3. Расчетная часть.

3.1.Теплотехнический расчёт.

Географическим пунктом строительства данного проекта является г. Косто-

мукша. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций выполняется в соответствии с требованиями СНиП II-3-79* “Строительная теплотехника”. Зона влажности :2 -нормальная. Относительная влажность внутреннего воз-

духа φ = 50-60% .Требуемое сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций исходя из санитарно-технических и комфортных условий R0TP, м² ºС/Вт определяется по формуле:

tв =18 ºС, - расчетная температура внутреннего воздуха, tот.пер.= -3,4 ºС - средняя температура и Zот.пер.=199 сут - продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 ºС по табл. СНиП 2.01.01-82, n= 1 – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отноше-

нию к наружному воздуху. tн = - 26ºС – расчетная зимняя температура наружного воздуха, ºС. ∆tн=6 – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции. α в=8,7 Вт/м²  ºС –коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций. α н=23 Вт/м² ºС – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции. Тогда: Rтр. о = 1* (18-(-26)) / 6 * 8,7 = 0,843 Сº м²  /Вт ;

Рассчитываем требуемое сопротивление по условиям энергосбережения.

Градус-сутки отопительного периода (ГСОП) определяем по формуле: ГСОП = (tв — tот.пер)* Zот.пер: где tв = 18ºС; tот.пер.= - 3,4 ºС.

Z от.пер. = 199- продолжительность отопительного периода.ГСОП = (18-

— (-3,4))•199 = 4258,6 ; Условное расчетное сопротивление панели R тр.02 по условиям энергосбережения определяем по таблице (См. Приложе-

ние) : R тр.02 =2,9 Сº м²  /Вт ; Сопротивление теплопередаче находим по формуле:;

где: R к - сопротивление теплопередаче подобранной конструкции панели, δ1 = 80мм — толщина ограждения из тяжелого бетона. λ1 = 1,6 Вт / Сº м²  — коэффициент теплопроводности тяжелого бетона. δ2 = 80мм — толщина ограждения из легкого бетона.

λ2 = 0,47 Вт / Сº м²  — коэффициент теплопроводности легкого бетона.

δ3 = х — толщина утеплителя пенополиуретана.

λ3=0,05 Вт/м² ºС — коэффициент утеплителя пенополиуретана.

Рис. 5. Стеновая панель.

Находим толщину утеплителя: R0= 1/8,7 + 0,08/1,6+

+ 0,08/0,47+ х/0,05+ 1/23 = 0,380+ х/0,05 ; Для того,

чтобы определить неизвестную толщину утепляющего слоя приравняем условное расчетное сопротивление к требуемому расчетному сопротивлению по условиям энергосбережения: R тр.02 = R 0 , тогда : 2,9= (0,380+ х/0,05) ; х = 0,05 (2,9 - 0,380) = 0,126 м. Откуда: принимаем х = 130 мм, толщина панели : 80+80+130 =290 мм; берем панель толщ. 300 мм, для данной панели будет : R' о =3,18 Сº м²  /Вт

Нужно чтобы соблюдалось условие : R' о ≥ Rтр о , у нас : 3,18 ≥ 0,843, условие удовлетворяется. Принимаем по табл. панель толщ. 300мм., что соответствует стеновой панели по ГОСТ 31310-2005 марки 3НСНж— это трехслойная панель -(бетон - пенополиуретан -бетон).

Вывод: Толщина панели и толщина утеплителя подобраны согласно требуе-

мого расчетного сопротивление с учетом энергосбережения, для данного климатического района, что соответствует нормативным требованиям.

3.2.Теплотехнический расчёт чердачного перекрытия.

Требуемое сопротивление теплопередачи R0TP, м² ºС/Вт определяется по формуле: tв =18 ºС, - расчетная температура внутреннего воздуха, ºС. n= 0,9 – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху. tн = - 26ºС – расчетная зимняя температура наружного воздуха, ºС. ∆tн= 4,0 – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции. α в=8,7 Вт/м²  ºС – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций. α н=12 Вт/м²  ºС – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции.

Тогда: Rтр о = 0,9* (18-(-26)) / 4 * 8,7 = 1,14 Сº м²  /Вт ;

Расчетное сопротивление теплопередачи Rо ограждающей конструкции покрытия определяется по формуле: Rо= Rв + Rк + Rн = 1/ αв + Rк + 1/ αн ;

где: Rк - сопротивление теплопередаче подобранной конструкции покрытия, δ1 = 100мм — толщина ограждения железобетона плиты, λ1 = 1,75 Вт / Сº м²  — коэффициент теплопроводности железобетона плиты, δ2 = 10мм — толщина ограждения из стяжки,

λ2 = 0,8 Вт / Сº м²  — коэффициент теплопроводности стяжки,

δ3 = 20 мм — толщина рубероида, 4 слоя,

λ3 = 0,17 Вт / Сº м²  — коэффициент теплопроводности рубероида,

δ4 = х — толщина утеплителя пенополистирола,

λ4=0,046 Вт/м² ºС — коэффициент утеплителя пенополистирола.

Rк = δ1/ λ1 + δ2/ λ2 + δ3/ λ3 + δ4/ λ4 = 0,1/ 1,75 + 0,01/ 0,8 +0,0 2/0,17 + х/0,046 = 0,191 + х/0,046 ;

Rо= Rв + Rк + Rн = 1/ αв + Rк + 1/ αн = 1/ 8,7 +0,191 + х/0,046 + 1/ 12 ,

Для того, чтобы определить неизвестную толщину утепляющего слоя приравняем условное расчетное сопротивление к требуемому расчетному сопротивлению по условиям энергосбережения (См. табл. Приложения): R тр.02(=3,82) = R 0 , тогда : 3,82= (0,389+ х/0,046) ; х = 0,046 (3,82 - 0,389) = 0,16 м, откуда х= 0,16 м, подбираем толщ. утеплителя = 160 мм. из керамзитового гравия, где λ4'=0,2 Вт/м² ºС — коэффициент утеплителя керамзита.

Rо=1/ 8,7 +0,191 + 0,16/0,2 + 1/ 12 = 1,19 Сº м²  /Вт ;

Нужно чтобы соблюдалось условие : R о ≥ Rтр о , у нас : 1,19 ≥ 1,14, условие удовлетворяется.

Вывод: Толщина утеплителя=160 мм из керамзитового гравия для утепления кровли подобраны согласно требуемого расчетного сопротивление для данного климатического района, что соответствует нормативным требованиям.

3.2. Расчет фундамента.

Расчет ведется в следующей последовательности :

1). Назначение глубины заложения фундамента и конструирование фундамента;

2). Определение нагрузок, действующих на фундамент и основание;

3). Предварительное определение размеров подошвы фундамента и его

веса;

4). Установление расчетного сопротивления грунта основания;

5). Проверка соблюдения условий расчета по деформациям и

корректировка размеров подошвы фундамента;

1). Назначение глубины заложения фундамента и конструирование фундамента;

Глубина заложения фундамента принимается как наибольшая из следующих трех условий: конструктивного; промерзания; заглубления подошвы фунда-мента в слой грунта с лучшими строительными свойствами. Конструктивная глубина заложения -1,4 м, но в здании есть подвал Н=2,2 м, подошву фунда-мента закладываем на 0,5 м ниже подвала, значит глубина заложения фундамента с учетом подвала и цоколя , а также щебеночной подушки под фун-мент будет : 2,2 -0,85(цоколь) + 0,5 + 0,2 (щебень)= 2,05 м.

2). Определение нагрузок, действующих на фундамент и основание.

Сбор нагрузок оформляем табличным способом.

Таблица 1. Сбор нагрузок .

Конструкции	Вес, кг/м2
	Фундамент наружный	Фундамент внутренний
Стена панельная Н-27,4 м (толщ.=300 мм)	7700	8800
Фундамент (1,2х1,5х1,9 м) (ориентировочно)	8550	8550
Ребристые плиты покрытия (3х6х0,3 м), m= =3,85 т (4 шт)	15400	30800
Кровля (180 кг/,м2)	12960	25920
Снеговая нагрузка (150 кг/,м2)	10800	21600
Итого:	90260	103270
Момент, М (кг/м2)	60000	120000

Фундаменты под колонны крайнего ряда будем рассчитывать как внецентр-енно нагруженные фундаменты, среднего ряда- центрально нагруженные.

Расчет столбчатого фундамента ведем по I-ой группе предельных состояний (по прочности), где должно соблюдаться условие : р =N/А ; а расчет основа-ния столбчатого фундамента выполняют по II-ой группе, при этом должно

соблюдаться условие : р ≤ R; где p – среднее давление под подошвой фундамента от нагрузок; R –расчетное сопротивление грунта основания .

1. Расчет фун-та под колонны крайнего ряда (внецентренно нагруженные).

N=902,6 + 600,0= 1502,6 Кн; суглинки (по табл. Приложение 3) Rо=3,0кг/см2 (300 КПа); тогда площадь фундамента отдельного будет :

А= N*n/ Rо - γ´_ср *Н = 1502,6*1,25/300 - 20*1,9=1878,25/262= 7,2 м2 ;

если L=3 м, то 7,2:3 =2,4 м, b =2,4 м. Размер основания фундамента : 2,4 х 3 =7,2 м2.

(где n=1,25 - для зданий с краном, n=1,1 - без крана; γ´_ср - 20 Кн/м3 -среднее значение веса грунта и бетона).Определяем среднее давление под подошвой фундамента : р = N/ А = 1502,6 / 7,2 = 208,7 ;

расчетное сопротивление грунта основания для отдельного фундамента :

R = γ_с1 * γ_с2/ К * ( Мγ * b * γп + Мg * d * γп + Мc * Cn ) =

=1,1*1/1,1* ( 0,39*2,4*26,6 +2,57*1,9*26,6 +5,13*15) =231,8 ;

(Где : γ_с1 = 1,1 ; γ_с2 = 1,0 ; К=1; Мγ , Мg , Мc - = 0,39; 2,57 ; 5,13- при ɸ=17°; b=2,4 м -ширина ф-та; γп = 26,6 кг/м3 -уд.вес грунта ; d =1,9 м- глубина заложения ф-та; Cn =15 -по табл. Приложение3. ).

Условие : р (208,7 ) ≤ R (231,8) соблюдается. После этого проверяем соблюдение условия : рmax ≤ 1,2R; рmax = N/ А + M/ W = 902,6/7,2 + 600/3,6= 292,0 ; 1,2R = 1,2* 231,8 =278,2 ; (Где W = b *L²/6 = 2,4* 3²/6 = 3,6)

рmax ≤ 1,2R не соблюдается, т.к. рmax (292,0) ≥ 1,2R (278,2 ) ; Меняем размер основания с учетом модуля 300 мм, оно будет не 3 м, а 3,3 м , тогда W = b *L²/6 = 2,4* 3,3²/6 = 4,4. Пересчитываем в связи с изменением ; рmax = N/ А + M/ W = 902,6/7,2 + 600/4,4 =262,0

рmax (262,0) ≤ 1,2R (278,2 ) - условие удовлетворяется, фундамент рам. 2,4 х 3,3 м подобран верно.

1. Расчет фун-та под колонны среднего ряда (центрально нагруженные).

N=1032,7 + 1200 = 2232,7 Кн; суглинки (по табл. Приложение 3) Rо=3,0кг/см2 (300 КПа); тогда площадь фундамента отдельного будет :

А= N*n/ Rо - γ´_ср *Н = 2232,7*1,25/300 - 20*1,9=1878,25/262= 10,65 м2 ;

если L=4,2 м, то 10,65:4,2 =2,5 м, берем b =2,7 м. Размер основания фундамента : 2,7 х 4,2 =11,34 м2.

(где n=1,25 - для зданий с краном, n=1,1 - без крана; γ´_ср - 20 Кн/м3 -среднее значение веса грунта и бетона).Определяем среднее давление под подошвой фундамента : р = N/ А =2232,7 / 11,34 = 197,0 ;

расчетное сопротивление грунта основания для отдельного фундамента :

R = γ_с1 * γ_с2/ К * ( Мγ * b * γп + Мg * d * γп + Мc * Cn ) =

=1,1*1/1,1* ( 0,39*2,7*26,6 +2,57*1,9*26,6 +5,13*15) =235,0 ;

(Где : γ_с1 = 1,1 ; γ_с2 = 1,0 ; К=1; Мγ , Мg , Мc - = 0,39; 2,57 ; 5,13- при ɸ=17°; b=2,7 м -ширина ф-та; γп = 26,6 кг/м3 -уд.вес грунта ; d =1,9 м- глубина заложения ф-та; Cn =15 -по табл. Приложение 3. ).

Условие : р (197,0 ) ≤ R (235,0) соблюдается. После этого проверяем соблюдение условия : рmax ≤ 1,2R; рmax = N/ А + M/ W = 1032,7/11,34 + 1200/7,94= 242,2 ; 1,2R = 1,2* 235,0 =282,0 ; (Где W = b *L²/6 = 2,7* 4,2²/6 = 7,94)

рmax ≤ 1,2R соблюдается, рmax (242,2) ≤ 1,2R (282,0 ) - условие удовлетворяется, фундамент разм. 2,7 х 4,2 м подобран верно.

3.3. Кровля. Расчёт водостоков.

Для покрытия кровли подобраны ребристые плиты разм. по серии 1.465.1-17 марки 3КПГ6-1. После монтажа плит покрытия заделывают швы между ними, затем устраивается пароизоляция из приформованного слоя наплавля-

емого рубемаста, слоя теплоизоляции (пенополистирола),слоя стяжки толщи-

ной 10 мм и водоизоляционного слоя из 4-х слоёв рубероида.

Устройство водостоков .

Чтобы выполнить расчет внутреннего водостока и подобрать сечение трубы, необходимо определить максимальное количество воды, которое может пос-

тупить с крыши. С этой целью измеряют геометрические параметры кровли (длину и ширину) и умножают на максимальное количество осадков, опреде-ленное для данной местности. (См. Приложение №3). Рис.6.Схема колпакового типа водостока.

Конструкция внутреннего водостока здания принята колпаковая, т.к. она монтируется только на кровлях со склоном, плоская водосточная конструк-

ция - на плоских ровных эксплуатируемых кровлях.Колпаковая воронка (см. Рис. 6) представляет собой сборную конструкцию, которая состоит из корпуса, решетки, крышки и креплений. Корпус выполнен в форме цилиндра, иногда с гранями.

Правила установки внутренних водостоков.

Водоприемные воронки внутреннего водостока располагаются равномерно по всей длине в пониженной части здания, в нашем случае вдоль продоль-

ного парапета. Располагать приемные устройства нужно под небольшим уг-

лом относительно всей площади кровли с наклоном. Монтаж водосточных воронок осуществляется под прямым углом. Металлический водосток об-

зательно оснащается обогревом, т.к. с наступлением зимы трубы замерзают и могут сломаться от высокого давления льда. Очень важна гидроизоляция во-

досточной трубы. Каждый стык должен покрываться специальным гермети-

зирующим составом, который защитит от протечек. Воду из систем внутрен-

них водостоков следует отводить в наружные сети дождевой или общесплав-

ной канализации. Не допускается отвод воды из внутренних водостоков в бытовую канализацию и присоединение к системе внутренних водостоков санитарных приборов.

Максимальное расстояние между водосточными воронками при любых видах кровли не должно превышать 48 м. Присоединение к одному стояку воронок, расположенных на разных уровнях, допускается, в случаях, когда общий расчетный расход по стояку не превышает величин, приведенных в табл. 2.

Таблица 2.

Диаметр водосточного стояка, мм	85	100	150	200
Расчетный расход дождевых вод на водосточный стояк, л/с	10	20	50	80

Расчет водостоков .

Присоединение водосточных воронок к стоякам следует предусматривать при помощи компенсационных раструбов с эластичной заделкой.

Расчетный расход дождевых вод Q, л/с, с водосборной площади следует определять по формулам: для кровель с уклоном свыше 1,5 % :

;

F - водосборная площадь, м²; q₂₀ - интенсивность дождя, л/с с 1 га (для данной местности), продолжительностью 20 мин при периоде однократного превышения расчетной интенсивности, равной 1 году (принимаемая согласно СНиП 2.04.03-85, Черт. 1. См. Приложение 4 );

q₅ - интенсивность дождя, л/с с 1 га (для данной местности), продолжительностью 5 мин при периоде однократного превышения расчетной интенсивности, равной 1 году, определяемая по формуле

g5 = 4* n* g20

здесь n - параметр, принимаемый согласно СНиП 2.04.03-85, по табл. 11

( См. Приложение 4.).

Наше промышленное здание в г. Владимир с площадью кровли = 577 м2, и с уклоном > 1,5 % , площадью стен (парапетов), возвышающихся над кровлей -110,0 м². Нужно рассчитать водоотводящие устройства, их количество. При определении расчетной водосборной площади следует дополнительно учитывать 30 % суммарной площади вертикальных стен, примыкающих к кровле и возвышающихся над ней.

• Водосборная площадь кровли F = 577 + 110,0 х 0,3 = 610,0 м ²;

• q₂₀ = 70л/с (черт.11, см. СНиП 2.04.03-85. Приложение 4.);

• q₃ = 4 * n х q₂₀ = 4 * 0,71 х 70 = 198,8 л/с; (n = 0,71, см. СНиП 2.04.03-85, табл. 4. Приложение №3.).

Расчётный расход дождевых вод определяется по формуле: Q = Fq₃ / 10000.

Q = 610,0 х 198,8/ 10000 = 12,13 л/с. Учитывая пропускную способность воронок диаметром 85 мм на – 10л/с, (см. выше табл. 2), можно рассчитать : 12,13/10 = 1,2 шт. Берем 2 шт. воронок диаметром 85 мм, симметрично располагаем их по обе стороны.

Водосточные стояки принимают атмосферные воды от отводных линий и передают их в подпольную водосточную сеть. Стояки устанавливают у стен, перегородок или колонн в отапливаемых помещениях вдали от наружных стен. Стояки выполняются из чугунных, асбестоцементных или пластмассовых труб в зависимости от высоты и назначения здания. Диаметр их должен быть не менее диаметра присоединяемых отводных труб. Для прочистки на стояках на нижнем этаже устанавливаются ревизии на высоте 1 метр от пола; при наличии отступов - над отступами. Испытание стояков при приемке - заполнение до воронки.