Проект 16-и этажного кирпичного жилого дома

 

 

 

1.6 Технико-экономические показатели

 

Экономические показатели жилых зданий определяются их объемно-планировочными и конструктивными решениями, характером и организацией санитарно-технического оборудования. Проекты жилых зданий характеризуют следующие показатели:

- строительный объем (м³), площадь застройки (м²), общая площадь (м²), жилая площадь (м²);

- К₁ – отношение жилой площади к общей площади, характеризует рациональность использования площадей.

- К₂ – отношение строительного объема к общей площади, характеризует рациональность использования объема.

- строительный объем подземной части здания определяют как произведение площади горизонтального сечения по внешнему обводу здания на уровне первого этажа, на уровне выше цоколя, на высоту от пола подвала до пола первого этажа.

- строительный объем тамбуров, лоджий, размещаемых в габаритах здания, включается в общий объем.

- общий объем здания с подвалом определяется суммой объемов его подземной и надземной частей.

- площадь застройки рассчитывают как площадь горизонтального сечения здания на уровне цоколя, включая все выступающие части и имеющие покрытия (крыльцо, веранды, террасы).

- жилую площадь квартиры определяют как сумму площадей жилых комнат плюс площадь кухни свыше 8-ми м².

Общую площадь  квартир рассчитывают как сумму  площадей жилых и подсобных помещений, квартир, веранд, встроенных шкафов, лоджий, балконов, и террас, подсчитываемую с понижающими коэффициентами: для  лоджий – 0,5; для балконов и террас – 0,3.

Таблица 1.7 Технико-экономические  показатели

 

Наименование	Показатель
1	2
Строительный объем подземной  части, Vстр.подз., м3	2670
Строительный объем надземной  части, Vстр.надз., м3	35540
Строительный объем общий, Vобщ., м3	38210
Жилая площадь, Sжил., м2	5278
Общая площадь, Sобщ., м2	6412
Площадь застройки, Sзастр., м2	840,5
Площадь здания, Sздан., м2	702,8
K1 = Sжил/ Sобщ, м2/м2	0,82
K2 = Vобщ/Sобщ, м3/м2	5,9

 

 

 

 

 

 

 

2 Расчетно-конструктивная часть

 

 

2.1.1 Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям первой группы

 

2.1.1.1 Расчетный пролет и нагрузки. Расчетный пролет

 

l₀=l-b/2=7,1м                                              (2.1)

 

Подсчет нагрузок на 1м² перекрытия приведен в таблице 2.1. 

 

Таблица 2.1- Нормативные и расчетные нагрузки на 1м² перекрытия

 

Нагрузка	Нормативная нагрузка, Н/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, Н/м2
1	2	3	4
Постоянная: Собственный вес многопустотной плиты с круглыми пустотами То же слоя цементного раствора δ=20 мм(ρ=2200 кг/м3) То же керамических плиток,δ=13мм(ρ=1800 кг/м3)	3000     440     240	1,1     1,3     1,1	3300     570     264
Итого	3680		4134
Временная В том числе:        длительная кратковременная	4000   3500 1500	1,3   1,3	5200   3640 1560
Полная нагрузка В том числе: постоянная и длительная кратковременная	7600   6480 1200		9334

 

Расчетная нагрузка на 1 м при ширине плиты 1,5 м с учетом коэффициента надежности по назначению здания γ_n=0,95:

постоянная g=4,134∙1,5∙0,95=5,89кН/м;

полная g+υ = 9,334∙1,5∙0,95 = 13,3 кН/м ;

υ=5,2∙1,5∙0,95=7,41 кН/м.

Нормативная нагрузка на 1 м:

постоянная g= 3,68∙1,5∙0,95 =5,244кН/м;

полная g+υ=7,68∙1,5∙0,95=10,944 кН/м; 

в том числе  постоянная и длительная 6,4∙1,5∙0,95=9,12 кН/м.

2.1.1.2 Усилия от расчетных и нормативных нагрузок

От расчетной  нагрузки

 

М=( g+υ) ∙l₀2/8=13,3∙ (7,1)2/8=83,8 кН/м;                    (2.2)

 

Q= (g+υ)l₀/2=13,3∙7,1/2=47,215 кН.                          (2.3)

 

От нормативной полной нагрузки

 

М=10,944∙ (7,1)2/8=68,961 кН/м;

 

Q=10,944∙7,1/2=38,851 кН.

 

От нормативной постоянной и  длительной нагрузок

 

М=9,12∙ (7,1)2/8=57,467 кН/м.

 

2.1.1.3 Установление размеров сечения плиты. Высота сечения многопустотной (8 круглых пустот диаметром 14см) предварительно напряженной плиты

 

h=l₀/30=710/30=24 см;                                    (2.4)

 

рабочая высота сечения 

 

h₀=h-a=24-3=21 см.                                    (2.5)

 

Размеры: толщина  верхней и нижней полок 

 

(24-14) ∙0,5=5 см/

 

Ширина ребер: средних-3,5 см, крайних-6,15 см. В расчетах по предельным состояниям первой группы расчетная толщина сжатой полки таврового сечения

h_f’=(h-d)/2=5 см;                                           (2.6)

отношение

 

h_f’/h=5/24=0,2>0,1 ,

 

при этом в расчет вводится вся  ширина полки bf’=146 см; расчетная ширина ребра

 

b= b_f’-n∙d=146-8∙14=34 см.                             (2.7)

 

2.1.1.4 Характеристики прочности бетона и арматуры. Многопустотную предварительно напряженную плиту армируют стержневой арматурой А-V с электротермическим натяжением на упоры форм. К трещиностойкости плиты предъявляют требования 3-й категории. Изделие подвергают тепловой обработке при атмосферном давлении.

Бетон тяжелый  класса В15 соответствующий напрягаемой  арматуре. Призменная прочность расчетная R_b=8,5 МПа, коэффициент γ_b2=1.Расчетное сопротивление при растяжении R_bt=0,75 МПа. Начальный модуль упругости бетона E_b=30 000 Мпа.

Арматура  продольных ребер - класса Вр-II,нормативное сопротивление R_sn=785 МПа; расчетное сопротивление R_s=680 МПа; модуль упругости E_s=190 000 МПа. Предварительное напряжение арматуры принимают равным

 

σ_sp=0,75R_sn=0,75∙785=590 МПа.                          (2.8)

 

Проверяют выполнение условия σ_sp+p< R_sn ;

при электротермическом способе натяжения 

 

р=30+360/l=30+360/7,2=80 МПа;                          (2.9)

 

σ_sp+p=590+80=670 МПа< R_sn=785МПа -                  (2.10)

 

условие выполняется.

Вычисляют предельное отклонение предварительного напряжения при числе напрягаемых стержней np=7 по формуле:

 

∆γ_sp=0,5∙p/ σ_sp(1+1/ p)=0,5∙80/590(1+1/2,45)=0,094                   (2.11)

 

Коэффициент точности натяжения при благоприятном  влиянии предварительного напряжения по формуле  

 

γ_sp=1-∆γ_sp=1-0,094=0,91.                                  (2.12)

 

При проверке по образованию трещин в верхней  зоне плиты при обжатии принимают 

 

γ_sp=1+∆γ_sp=1+0,094=1,094.                                (2.13)

 

Предварительное напряжение с учетом точности  натяжения 

 

σ_sp=0,91∙590=536,9 МПа.

 

2.1.1.5 Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси, М=83,8 kH. Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне.

Вычисляют

 

α_m=M/Rb∙b_f’∙h₀2=8380000/0,9∙14,5∙216∙441∙100=0,067     (2.14)

 

По таблице 3.1 находим ξ=0,07;

 

х=ξ∙h₀=0,07∙21=1,47см<5                                          (2.15)

 

нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки; ζ=0,965.

Характеристика  сжатой зоны: ω=0,85-0,008Rb=0,85-0,008*0,9*14,5= 0,75.

Граничная высота сжатой зоны

 

ξR=0,75 / (1+σ_SR /500 (1- ω / 1,1) ) = 0,75/ (1+543,1 / 500 (1-0,75 / 1,1 )) =0,56

(2.16)

 

здесь

 

σ_SR= σ_sp+p+400- σ_sp-∆ σ_sp =680+400-536,9=543,1                (2.17)

 

Коэффициент условий работы, учитывающий сопротивление  напрягаемой арматуры выше условного  предела текучести, определяют согласно формуле

 

γS6=η-( η-1)(2ξ/ ξR-1)=1,15-(1,15-1)(2∙0,07/0,56 -1)=1,26>η ,         (2.18)

 

где η=1,15-для  арматуры класса, А-V принимают γS6=η=1,15.

Вычисляют площадь  сечения растянутой арматуры

 

А_s=M/γ_S6∙Rs∙ ζ∙h₀=8380000/1,15∙680∙0,965∙21=5,28 см²,       (2.19)

 

принимают

 

8. d=10 А-V с площадью А_s=5,5 см².                      (2.20)

 

2.1.1.6 Расчет прочности плиты по сечению, наклонному к продольной оси, Q=47,22 кН

Влияние усилия обжатия N=P=268 кН:

 

φ_n= 0,1N/(Rbtbho) = 0,1∙26764,1/0,75∙34∙21∙100=49,98 > 0,5,     (2.21)

 

где φ_n – коэффициент, учитывающий влияние продольных сил,

принимаем φ_n=0,5.

Проверяем, требуется ли поперечная арматура по расчету.

Условие

 

Q_max=47,22∙103 H < 2,5R_bt∙b∙h_o=2,5∙0,75∙100∙34∙21=133,9∙103 Н

 

условие удовлетворяется.

При

 

q=g+υ/2=5,89+7,41/2=9,6 кН/м=96 Н/см,

 

и поскольку 

 

0,16φ_b4(1+φ_n)R_btb=0,16∙1,5∙ (1+0,5) ∙0,9∙0,75∙100∙34=578,34 Н/см

>96 Н/см –                                                                                             (2.22)

 

принимаем с=2,5h_o=2,5∙21=52,5 см.

Другое условие при 

 

Q=Q_max-q1c= 47,22∙103-96∙52,5=42,18∙10³Н             (2.23)

 

и значение                      

 

φ_b4(1+φ_n)R_btbh_o2/c=1,5∙1,5∙0,9∙0,75∙34∙212∙100/52,5=

=43,4∙10³Н >42,18∙10³ Н                                                         (2.24)

 

удовлетворяется также. Следовательно, поперечной арматуры не требуется.

На приопорных участке  длиной l/4 арматуру устанавливают конструктивно,    Æ 4 Вр-1 с шагом S=h/2=24/2=12 см; в средней части пролета поперечная арматура не требуется.

 

2.1.2 Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям второй группы

 

2.1.2.1 Геометрические характеристики приведенного сечения.

Круглое очертание  пустот заменяют эквивалентным квадратным со стороной

 

h=0,9∙d=0,9∙14=12,6 см.                           (2.25)

 

Толщина полок  эквивалентного сечения 

 

h’_f=h_f=(24-12,6) ∙0,5=5,7 см.                             (2.26)

Ширина ребра 

 

146-8∙12,6=45,2 см.

 

Ширина пустот

 

146-45,2=100,8 см.

 

Площадь приведенного сечения

 

A_red=146∙24-100,8∙12,6=2233,9 см²

 

Расстояние от нижней грани  до центра тяжести приведенного сечения:

 

y_o=0,5∙h=0,5∙24=12 см

 

Момент инерции

 

J_red=146∙243/8-100,8∙12,63/=227083,26см⁴

 

Момент сопротивления  сечения по нижней зоне

 

W_red= J_red/y_o =227083,26/12=18923,61 см³ ,                (2.27)

 

то же по верхней зоне:W’_red=18923,61 см³

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