15
Рис. 1.2 – Схема конструкции ограждающей конструкции
1.Керамзитобетон на керамзитовом песке(p=500 кг/м.куб), толщина
δ
1
=0.4м, коэффициент теплопроводности λ
А1
=0.17Вт/(м°С)
Условное сопротивление теплопередаче R
0
усл
, (м
2
°С/Вт) определим по
формуле E.6 СП 50.13330.2012:
R
0
усл
=1/α
int
+δ
n
/λ
n
+1/α
ext
,
где α
int
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности
ограждающих конструкций, Вт/(м
2
°С), принимаемый по таблице 4 СП
50.13330.2012,
α
int
=8.7 Вт/(м
2
°С),
α
ext
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей
конструкций для условий холодного периода, принимаемый по таблице 6 СП
50.13330.2012 ,
α
ext
=23 Вт/(м
2
°С) -согласно п.1 таблицы 6 СП 50.13330.2012 для
наружных стен.
R
0
усл
=1/8.7+0.4/0.17+1/23,
R
0
усл
=2.51м
2
°С/Вт,
Приведенное сопротивление теплопередаче R
0
пр
, (м
2
°С/Вт) определим
по формуле 11 СП 23-101-2004:
16
R
0
пр
=R
0
усл
·r.
r-коэффициент теплотехнической однородности ограждающей
конструкции, учитывающий влияние стыков, откосов проемов, обрамляющих
ребер, гибких связей и других теплопроводных включений
r=0.92,
Тогда
R
0
пр
=2.51·0.92=2.31м
2
·°С/Вт.
Вывод: величина приведённого сопротивления теплопередаче R
0
пр
больше требуемого R
0
норм
(2.31>2.2) следовательно представленная
ограждающая конструкция соответствует требованиям по теплопередаче.
Расчет распределения парциального давления водяного пара по
толще конструкция ограждения и определение возможности
образования конденсата в толще ограждения(расчет точки росы)
Для проверки конструкции на наличие зоны конденсации внутри
конструкции ограждения определяем сопротивление паропроницанию
ограждения Rn по формуле (8.9) СП 50.13330.2012(здесь и далее
сопротивлением влагообмену у внутренней и наружной поверхностях
пренебрегаем).
Rn=0.4/0.3=1.33 м
2
·ч·Па/мг.
Определяем парциальное давление водяного пара внутри и снаружи
конструкции ограждения по формуле(8.З) и (8.8) СП 50.13330.2012
t
в
=20°С; φ
в
=55%;
e
в
=(55/100)×2338=1286Па;
t
н
=-16.2°С,
где t
н
-средняя месячная температура наиболее холодного месяца в году
принимаемая по таблице 5.1 СП 131.13330.2012.
φ
н
=79%;
где φ
н
-cредняя месячная относительная влажность воздуха наиболее
холодного месяца, принимаемая по таблице 3.1 СП 131.13330.2012.
17
e
н
=(79/100)×1,84·10
11
exp(-5330/(273+(-16.2))=141Па,
Определяем температуры t
i
на границах слоев по формуле (8.10)
СП50.13330.2012, нумеруя от внутренней поверхности к наружной, и по этим
температурам - максимальное парциальное давление водяного пара Е
i
по
формуле (8.8) СП 50.13330.2012:
t
1
=20-(20-(-16.2))·(0.115)·0.92/2.31=18.3°С;
e
в1
=1,84·10
11
exp(-5330/(273+(18.3))=2082Па,
t
2
=20-(20-(-16.2))·(0.115+2.16)·0.92/2.31=-15.65°С;
e
в2
=1,84·10
11
exp(-5330/(273+(-15.65))=186Па,
Рассчитаем действительные парциальные давления e
i
водяного пара на
границах слоев по формуле
e
i
= e
в
-(е
в
-е
н
)∑R/R
n
.
где ∑R - сумма сопротивлений паропроницанию слоев, считая от
внутренней поверхности. В результате расчета получим следующие значения:
e
1
=1286Па, e
2
=141Па.
Рис. 1.3 – Схема распределение парциального давления
– – – – распределение действительного парциального давления водяного
пара e
–––––– распределение максимального парциального давления водяного
пара Е
18
Вывод: Кривые распределения действительного и максимального
парциального давления не пересекаются. Выпадение конденсата в
конструкции ограждения невозможно.
1.6. Расчет фундамента.
Таблица 1.1. Оценка инженерно-геологических условий строительной
площадки.
№
сло
я
Грунт
Коэф.
пористости
1=ρ
3
(1+W)-
1
Степень
влажности
ρ=p
s
w/ еρ w
Число
пластично
сти
Yp= Wr-
Wp
Консистен
ция
Уα= W-
Wp/ /Wr-
Wp
Выводы
ρ
1
Почвенно-
растительн
ый слой
-
-
-
-
Слой не
пригоден в
качестве
естественно
го
основания
под
фундамент
ы
2
Песок
пылеватый
(2,64*(1+0,
25)-
1)/1,84=0,79
0,25*2,64/0,79
*1=
=0,84
-
-
Песок
пылеватый,
средней
плотности,
насыщен
водой
может
служить
естественн
ым
основанием
Ro=0.1
МПа
3
Суглинок
2,71*(1+0.3
1)/
/1,92-1=0,84
0,31*2,71/0,99
*1=
=0,85
0,35-
0,2=0,15
(0,31-
0,2)/(0,35-
-0,2) =0,73
Суглинок
(0.07<Ур<0.
17)
полутверды
й
Rо=0.24МП
а
4
Глина
2,74*(1+0,3
5)/
/1,9 -1=0,94
0,39*2,74/0,49
*1=
=0,96
0,4-
0,22=0,18
(0,35-
0,22)/(0,4-
0,22) =0,72
Глина (Ур
>0.17)
полутверда
19
я
Rо=0.59МП
а
Рис. 1.4 – Геологический разрез участка
Определение глубины заложения фундамента.
Глубину заложения фундамента определяем с учетом следующих
условий:
1. Конструктивных - здание без подвала, для промышленного здания
высота фундамента под колонну должна быть не менее 1,5 м;
- глубина промерзания грунта 1,8м; расчетная глубина промерзания
грунта равна d
f
= R
n
d
fn
;
где R
n
= 0.6 принято с учетом среднесуточной температуры внутри
проектируемого цеха;
d
fn
= 1.8м нормативная глубина промерзания;
d
f
= 0,6*1,8=1.08м,
20
Вывод: глубина заложения фундамента должна быть не менее расчетной
глубины сезонного промерзания, т.е. не менее 0,54 м.
2. Из гидрологических условий.
Уровень грунтовых вод находится на отметке 4,9м. и не влияет на
глубину заложения фундамента
3. Геологических условий и конструктивных особенностей здания.
Рис. 1.5 – Отметки углов здания
Перепад высот: Δh = 152,50-152,25= 0,10 м,
d
min
= 1.95-0.10=1.85м,
Принимаем глубину заложения фундамента d = 1.95м.
Сбор нагрузок.
Таблица 1.2. Нагрузки на фундамент
№
п/п
Наименование
нагрузки
W=1,1-1,6
n=1
M
1
,
кНм
N
1
, кН
Q, кН
М
1
,
кНм
N
1
, кН
Q, кН
1
2
3
4
5
6
7
8
1
Постоянная
-50,3
402,3
-0,3
-45,7
365,8
-0,2
2
Снеговая
-40,1
105,8
-0,2
-2,87
75,6
-0,1
3
Крановая вертикал.
126,4
811,8
-12,5
100,3
676,5
-10,4
4
Крановая
горизонтал.
±27,3
0,00
±3,01
±24,7
0,00
±2,5
21
5
Ветер справа
-
172,7
0,00
-34,5
-143,9
0,00
-28,7
6
Ветер слева
230,2
0,00
46,0
191,9
0,00
38,3
Нагрузка от части стены, которая передаются непосредственно на
фундаменты:
У=1,2*60*0,708+6,0*6,0*0,04+1,2=77,3 кН,
Эксцентриситет приложения этой нагрузки,
L= 130/2+ 25/2=0.78 м .
Изгибающий момент относительно геометрической оси фундамента:
M
1
=-77,3*0,78= -60,29 кНм,
Составляем комбинации нагрузок.
1. Комбинация: (N
max
, М
соотв
., Q
соотв.)
;
N
max
= 365,8 + 77,3 +75,6 +676,5 * 0,85 =1093,7 кН;
М
соотв
=-45,7 - 60,29 - 27,8 + 100,3 * 0,85 + 247,7 * 0,85 = 162,2 кНм;
Q
соотв
. = -0,2 - 0,1 - 0,85 * 10,4 + 0,85 * 25 = 12,11 кНм;
2. Комбинация : (N
соотв
., M
max.(-),
Q
соотв.)
;
N
соотв
. = 365.8 + 75.6 + 77.3 + 676.5 * 0.9 * 0.85 = 1036.2 кН;
М
mах(-)
=-45,7 - 28,7 - 60,29 + 0,9*0,85 (100,3 - 247,7) - 0,9 * 143,9 = -376,8
кНм;
Q
соотв
= -0,2 -0.1 -10,4 * 0,9 * 0,85 - 25 * 0,9 * 0,85 +38,3 * 0,9 =7,11 кН;
3. Комбинация: (N
соотв
,M
max.(+)
,Q
соотв
);
N
соотв
=365.8 + 77.3 +676.5 =1119.6 кН;
M
max.(+)
= -45,7 + 100,3 + 247,7 - 60,29 + 191,9 = 433,9 кНм ;
Q
соотв
= -0,2 -10,4 +25 + 38,3 = 57,7 кН.
Определение расчетных сопротивлений грунта.
R = J
c1
J
c2
( M
j
R
BJ11
+ M
g
d
1
J
11
+ (Mg-1) d
b
J
11
+М
с
С
11
) / k;
Где J
C1
= 1,1 ; Jc
2
= 1; J
11
= 18;
k=l; M
j
= 0.72; C
11
= 1;
22
b = 2.7; J
11
= 19.11; М
с
=6.45
M
g
= 3.85; d
1
= 1.56;
R=1.1*1(0.72*1*2.7*19.1+3.87*1.56*18+6.45*1)= 166.7 кПа .
Назначаем размеры сторон фундаментов:
В = 2.7 м, l = 3.9 м.
Вычисляем силу тяжести фундамента:
Р
ср.
= (1093,7 + 231,6) /10,5 = 126,2 кПа;
Р
ср.
= 126,2 кПа < 166.7 кПа.
Находим суммарный момент
М
с
= 161,2 + 12,11*2 = 185,4 кНм;
Эксцентриситет равнодействующей всех сил:
L = 185.4/(1093.7 + 231.6 ) = 0.14<3.9/6 = 0.65 м;
То есть расчетная эпюра давления имеет вид трапеции.
Определяем величину краевых давлений:
P
max
=
9,3
)14,0*61(
*
5,10
6,2317,1093
153.9 кПа < 1.2*166.7 = 200 кПа,
P
min
=
9,3
)14,0*61(
*
5,10
6,2317,1093
98.4 кПа P
min
> 0 ,
Произведем проверку краевых давлений по -2- комбинации нагрузок :
Mc = 433,9 + 52,7 * 2 = 539,3 кНм;
L=539.3 /(1093.7 + 231.6) = 0.4 < 3.9/6 = 0.65 м;
P max =
9,3
)14,0*61(
*
5,10
6,2317,1093
193,9 кПа< 200 кПа;
Pmin=
9,3
)27,0*61(
*
5,10
6,2317,1093
73,2 кПа Pmin>0;
Окончательно принимаем фундамент с размерами в плане 3,9 х 2,7 м.
23
Рис. 1.6 – Общий вид фундамента
Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования.
Бытовые давления (от собственного веса грунта), определяем на
границах каждого слоя и на уровне подошвы фундамента. Точки суммируем
по порядку: сверху вниз Ggo =0
Gg
1
= 17,6*0,4=7,04 кПа;
Gg
2
= 7,04 + 18,4 * 1,16 = 32,8 кПа;
Gg
3
= 32,8 = (4,35-1,8)*18,4/1 = 79,72 кПа – Ур,гр.вод;
Gg
4
= 79,72 + 18,4* 1,75 = 111,92 кПа;
Gg
5
= 111,92 + (4,35-0,2)*5,5 /1 = 134,75 кПа;
Дополнительное давление в грунте.
Дополнительное давление в грунте на глубине Z ниже
подошвы фундамента:
P
g
= Р
ср
. - P
бср
. = 126,2 - 32,8= 93,4 кПа;
G'
p
= α * P
g
= α *(Р
ср
- P
бср
) - 93,4 α;
m = 2*z/b;
Z= 0.4* b - 0.4 *2.7 = 1.08;
п= 1/b = 3.9/2.7= 1.4;
Таблица 1.3. Расчет дополнительного давления
24
Z
m=2*z/b
d, при
l/b=1,4
G
p, кПа
G
cp
, кПа
в слое
E,кПа
S, м
1
2
3
4
5
6
7
0
0
1
93,4
86,3
10000
0,0074
1,08
0,8
0,848
79,2
64,5
10000
0,0056
2,16
1,6
0,532
49,4
64,5
10000
0,0035
4,32
2,64
0,328
30,4
40,1
10000
0,0019
8,64
3,2
0,210
19,6
25
10000
0,0016
n
i
iii
EhPS
1
/
Осадка слоев:
S
1
= 86.3 * 0.8* 1.08/10000= 0.007м;
S
2
= 64,5 * 0,8* 1,08/10000 = 0,0056 м;
S
3
= 40,1 *0,8* 1,08/10000 = 0,0035 м;
S
4
= 25 * 0,8* 1,08/11000 = 0,0019 м;
S
5
= 16,6 * 0,8*1,08/9000 = 0,0016 м ;
Полная осадка S = Σ S
i
=2.07= 0.0207 м;
0,0207 < 0.08 м.
Полученная величина осадки меньше средней величины осадки
фундамента склада h
cp
= 0,08 м, следовательно, расчетное давление R может
быть повышено в 1,2 раза т.к. S
i
= 2.07 мм = 0,0207м <0.05 S
np
= 0,04 м.