Назначаем конструкцию, материалы и ориентировочные толщины d всех слоев ограждения (см. таблицу 1.4)

1.   Назначаем конструкцию, материалы и ориентировочные толщины d всех слоев ограждения (см. таблицу 1.4).

2.   Подсчитываем нормативную (требуемую) величину сопротивления теплопередаче R₀^тр1:

R₀^тр1= n·(t_В-t_Н)/ t_Н·α_В ,

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

t_в – расчетная температура внутреннего воздуха (⁰С), принимаемая согласно

ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений, 18⁰С;

tн – расчетная зимняя температура наружного воздуха (⁰С), равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 2.01.01-82, -22 ⁰С;

Dt^н – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, 4 ⁰С;

a_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, 8,7 Вт/м^{2. 0}C.

R₀^тр1=1· [18- (-18)]/4·8,7=1,034 м^{2 . 0}С/Вт.

3. Определяем R₀^тр2 по таблице 1б^* СНиПа в зависимости от величины ГСОП (градусо-сутки отопительного периода).

ГСОП = (t_В-t_ОТ.ПЕР.) ×x× z_ОТ.ПЕР,

где t_В – расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений;

 t_ОТ.ПЕР., z_ОТ.ПЕР. – соответственно средняя температура (⁰С) и продолжительность (сутки) периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8⁰С по СНИП II.01.01.-82.

Для Новочеркасска вычисляем:

ГСОП = [18-(-0,4)]х175 = 3220 ( ⁰С×сут);

R₀^тр2 = 2,527 м^{2 . 0}С/Вт.

4. Определяем сопротивление теплопередаче принятой конфигурации ограждения R₀ по формуле:

R₀=1/α_В + R₁ + R₂ +…+ R_n+ 1/α_Н ,

где: R₁, R₂,…, R_n – термическое сопротивление 1,2,…,n-ого слоя ограждающей конструкции, R_i= δ_i/ λ_i;

α_Н – коэффициент теплопередачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м^{2 . 0}С);

δ - толщина слоя, м;

λ – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м^{2 . 0}С).

R₀=1/8,7+0,025/0,93+0,51/0,81+0,07/0,041+0,02/0,93+1/23=2,543м²⁰С/Вт.

5. Проверяем условия: R₀ ³ R₀^тр1, R₀ ³ R₀^тр2 :

2,543 м^{2 . 0}С/Вт > 1,034 м^{2 . 0}С/Вт;

2,543 м^{2 . 0}С/Вт > 2,527 м^{2 . 0}С/Вт.

Проанализировав полученные результаты убеждаемся в приемлемости данной конструкции стены.

Инженерное оборудование

В проекте предусмотрены следующие системы.

1.         Хозяйственно-питьевого водоснабжения;

2.         Центрального горячего водоснабжения;

3.         Бытовая канализация;

4.         Ливневая канализация.

1.6.1 Теплоснабжение

Теплоснабжение проектируемого дома осуществляется от действующей котельной СКГМИ, подключение предусмотрено непосредственно через ранее запроектированное ЦТП дома Агромстроя по улице Тельмана. Теплоносителем служит горячая вода, температурой в точке подключения 110°С. Трубопроводы тепловых сетей прокладываются в непроходных каналах типа КЛ и по подвалу здания. Компенсация тепловых удлинении осуществятся углами поворота и П-образными стояками. Конструкция тепловой изоляции – минираловатными изделиями на синтетическом связующем. Максимальный часовой расход тепла – 672,8 кВт.

1.6.2 Отопление и вентиляция

Система отопления принята однотрубная тупиковая с П-образными стояками. Трубопроводы отопления подключаются в узле ввода через элеватор. В узле ввода устанавливаются приборы автоматического оборудования подачи теплоты на отопление. Температура теплоносителя на отоплении 70°С.

В жилом доме запроектирована приточно-вытяжная вентиляция с системой естественного побуждения. Вытяжка предусмотрена через вытяжные каналы в санузлах и кухнях. Воздуховоды проектируются шлакобетонные. Приток – через форточки в жилых комнатах и кухнях, а так же естественной инфильтрацией через наружные ограждения.

1.6.3 Водоснабжение

Система внутреннего водопровода запроектирована из стальных оцинкованных водо-газопроводных труб ГОСТ 3262-75*, прокладываемых открыто и окрашиваемых по цвет стен масляной краской за 2 раза. Магистральная сеть тупиковая, прокладывается под потолком подвала и изолируется минераловатными матами на фенольном связующем, с последующим покрытием лакостеклотканью по рубероиду.

Внутренние сети горячего водоснабжения запроектированы из стальных водо-газопроводных оцинкованных труб ГОСТ 3262-75*. Магистральные сети горячего водоснабжения изолируются аналогично трубопроводам холодного водоснабжения.

1.6.4 Канализация

Отвод бытовых стоков принят через внутреннюю сеть канализации и колодцы на выпусках в городскую сеть. Внутренняя канализация выполняется из чугунных канализационных труб ø100мм; ø50мм по ГОСТ 6942.3-80.

Отвод ливневых и талых вод по внутренним водостокам через колодцы на выпусках принят в городскую ливневую канализацию.

Монтаж внутренних систем канализации производить в соответствии со СНиП 3.05.01-85.

1.6.5 Электроснабжение

Электроснабжение проектируемого дома осуществляется от ранее запроектированной трансформаторной подстанции типа К-42-630 МЧ. Электроснабжение осуществляется напряжением питающей сети с глухо-заземленной нейтралью 320/220 В. На лестничных клетках на каждом этаже предусмотренны совмещенные этажные щитки, в которых устанавливаются счетчики учета электроэнергии, автоматы для защиты сетей и пакетные выключатели. Все металлические токоведущие части электрооборудования подлежат заземлению путем присоединения к нулевому проводу сети.

1.6.6 Газоснабжения

Газоснабжение проектируемого жилого дома предусмотрено от существующих наружных сетей 70^ти квартирного жилого дома. Проектом предусмотрена установка бытовых газовых плит для приготовления пищи.

1.6.7 Слаботочные системы

Телефонизация.

Наружные сети выполняются от существующего распределительного щитка по заявкам жильцов.

Радиофикация.

Внутренняя сеть выполняется по индивидуальным чертежам в стойке установленной на крыше.

Телевидение.

Проектом предусмотрена установка антенны типа АТКГ-1,1.6,0.

Молниезащита.

Молниезащита выполнена согласно РД.34.21.122-87.

Охрана окружающей среды

В рабочем проекте предусматривается благоустройство территории вокруг жилого дома с устройством автодорог и площадок с твердым покрытием, площадки для отдыха взрослых и детей, хозяйственные площадки, площадки для стоянки автомашин.

Территория вокруг дома озеленяется посадкой деревьев кустарников и устройством газонов.

Вертикальная планировка участка выполнена с учетом существующего рельефа местности, что обеспечивает отвод поверхностных вод от проектируемого жилого дома и соседних с ним по лоткам автодорог.

РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ Расчет и конструирование многопустотной панели перекрытия Исходные данные на проектирования

Требуется рассчитать и законструировать сборную железобетонную конструкцию междуэтажного перекрытия жилого здания при следующих данных:

-   поперечный пролет 5400м;

-   кратковременная нагрузка 3500Н/м².

Несущий элемент многопустотная панель с круглыми пустотами, имеющая номинальную длину 5,4м ширину 1,5м и высоту 22см. Панель опирается на несущие внутренние стены. Действующие нагрузки на перекрытие см. табл. 2.1.

Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям первой группы.

Определение нагрузок и усилий

Подсчет нагрузок на 1  перекрытия приведен в табл.2.1

Таблица 2.1.

Нагрузка	Нормативная нагрузка,	Коэффициент по надежности нагрузки	Расчетная нагрузка,
Постоянная: многопустотная плита с круглыми пустотами тепло звукоизоляция из керамзита δ = 45 мм (ρ = 300кг/м3) слоя цементного раствора δ = 20 мм (ρ=1800кг/м3) то же паркет плиток, δ=15мм (ρ=800кг/м3)	3000 135 360 120	1,1 1,3 1,3 1,1	3300 176 468 130
Итого Временная В том числе: длительная кратковременная	3615 3500 2000 1500	1,2 1,2 1,2	4076 4200 2400 1800
Полная нагрузка В том числе: постоянная и длительная кратковременная	7115 5615 1500		8276 6476 1800

Расчетная нагрузка на 1 м при ширине плиты равной 1,5м

с учетом коэффициента надежности по назначению здания :

постоянная g = 4,076 · 1,5 · 0,95 = 5,81кН/м

полная g + υ = 8,276 · 1,5 · 0,95 = 11,79кН/м

υ = 6,6 · 1,5 · 0,95 = 9,405кН/м

Нормативная нагрузка на 1 м:

постоянная ;

полная ;

постоянная и длительная: .

Усилия от расчетных и нормативных нагрузок

От расчетной нагрузки:

;

.

От нормативной полной нагрузки:

;

.

От нормативной постоянной и длительной нагрузок:

.

Q = 8 ·5,26 / 2 = 21,04кН

Установление размеров сечения плиты

Высота сечения многопустотной (7 круглых пустот диаметром 15,9см ) предварительно напряженной плиты.

 ;

рабочая высота сечения

;

Размеры:

толщина верхней и нижней полок: (22-15,9) · 0,5=3,05 см.

ширина ребер: средних – 4,0 см, крайних – 6,85 см.

В расчетах по предельным состояниям первой группы расчетная толщина сжатой полки таврового сечения  см; отношение , при этом вводится в расчет вся ширина полки  см; расчетная ширина ребра .

Рис. 2.1

Характеристики прочности бетона и арматуры.

Таблица 2.1.

Наименование материала	Расчетное сопротивление		Нормативное сопротивление		Модуль упругости, МПа
	растяжению, МПа	сжатию, МПа	растяжению, МПа	сжатию, МПа
Бетон В20	Rbt= 0,9	Rb= 11,5	Rbtn= 1,4	Rbn=15	Еb=27·103
Рабочая арматура Ат-IVC	Rs=510	Rsс= 400	Rsn= 590	–	ЕS= 19·104

Предварительное напряжение арматуры равно:

Проверяем выполнение условий:

;

условие выполняется

Вычисляем предельное отклонение предварительного напряжения при числе слагаемых стержней  по формуле:

Коэффициент точности натяжения по формуле:

.

При проверке по образованию трещин в верхней зоне плиты при обжатии принимают: . Предварительное напряжения с учетом точности натяжения

Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси

М=40,76 кНм.

Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне. Вычисляем:

.

По таблице находим

,

 – нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки, .

Характеристика сжатой зоны:

.

Граничная высота сжатой зоны:

;

здесь ; ; в знаменателе принято 500 МПа, поскольку . Согласно СНиП II-7-81 ξR принимаем в расчетах с коэффициентом 0,85, следовательно

ξR = 0,85 · 0,58 = 0,493

Коэффициент условий работы, учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести, принимают по формуле:

,

где – для арматуры класса Ат-IVC;

принимают .

Вычисляем площадь сечения растянутой арматуры:

.

Принимаем 6 стержней Ат-IVС с площадью .

Расчет прочности плиты по сечению, наклонному к продольной оси

Q =31,0 кН.

Влияние усилия обжатия кН

.

Проверяем требуется ли расчетная арматура по расчету.

Условие:

Н

условие выполняется.

При  = 5,81 + 9,405 / 2 = 10,51 кН/м и поскольку

Н/см > 105,1Н/см

принимаем с=2,5 см.

Другое условие:

Н.

Н;

Н>26.27 Н – условие выполняется.

Следовательно поперечной арматуры по расчету не требуется.

На приопорных участках длиной l/4 арматуру устанавливают конструктивно, с шагом см, принимаем s= 15см; в средней части пролета поперечная арматура не применяется.

Геометрические характеристики приведенного сечения

Заменяем круглое очертание пустот эквивалентным квадратным со стороной

.

Толщина полок эквивалентного сечения

.

Ширина ребра .

Ширина пустот 100,1см.

Площадь приведенного сечения

.

Рис. 2.2

Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения

Момент инерции сечения (симметричного) :

;

Момент сопротивления сечения по нижней зоне:

,

то же по нижней зоне .

Расстояние от ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны (верхней), до центра тяжести сечения:

r = 0,85(9559,8/1780,6) = 4,56 см;

то же наименее удаленной от растянутой зоны (нижней)

,

здесь .

Отношение напряжения в бетоне от нормативных нагрузок и усилия обжатия к расчетному сопротивлению бетона для предельных состояний второй группы предварительно принимают равным 0,75.

Упругопластичный момент сопротивления по растянутой зоне

,

здесь  для двутаврового сечения при .

Упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне в стадии изготовления и обжатия Wpl’ = 14340 см3.

Потери предварительного напряжения арматуры

Коэффициент точности натяжения арматуры принимаем равным . Потери от релаксации напряжений в арматуре при электромеханическом способе натяжения  МПа. Потери от температурного перепада между натянутой арматурой и упорами .

Усилие обжатия  кН. Эксцентриситет этого усилия относительно центра тяжести сечения  см. Напряжение в бетоне при обжатии :

МПа.

Устанавливаем значение передаточной прочности бетона из условия  <0,5, принимаем . Тогда отношение .

Вычисляем сжимающие напряжения в бетоне на уровне центра тяжести площади напрягаемой арматуры от усилия обжатия (без учета момента от веса плиты)

МПа.

Потери от быстронатекающей ползучести при

  < ;

Определяем по формуле:

 МПа.

где0,85-коэффициент учитывающий тепловую обработку.

Первые потери

 МПа.

С учетом  усилие обжатия:

Р 1 = Аsp (σsp – σlos1) = 6,28 (442,5 – 23) = 263,45кН

напряжение = (263450 / 1780,6 + 263450 · 82 / 105157,9) / 100 = 3,08

Потери от быстро натекающей ползучестиσbp /Rbp = 3,08 / 11 = 0,28МПа.

Потери от усадки бетона МПа.

Потери от ползучести бетона  МПа.

Вторые потери :  МПа.

Полные потери : МПа<100, меньше минимального значения. Принимаем =100.

Усилие обжатия с учетом полных потерь:

Н = 215,1кН.

Расчет по образованию трещин нормальных к продольной оси

Выполняем для выяснения необходимости проверки по раскрытию трещин.

Значение коэффициента надежности по нагрузке полагаем равным ; кНм

Условие M<Mcrc

Вычисляем момент образования трещин:

Нсм=44,39кНм

Нсм.

Поскольку

М=52,9 > = 44,39 ,

трещины в растянутой зоне образуются, следовательно необходим расчет по раскрытию трещин.

Проверяем, образуются ли начальные трещины в верхней зоне плиты при ее обжатии при значении коэффициента натяжения (момент от веса плиты не учитывается). Расчетное условие:

1,148·27000(8 – 4,56) = 1066262.4 Нсм;

 Нсм;