issn_1993-5552_2008_10-2_65

1Архитектурно-строительный раздел

1.1Объемно-планировочные решения

Запроектированное сооружение представляет собой оздоровительный комплекс SPA салон. При комплексе имеются стационарные трибуны для зрителей на 800 мест. Расположение сидений для зрителей обеспечивает удобное просматривание спортивной площадки. В плане сооружение имеет размеры 100х100 м.

Оздоровительный комплекс SPA салон запроектирован преимущественно для оздоровления и отдыха людей.

Сооружение состоит из четырех одинаковых блоков разделенных между собой сейсмическими швами шириной 1 метр. По наружной стене предусмотрены окна витражного типа (на 1-ом и 2-ом этажах) шириной 4 м.

Сооружение оздоровительный комплекс SPA салон имеет три этажа: подвал (технический этаж); 1-ый этаж; 2-ой этаж. Подвал имеет высоту 2,7 м, 1-ый этаж – 4,8м, 2-ой этаж – 3,3 м. В плане сооружение имеет вид круга. Для придания архитектурной выразительности в конструкции покрытия предусмотрены фермы необходимой формы, несущие нагрузку исключительно от действия конструкции кровли, снега. Плиты перекрытия и покрытия выполнены монолитными толщиной 100 мм. Перекрытие является многопролетным опирающимся на второстепенные балки расположенные с шагом 2 м.

На первом этаже имеется четыре входа (с четырех сторон) во внутреннее помещение стадиона и восемь входов-выходов к трибунам. Данное количество входов и выходов обеспечивают нормальную проходимость зрителей и персонала во время соревнований.

В сооружении имеются помещения для административно-служебного персонала, помещения для обслуживания зрителей и помещения для проведения учебно-тренировочных занятий. При стадионе имеются спортивные залы для проведения тренировочных занятий по настольному теннису, тренажерный зал и зал танцевального клуба (или шейпинга).

1.2 Конструктивные решения

Несущий каркас сооружения, а также навес над трибуной выполнены из металлических конструкций. Металлические конструкции наиболее полно отвечают требованиям надежности, прочности и устойчивости в сооружении данного типа. Колонны выполнены из прокатного двутавра 40К1 и 30К1 по СТО АСЧМ 20-93. Главные балки (расположенные в плоскости расчетной рамы) и второстепенные балки также выполнены из прокатного двутавра по СТО АСЧМ 20-93 (60Б1, 50Б1 и 30Б1). Фермы

8

покрытия и навеса выполнены из парных неравнополочных уголков по ГОСТ. Применены сечения 80х50х5 и 65х50х5. Жесткая ванта (на которую подвешена ферма навеса) выполнена и прямоугольного гнутого замкнутого сварного профиля 180х180х5. Конструкция кровли опирается на прогоны, выполненные из швеллеров.

Фундаменты – это часть здания, расположенная ниже отметки дневной поверхности грунта. Их назначение – передать все нагрузки от здания на грунт основания. В случаях, когда под зданием устраивают подвалы, фундаменты выполняют роль ограждающих конструкций подвальных помещений. Долговечность, надежность, прочность и устойчивость здания во многом зависят от качества фундаментов. В проекте фундаменты применены столбчатые под колонны.

Наружные и внутренние стены выполнены из теплоблоков производства ТОО «Конкрит продактс». Теплоблок представляет собой искусственный камень из компонентов песка, воды, извести и цемента. Как показывает опыт, стоимость и трудоемкость стен из теплоблоков ниже, чем у традиционного материала – глиняного кирпича. Наружные стены имеют толщину 300 мм, внутренние 200 мм, 150 мм и 100мм. Применены теплоблоки Б-3 (размер 60х300х250), Б-1 (600х100х250), Б-1,5 (600х150х250), Б-2 (600х200х250).

Верхний слой конструкции полов в холле, столовой (вместе с кухней), санитарных узлах, медицинских помещениях и коридорах выполнены из керамической плитки. В помещениях для отдыха, административнослужебного персонала верхний слой полов выполнен из линолеума. В тренажерном зале предусмотрено специальное покрытие для спортивных залов.

Перекрытия – это внутренние горизонтальные ограждающие конструкции здания, членящие его по высоте на этажи. Их назначение – воспринять и передать на стены или колонны постоянные и временные нагрузки от людей, мебели и оборудования, а также изолировать помещения (расположенные на разных уровнях) друг от друга и от влияния внешней среды. Эти функции и определяют их прочностные, а также тепло -, влаго -, газо- и звукоизолирующие качества. В данном проекте перекрытие также имеет функцию связи, в виде горизонтальной диафрагмы жесткости обеспечивающей повышенную жесткость сооружения.

Двери внутренних помещений применены деревянные. Наружные выполнены из металлопластика.

Наружные витражные окна выполнены из конструкций фирмы «Reynaers». Системы данной фирмы соответствуют современным требованиям по тепло- и звукоизоляции, безопасности и эстетичности. Перильные ограждения в сооружении также выполнены из конструкций данной фирмы.

9

Лестницы предназначены для сообщения между помещениями, расположенными на разных уровнях (этажах), а также для осуществления аварийной эвакуации из здания людей и имущества и облегчения работы пожарных команд. Лестницы представляют собой несущие конструкции, состоящие из чередующихся наклонных ступенчатых элементов – маршей и горизонтальных плоскостных элементов – лестничных площадок. Для безопасности движения лестницы оборудуют вертикальными ограждениями. Лестницы размещают в специально выделенных помещениях, называемых лестничными клетками. Лестничные клетки приняты с естественным освещением через окна в наружных стенах.

Покрытие навеса над трибуной выполнено из светопрозрачных профилированных пластиковых листов «Ондекс». «Ондекс» выполнен в виде профилированных листов и предназначен для использования в качестве кровельного и фасадного материала. Пластик «Ондекс» гарантированно выдерживает высокие нагрузки и неблагоприятные условия эксплуатации в течении долгих лет. Преимуществами пластика являются высокая прочность, долговечность, стойкость к ультрафиолету (пластик не желтеет и не «стареет» под солнцем), легкость, большое разнообразие цвета листов и форм профиля, простота монтажа, безопасность (пластик не поддерживает горение, экологически безвреден), высокая прозрачность, химическая стойкость.

1.3 Общие требования к конструкциям

Протекающие в элементах здания процессы, неблагоприятно сказывающиеся на выполнении ими установленных функций, должны быть предельно ограничены. Этого достигают подбором соответствующих материалов, определенных размеров и форм конструктивных элементов, обеспечением надлежащей связи их между собой.

Все предельные значения неблагоприятных последствий – прогибов, осадок, раскрытия трещин, выколов, истирания и др., а также количественные значения тепло -, звуко - и виброизоляционных качеств устанавливаются соответствующими официальными нормативными документами (СНиП РК 5.04-23-2002 Стальные конструкции), ведомственными указаниями и инструкциями, а также требованиями, определенными заданием на проектирование. Предельно допустимые значения деформации или снижения эксплуатационных качеств определяют с учетом установленного класса здания, функционального назначения элемента, вероятности повторения возникающих явлений и процессов и ряда других факторов.

Запроектированные с учетом указанных условий конструкции должны быть не только красивы, надежны, долговечны, но и экономичны в строительстве и эксплуатации. Это значит, что их нужно возводить высокоиндустриальными методами с меньшей зависимостью от

10

складывающихся внешних условий, они должны обеспечивать снижение массы и общей стоимости объектов строительства.

В связи с этим нормативно-техническими материалами определен комплекс требований, которым должна удовлетворять проектируемая конструкция и которые проектировщик должен знать и соблюдать. К ним относятся: прочность и устойчивость; изолирующая способность; долговечность; огнестойкость; удобство эксплуатации; архитектурная выразительность; технологичность; экономическая целесообразность.

Прочность и устойчивость конструкции обеспечивают проведением необходимых расчетов по действующим нормам и инструкциям на проектирование железобетонных, каменных, стальных, деревянных и других конструкций.

Изолирующая способность ограждающих конструкций определяется их функциональным назначением и достигается приданием им таких тепло -, влаго -, и звукоизоляционных качеств, паро- и воздухопроницаемости, а также светотехнических качеств, которые обеспечат создание в помещениях требуемого комфорта.

Параметры этих качеств регламентируют соответствующие главы СНиП РК 5.04-23-2002 Стальные конструкции

Долговечность конструкции определяет срок ее службы без потери эксплуатационных качеств. Она обеспечивается применением материалов, обладающих необходимой устойчивостью к различного вида воздействиям. Долговечность определяют в зависимости от установленного для данного здания класса капитальности.

Огнестойкость конструкции характеризуют способностью ее сопротивляться действию огня. Требуемые пределы огнестойкости и группа возгораемости конструкции принимают в зависимости от установленной для заданного здания степени огнестойкости по соответствующей главе СНиП РК 2.02-05-2009 Пожарная безопасность зданий и сооружений .

Удобство эксплуатации определяют условиями, обеспечивающими повседневное эффективное использование проектируемого элемента по его функциональному назначению, а также возможностью доступа ко всем ответственным местам для систематической уборки, осмотра, а при необходимости и проведения профилактических работ.

Архитектурную выразительность конструкций достигают приданием им благоприятного внешнего облика, подчиненного общему художественному замыслу в целом. Это относится к тем конструктивным элементам, которые постоянно находятся на виду и являются составной частью зданий, посещаемых большим числом людей. Технологичность конструктивного элемента характеризует возможность осуществления его высокоиндустриальными методами, не зависящими от природноклиматических условий.

11

Экономическая целесообразность того или иного элемента здания, в конечном счете, определяется размером требующихся для его осуществления приведенных затрат. Пренебрежение эксплуатационными показателями в ряде случаев может привести к неоправданной затрате средств в течение всего периода эксплуатации объекта, в несколько раз превысить кажущуюся экономию в единовременных затратах, получаемую от неоправданного облегчения и упрощения конструкции.

Четкое деление конструкций зданий на несущие и ограждающие позволяет для каждой из них применять материалы, наиболее соответствующие назначению: прочные и жесткие – для несущих, влаго-, тепло- и звукоизоляционные – для ограждающих. Эффективное использование свойств материалов позволяет сократить их затраты – особенно бетона и цемента и в результате резко снизить массу здания.

1.4 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Район строительства: город Алматы. Характер ограждениянаружная стена. Материал: теплоблок Б-3 600 300 250, = 500 кг/м3.

Стена обшивается с двух сторон гипсокартонном толщиной 10 мм. Расчетные зимние температуры наружного воздуха:

-температура самой холодной пятидневки tн5 = - 25 ОС

-температура самых холодных суток tн1с = - 30 ОС

-температура внутреннего воздуха – средневзвешенная tв = 20 ОС Теплопроводность материала:

- расчетный коэффициент теплопроводности (СНиП РК 2.04-03- 2002. Строительная теплотехника, Приложение 3)

Теплоблок - 1 = 0,22 Вт/м3 оС, 1 = 0,3 м

Штукатурка - 2,3 = 0,76 Вт/м3 оС, 2,3 = 0,02 м Общее термическое сопротивление ограждающих конструкций:

R0 = RB + RK + RH = 0,115 + 1,22 + 0,043 = 1,378 (м2 оС/Вт) (1.5)

- сопротивление тепловосприятию RB: RB = 1 / в= 1 / 8,7 =0,115 м2 оС/Вт

где в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций (табл.4 СНиП РК 2.04-03-2002. Строительная теплотехника ).

- сопротивление теплоотдаче RH:

RH = 1/ н = 1 / 23 = 0,043 м2 оС/Вт

где н - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций;

RВП - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки между сухой штукатуркой и кирпичной стеной.

Тепловая инерция D ограждающих конструкций:

12

= R1S1 + R2S2 + R3S3 = 0.0638 10.12 + 0.962 10.12 + 0.0638 10.12 = 11.027

где S1, S2, S3 – расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающих конструкций (Вт/ м2 оС), (приложение 3*

СНиП РК 2.04-03-2002. Строительная теплотехника)

R1, R2, R3 , - термическое сопротивление отдельных слоев ограждающих конструкций (м2 оС/Вт).

Так как D = 11,027 – рассчитываемая стена относится к массивным ограждениям с D 7 .

Для массивных ограждений с D = 11,027 инерционностью, расчетная зимняя температура наружного воздуха составляет: tH = tH5c = 25 0С

Требуемое сопротивление теплоотдаче R0тр , (м2 оС/Вт), ограждающих конструкций:

R0тр = n(tB – tH) / tH в = 1 (18 + 25) / 4 8.7 = 1.24 м2 оС/Вт,

где n = 1 – коэффициент положения ограждения к наружному воздуху

(табл.3)

tB = 18 0С - расчетная температура внутреннего воздуха (ГОСТ

12.1.005-96).

tH – нормативный температурный перепад между внутренним воздухом и внутренней поверхностью ограждения.

Проверяем условие: R0 = 1,378 R0тр К = 1,24 1,1 = 1,36 где К = 1,1 – повышающий коэффициент.1,378 1,36

Вывод: Следовательно, толщина стены удовлетворяет климатическим условиям города Атырау.

1.5 Отопление и вентиляция

Отопление, вентиляцию, кондиционирование воздуха и аварийную противодымную вентиляцию общественных зданий следует проектировать в соответствии со СНиП РК 4.02-42-2006 Отопление, вентиляция и кондиционирование .

Схему распределения воздуха в помещениях общественных зданий надлежит принимать на основании расчета различных способов воздухораспределения. В помещениях общественных зданий следует применять воздухораспределители изменяющие аэродинамические и тепловые характеристики приточных струй, а также радиус обслуживаемой зоны при изменении количества и температуры приточного воздуха.

В спортивных и физкультурно-оздоровительных сооружениях подвижность воздуха в зонах нахождения занимающихся не должна превышать, м/с:

0,3 - в залах для настольного тенниса, шейпинга. 0,5 – в тренажерном зале.

13

1.6Водоснабжение и канализация

Вобщественных зданиях следует предусматривать хозяйственнопитьевое, противопожарное и горячее водоснабжение, канализацию и

водостоки, которые необходимо проектировать в соответствии со СНиП РК 4.01-02-2009 Водоснабжение .

Качество холодной и горячей воды, подаваемой на хозяйственнопитьевые нужды, должно соответствовать ГОСТ 2874-92*. Качество воды, подаваемой на производственные нужды, определяется технологическими требованиями.

Температуру горячей воды в местах водоразбора следует предусматривать:

а) не ниже 60 С - для систем централизованного горячего водоснабжения, присоединяемых к открытым системам теплоснабжения;

б) не ниже 50 С - для систем централизованного горячего водоснабжения, присоединяемых «закрытым системам теплоснабжения;

в) не выше 75 С - для всех систем, указанных в подпунктах «а» и

«б».

Системы внутреннего водопровода (хозяйственно-питьевого, производственного, противопожарного) включают: вводы в здания, водомерные узлы, разводящую сеть, стояки, подводки к санитарным приборам и технологическим установкам, водоразборную, смесительную, запорную и регулирующую арматуру. В зависимости от местных условий и технологии производства в систему внутреннего водопровода надлежит включать насосные установки и запасные и регулирующие емкости, присоединенные к системе внутреннего водопровода.

Выбор системы внутреннего водопровода следует производить в зависимости от технико-экономической целесообразности, санитарногигиенических и противопожарных требований, а также с учетом принятой системы наружного водопровода и требований технологии производства.

Соединение сетей хозяйственно-питьевого водопровода с сетями водопроводов, подающих воду непитьевого качества, не допускается.

В зависимости от режима и объема потребления горячей воды на хозяйственно-питьевые нужды зданий и сооружений различного назначения следует предусматривать системы централизованного водоснабжения или местные водонагреватели.

2Расчетно-конструктивный раздел

Вданном проекте для статического и динамического расчета используется трехэтажная двух пролетная рама с подвешенной фермой (навес). Заделка колонн в основании фундаментов в плоскости параллельной плоскости расположения принятой рамы - жесткая, в

14

плоскости перпендикулярной плоскости расположения рамы – шарнирная. Конструкция фермы имеет шарнирное закрепление с колонной и подвешена с помощью жесткой ванты к этой же колонне. Междуэтажные продольные балки имеют жесткое закрепление с колоннами.

Железобетонная монолитная плита опирается на второстепенные балки расположенные с шагом 2 м и на главную балку. Толщина данной плиты 100 мм.

Навес (ферма) имеет вылет 24,2 м и сконструирована из квадратных труб. В конструкции покрытия имеются вертикальные (в виде ферм) и горизонтальные (в виде крестов) связи, что учтено при сборе нагрузок на раму.

Конструкция трибуны разделена от основного сооружения деформационным швом и поэтому не влияет на результаты расчета.

Схемы рамы с обозначением номеров элементов и типов жесткостей приведены на рис. 2.1. и рис. 2.2. В таблице 2.1. приведены принятые типы жесткостей.

Сбор действующих на раму нагрузок приведен в таблице 2.1. При расчете рамы в программном комплексе «Лира» учтены нагрузки от собственного веса элементов конструкции рамы, а также от собственного веса вертикальных и горизонтальных связей по покрытию.

2.1Статический расчет каркаса

Вдипломном проекте по заданию руководителя выполнен статический расчет каркаса.

Подготовка исходных данных осуществлялась в графоаналитическом виде программой Лuр-ВИЗОР, входящей в ВК Лuра-Wiпdоws, с последующей генерацией файла для расчета, что практически исключило возможность появления случайных ошибок.

15

Вкачестве расчетной выбрана пространственная схема работы здания, в деформации которой, учтены все компоненты интеграла Мора. Такая схема наиболее приближена по работе к реальной, так как достоверность расчетных реакций конструкции (перемещения, усилия, напряжения) существенно зависит от точности определяемых форм собственных колебаний, а значит и от корректности составления динамической конечно-элементной модели объекта проектирования.

Врезультате обеспечивается максимальная точность расчета динамических характеристик (здесь частоты и сопутствующие им формы собственных колебаний) конструкции, упрощена подготовка исходных данных

иустранен произвол в назначении масс для узлов конструкции за счет их автоматизированного сбора и размещения по узлам пространственной расчетной схемы в том числе и по месту приложения сосредоточенных нагрузок. Для каждого узла обладающего инерцией определены инерционные (пульсационные ) силы вдоль осей Х, У и Z правой декартовой системы координат. Исходя из выше изложенного становится ясным, что перераспределение усилий, связанное с поворотом здания в плане в случае несовпадения центра жесткости и центра масс, учитывается программой автоматически.

Результаты расчета проанализированы в графоаналитическом виде на экране дисплея компьютера с помощью ЛирВИЗОР.

По полученным, в результате расчета РСУ, при помощи программы ЛирАРМ, входящей в ВК Лuра-Wiпdоws, произведен подбор арматуры в железобетонных сечениях.

Исходные данные для расчета район строительства – г. Алматы;

нормативная ветровая нагрузка – 38 кг/м2 (III район, СНиП 2.01.07-

85*, табл.5);

нормативная снеговая нагрузка – 70 кг/м2 (II район, СНиП 2.01.07-

85*, табл.4);

сейсмичность района – 9 баллов; категория грунтов по сейсмическим свойствам – вторая.

Статический расчет каркаса здания выполнен в программном комплексе «Лира 9.6». Сформирована расчетная схема в системе «ЛирВИЗОР», назначены жескостные характеристики, связи, нагрузки.

Создано 6 загружений:

1.собственные вес несущих конструкций;

2.постоянная нагрузка от конструкций пола, перегородок;

3.временно-длительная полезная нагрузка;

4.кратковременная нагрузка

5.снгеговая;

6.сейсмика по X.

16

В результате произведенного расчета были получены данные для дальнейшего анализа и проектирования:

эпюры усилий; мозаики напряжений; перемещения узлов; таблица РСУ.

ПРОТОКОЛ РАСЧЕТА от 16/04/2015

Version: 9.6, Processor date: 15/12/2010

Computer: GenuineIntel 3.19GHz, RAM: 8156 MB

Open specifications for Multi-Processing