Материал: Проект четырехэтажного жилого дома со встроенными помещениями в городе Киров

t_ext - расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по [1], t_ext = -34^оС;

Dt_n - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по таблице 5 [1], для наружных стен Dt_n = 4^оС;

a_int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по таблице 4 [1], для стен a_int = 8,7^оС.

R_req = (21-(-34))/ 4×8,7 = 1,58 м²×^оС/Вт.

Требуемое сопротивление теплопередаче найдем исходя из условия энергосбережения.

Градусо-сутки отопительного периода D_d следует определять по формуле:

, °С·сут (1.3)

где t_int - то же, что в формуле;

t_ht, z_ht - средняя температура, °С, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8°С по [1].

D_d = (21-(-5,8))·239 = 6405,2 °С сут

По таблице 3 [1] найдем

R_req = aD_d + b = 0,00035∙6405,2+1,4 = 3,64 м²×^оС/Вт

Фактическое сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции R_o, м²×°С/Вт следует определять по формуле:

, м²×°С/Вт (1.4)

где a_int -то же, что в формуле 1.1;

R_к - термическое сопротивление ограждающей конструкции, м²×°С/Вт;

a_ext - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции. Вт/(м×°С), принимаемый по таблице 6 [1].

R_к = R₁ + R₂ + ... + R_n, (1.5)

где R₁, R₂, ..., R_n - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м² ×°С/Вт, определяемые по формуле :

, (1.6)

где d - толщина слоя, м;

l - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м×°С), принимаемый по приложению Т [1].

Найдем фактическое сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции:

слой - штукатурка из сложного раствора, l = 0,87 Вт/мС;

слой -силикатный кирпич, l = 0,87 Вт/мС;

слой - утеплитель Пеноплэкс, l = 0,03 Вт/мС.

R_o = 1/8,7+0,02/0,87+0,38/0,87+δ₃/0,03+1/23 = 3,64 Вт/(м ×°С)

Отсюда d₃≥0,091 м. Принимаем толщину утеплителя 120 мм, который будет укладываться в 2 слоя, толщина каждого из которых равна 60 мм.

.7.2 Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

Конструкция перекрытия представлена на рисунке 1.2.

Требуемое сопротивление теплопередаче найдем исходя из санитарно-гигиенических условий по формуле (1.2):

R_o^тр = (21-2)/ 3×8,7 = 0,73 м²×^оС/Вт,

где t_int - расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений, t_в = +21 ^оС;

t_ext - расчетная температура воздуха на чердаке, °С, t_н = +2^оС ;

Dt_n - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по таблице 5 [1], для чердачных перекрытий Dt^н = 3^оС;

a_int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по таблице 4 [1], для потолков a_в = 8,7^оС.

Рисунок 1.2 - Конструкция перекрытия: 1 - железобетонная многопустотная плита; 2 - утеплитель; 3 - стяжка из цементно-песчаного раствора

Требуемое сопротивление теплопередаче найдем исходя из условия энергосбережения.

Градусо-сутки отопительного периода D_d следует определять по формуле:

D_d = (21-(-5,8))·239 = 6405,2 °С ·сут

По таблице 3 [1] найдем

R_req = aD_d + b = 0,00045∙6405,2+1,9 = 4,78 м²×^оС/Вт.

Фактическое сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции R_o, м²×°С/Вт следует определять по формуле (1.4).

Найдем фактическое сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции:

слой - железобетонная многопустотная плита, l = 2,04 Вт/мС;

слой - утеплитель Пеноплэкс, l = 0,03 Вт/мС;

слой - стяжка из цементно-песчаного раствора, l = 0,93 Вт/мС.

R_o = 1/8,7+0,12/2,04+ δ₂/0,03+0,03/0,93+1/12 = 4,78 Вт/(м ×°С)

Отсюда d₂ ≥ 0,135 м. Принимаем толщину утеплителя 200 мм, который будет укладываться в 2 слоя, толщина каждого из которых равна 100 мм.

1.7.3 Теплотехнический расчет утеплителя покрытия мансардного этажа

Конструкция покрытия представлена на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 - Конструкция покрытия: 1- железобетонная монолитная плита; 2 - утеплитель; 3 - обрешетка δ = 25 мм по брускам 50х60 мм; 4 - кровельная сталь с полимерным покрытием.

Требуемое сопротивление теплопередаче найдем исходя из санитарно-гигиенических условий по формуле (1.2):

R_o^тр = (21-(-34))/ 3×8,7 = 2,11 м²×^оС/Вт,

где t_int - расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений, t_в = +21 ^оС;

t_ext - расчетная температура воздуха на чердаке, °С, t_н = +2 ^оС ;

Dt_n - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по таблице 5 [1], для чердачных перекрытий Dt^н = 3^оС;

a_int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по таблице 4 [1], для потолков a_в = 8,7 ^оС.

Требуемое сопротивление теплопередаче найдем исходя из условия энергосбережения.

Градусо-сутки отопительного периода D_d следует определять по формуле:

D_d = (21-(-5,8))·239 = 6405,2 °С ·сут

По таблице 3 [1] найдем

R_req = aD_d + b = 0,0005∙6405,2+2,2 = 5,40 м²×^оС/Вт.

Фактическое сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции R_o, м²×°С/Вт следует определять по формуле (1.4).

Найдем фактическое сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции:

слой - железобетонная монолитная плита, l = 2,04 Вт/мС;

слой - утеплитель Пеноплэкс, l = 0,03 Вт/мС.

Слои, расположенные после воздушной прослойки, в расчете не учитываем.

R_o = 1/8,7+0,08/2,04+ δ₂/0,03+1/23 = 5,40 Вт/(м ×°С)

Отсюда d₂≥0,156 м. Принимаем толщину утеплителя 200 мм, который будет укладываться в 2 слоя, толщина каждого из которых равна 100 мм.

2. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ

.1 Расчет фундаментов

Расчет фундаментов выполняем по трем сечениям:

-1 - сечение по наружной несущей стене по оси 5;

-2 - сечение по наружной самонесущей стене по оси А;

-3 - сечение по внутренней несущей стене по оси 3.

.1.1 Сбор нагрузки по сечению 1-1

Сбор нагрузки от покрытия и перекрытия выполняем в табличной форме.

Таблица 2.1

Сбор нагрузки на перекрытие подвального этажа, кН/м

Таблица 2.2

Сбор нагрузки на перекрытие цокольного, 1 и 2 этажей, кН/м

Таблица 2.3

Сбор нагрузки на чердачное перекрытие, кН/м

Таблица 2.4

Сбор нагрузки от кровли, кН/м

Сечение 1-1 расположено на наружной несущей стене и представлено на рисунке 2.1. Полная нагрузка на уровне подошвы фундамента будет равна:

Нагрузка от покрытия и перекрытия

(q_табл2.1+q_табл2.2∙3+q_табл2.3+ q_табл2.4)×L/2, (2.1)

·   нормативное значение: (10,08+11,28∙3+8,35+1,18)×6,04/2 = 161,4 кН/м

·   расчетное значение: (11,30+12,71∙3+9,74+1,58)×6,04/2 = 183,5 кН/м

Нагрузка от конструкции стены

·   нормативное значение:

к_ост = Н_ок×L_ок/(Н_эт×L) = 2,11×0,76/(2,8×6,92) = 0,08;

Н_ст×d_ст×(1-к_ост)·r_ст×1+Н_ст×d_ут×(1-к_ост)×r_ут×1 =

 = 12,38×0,51×18×1·(1-0,08)+12,38·0,12·0,38·1·(1-0,08) = 105,1 кН/м

- расчетное значение:

Н_ст×d_ст×r_ст×1×(1-к_ост)×g_f×g_n+ Н_ст×d_ут×(1-к_ост)×r_ут×1×g_f×g_n =

 = 12,38×0,51×18·1,1·0,92+12,38·0,12·0,38·1,2·0,92 = 115,6 кН/м

Нагрузка от фундамента

- нормативное значение:

Н_ф×d_ф×r_ф×1 = 2,4×0,6×22×1 = 31,7 кН/м

- расчетное значение:

Н_ф×d_ф×r_ф×1×g_f ×g_n = 31,7×1,1×1 = 34,9 кН/м

Итого по сечению 1-1:

·   нормативное значение: 161,4+105,1+31,7 = 298,2 кН/м

·   расчетное значение: 183,5+115,6+34,9 = 334,0 кН/м

Рисунок 2.1 - Расчетная схема сечения 1-1. Грузовая площадь

Нормативная глубина промерзания грунта для Кирова d_fn = 1,75 м. Коэффициент влияния теплового режима здания К_n = 0,4 для отапливаемых зданий с подвалом. Тогда расчетная глубина промерзания грунта:

d_f = d_fn×К_n = 1,75×0,4 = 0,7 м.

С учетом подвала глубина заложения принимается:

d = d_f+2,0 = 0,7+2,0 = 2,7 м.

Из конструктивных соображений в соответствии с глубиной заложения пола в подвале в дипломном проекте отметка подошвы фундамента принята -5,800 м. Расчетное сопротивление грунта под подошвой R:

 кН/м² (2.2)

где -  и  коэффициенты, условий работы, принимаемые по табл. 5.4 [3];- коэффициент, принимаемый равным: k = 1, если прочностные характеристики грунта (j и с) определены непосредственными испытаниями;

- коэффициенты, принимаемые по табл. 5.5 [6];

 - коэффициент, принимаемый равным: при b < 10 м -  = 1;

b - ширина подошвы фундамента, м;

 - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³;

 - то же, залегающих выше подошвы;

 - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м²);₁ - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

, (2.3)

где  - толщина слоя грунта выше подошвы со стороны подвала, м;