Расчет наружных стен и фундамента жилого здания

ВВЕДЕНИЕ Целью данной работы является расчет стен и фундамента жилого дома для индивидуальных застройщиков в городе Брянске. При расчете будут использованы действующие строительные нормы и правила. Настоящий расчет проводится во первых для того, чтобы выявить какой материал стен целесообразно использовать для данного проекта, во вторых узнать площадь заложения фундамента рассчитав все нагрузки на него. А так же, целесообразно ли строить данный жилой дом.

Содержание Введение 1. Характеристика климатического района строительства и проектируемого здания 2. Теплотехнический расчет наружных стен 3. Расчет фундамента 4. Расчет технико-экономических показателей проекта 5. Заключение 6. Литература 7. Приложение Исходные данные Температура внутреннего воздуха tв 180С Материал стен кирпичная стена, штукатуренная с внутренней стороны

Высота этажа 2,5м Междуэтажные и чердачные перекрытия из крупноразмерного железобетонного настила Кровля плоская из железобетонных плит по строительным балкам с техническим чердаком Грунт пески средней крупности, средней плотности Глубина пола в подвале 2,5м Толщина пола в подвале 0,1м Расстояние от низа конструкции до пола в подвале до подошвы фундамента 0,4м Фундамент ленточный Расчетная среднесуточная t0 воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам 150C 1.1.

Характеристика климатического района Город Брянск Влажностная зона нормальная Средняя температура наиболее холодной пятидневки -280 Средняя температура наиболее холодных суток -320 Абсолютная минимальная температура -420 Средняя температура отопительного периода -2,30 Продолжительность отопительного периода 205 Средняя температура самого жаркого месяца 9,70 Скорость ветра 4,7 мс

Географическая широта 640 сш Структура и характер грунта пески средней крупности, средней плотности Уровень грунтовых вод 2,90м Глубина промерзания грунтов 0,2. Характеристика проектируемого здания Таблица 1 Экспликация квартир Тип квартирыКоличество квартирПлощадь, м2жилаяобщаяв секциив домев квартирев домев квартирев домеДвухкомнатная 1 этаж2239,5579,181,41162,82Двухкомнатная 2 этаж2239,5579,183,88167,76Всего79,1158,2 165,29330,58Средняя

квартира39,5582,79 Для оценки объемно-планировочных решений зданий применяют коэффициенты, характеризующие рациональность планировочных решений квартир и объемно-планировочных решений здания Коэффициент - плоскостной архитектурно-планировочный показатель. Он рассчитывается по формуле 1 где - жилая площадь в доме, м - общая площадь в доме, м. Коэффициент объемный показатель, определяющий объем здания, приходящийся на единицу его функциональной

площади, рассчитывается по формуле 2 где - строительный объем надземной части здания, м. В жилых зданиях коэффициенты и должны находиться в следующих пределах 0,54 ч 0,64 4,5ч10 Vз строительный объем надземной части здания, м3 Высота здания 7,73м Площадь 11,825 12,82 1171,84 Типовой проект 144-216-42.90 2-этажный 4-квартирный жилой дом с поэтажными 2-комнатными квартирами для индивидуальных застройщиков. Характеристика инженерного оборудования здания

Водопровод хозяйственно-питьевой, расчетный напор у основания стояков 35м. вод.ст. Горячее водоснабжение централизованное от внешней сети. Расчетный напор у основания 34м. вод.ст. Канализация хозяйственно-фекальная в городскую сеть. Водосток внутренний с открытым выпуском воды в сторону оси Е. Отопление водяное, секционное. Система однотрубная с радиатором

М-I40A-0. Температура теплоносителя I05-700С. Вариант с конвекторами типа Комфорт-20 I05-700С. Вентиляция естественная. Газоснабжение от внешней сети. Электроснабжение II категории, напряжение 220380 в. Освещение лампами накаливания. Устройства связи радиотрансляция, коллективные телеантенны, телефонные вводы. Оборудование кухонь и санузлов газовые плиты, мойки, унитазы, ванны, умывальники.

2. Тепло-технический расчет наружных стен Вариант 1 кирпичная стена, оштукатуренная с внутренней стороны При проектировании наружных стен необходимо не только подобрать ограждение, отвечающее теплотехническим требованиям, но и учесть его экономичность. При расчете наружных стен определяют их сопротивление теплопередаче. Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций принимают равным экономически оптимальному сопротивлению, но не менее требуемого по санитарно - гигиеническим условиям.

Требуемое минимально допустимое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций определяют по формуле 3 где - расчетная температура внутреннего воздуха, С принимается 18С - расчетная зимняя температура наружного воздуха, С -28 - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающих конструкций С нормируется в зависимости от функционального назначения помещений для стен жилых домов С 4 - сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждения зависит

от рельефа его внутренней поверхности для гладких поверхностей стен 0,133 n коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху СНиП 5.1 Расчетную зимнюю температуру наружного воздуха принимают с учетом тепловой инерции Д ограждающих конструкций. Д 7 массивные конструкции средняя температура наиболее холодной пятилетки -28о Затем определяют экономичное сопротивление теплопередаче по формуле 4. 4 где - стоимость тепла 1

Гкал в руб. 490 - теплопотери за отопительный период, Гкал Е коэффициент эффективности капитальных вложений 0,15 - коэффициент теплопроводности материала стен, ккалм.ч.град СНиП 5 0,81 - стоимость материала стен, рубм3 4,5р 410 1845 Для упрощения расчетов в учебных целях теплопотери за отопительный период предлагается определять по формуле 5. 5 где - температура внутреннего воздуха ,

С принимается 18С - расчетная температура отопительного периода, С отопительным считается период с температурой наружного воздуха 8С N - отопительный период в течение года, дни 205 Z отопительный период в сутки, ч. 24 - коэффициент неутонченных теплопотерь за счет инфильтрации воздуха через неплотности оконных переплетов, стыков, принимается равным 1,4 - коэффициент, учитывающий единовременные и текущие затраты при устройстве

и эксплуатации головных сооружений средств отопления, теплосетей и др принимается равным 1,5. Для выбора сопротивления теплопередаче соблюдается условие если , то если , то 0,68 1,53, то 1,53 Толщину стены определяем по формуле 6 6 где - сопротивление теплопередаче наружной поверхности ограждения, м.ч.градккал зависит от местоположения ограждения, для стен и покрытий северных районов 0,05 табл.6 5 - толщина слоя, м 0,02 - коэффициент теплопроводности материала слоя 0,93 л - коэффициент теплопроводности

материала слоя 0,81 Полученную толщину стен округляют до стандартного размера штучных изделий. Т.о. толщина стены составляет 4 кирпича. После этого рассчитывают действительную величину тепловой инерции Д ограждающей конструкции, подставляя значение , по формуле 7. По этой величине проверяют правильность выбора . ,24 13,36 13,6 7 где - коэффициент теплоусвоения слоя материала, принимается по СНиП 5 - термическое сопротивление отдельного слоя ограждения определяется

по формуле 8. Sш 11,09 Sк 10,12 Если выбранное значение не соответствует полученной тепловой инерции Д, то расчет повторяют, задаваясь вновь соответствующей величиной . Если .выбрана правильно, то принимают полученное при расчете значение толщины стены и рассчитывают фактическое сопротивление теплопередаче наружного ограждения по формуле 9. 9 При этом должно быть выполнено условие Вариант 2 Стена 3-х слойная стена из железобетонных панелей д1

и д3 с утеплителем из минераловатных плит д2 д1 д3 0,03м При проектировании наружных стен необходимо не только подобрать ограждение, отвечающее теплотехническим требованиям, но и учесть его экономичность. При расчете наружных стен определяют их сопротивление теплопередаче. Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций принимают равным экономически оптимальному сопротивлению, но не менее требуемого по санитарно - гигиеническим условиям.

Требуемое минимально допустимое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций определяют по формуле 3 где - расчетная температура внутреннего воздуха, С принимается 18С - расчетная зимняя температура наружного воздуха, С -28 - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающих конструкций С нормируется в зависимости от функционального назначения помещений для стен жилых домов С 4 - сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждения зависит

от рельефа его внутренней поверхности для гладких поверхностей стен 0,133 n коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху СНиП 5.1 Расчетную зимнюю температуру наружного воздуха принимают с учетом тепловой инерции Д ограждающих конструкций. Д 7 массивные конструкции средняя температура наиболее холодной пятилетки -28о Затем определяют экономичное сопротивление теплопередаче по формуле 4. 4 где - стоимость тепла 1

Гкал в руб. 490 - теплопотери за отопительный период, Гкал Е коэффициент эффективности капитальных вложений 0,15 - коэффициент теплопроводности материала стен, ккалм.ч.град СНиП 5 2,04 Ц железобетона 3412 рубм3 Для упрощения расчетов в учебных целях теплопотери за отопительный период предлагается определять по формуле 5. 5 где - температура внутреннего воздуха ,

С принимается 18С - расчетная температура отопительного периода, С отопительным считается период с температурой наружного воздуха 8С N - отопительный период в течение года, дни 205 Z отопительный период в сутки, ч. 24 - коэффициент неутонченных теплопотерь за счет инфильтрации воздуха через неплотности оконных переплетов, стыков, принимается равным 1,4 - коэффициент, учитывающий единовременные и текущие затраты при устройстве

и эксплуатации головных сооружений средств отопления, теплосетей и др принимается равным 1,5. Для выбора сопротивления теплопередаче соблюдается условие если , то если , то 0,314 1,53, то 1,53 Толщину стены определяем по формуле 6 6 где - сопротивление теплопередаче наружной поверхности ограждения, м.ч.градккал зависит от местоположения ограждения, для стен и покрытий северных районов 0,05 табл.6 5 - толщина слоя, м 0,03 - коэффициент теплопроводности материала слоя 0,076 л - коэффициент теплопроводности

материала слоя 2,04 После этого рассчитывают действительную величину тепловой инерции Д ограждающей конструкции, подставляя значение , по формуле 7. По этой величине проверяют правильность выбора . ,79 10,612 11,4 7 где - коэффициент теплоусвоения слоя материала, принимается по СНиП 5 - термическое сопротивление отдельного слоя ограждения определяется по формуле 8. Sм 1,01 Sж 18,95 Если выбранное значение не соответствует полученной тепловой инерции

Д, то расчет повторяют, задаваясь вновь соответствующей величиной . Если .выбрана правильно, то принимают полученное при расчете значение толщины стены и рассчитывают фактическое сопротивление теплопередаче наружного ограждения по формуле 9. 9 При этом должно быть выполнено условие Выбор варианта осуществляется по минимуму приведенных затрат руб.м стены, определяемых для каждого варианта по формуле 10. 10 где - текущие затраты на отопление,

руб. м стены в год см. формулу 11 - единовременные затраты стоимость стены по вариантам, руб.м см. формулу 12 i - номер варианта ограждающей конструкции i1,2. При определении текущих затрат предполагается, что по долговечности и эксплуатационным качествам рассматриваемые конструкции сопоставимы. Величина расходов на отопление для упрощения расчетов в учебных целях может определяться по формуле 11. 11 Величину в расчетах можно вычислять по формуле 12. 12 , т.о. в строительстве

применяется материал по варианту 1 Выбран вариант по минимальным приведенным затратам, рассчитывают коэффициент теплопередачи К Втм град.С ограждающей конструкции по формуле 13. 13 3. Расчет фундамента В курсовой работе предлагается рассчитать глубину заложения и размеры фундамента. При определении глубины заложения фундамента в соответствии со СНиП 2.02.01-83 4 учитывают следующие основные факторы влияние климата глубину промерзания грунтов,

инженерно-геологические и гидрологические особенности, конструктивные особенности. Расчетную глубину сезонного промерзания определяют по формуле 14 14 где - коэффициент влияния теплового режима здания, принимаемый для наружных фундамента отапливаемых сооружений по СНиП 4 0,5 - нормативная глубина промерзания определяется по карте глубины промерзания рис. 1 приложения. При отсутствии данных многолетних наблюдений для районов, где глубина промерзания не

превышает 2,5 м, ее нормативное значение определяется по формуле dо величина, принимаемая для песков гравелистых, крупных и средних крупности 0,3 Мt безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в Брянской обл. 26,3 Глубину заложения фундаментов отапливаемых зданий принимают без учета промерзания, но не менее 0,5м Глубину заложения внутренних фундаментов отапливаемых зданий принимают без учета промерзания,

но не менее 0,5 м. Влияние геологии и гидрогеологии строительной площадки на глубину заложения фундамента определяется по СНиП 4. Определяется величина , которая сравнивается с уровнем подземных вод, и, исходя из полученного соотношения назначается глубина заложения фундамента . Согласно СНиП глубина заложения фундамента не зависит от df, в этом случае Примечание. 1. к таб.2 СНиП 2.02.01-83 В случаях, когда глубина заложения фундаментов не зависит от

расчетной глубины промерзания df , соответствующие грунты, указанные в настоящей таблице, должны залегать до глубины не менее нормативной глубины промерзания dfn, т.о. Затем определяется влияние конструктивного фактора на глубину заложения фундамента . Величина определяется как сумма значений глубины и толщины пола в подвале и толщины слоя грунта от подошвы фундамента до низа конструкции пола в подвале см. рис.

1. При окончательном назначении глубины заложения фундамента d принимают равным максимальному значению из величин ч . Далее по формуле 16 определяется площадь подошвы фундамента. 16 где - расчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента кНм - расчетное сопротивление грунта основания, МПа см. СНиП 4 0,4 - средний удельный вес фундамента и грунта на его уступах. Обычно принимается при наличии подвала равным 16 ч 19кНм.

Для определения расчетной нагрузки, приложенной к обрезу фундамента, необходимо собрать нагрузки в следующей последовательности. Вначале определяют постоянные нормативные нагрузки от веса покрытия гидроизоляционный ковер, кровельный настил и балки веса чердачного перекрытия с утеплителем веса междуэтажного перекрытия веса перегородок веса карниза веса стен. Затем устанавливают временные нормативные нагрузки снеговую на 1 м горизонтальной проекции временную на чердачное перекрытие временную на междуэтажное перекрытие.

Нормативные нагрузки определяют по СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия 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 расстоянием между осями оконных проемов вдоль здания и половиной расстояния в чистоте между стенами поперек здания. Грузовая площадь равна произведению длин сторон полученного четырехугольника. Эту грузовую площадь принимаем постоянной, пренебрегая ее уменьшением на первом этаже за счет увеличения ширины наружных и внутренних стен. Далее определяются постоянные нагрузки 1. Вес покрытия произведение нормативной нагрузки и грузовой площади 2.

Вес чердачного перекрытия 3. Вес междуэтажного перекрытия, умноженный на количество этажей 4. Вес перегородок на всех этажах 5. Вес карниза и стены выше чердачного перекрытия определяется на длине, равной расстоянию между осями оконных проемов. 6. Вес цоколя и стены первого этажа за вычетом веса оконных проемов на длине, равной расстоянию между осями оконных проемов. 7. Вес стены со второго этажа и выше за вычетом веса оконных проемов на длине, равной

расстоянию между осями оконных проемов. Временные нагрузки произведение нормативной нагрузки и грузовой площади 1. Снеговая. 2. На чердачное перекрытие. 3. На междуэтажные перекрытия с учетом их количества и снижающего коэффициента учитывающего неодновременное загружение перекрытий коэффициент сочетания применяется при количестве перекрытий 2 и более. Для квартир жилых зданий он определяется по формуле 17. 17 где n - общее число перекрытий, от которых

рассчитываются нагрузки фундамента. Все нагрузки суммируются и определяется нагрузка на 1 м наружной стены. Для этого нужно общую нагрузку временную постоянную разделить на расстояние между осями оконных проемов вдоль здания. Сбор нагрузок на фундамент предлагается оформить в виде таблиц по нижеприведенным формам. Таблица 2 Постоянные нормативные нагрузки Наименование нагрузкиВеличина нагрузкиОт веса покрытия1,5От веса чердачного перекрытия с утеплителем3,8От веса междуэтажного перекрытия3,6От веса перегородки1,0От

веса карниза2,0От веса 1 м кирпичной кладки или от веса стены из др.материала18 Таблица З Временные нормативные нагрузки Наименование нагрузкиВеличина нагрузкиСнеговая на 1 м горизонтальной проекции кровли1,5На 1 м проекции чердачного перекрытия 0,7На 1 м проекции междуэтажного перекрытия2,0 Таблица 4 Постоянные нагрузки Наименование нагрузкиРасчет нагрузкиВеличина нагрузкиВес покрытияНормативная нагрузка ,517,28 25,92Вес чердачного покрытияНормативная нагрузка ,817,28 65,664Вес n междуэтаж-ных

покрытийНормативная нагрузка ,617,28 62,208Вес перегородок на n этажахНормативная нагрузка 18,28 234,56Вес карниза и стены выше чердачного перекрытия Нормативная нагрузка на карниз толщина стены х пролет х нормативная нагрузка кирпичной кладки х расстояние между осями оконных проемов21,093,03184,8 294,95Вес цоколя и стены первого этажа за вычетом веса оконных проемов на длине, равной расстоянию между осями оконных проемовТолщина стены первого этажа х высота цоколя и первого этажа х расстояние между осями оконных

проемов высота оконного проема х длина оконного проема х нормативная нагрузка кирпичной кладки1,092,52,54,8 - 1,561,87518 413,49Вес стены со второго этажа и выше за вычетом веса оконных проемовТолщина стены х высота этажа х расстояние между осями оконных проемов - высота оконного проема х длина оконного проема х количество этажей х нормативная нагрузка кладки1,092,54,8-1,561,875218 1,0912-2,925218356,1 Итого постоянная нагрузка1252,9 Таблица 5 Временные нагрузки

Наименование нагрузкиРасчет нагрузкиВеличина нагрузкиСнеговаяНормативная нагрузка ,517,28 25,92На чердачное перекрытиеНормативная нагрузка ,717,2812,096На n междуэтажных Перекрытий с учетом коэффициента Нормативная нагрузка ,617,2830,65121,31Итого временная нагрузка159,33 Определив по формуле 16 площадь подошвы фундамента, получаем требуемую ширину подошвы фундамента. для ленточного фундамента По каталогу справочнику проектировщика выбираем ближайший по размерам типовой

сборный блок-подушку. Назначаем конструкцию стены фундамента из фундаментных блоков или стеновых панелей и определяем их размеры по каталогу. 4. Расчет технико-экономических показателей проекта Основными технико-экономическими показателями проектов жилых домов приняты 1. показатели сметной стоимости строительства 2. объемно-планировочные показатели 3. показатели затрат труда и расхода материалов 4. показатели, характеризующие степень унификации сборных элементов 5. годовые эксплуатационные затраты.

В курсовой работе студенты определяют показатели сметной стоимости здания и объемно-планировочные показатели, заполняя при этом таблицу по форме 6. Стоимость самого здания определяется, исходя из рыночной стоимости жилья, если не указана в задании на курсовую работу. Таблица 6 Технико-экономические показатели НаименованиеЕдиница измеренияЗначения показателяА.Показатели сметной стоимости строительстваСтоимость самого зданияруб.11570300а на 1 квартиру2892575б

на 1 м жилой площади71137,17в на 1 м полезной площади35000г на 1 м здания9873,62Б.Объемно-планировочные показателиОбщий строительный объем зданиям1171,84а на 1 м жилой площади7,41б на 1 квартиру292,96Объем типового этажа на 1 м жилой площади по этажум2,65Отношение жилой площади к полезной мм0,48Средняя жилая площадь на 1 квартирум39,55Средняя полезная площадь на 1 квартирум82,79Отношение строительного объема к жилой площади мм7,41 Заключение

В заключение необходимо заметить, что строить этот жилой дом целесообразно. Отношение жилой площади к полезной меньше допустимого, это объясняется тем, что дом строится с повышенной комфортностью жилья, по проекту для индивидуальных застройщиков. Отношение строительного объема к жилой площади в норме. Список литературы 1. Берлинов М.В. Основания и фундаменты

Учеб. для вузов. М. Высш.шк 1988. 2. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. М.1986. 3. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. М 1983. 4. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружения. М 1985. 5. СНиП 1-3-79. Строительная теплотехника. М 1986. 6. Шумилов М.С.

Гражданские здания и их техническая эксплуатация Учеб. для вузов. М. Высш.шк 1985.