Расчет и экспертиза трехэтажного жилого домаКонструктивные решения

Расчет и экспертиза трехэтажного жилого дома Конструктивные решения.

Геометрические характеристики здания.

Здание в плане имеет прямоугольную форму, размеры 42,6 х 14,0 м, высота 12,4 м в верхней точке. Здание включает подвальный этаж высотой 2,44 м и 3 этажа высотой 3,3 м.

Несущая система здания.

В качестве основной несущей системы здания принят монолитный железобетонный остов, состоящий из несущих стен, колонн, балок и перекрытий, жестко сопряженных между собой и образующих единую пространственную конструкцию. Здание имеет 2 ядра жесткости, выполненных с помощью стен толщиной 200 мм вокруг лестничных клеток.

Принят бетон класса В25, W4, F100. Пространственная жесткость каркаса здания, устойчивость обеспечивается жестким соединением стен и колонн с ленточным фундаментом, жесткостью самих стен и колонн, жесткостью дисков перекрытий здания жестко сопряженных со стенами и колоннами.

Толщина перекрытия подвала принята 220 мм, все междуэтажные перекрытия и покрытие приняты толщиной 220 мм.

Несущие стены подвала приняты толщиной 600 мм в р/о 1-13/Б, 400 мм - под лестничными блоками.

Колонны приняты одного типа: квадратного сечения 350 350 мм.

Наружные стены подвала железобетонные приняты толщиной 600 мм и 400 мм.

Лестничные марши монолитные, опирающиеся на монолитные железобетонные площадки.

Шаг конструкций переменный: 2700, 3500, 3700, 3900, 4000, 7000 мм.

Основание и фундамент.

Фундамент принят двух типов.

1. Плитный железобетонный фундамент в р/о 4-10/А-Б, толщиной 400 мм. Бетон класса B25, W6, F100. Защитный слой арматуры – 50 мм. Глубина заложения фундаментной плиты относительно уровня земли – 2,0 м.

2. Ленточный железобетонный фундамент в р/о 1/А-В, 13/А-В, А/1-4, А/10-13, Б/1-4, Б/10-13, В/1-13. Ширина подошвы - 2400 мм, толщина подошвы – 400 мм; высота фундамента - 2700 мм, толщина стенки – 600 мм. Бетон класса B25, W6, F100. Защитный слой арматуры – 50 мм. Глубина заложения фундаментной плиты относительно уровня земли – 2,0 м.

Наружные стены.

Наружные стены представляют собой многослойную конструкцию, состоящую из.

1. Рустованная фасадная шкутатурка - 40 мм.

2. Щелочестойкая сетка.

3. Минераловатный утеплитель ФАСАД БАТТС (145кг/м3)-70мм.

4. Наружная стена из газобетонных блоков марки D 400 - 375 мм.

5. Внутренняя отделка (согласно ведомости отделки помещений.

Расчетная схема наружных стен – ненесущие с опиранием на междуэтажные перекрытия.

Парапет, кирпичная кладка, толщиной 380 мм, высотой 1,0 м.

Общие требования к железобетонным конструкциям.

Арматурная сталь принята проектом согласно главе 5.2 СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры для классов А400 (А-III) (сталь марки 25Г2С, ГОСТ 5781-82* Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия ), А240 (A-I) (сталь марки Ст3сп3; Ст3пс3.

Толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры не менее 25 мм. Для обеспечения толщины защитного слоя необходима установка соответствующих фиксаторов, обеспечивающих проектное положение арматуры.

Инженерно-геологические условия площадки строительства.

В геологическом строении территории в пределах глубины бурения 25,0 м принимают участие.

1. Современные - техногенные ( t IV ), биогенные ( b IV ), морские и озерные ( m. l IV ) отложения.

2. Верхнечетвертичные осташковского горизонта – озерно-ледниковые Балтийского ледникового озера ( lg III b ), озерно-ледниковые ( lg III lz ) и ледниковые отложения Лужского стадиала ( g III lz.

Расчёт моделей в ПК SCAD.

В расчётах используется версия SCAD 11.5.

Расчет был выполнен для двух типов решения задачи.

1. Линейная постановка.

Расчетная схема определена как система с признаком 5. Это означает, что рассматривается система общего вида, деформации которой и ее основные неизвестные представлены линейными перемещениями узловых точек вдоль осей X, Y, Z и поворотами вокруг этих осей.

Количественные характеристики расчетной схемы.

Расчетная схема характеризуется следующими параметрами.

Количество узлов — 15486.

Количество конечных элементов — 18140.

Общее количество неизвестных перемещений и поворотов — 92679.

Количество загружений — 11.

Количество комбинаций загружений — 4.

Выбранный режим статического расчета.

Статический расчет системы выполнен в линейной постановке.

Общий вид расчётных моделей см. рис. 1.

Рис.1 Общий вид расчётной модели.

Граничные условия.

Граничные условия заданы следующим образом. Средняя линия узлов фундаментной плиты вдоль оси X общей системы координат закреплена от смещения вдоль оси Y. Средняя линия узлов фундаментной плиты вдоль оси Y общей системы координат закреплена от смещения вдоль оси X.

С помощью программы КРОСС в результате итерационного расчёта определены значения коэффициентов постели. Исходные данные и результаты расчёта программы КРОСС представлены в файле расчета (КРОСС.

Нагрузки и воздействия.

Нагрузки и воздействия на здание определены согласно СП 20.13330.2011 «СНиП 2.01.07 - 85 «Нагрузки и воздействия. Общие положения». В расчётном комплексе SCAD прикладываются полные расчётные нагрузки. С помощью комбинации загружений и модуля РСУ учитывается система коэффициентов для расчета по I и II группам ПС. Наименование принятых нагрузок представлены в табл. 1.

Табл. 1. Нагрузки и воздействия.

примечание: SCAD* - нагрузка определяется программным комплексом автоматически.

** - значение давления грунта на стены подвала определено для грунта обратной засыпки (песка средней крупности с уплотнением до К = 0,95, I =32 0. c I =0.

где: P n – нормативное значение нагрузки, кгс/м 2 (кроме оговоренных.

f – коэффициент надежности по нагрузке.

P – расчетное значение нагрузки, кгс/м 2 (кроме оговоренных.

К длит – коэффициент перехода от полных значений кратковременной нагрузки к пониженным значениям временной нагрузки длительного действия (доля длительности.

К 1 – коэффициенты для комбинации #1, определяющие расчетные значения нагрузок с учетом понижающих коэффициентов сочетаний, включающих постоянные и не менее двух временных нагрузок (для расчётов по I группе ПС.

z – глубина приложения нагрузки, м.

Нагрузка от ветра.

Нагрузки от ветра определялись с помощью программы Вест. Ветровой район – II. Тип местности - B (городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м). Значения представлены в виде графиков (рис. 2 и рис. 3). Усилия прикладываются к балкам фиктивной жесткости в уровне плит перекрытий и покрытия. Значения прикладываемых усилий представлены в табл. 2.

Рис.2. Ветровое давление.

Рис.3. Ветровой отсос.

примечание: * - значения ветрового давления – расчетные, прикладываются к торцам перекрытий с учетом ширины грузовой площади b =6,05; 3,3; 2,65 м.

Комбинации нагрузок и расчетные сочетания.

Расчет конструкций и оснований по предельным состояниям первой и второй групп выполнен с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок или соответствующих им усилий.

Эти сочетания установлены из анализа реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок для рассматриваемой стадии работы конструкции или основания.

В зависимости от учитываемого состава нагрузок согласно СП 20.13330.2011, пункт 6 назначены (табл.4.8.

а) основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных.

Наименование нагрузок, комбинации нагрузок, сводную ведомость нагрузок смотреть таблицу 3-4. При задании расчетных сочетаний были учтены взаимоисключение нагрузок (ветровых), знакопеременность (ветровых.

Табл. 3. Имена загружений.

Выводы. Основные результаты расчёта.

Расчетом по I группе предельных состояний проверены.

- все конструкции здания для предотвращения разрушения при действии силовых воздействий в процессе строительства и расчетного срока эксплуатации.

Расчетом по II группе предельных состояний проверены.

- пригодность всех конструкций здания к нормальной эксплуатации в процессе строительства и расчетного срока эксплуатации.

Максимальная осадка здания.

1. Для комбинации №2 составляет 15,12 мм.

2. Для комбинации №3 составляет 15,04 мм.

3. Для комбинации №4 составляет 14,89 мм.

Допустимое значение осадки согласно СП 50-101-2004 составляет 100 мм.

Максимальная осадка здания составляет 15,12 мм при комбинации нагрузок № 2, что не превышает допустимого значения.

Прогибы междуэтажных плит перекрытий и покрытия составляют не более 6 мм, что не превышает допустимых значений (для пролёта l =7000 мм: l /250 = 28 мм.

Перемещение верха здания по оси Y с учетом податливости основания при совместном воздействии вертикальных и горизонтальных нагрузок не превышают f = 2,54 мм ( f l /500 = 12800/500= 25,6 мм.

Крен фундаментной плиты составляет 0,0002 от комбинации №2, что не превышает допустимую величину равную 0,005. (согласно СП 50-101-2004 допустимое значение – 0,005.

Усилия и напряжения.

Максимальное значение реактивного отпора упругого основания RZ составляет.

1. Для комбинации №2 составляет 21,41 тс/м 2.

2. Для комбинации №3 составляет 21,3 тс/м 2.

3. Для комбинации №4 составляет 21,06 тс/м 2.

Выводы: Как показали поверочные расчеты, выполненные с учетом фактических размеров фундаментов, максимальное расчетное давление под подошвой фундаментов составляет 2,14 кгс/см 2 по комбинации №2, что меньше расчетного сопротивления грунтов сжатию R сж расч. = 2,96 кгс/см 2.

Коэффициенты запаса устойчивости системы.

Коэффициенты запаса устойчивости для комбинаций загружений представлены в ниже приведенных таблицах 5.

Табл.5 Коэффициенты запаса устойчивости.