Проектування монолітного п’ятнадцятиповерхового будинку (стр. 5 из 24)
Визначення глибини закладання роствірка залежить від декількох чинників:
Глибини промерзання ґрунту
Нормативна глибина сезонного промерзання ґрунту визначається по формулі:
м, деMt - коефіцієнт, чисельно рівний сумі абсолютних значень середньомісячних негативних температур за зиму в даному районі по СНиП 2.01.01-82 "Будівельна кліматологія і геофізика".
d0 - величина в метрах, що приймається рівною:
для суглинків і глин - 0,23 м;
для супісків, пісків дрібних і пилуватих - 0,28 м;
для пісків середньої крупності, великих і гравелистих - 0,30 м;
Розрахункова глибина сезонного промерзання ґрунту визначається:
м, деkh - коефіцієнт враховує вплив теплового режиму споруди і приймається по таблиці №1 СНиП 2.02.01-83*.
Наявність конструктивних особливостей
У нашому випадку підвальних приміщень немає, тому
Глибина закладання роствірка
Враховуючи всі перераховані умови, приймаємо глибину закладання роствірка dр = 1,2 м, виходячи з кратності ростверка по висоті 15 см.
3.2.3 Визначення несучої здатності палі
Визначаємо по формулі:
,Де γс – коефіцієнт умов роботи ( γс = 1);
А – площа перетину палі;
R – розрахунковий опір під підошвою палі, залежить від довжини палі і ґрунту. (R = 12600 кПа);
кН3.2.4 Розрахункове навантаження на палю
Визначаємо по формулі:
кНде γк – коефіцієнт запасу. Для розрахунку він дорівнює 1,4; для польових випробувань ‑ 1,25.
3.2.5 Розрахунок ростверка як залізобетонній конструкції
Розрахунок на продавлювання в даному випадку цей розрахунок не потрібно проводити, оскільки конструкція ростверка жорстка.
Підбір арматури
У нашому ж випадку, коли ростверк жорсткий, ми приймаємо конструктивно сітку з арматури А-III діаметром 12 мм.
3.3 Розрахунок оболонки
3.3.1 Просторові конструкції
З коротких металевих стрижнів можна утворювати різні просторові ґратчасті конструкції, придатні для перекриття великих просторів. Такі конструктивні системи останнім часом одержали широке поширення і їх ефективно використовують у плоских і криволінійних покриттях суспільних і виробничих будинків.
Застосування просторових ґратчастих конструкцій у сучасному будівництві дозволяє:
домагатися органічної єдності конструкції й архітектурної форми;
створювати виразні архітектурні рішення внутрішнього простору і спорудження в цілому;
перекривати приміщення з будь-якою конфігурацією плану;
істотно полегшувати масу покриття, підвищуючи за рахунок цього ефективність роботи конструкції на корисні навантаження;
за рахунок багаторазової повторюваності уніфікувати елементи та вузлові деталі, забезпечувати можливість потокового виготовлення їх на високомеханізованих заводах;
зручно і легко транспортувати збірні елементи з заводу-виготовлювача до місця будівництва;
звести роботу на будівельному майданчику до простої та швидкої зборки елементів.
Недоліками просторових ґратчастих систем покрить вважають підвищену трудомісткість виготовлення елементів і труднощі виконання вузлів у порівнянні з традиційними рішеннями металевих конструкцій. При серійному виготовленні стандартних елементів на заводах ці недоліки варто розглядати як особливості ґратчастих конструкцій з коротких стрижнів.
Коли були знайдені раціональні рішення схем, вузлів і з'явилися методи розрахунку на ЕОМ складних багаторазово статично невизначених конструкцій, ґратчасті просторові покриття одержали бурхливий розвиток у світовій будівельній практиці і серед прогресивних конструкцій сприяли появі різних просторових систем, що характеризуються багатим різноманіттям форм. У цілому всі ґратчасті просторові конструкції можна розділити на дві основні групи: перехресно-стрижневі конструкції і сітчасті оболонки.
Перехресно-стрижневими називаються просторові конструкції, що складаються зі зв'язаних між собою у вузлах перетинання балок або ферм, що працюють на вигин у двох або більш напрямках. Різні типи перехресно-стрижневих конструкцій утворяться перетинанням плоских ферм у двох, трьох або навіть чотирьох напрямках. Оскільки в цілому конструкції покриття виявляються плоскими у виді просторових стрижневих плит, то надалі скорочено будемо називати їх плитами. Похилі ферми при взаємному перетинанні утворять на площинах верхніх і нижніх поясів плит сітки з квадратним осередком. У плані осередку поясів виявляються зміщеними одна щодо іншої. Такі плити являють собою конструкції, утворені як би з багаторазово повторюваних стрижневих пірамід із квадратною основою.
3.3.2 Конструкційна характеристика плит
Типи стрижневих плит дозволяють компонувати покриття будь-якої форми в плані, у даному випадку вибираємо квадратний обрис. Основною умовою при призначенні форми плити є забезпечення просторової роботи конструкції покриття, тобто сприйняття нею розрахункових зусиль у двох або трьох напрямках. Тільки при такому підході до застосування стрижневих плит покриття буде легким і економічним.
Найбільш раціональним профілем для стрижнів плит є труба круглого перетину. За умови однакової гнучкості стиснутого перетину застосування круглої труби дозволяє заощаджувати метал до 15% у порівнянні з парою рівнобоких куточків, з'єднаних між собою прокладками за аналогією з конструкцією стрижнів легких кроквяних ферм.
3.3.3 Розрахунок структури оболонки
1) Приймаємо переріз для елементів структури: труба діаметром 114 на 5 мм, розмір чарунки – 2м.
Розрахунок проводиться тільки на снігове навантаження оскільки вітрове за абсолютним значенням менше снігового (СНіП 2.01.07-85 “Нагрузки и воздействия”) і направлене в протилежний бік.
Снігове навантаження: S = S0·μ·γf ,
де S0 = 70 кгс/м2 (для м. Києва); μ = 1 (СНіП 2.01.07-85); γf = 1,6 (зважаючи на незначну вагу конструкцій).
S = 70 кгс/м2·1·1,6 = 112 кгс/м2.
На квадраті зі стороною 2 м знаходяться чотири стержні (довжиною 1м) верхнього шару структури, на які передається снігове навантаження. Тобто погонне навантаження на стержень верхнього шару структури:
З огляду на симетрію розраховується частина конструкції (половина);
Розрахункова схема приведена на рис. 3.1, рис.3.2;
Фрагмент з характеристикам перерізу стержня та з навантаженнями на рис.3.3;
Вертикальні переміщення вузлів скінченно-елементної схеми;
найбільший прогин Z =102 м;
відносний прогин:
Епюра поздовжніх зусиль верхнього шару структури – на рис.3.4;
найбільше зусилля N = - 28,8 тс;
найбільше напруження
Епюра поздовжніх зусиль у розкосах структури – на рис.3.5;
найбільше зусилля N = 27,9 тс;
найбільше напруження
Епюри поздовжніх зусиль в стержнях нижнього шару структури – на рис.3.6;
найбільше зусилля N = 24,5 тс;
найбільше напруження
Рис. 3.1. Розрахункова схема оболонки
Рис. 3.2. Розрахункова схема
Рис. 3.3. Фрагмент з характеристикам перерізу стержня та з навантаженнями
Рис. 3.4. Епюра поздовжніх зусиль верхнього шару структури
Рис.3.5. Епюра поздовжніх зусиль у розкосах структури
Рис.3.6. Епюри поздовжніх зусиль в стержнях нижнього шару структури
3.4 Розрахунок будівлі в ПК Мономах
Результати розрахунку будівлі в ПК Мономах 4.0 приведено в додатку А. Результати розрахунку ПК Мономах КОЛОНА приведено в додатку Б.
4. ТЕХНІЧНА ЕКСПЛУАТАЦІЯ
Повинні бути забезпечені чотири головні групи якостей запроектованого будинку:
функціональна – будинок повинний щонайкраще відповідати своєму призначенню, а тому періодично необхідно робити перепланування, модернізацію і реконструкцію;
технічна – будинок повинний успішно протистояти зовнішнім і внутрішнім впливам, бути ремонтопридатним; тому необхідно стежити за технічним станом конструкцій, робити захист, посилення, а при необхідності – заміну;
архітектурна – будинок повинний щонайкраще відповідати положенню в забудові як об'єкт огляду його людьми, тому зовнішній його вид повинний бути завжди в відмінному, відповідному призначенню, розташуванню в забудові і т.п.;
економічна – зведення й експлуатація будинку повинні здійснюватися з мінімальними витратами сил і засобів.
Запроектований будинок, відповідно до визначальних експлуатаційних вимог: