Расчет наружных стен и фундамента жилого дома (стр. 2 из 3)

Толщину стены определяем по формуле (6).

, (6)

где

- сопротивление теплопередаче наружной поверхности ограждения, м².ч.град/ккал; зависит от местоположения ограждения, для стен и покрытий северных районов R_н = 0,05 (табл. 6 [5]);

d_i – толщина слоя, м;

l_i – коэффициент теплопроводности материала слоя, СНиП I-3-79** Строительная теплотехника [5] .

Полученную толщину стен округляют до стандартного размера штучных изделий. После этого рассчитывают действительную величину тепловой инерции Д ограждающей конструкции, подставляя значение d, по формуле (7). По этой величине проверяют правильность выбора t_н.

, (7)

где S_i – коэффициент теплоусвоения слоя материала, принимается по СНиП I-3-79** Строительная теплотехника [5];

R_i –сопротивление теплопередаче отдельного слоя ограждения определяется по формуле (8).

, (8)

Если выбранное значение t_н не соответствует полученной тепловой инерции Д, то расчет повторяют, задаваясь соответствующей величиной t_н. Если t_н 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:

.

В курсовой работе студентам предлагается рассчитать два варианта стен разной конструкции (см. приложение 2) и выбрать наиболее эффективный вариант.

Выбор варианта осуществляется по минимуму приведенных затрат П_i (руб./м² стены), определяемых для каждого варианта по формуле (10).

, (10)

где С_oi – текущие затраты на отопление, руб./м² стены в год (см. формулу 11);

К_i – единовременные затраты (стоимость стены по вариантам), руб./м³ (см. формулу (12));

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

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 К_i в расчетах можно вычислять по формуле (12).

(12)

Выбрав вариант по минимальным приведенным затратам, рассчитывают коэффициент теплопередачи К (Вт/м³ град. С) ограждающей конструкции по формуле (13).

(13)

Решение

Данные: λ₂=0,5 м-СНИП, λ₁=0,7 м-СНИП, R_н=0,005 м².ч.град/ккал , R_в=0,13, R₀=1, δ₁=0,002 м.

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

1. R^тр₀=18-(26)/6*0,13*1=0,95~1

Определяем экономическое сопротивление теплопередач:

2.

-w₀=(18-(-6,95)*24*240*1,4*1,5/10⁶=0,30 Гкал

-t_nср=(-16,2)+(-14,4)+(-7,8)+2,7+0,7+(-7,4)+(-13,8)+0,6=-6,95 С⁰

3.

> , то = , принимаем R₀=1

Определяем толщину кирпичной стены:

4. δ₂=1-(0,13+0,05+0,02/0,7)*0,5=0,39,

Вывод: принимаю толщину стены 0,51м

5. d₁ = d₃ = 0,03 м

Толщена керамзитобетонной стены(d₂):

d₂=1-(0,13+0,05+0,025*2/0,7)*0,65=0,48 м

6. Затраты на отопление кирпичной стены:

С_ок=0,3*4000/1-=1200 р.

6.1 Затраты на отопление керамзитобетонной стены:

С_ок=0,3*3000/1=900 р.

7.1 Стоимость кирпичной стены:

К_к=0,02*4000=80 руб/м²

7.2 Стоимость керамзитобетонной стены:

К_кер=0,025*3000=75 руб/м²

Вывод: по приведенным затратам выбираю

керамзитобетон.

8. Коэффициент теплопередачи(К):

К=1/1=1 Вт/м³

Керамзитобе тонная однослойная стена (d₂) с фактур ными слоями (d₁ и d₃).

3. Расчет фундамента здания

В курсовой работе студентам предлагается рассчитать глубину заложения и площадь подошвы фундамента.

При определении глубины заложения фундамента в соответствии со СНиП 2.02.0 1-83 [4] учитывают следующие основные факторы: влияние климата (глубину промерзания грунтов), инженерно-геологические, гидрологические и конструктивные особенности.

Расчетную глубину сезонного промерзания определяют по формуле (14):

(14)

где k_n – коэффициент влияния теплового режима здания, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений по СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений [4];

d_fn – нормативная глубина промерзания, м - определяется по карте глубины промерзания (рис. 1 приложения 2).

При отсутствии данных многолетних наблюдений для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение определяется по формуле (15).

(15)

где d_o – величина, принимаемая для суглинков и глин - 0,23 м; для супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28; песков гравелистых, крупных и средней крупности – 0,30; крупнообломочных грунтов – 0,34 м;

М_t - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе. Принимается по СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика [3].

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 d₂ определяется по СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений [4]. Определяется величина d_f+2, которая сравнивается с d_w (уровнем подземных вод), и, исходя из полученного соотношения и в соответствии с указанным СНиП, назначается глубина заложения фундамента d₂.

Затем определяется влияние конструктивного фактора на глубину заложения фундамента d₃. Величина d₃ определяется как сумма значений глубины (d_b) и толщины (h_cf) пола в подвале и толщины слоя грунта от подошвы фундамента до низа конструкции пола в подвале (h_s) (см. рис. 1).

Рис. 1. К определению глубины заложения фундамента.

При окончательном назначении глубины заложения фундамента d, ее принимают равной максимальному значению из величин d₁ ¸ d₃.

Далее по формуле (16) определяется площадь подошвы фундамента.

(16)

где F_v – расчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента кН/м;

R_o – расчетное сопротивление грунта основания, МПа (см. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений [4]);

g_ср – средний удельный вес фундамента и грунта на его уступах. Обычно принимается при наличии подвала равным 16¸19 кН/м³.

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); от веса чердачного перекрытия с утеплителем; от веса междуэтажного перекрытия; от веса перегородок; от веса карниза; от веса стен.

Затем устанавливают временные нормативные нагрузки: снеговую на 1 м² горизонтальной проекции кровли; временную на чердачное перекрытие; временную на междуэтажное перекрытие.

Нормативные нагрузки определяют в соответствии со СНиП 2.01.07-85. "Нагрузки и воздействия" [2] в зависимости от конструктивного решения 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 А_г равна произведению длин сторон полученного четырехугольника.