В начале необходимо определить толщину наружной стены по СНиП II-3-79*. Термическое сопротивление ограждающей конструкции, отвечающее санитарно-гигиеническим и комфортным требованиям, найдём по формуле 2.1.
, (2.1)где, n = 1 - коэффициент, зависящий от расположения наружной поверхности, принимаемый по данным таблицы 3 /21/;
tВ = + 18оС - расчётная температура внутреннего воздуха, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005 и нормами проектирования;
tН = - 19оС - расчётная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки (Вероятность = 0.92) по СНиП 2.01.01-82;
Δt = 4оС - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по данным таблицы 2 /21/;
αВ = 8,7Вт/м2•оС - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по таблице 4 /21/;
(Вт/м2)Термическое сопротивление R, м2×°С/Вт, стены многослойной ограждающей конструкции следует определять по формуле:
, (2.2)где, d - толщина слоя, м;
l - расчетный коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м •°С), принимаемый по приложению 3 /21/.
Термическое сопротивление Rк, м×°С/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев: Rк = R1 + R2 +... + Rn.
Сопротивление теплопередаче Ro, м2×°С/Вт, ограждающей конструкции:
где, aВ = 8,7- то же, что в формуле (2.1);
RК - термическое сопротивление ограждающей конструкции, м2×°С/Вт;
aН = 23 - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции. Вт/(м •°С), принимаемый по таблице 6 /21/.
Следовательно, по рекомендуемым практическим данным /**/ предварительно принимаем толщину кирпичной кладки 0,51 м и толщину изоляционного слоя из минеральной ваты 0,01 м. Тогда:
(Вт/м2), => Условие выполняется.С учётом всех параметров, а также размера кирпича, окончательно принимаем толщину наружной стены – 0,52 м с трёхслойной структурой: наружный конструкционно-теплоизоляционный отделочный слой – лицевой эффективный кирпич толщиной 0,12 м, центральный теплоизоляционный слой – полужёсткие плиты из минеральной ваты толщиной 0,01 м, внутренний конструкционно-теплоизоляционный слой – эффективный кирпич толщиной 0,38 м.
2.3 Требования, предъявляемые к железобетонной перемычке в процессе эксплуатации, транспортирования и монтажа
Перемычки следует изготовлять в соответствии требованиями ГОСТ 948-84 и технической документации, утвержденной в установленном порядке, по типовой проектной документации серии 1.038.1-1. Перемычки должны удовлетворять требованиям ГОСТ 13015.0-83: по заводской готовности (нормируемая отпускная прочность бетона перемычек должна не менее: 70 - при поставке перемычек в теплый период года и 90 - в холодный период года), по прочности, жесткости и трещиностойкости, по показателям фактической прочности бетона, по морозостойкости, а также к качеству материалов, применяемых для приготовления перемычек, с учетом условий работы, к форме и размерам арматурных и закладных изделий и их положению, к маркам сталей, в том числе для монтажных петель, по отклонению толщины защитного слоя бетона, по защите от коррозии, по применению форм.
В качестве ненапрягаемой продольной арматуры перемычек следует применять арматурную сталь: горячекатаную класса A-III по ГОСТ 5781-82, термомеханически упрочненную класса Aт-IIIC по ГОСТ 10884-81, арматурную проволоку класса Вр-I по ГОСТ 6727-80. Поперечную арматуру из горячекатаной арматурной стали классов A-I и A-III по ГОСТ 5781-82 или арматурной проволоки класса Вр-I по ГОСТ 6727-80.
В проекте для перекрытия оконного проёма гостиной комнаты, имеющего размер 2,78 м. принимаем перемычку по ГОСТ 948-84 4ПБ-30-4п - брусковую, длинной 2980 мм, шириной 120 мм и высотой 290 мм (рис. 1).
Рис. 1. Схема перемычки типа ПБ
Марка бетона по морозостойкости назначают в зависимости от значений расчетных зимних температур наружного воздуха в районе строительства согласно указаниям обязательного приложения. Максимальные значения отклонений геометрических параметров перемычек указанны в таблице 14.
Таблица 14 – Основные требования по отклонениям проектной перемычки
Наименование геометрического параметра | Предельное отклонение |
Длина перемычки | 8 |
Ширина и высота перемычки | 5 |
Прямолинейность профиля лицевой поверхности перемычки | 3 |
Устанавливаются категории для поверхностей бетонных перемычки: А3 - нижней и боковых, А7 – остальных. Требования к качеству поверхностей и внешнему виду перемычек – ГОСТ 13015.0-83. Не допускаются трещины, за исключением: усадочных и технологических трещин, шириной менее 0,1 мм.
Приемку перемычек следует производить партиями в соответствии с требованиями ГОСТ 13015.1-81 и ГОСТ 948-84. Приемку перемычек по показателям их прочности, жесткости и трещиностойкости бетона, по морозостойкости бетона, а также по водонепроницаемости и водопоглощению бетона перемычек следует производить по результатам периодических испытаний. Приемку перемычек по показателям прочности бетона, соответствия арматурных и закладных изделий проектной документации, толщины защитного слоя бетона до арматуры, ширины раскрытия технологических трещин, категории бетонной поверхности следует производить по результатам приемо-сдаточных испытаний одноступенчатого выборочного контроля. Контроль и оценку прочности, жесткости и трещиностойкости перемычек следует осуществлять по ГОСТ 8829-85. Прочность бетона перемычек следует определять по ГОСТ 10180-90 на серии образцов, изготовленных из бетонной смеси рабочего состава и хранившихся в условиях по ГОСТ 18105-86. Морозостойкость бетона следует определять по ГОСТ 10060-87. Методы контроля и испытаний исходных материалов, применяемых для изготовления перемычек, регламентируются соответствующими стандартами или техническими условиями. Размеры, отклонение толщины защитного слоя бетона до арматуры и другие параметры перемычек следует проверять методами, установленными ГОСТ 13015.0-83, ГОСТ 13015.1-81 - ГОСТ 13015.3-81, а также ГОСТ 13015.4-84. Маркировка перемычек производится по ГОСТ 13015.2-81. Транспортировать и хранить перемычки следует в соответствии с требованиями ГОСТ 13015.4-84 и ГОСТ 948-84. Высота штабеля перемычек должна быть не более 2 м. Подъем, погрузку и разгрузку отдельных перемычек осуществляется захватом за монтажные петли. Перемычки обозначают марками в соответствии с ГОСТ 23009-78.
2.4 Расчет железобетонной перемычки в стадии эксплуатации
Бетонные и железобетонные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (предельные состояния первой группы) и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельные состояния второй группы).
Расчёт железобетонной перемычки будет вестись как свободно опёртой по краям и равномерно загруженной балки по схеме, показанной на рисунке 2.
Рис. 2. Схема распределения нагрузок и усилий на этапе эксплуатации
bP = ½ · (2980 – 2780) = 0,1 м – длинна приопорного участка.
l0 = 2980 – 2 · ½ · bP = 2,88 м – расчётный пролёт.
Материалы для перемычки: Бетон B20 с призменной нормативной прочностью Rb,n = Rb,ser = 18,5 МПа, и расчетной Rb= 14,5 МПа, нормативным сопротивлением при растяжении Rbt,n = Rbt,ser = 1,6 МПа, и расчетным Rbt = 1,05 МПа; начальный модуль упругости бетона Eb = 24000 МПа. Потенциальная арматура перемычки: А-III – рабочая, A-I – продольная и монтажная, Вр-I - конструктивная.
2.5 Расчет железобетонной перемычки на усилия, возникающие при эксплуатации, изготовлении, транспортировании и монтаже
Таблица 15 – Нормативные и расчётные нагрузки на 1 м2 перемычки.
Вид нагрузки | Нормативное значение, кПа | Коэф. надёжности по нагрузке, γf | Расчётная нагрузка, кПа |
1. Постоянная | |||
1.1. От собственного веса(ρ=2500 кг/м3; h=0,29 м) | 7,25 | 1,1 | 7,975 |
1.2. От кирпичной кладки(ρ=1560 кг/м3; h=2,86 м) | 44,616 | 1,3 | 58,001 |
1.3. От веса перекрытия(ρ=2500 кг/м3; h=0,3 м) | 125 | 1,1 | 137,5 |
1.4. От цем.-песчаной стяжки(ρ=1800 кг/м3; h=0,03 м) | 13,5 | 1,2 | 16,2 |
1.5. От линолеума(ρ=900 кг/м3; h=0,01 м) | 2,25 | 1,2 | 2,7 |
1.6. От кровельного перекрытия(ρ=750 кг/м3; h=0,5 м) | 3,75 | 1,3 | 4,875 |
1.7. От кровельной стали(ρ=7850 кг/м3; h=0,01 м) | 0,785 | 1,1 | 0,8635 |
Итого постоянная: | 197,151 | - | 228,1145 |
2. Временная | |||
2.1 Длительная(от людей и мебели) | 10 | 1,2 | 12 |
2.2 Кратковременная(от людей и мебели)2.2.1 Снеговая | 400,7 | 1,21,4 | 480,98 |
Итого временная: | 50,7 | - | 60,98 |
Всего полная нагрузка:В том числе длительная: | 247,851207,151 | -- | 289,0945240,1145 |
Перемычка изготавливается по агрегатно-поточной технологии с пропаркой.