi

Для кирпичной стены	Для железобетонной с минеральной плитой
С o1=73,08 Е=0,15 К1=δ1+Цм=0,652*1600=1043 руб./мІ П1=73,08+0,15*1043=229,56 руб./мІ стены	Сo2=73,08 Е=0,15 К2=δ2+Цм=0,605*2000=1210 руб./мІ П1=73,08+0,15*1210=254,58 руб./мІ стены

Сравнив полученные результаты, можно сделать вывод, что строительство дома с кирпичными стенами дешевле, чем из трех слойной железобетонной панели с минераловатной плитой,т.к. П1=229,56 руб./мІ стены<П2=254,58 руб./мІ стены, т.е. приведенные затраты руб./мІ кирпичной стены являются минимальными.

Расчет коэффициента теплопередачи (Вт/мІ град Сє) ограждающих конструкций:

К=1/Rо=1/1,02=0,980

3.Расчет фундамента

При определении глубины заложения фундамент в соответствии со СниП 2.02.01-83 (4 ) учитывают следующие основные факторы: влияние климата(глубину промерзания грунтов), инженерно-геологические, гидрологические и конструктивные особенности.

Расчетную глубину сезонного промерзания определяют по формуле:

df = d1=kn*dfn=0.5*1.44=0.72

Где kn – коэффициент влияния теплового режима здания, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений; СниП(4) kn=0,5

dfn – нормативная глубина промерзания определяется по карте глубины промерзания dfn=1,44

Глубину заложения внутренних фундаментов отапливаемых зданий принимают без учета промерзания, но не менее 0,5 м.

Влияние геологии и гидрологии строительной площадки на глубину заложения фундамента d2 определяется по СНиП (4).Определяется величина df+2, которая сравнивается с dw (уровнем грунтовых вод), и исходя из полученного соотношения назначается глубина заложения фундамента d2.

d2=0.72+2=2.72

Затеи определяется влияние конструктивного характера на глубину заложения фундамента d3. Величина d3 определяется как сумма значений глубины (db) и толщины (hcf) пола в подвале и толщины слоя грунта от подошвы фундамента до низа конструкции пола в подвале (hs).

d3= db+hcf+hs=2.5+0.1+0.4=3 м.

При окончательном назначении глубины заложения фундамента d принимают равным максимальному значения из величин:d1=0.72 м; d2=0.27 м; d3=3 м. Следовательно d3=max=3 м.

Далее определяется площадь подошвы фундамента:

А=Fν/Ro-γ*d

Где Fν – расчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента кН/м.

Ro – расчетное сопротивление грунта основания, СниП (4); Ro=400 кПа

γср – средний удельный вес фундамента и грунта на его уступах. Обычно принимается при наличии подвала равным от16 до 19 кПа/мі ; γср=18кПа/мі

Для определения расчетной нагрузки, приложенной к обрезу фундамента, необходимо рассчитать постоянные и временные нагрузки.Нормативные нагрузки определяются по СниП (2) в соответствии с конструктивным решением здания.

С учетом постоянных и временных нагрузок определяются нагрузки на фундамент наружной стены на уровне планировочной отметки грунта (по обрезу фундамента). Для этого предварительно на плане этажа здания выделяется грузовая площадь, которая определяется следующими контурами: расстояние между осями оконных проемов вдоль здания и половиной расстояния в чистоте между стенами поперек здания. Грузовая площадь Аг равна произведению длин сторон полученного четырехугольника.(Масштаб данного проекта – М: 1см=3 м.)

Аг=1,1*3*0,7*3=6,93

Эту грузовую площадь принимают постоянной, пренебрегая ее уменьшением на первом этаже за счет увеличения ширины наружных и внутренних стен.

Постоянные нормативные нагрузки

Наименование нагрузки	Величина нагрузки
От веса покрытия	1,5
От веса чердачного перекрытия с утеплителем	3,8
От веса междуэтажного перекрытия	3,6
От веса перегородки	1,0
От веса карниза	2,0
От веса 1м. Кирпичной кладки	18

Временные нормативные нагрузки

Наименование нагрузки	Величина нагрузки
Снеговая на 1 мІ горизонтальной проекции кровли	1,5
На 1 мІ проекции чердачного перекрытия	0,7
На 1 мІ проекции междуэтажного перекрытия	2,0

φn1-коэффициент сочетания, применяется при количестве перекрытий 2 и более.Для квартир жилых зданий он определяется по формуле:

φn1=0,3+0,6/ √n=0.3+0.6/ √2=0.725

Где n- общее число перекрытий, от которых рассчитываются нагрузки фундамента.

Расчет постоянных нагрузок

Наименование нагрузки	Расчет нагрузки	Величина нагрузки
Вес покрытия	Нормат.нагрузка*Аг	1,5*6,93=10,39
Вес чердачного перекрытия	Нормат.нагрузка*Аг	3,8*6,93=26,33
Вес n междуэтажных перекрытий	Нормат.нагрузка*Аг*n	3,6*6,93*3=74,84
Вес перегородок на n этажах	Нормат.нагрузка*Аг*n	1,0*6,93*3=24,4
Вес карниза и стены выше чердачного перекрытия	(Норм.нагрузка на карниз+толщина стены*пролет*норм нагр. Кирпич.кладки)*расстояние между осями оконных проемов	2,0*0,625*10,8*18 *3,3=801,9
Вес цоколя и стены 1-ого этажа за вычетом веса оконных проемов на длине, равной расстоянию между осями оконных проемов	Толщина стены 1-ого этажа*(высота цоколя и 1-го эт.*расстояние между осями оконных проемов высота оконного проема*длина оконного проема)*норм.нагрузка кирпичной кладки	0,625*(4*3,3-1,5* 1,5)*18=123,19
Вес стены со 2-ого этажа и выше за вычетом веса оконных проемов	Толщина стены*(высота этажа*расстояние между осями оконных проемов высота оконного проема*длина оконного проема)*кол-во этажей*норм.нагрузка кирпичной кладки	0,625(3*3,3-1,5 *1,52*18=170,75
Итого постоянная нагрузка		1232,34

Расчет временных нагрузок:

Наименование нагрузки	Расчет нагрузки	Величина нагрузки
Снеговая нагрузка	Нормат.нагрузка*Аг	1,5*6,93=10,39
На чердачное перекрытие	Нормат.нагрузка*Аг	0,7*6,93=4,85
На n междуэтажных перекрытий с учетом коэф-та φn1	Нормат.нагрузка*Аг*n* φn1	2*6,93*3*0,725 =30,145
Итого временная нагрузка		45,38

Далее все нагрузки суммируются, и определятся расчетная нагрузка на 1м наружной стены. Для этого нужно общую нагрузку (временную+постоянную) разделить на расстояние между осями оконных проемов вдоль здания.

Fv=1232,34+45,38/3=425,91

После определения расчетной нагрузки можно произвести расчет площади подошвы фундамента:

А=425,91/400-18*3=1,23 мІ

Определив площадь подошвы фундамента, получаем требуемую ширину подошвы фундамента: для ленточного фундамента b=А/1м=1,23.

Поперечное сечение расчетного фундамента

4.Расчет технико-экономических показателей проекта