Проект с расчётом конструктивных решений КР офисного здания

Наша проектная компания разработала cтадию П конструктивных решений КР офисного здания.

проект решений КР

Описание конструктивных и технических решений подземной части объекта капитального строительства

Выбор типа фундамента и описание

Конструкции надземной части здания описаны в разделе проекта. В настоящем томе дано описание только конструкции подземной части здания.

Решение фундаментов предусматривается в качестве железобетонной фундаментной плиты на естественном основании. Грунтом основания фундамента служат ИГЭ-5-пески гравелистые и гравийно-галечниковые грунты и ИГЭ-8-Верхнеюрские глины тугопластичной консистенции. Фундаментная плита имеет ломаную конфигурацию в плане и приблизительные размеры в плане 40х40м. Общая площадь составляет 3333 м2. Все размеры даны условно. Толщина фундаментной плиты определена расчетом и составляет: 888мм. Толщина фундаментной плиты около лифтового ядра составляет 1111 мм. Отметка подошвы фундамента -5,555. Между корпусами не предусмотрены деформационные швы.

Описание конструкции подземной части здания

Вертикальные элементы

Конструктивная система корпусов состоит из железобетонных ядер жесткости вокруг лифтов и лестниц, железобетонного каркаса из безбалочных перекрытий и колонн и колонн – простенков. Конструкцию стилобата предусматривается выполнить также с железобетонными ядрами жесткости вокруг лифтов и лестниц, и железобетонным каркасом из безбалочных перекрытий и колонн/

расчет конструктивных решений здания

Толщина наружных железобетонных стен, которые примыкают к стене в грунте, из-за ее геометрических отклонений от проектируемого контура, составляет 220-500мм, увеличение предусмотрено в сторону «стены в грунте». В расчетах и чертежах принималось значение 222 мм.

Размеры вертикальных элементов подземной части здания:

Под блоком:

  • Стены лифто-лестничного блока,толщина - 300, 250мм;
  • Стены рампы, толщина - 300мм;
  • Стены 500мм;
  • Стена внутренние (остальные), толщина - 250мм;
  • Простенки 2100 400мм;
  • Колонны 900 на 900мм;

На стилобатной части основными вертикальными элементами являются железобетонные колонны размерами 800х400мм внутренние и наружные железобетонные стены размерами 250мм

Перекрытия подземной части здания

Плита перекрытия подземной части железобетонная безбалочная плита, которая опирается на стены и колонны-простенки и ее толщина составляет 333 мм, под этой плитой предусмотрены капители толщиной 200 мм, а их размеры над колоннами 1555х1555мм. Также предусмотрены над простенками капители толщиной 222 мм.

Плита перекрытия - железобетонная безбалочная плита, которая опирается на стены и колонны-простенки и ее толщина составляет 300мм, под этой плитой предусмотрены капители толщиной 200 мм. Также предусмотрены над простенками капители толщиной 200 мм. Толщина плиты перекрытия 555 мм.

Переходная плита

По архитектурно-планировочным требованиям вертикальные несущие конструкции надземной части не совпадают по месторасположению с аналогичными элементами подземной части секций. Поэтому введен еще один конструктивный элемент – железобетонные переходные плиты и переходные балки, которые находятся под этажом и имеют функцию перераспределения усилий надземной части здания на стены и простенки подземной части здания. Первая плита имеет толщину 555 мм. Вторая плита имеет толщину 777 мм. Также предусмотрена переходная плита для перераспределения усилий лифтового ядра на низлежащие вертикальные элементы, расположенные под переходной плитой.

Нагрузки и воздействия

Конструкции и основания зданий и сооружений комплекса рассчитаны по методу предельных состояний на действие нагрузок и воздействий в их возможных неблагоприятных сочетаниях с коэффициентами надежности по нагрузкам и коэффициентами сочетаний нагрузок, принимаемыми в соответствии с требованиями ГОСТ P 54257-2010 и СНиП 2.01.07-85* Актуализированная редакция, СП 20.13330.2011.

АНАЛИЗ НАГРУЗОК

 

I и II Постоянные нагрузки

         

нормати- вная - "p"

gf

расчетная
"pf"

I

Собст. вес конструкций

(расчитывается программой автоматически)

25,00

1,00

25,0

кН/м3

II-1

Автостоянка

Арм. бетонная стяжка (oблицовка пола)

толщ.[м]

0,15

x

21,0

=

3,05

1,30

3,96

кН/м2

Потолок + инж. сети

         

0,50

1,20

0,60

кН/м2

             

3,55

1,29

4,6

кН/м2

II-2

Вестибюль

Облицовка пола

толщ.[м]

0,03

x

28,0

=

0,84

1,20

1,01

кН/м2

Арм.цем.песчаная стяжка

толщ.[м]

0,07

x

21,0

=

1,47

1,30

1,91

кН/м2

Керамзит, пролитый цем. молоком

толщ.[м]

0,50

x

15,0

=

7,50

1,30

9,75

кН/м2

Звуко-теплоизоляция

толщ.[м]

0,05

x

2,0

=

0,10

1,20

0,12

кН/м2

Потолок + инж. сети

         

0,50

1,20

0,60

кН/м2

             

10,41

1,29

13,4

кН/м2

II-3

Ресторан, кладовая

Облицовка пола

толщ.[м]

0,03

x

28,0

=

0,84

1,20

1,01

кН/м2

Арм.цем.песчаная стяжка

толщ.[м]

0,07

x

21,0

=

1,47

1,30

1,91

кН/м2

Звуко-теплоизоляция

толщ.[м]

0,05

x

2,0

=

0,10

1,20

0,12

кН/м2

Потолок + инж. сети

         

0,50

1,20

0,60

кН/м2

             

2,91

1,25

3,6

кН/м2

II-4

Oфисные помещения

Облицовка пола

толщ.[м]

0,03

x

28,0

=

0,84

1,20

1,01

кН/м2

Арм.цем.песчаная стяжка

толщ.[м]

0,07

x

21,0

=

1,47

1,30

1,91

кН/м2

Звуко-теплоизоляция

толщ.[м]

0,05

x

2,0

=

0,10

1,20

0,12

кН/м2

Потолок + инж. сети

         

0,50

1,20

0,60

кН/м2

             

2,91

1,25

3,6

кН/м2

II-5

Tорговые и арендуемые помещения

Облицовка пола

толщ.[м]

0,03

x

28,0

=

0,84

1,20

1,01

кН/м2

Арм.цем.песчаная стяжка

толщ.[м]

0,07

x

21,0

=

1,47

1,30

1,91

кН/м2

Звуко-теплоизоляция

толщ.[м]

0,05

x

2,0

=

0,10

1,20

0,12

кН/м2

Потолок + инж. сети

         

0,50

1,20

0,60

кН/м2

             

2,91

1,25

3,6

кН/м2

II-6

Технические помещения

Облицовка пола

толщ.[м]

0,03

x

28,0

=

0,84

1,20

1,01

кН/м2

Арм.цем.песчаная стяжка

толщ.[м]

0,07

x

21,0

=

1,47

1,30

1,91

кН/м2

Звуко-теплоизоляция

толщ.[м]

0,05

x

2,0

=

0,10

1,20

0,12

кН/м2

Потолок + инж. сети

         

0,50

1,20

0,60

кН/м2

             

2,91

1,25

3,6

кН/м2

II-7

Oткрытый внутренний двор

Облицовка пола

толщ.[м]

0,03

x

28,0

=

0,84

1,20

1,01

кН/м2

Арм.цем.песчаная стяжка

толщ.[м]

0,07

x

21,0

=

1,47

1,30

1,91

кН/м2

Керамзит, пролитый цем. молоком

толщ.[м]

0,40

x

15,0

=

6,00

1,30

7,80

кН/м2

Звуко-теплоизоляция

толщ.[м]

0,05

x

2,0

=

0,10

1,20

0,12

кН/м2

Потолок + инж. сети

         

0,50

1,20

0,60

кН/м2

             

8,91

1,28

11,4

кН/м2

II-8

Апартаменти

Облицовка пола

толщ.[м]

0,03

x

28,0

=

0,84

1,20

1,01

кН/м2

Арм.цем.песчаная стяжка

толщ.[м]

0,06

x

21,0

=

1,26

1,30

1,64

кН/м2

Звукоизоляция

толщ.[м]

0,02

x

2,0

=

0,04

1,20

0,05

кН/м2

Потолок + инж. сети

         

0,20

1,20

0,24

кН/м2

             

2,34

1,25

2,9

кН/м2

II-9

Коридоры и лифтовые холлы, общественные зоны

Облицовка пола

толщ.[м]

0,03

x

28,0

=

0,84

1,20

1,01

кН/м2

Арм.цем.песчаная стяжка

толщ.[м]

0,06

x

21,0

=

1,26

1,30

1,64

кН/м2

Звукоизоляция

толщ.[м]

0,02

x

2,0

=

0,04

1,20

0,05

кН/м2

Потолок + инж. сети

         

0,50

1,20

0,60

кН/м2

             

2,64

1,25

3,3

кН/м2

II-10

Лестницы

Облицовка пола

толщ.[м]

0,03

x

28,0

=

0,84

1,20

1,01

кН/м2

Арм.цем.песчаная стяжка

толщ.[м]

0,07

x

21,0

=

1,47

1,30

1,91

кН/м2

             

2,31

1,26

2,9

кН/м2

II-11a

Фасад (осредненная величина по м фасада без ж/б конструкции)

Теплоизоляция - 150мм

         

0,40

1,30

0,52

кН/м2

Конструкция

         

0,30

1,30

0,39

кН/м2

Облицовка камнем - 25-30мм

         

0,60

1,30

0,78

кН/м2

             

1,30

1,30

1,70

кН/м2

II-12

Перегородки (осредненная величина по м2)

           

1,50

1,30

1,95

кН/м

             

1,50

1,30

2,0

кН/м

 

III Временная нагрузка

                 

III-2

Вестибюль

         

3,00

1,20

3,60

кН/м2

               

S=

3,6

кН/м2

III-3

Ресторан, кладовая

         

5,00

1,20

6,00

кН/м2

               

S=

6,0

кН/м2

III-4

Oфисные помещения

         

2,00

1,20

2,40

кН/м2

               

S=

2,4

кН/м2

III-5

Tорговые и арендуемые помещения

         

5,00

1,20

6,00

кН/м2

               

S=

6,0

кН/м2

III-6

Технические помещения

         

5,00

1,20

6,00

кН/м2

               

S=

6,0

кН/м2

III-7

Oткрытый внутренний двор

         

5,00

1,20

6,00

кН/м2

               

S=

6,0

кН/м2

III-8

Апартаменти

         

1,50

1,30

1,95

кН/м2

               

S=

2,0

кН/м2

III-9

Коридоры и лифтовые холлы, общественные зоны

         

3,00

1,20

3,60

кН/м2

               

S=

3,6

кН/м2

III-10

Лестницы

         

3,00

1,20

3,60

кН/м2

               

S=

3,6

кН/м2

 

IV Снег

                 

IV

Равномерная снеговая нагрузка -
Согласно СНИП 2.01.07-85*,Актуализированная редакция СП 20.13330.2011

1,26

1,40

1,8

кН/м2

 

V Ветер

                 

V

Ветровые нагрузки -
Согласно СНИП 2.01.07-85*, Актуализированная редакция СП 20.13330.2011

0,23

1,40

0,32

кН/м2

 

VI Температурные воздействия

               

VI

Нагрузки от температуры

         

СНИП 2.01.07-85*

Расчёты основания, фундамента и подземной части здания

Расчеты выполнялись согласно СНиП 2.02.01-83 - Основания зданий и сооружений, Актуализированная редакция СП 22.13330.2011. и согласно ТЕХНИЧЕСКОМУ ЗАКЛЮЧЕНИЮ «Определение жесткостных характеристик основания фундаментов проектируемого объекта». Проектируемый комплекс с подземной автостоянкой относится к 2-ому (нормальному) уровню ответственности согласно ГОСТ P 54257-2010 и к III геотехнической категории, соответствующей сооружениям високого и нормального уровней ответственности в сложных инженерно-геологических условиях, а также устройству котлованов подземных и заглубленных сооружений в условиях плотной городской застройки.

Коэффициент надежности по ответственности принять равным 1,0. Статические и динамические расчеты конструкций зданий и сооружений комплекса выполнялись комплексно как для пространственной системы, включая моделирование механической работы основания, несущих конструкций подземной и надземной частей, с применением сертифицированного программного комплексa, пo методу конечных элементов. Расчеты выполнялись с учетом неупругих свойств грунтов основания и материалов конструкций.

Проект отдельных элементов здания выполнен на основе реальных сочетаний, которые показывают, как и когда каждый тип нагрузки повлияет на здание. Усилия в элементах конструкций от вертикальных нагрузок рассчитывались с учетом их комбинаций. Для моделирования и анализа моделей всех корпусов, на основе метода конечных элементов, использовалась компьютерная программа «Tower & Planet & PanelPro», имеющая сертификат соответствия РФ № РОСС RS.СП15.Н00452. Программа «Tower» – это общая программа, использующая метод конечных элементов для анализа простых и сложных двух или трехмерных конструкций.

В качестве исходных данных в модель закладываются конструктивные данные, включая геометрию корпусов, размеры элементов каркаса и толщины стен, а также характеристики материалов. Нагрузки и массы для использования в статическом и динамическом анализах заносятся в компьютер. Собственный вес конструкций программа рассчитывает автоматически. Анализ методом конечных элементов позволяет получить усилия в элементах конструкций, используемые для проектирования конструкций.

Внутренние усилия в конструкциях подземной части комплекса, а также давления на грунты основания, передаваемые его подземной частью, устанавливались расчетом, исходя из совместной работы конструкций гостинично-делового комплекса и грунтового массива. Расчет основания комплекса по несущей способности выполнялся на основное сочетание расчетных значений нагрузок с коэффициентами надежности по нагрузкам, принимаемыми согласно указаниям СНиП 2.01.07-85 Актуализированная редакция, СП 20.13330.2011 и Инструкция по проектированию зданий и соружений с проявлением карстово-суффозионных процессов.

В расчетах фундаментов и основания учитывались совместные деформации подземной и надземной частей гостинично-делового комплекса, принимая во внимание неоднородность распределения нагрузок на основание в плане и различия в геологическом строении отдельных участков.

Определение жесткостных характеристик основания

Выполнен технический отчет – “Определение жесткостных характеристик основания для проектирования фундаментов гостинично-делового комплекса”. Определение деформационных характеристик основания комплекса было выполнено с помощью математического моделирования на ЭВМ методом конечных элементов с использованием нелинейных геомеханических моделей грунта. Моделирование выполнялось с использованием геотехнической программы PLAXIS в плоской постановке. Выполнялось два сечения вдоль и поперек возводимого здания. Геомеханические модели грунтового массива для выполнения моделирования по расчетным областям и сечениям строились на основе анализа инженерно-геологических разрезов и результатов лабораторных исследований физико-механических характеристик инженерно-геологических элементов

При моделировании работы грунтового массива использовалась усовершенствованная упруго-пластическая модель Кулона-Мора. В принятой модели использовались различные значения деформационных характеристик грунтов для описания процессов нагружения и разгрузки основания. Моделирование напряженно-деформированного состояния грунтового массива и расчет ограждающих конструкций проводились в соответствии с историческим процессом его формирования. При проведении расчетов учитываются только статические воздействия. Динамические и температурные воздействия не учитываются.

Методика расчетов по определению жесткостных характеристик основания соответствует СП-50-101-2004. «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений». Для каждой точки рассматриваемого сечения фундаментной плиты определяются величины вертикального напряжения и осадки. Расчеты выполнялись в две итерации. Большее количество итераций не требуется, так как разница в распределении давления под фундаментной плитой не превышает 5% относительно предыдущей итерации.

Для I итерации были заданы давления под фундаментной плитой, полученные при предварительно принятых жесткостных характеристик основания - K1=6000 кН/м3 (наружное кольцо фундаментной постели, которое формируется шириной od 2.50м от наружной кромки фундаментной постели к центру тяжести фундамента), K2=4000 кН/м3 (центральная часть фунд. плиты, расположенная внутри кольца жесткость, которой составляет K1). Полученные значения жесткостных характеристик основания в I итерации подставлялись в расчётную модель для определения новых значений давления на основания. После первой итерации определены новые жесткостные характеристики основания и, после второй итерации, получены окончательные значения жесткости фундаментной постели, показанные на рисунке

Принятая жесткость основания для проведения расчетов колебаний здания (и динамической ветровой нагрузки) ровна Ke=5Ke, в соответствии с СП-50-101-2004.

Расчет на появление карстовых воронок

Согласно «Инженерно-геологическим изысканиям» и «Оценке геологических рисков», площадка предполагаемого строительства отнесена к потенциально-опасной по степени опасности проявлений карстово-суффозионных процессов.

На основании требований “Инструкции по проектированию зданий и сооружений в районах г.Москвы с проявлением карстово-суффозионных процессов, Москва 1984.”, конструкции здания проверены расчетом, учитывающим совместную работу их надземных и подземных частей, включая фундаменты, на образование в любом месте под зданием или сооружением одной карстовой воронки диаметром 6 м, при этом конструктивные элементы и их стыки имеют достаточную прочность на восприятие воздействий, возникающих при образовании воронки.

Грунт на краях воронки условно считался ненарушенным. Расчет фундаментов на прочность при образовании карстовой воронки относится к расчетам на особые воздействия в соответствии со СНиП. Нормативные нагрузки вводились в расчет с понижающими коэффициентами сочетаний: для постоянных нагрузок - 0,9, для временных длительных - 0,8, для кратковременных на перекрытия и снеговых - 0,5. Нагрузки от ветра, динамические воздействия от оборудования, горизонтальные инерционные силы и климатические воздействия не учитываются.

Расчет на прогрессивное разрушение

Расчет на прогрессивное разрушение выполнялся согласно ГОСТ P 54257-2010 и СТО 36554501-024-2010.

Проверка конструкций на устойчивость к прогрессирующему разрушению выполнялась с использованием пространственной модели конструкций здания при расчете на вычислительных комплексах. По результатам проведенных статических расчетов, выявлены наиболее уязвимые места в конструктивной схеме зданий, и установлены предполагаемые наиболее опасные схемы локальных разрушений. При расчете на прогрессирующее разрушение величины нагрузок и свойства материалов приняты следующими:

  • расчет проводился на особое сочетание нагрузок и воздействий, включающее постоянные и длительные временные нагрузки;
  • постоянные и длительные временные нагрузки принимались согласно действующим нормативным документам с коэффициентами сочетания и коэффициентами надежности по нагрузкам, равными единице;

Расчет выполнялся при нормативных значениях прочностных и деформационных характеристик материалов, согласно действующим нормам, на железобетонные и стальные конструкции. Эти характеристики сопротивления материалов повышены за счет использования дополнительных коэффициентов надежности и коэффициентов условий работы, учитывающих малую вероятность аварийных воздействий, использования работы арматуры за пределом текучести материала. Эти коэффициенты приняты суммарно равными 1,15.

Расчет показал, что при данном конструктивном решении, пространственная жесткость и устойчивость здания в случае аварийной ситуации (прогрессирующее обрушение) обеспечена, так как максимальные расчетные напряжения, действующие в отдельных конструктивных элементах меньше нормативной несущей способности этих элементов. Детальное описание расчета и сам расчет представлены в pазделе К4.2.

Применяемые материалы

Материалы для конструкций

Для железобетонных конструкций предусматривается использование тяжелого бетона по ГОСТ 7473-2010 и ГОСТ 26633-91 и следующие классы по прочности на сжатие:

  • Фундаментная плита B40
  • Стены в осях
  • Внутренние стены подвала В30
  • Наружные стены подвала B30
  • Перекрытия B30
  • Колонны В40
  • Простенки (толщ. 400(600) мм) B40
  • Конструкции из железобетона, расположенные ниже отметки ±0.00, выполняются с учетом водонепроницаемости W8 и морозостойкости F150.
  • Арматура для железобетонных конструкций предусмотрена класса А500С по ГОСТ Р 52544-2006.

Требования пожарной безопасности к конструкциям подземной части здания

Требования к пределам огнестойкости строительных конструкций и класс конструктивной пожарной опасности Объекта устанавливаются в соответствии со Статей 87 Федерального закона от 22 июля 2008 года №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». Конструкции здания предусмотрены с повышенными пределами огнестойкости по отношению к конструкциям I степени огнестойкости, установленной Таблицей 21 Федерального закона. Класс конструктивной пожарной опасности здания следует принимать не ниже С0 в соответствии с Таблицей 22 Федерального закона. Несущие элементы каркаса здания должны обеспечивать его общую устойчивость и геометрическую неизменяемость при пожаре. Конструкции здания удовлетворяют требования по пределу огнестойкости и минимальному защитному слою:

подземная часть:

  • колонны R180 (Ю »45-50 мм)
  • перекрытия REI180 (Ю »25-40 мм)
  • между подземной надземной частями REI180 (Ю »25-40 мм)
  • несущие противопож. стены между отсеками REI180 (Ю »30-40 мм)
  • несущие стены R180 (Ю »30-40 мм)
  • стены лифтовых шахт REI180 (Ю »30-40 мм)
  • стены лестничных клеток REI180 (Ю »30-40 мм)
  • марши и площадки лестниц R60 (Ю »15-25 мм)

В скобках указаны защитные слои посчитанные на основании МДС 21-2.2000, таб. 10, 12, 14 и 16 с учетом таб. 15 и п. 11.5 и 11.6 и СТО 36554501-006-2006 "Правила обеспечения огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций". На стадии рабочего проектирования будет указан защитный слой для каждого отдельного элемента конструкции. В случаях, когда защитный слой превышает 40 мм, предусматривается «легкая» сетка из арматуры диаметра 1-2 мм, шагом 30-50 мм.

Противопожарные стены, перекрытия, разделяющие пожарные отсеки выполняются с пределами огнестойкости не менее REI 180.

Ограждение котлована

Ограждение котлована выполнено как стена в грунте с распорной системой – раскосы и подкосы. Подкосы из металлических труб опираются на существующую фундаментную плиту.

Проект ограждения котлована не является предметом настоящего проекта. Настоящим проектом предусматриваются мероприятия по сохранению существующих элементов распорной системы до обеспечения постоянного опирания стены в грунте на новопроектированную железобетонную конструкцию. Распорная система демонтируется после устройства перекрытия. Данное решение необходимо согласовать с автором проекта стены в грунте.

Гидроизоляция подземной части

Согласно техническому заданию в проекте для гидроизоляции конструкций подземных сооружений применена на основном объеме однослойная система с мембраной «ALKORPLAN 35041», а также двухслойная система с вакуумным контролем качества с мембранами, в сочетании с заранее предусмотренной секционной системой подавливания потенциальных течей полиуретановой пеной. Гидроизоляция расположена под фундаментами всего здания и поднимается вдоль всех наружных стен до отметки находящейся на 700-1000 мм над уровнем земли. Таким образом, формируется водонепроницаемый «стакан» в котором находится здание. Фундаменты и наружные стены подвала выполняются из бетона марки W8 по водонепроницаемости.

Вся площадь разбита на участки площадью от 150-400 м2 (карты), отделенные по периметру гидрошпонкой. Система гидроизоляции свободно укладывается на горизонтальной поверхности гидроизолируемых железобетонных конструкций и с промежуточным креплением на вертикальной поверхности.

Требования к конструкции:

Поверхность бетона должна быть сухой, без пленочной влаги, ровной. Бетон должен иметь прочность не ниже 50% марочной прочности. Поверхность не должна иметь раковин, наплывов бетона, неровностей с острыми кромками, масляных пятен. Переход гидроизоляции с горизонтальной поверхности на вертикальную должен быть осуществлен устройством вкладыша (компенсатора) из экструдированного пенополистирола. Перед устройством защитного слоя производится контроль качества сварных швов и возможных повреждений мембраны. Для предупреждения повреждения гидроизоляции она временно фиксируется на вертикальной поверхности или прикрывается деревянными щитами на период установки опалубки и арматуры. Для локализации зон возможных протечек применяется система гидроизоляционных прокладок из ПВХ типа «АКВАСТОП»,которые привариваются к мембране. В случае протечки можно осуществить локальный ремонт гидроизоляции с помощью инъекций жидких материалов через инъекторы посредством трубок. Трубки защитить при бетонировании, промаркировать и объединить в организованные пучки, закрытие в короба.

Геотехнический мониторинг

В составе проектной документации следует разработать специальный раздел мониторинга деформационного состояния несущих конструкций, системы геотехнического мониторинга, включающего измерение деформаций основания, фундамента и подземной части проектируемого объекта и окружающей застройки в пределах зоны влияния строительства в процессе строительства и эксплуатации высотного здания.

Расчеты фундаментной плиты - расчетные давления на грунт и осадки

Расчеты выполнялись согласно СНиП 2.02.01-83* - Основания зданий и сооружений, Актуализированная редакция СП 22.13330.2011 и СП 50-101-2004 - Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.

Расчетные давления, максимальные осадки и максимальная относительная разность осадок составляют для нагрузки без учета ветровых нагрузок:

Расчетные давления на грунт, Максимальные осадки, Максимальная относительная разность осадок

Расчетные давления на грунт –макс/среднее.

Максимальные/ минимальные осадки

Максимальная относительная разность осадки

(кН/м2)

(мм)

 

406/250

67/21

0,0009

Максимальная относительная разность осадок составляет 0.001, что ниже пределов, установленных СП 50-101-2004 Приложение Е– ∆S/L = 0.003. Величина крена для проектируемого здания не регламентируется. Максимальная величина крена составляет 0.0005, что есть меньше значений, регламентируемых СП 50-101-2004 (для элеваторов 0.003). Расчет железобетонных элементов, внутренние усилия и армирование. Расчет по прочности железобетонных элементов на действие изгибающих моментов и продольных сил - Расчет изгибаемых элементов - выполнялся согласно СП 52-101-2003 “Бетонные и железобетонные конструкции из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры”, пункт 6.2 (6.2.1 – 6.2.52).

Максимальные моменты и армирование фундаментной плиты:

Толщина фундаментной плиты

Максимальные моменты (по 1-й группе предельных состояний) в кНм/м

Опорный-под колоннами и стенами

Пролетный

1100 мм

6028

1743

800 мм

2250

760

Расчет по прочности железобетонных элементов на действие изгибающих моментов и продольных сил.

Согласно расчету, принята арматура фундаментной плиты:

“Фоновая арматура”:

Плита толщиной 1100мм:

  • Нижняя и верхняя зона - Ш25/200
  • Центральная зона-2 сетки - Ш16/400
  • Вертикальное расстояние между сетками составляет приблизительно 500мм.

Плита толщиной 800мм:

  • Нижняя и верхняя зона - Ш25/200
  • Центральная зона одна сетка - Ш16/400
  • Вертикальное расстояние между сетками составляет приблизительно 350мм.

На местах максимальных усилий для плиты предусмотрена дополнительная арматура.

Дополнительная арматура для плиты толщиной 1100мм:

  • В нижней зоне - 2хШ32/200, Ш32/200+Ш32/100 (2 сетки на вертикальном расстоянии 80мм – одна сетка на этом же уровне, что и фоновая) и Ш28/200 (на уровне фоновой арматуры)
  • В верхней зоне - Ш28/200, Ш25/200 (во втором ряду на расстоянии 80мм от фоновой арматуры)

Дополнительная арматура для плиты толщиной 800мм:

  • В нижней зоне - 2хШ32/200, 2х25/200, Ш32/200+Ш25/200 (2 сетки на вертикальном расстоянии 80мм – одна сетка на этом же уровне, что и фоновая) и Ш25/200 (на уровне фоновой арматуры)
  • В верхней зоне - Ш28/200 (во втором ряду на расстоянии 80мм от фоновой арматуры)

Детально показано в графической части данной книги.

Толщина фундаментной плиты

Армирование фундаментной плиты - Максимальные проценты в верхней зоне

Площадь сечения одной зоны к ж/б сечению в (%) / (см2)

Армирование - вариант

1600 мм

до 0,35 / 55.33

Ш 25 - шаг 200 +

Ш 28 - шаг 200

800 мм

до 0,69 / 55.33

Ш 25 - шаг 200 +

Ш 28 - шаг 200

На местах максимальных (пиковых) усилий произведено их усреднение.

Максимальные усилия и армирование плит перекрытия

 

Максимальные моменты (по 1-й группе предельных состояний) в кНм/м

Опорный

Пролетный

Перекрытие - 300мм

320,00

85,00

Согласно расчету, принята арматура плиты перекрытия:

“Фоновая арматура” :

  • Нижняя зона — Ш14/200,
  • Верхняя зона — Ш12/200

На местах максимальных усилий предусмотрена дополнительная арматура:

  • в нижней зоне — Ш14/200,
  • в верхней зоне — Ш20/200, или Ш25/20

Толщина плиты

Армирование плиты - Минимальные требования

Площадь сечения одной зоны к ж/б сечению в (%) / (см2)

Армирование - вариант

300 мм нижняя зона

0,26 / 7,69

Ш 14 - шаг 200

300 мм верхняя зона

0,19 / 5,65

Ш 12 - шаг 200

 

Толщина плиты

Армирование плиты - Максимальные проценты

Площадь сечения одной зоны к ж/б сечению в (%) / (см2)

Армирование - вариант

300 мм нижняя зона

до 0,51 / 15,38

Ш 14 - шаг 200 + Ш 14 - шаг 200

300 мм верхняя зона

до 1,0 / 30,19

Ш 12 - шаг 200 + Ш 25 - шаг 200

На отдельных местах – пики, существуют моменты, превышающие указанные (смотри Том КР «Расчёт»), и, соответственно, на этих местах должна быть принята арматура больше указанной. Но, она также не превышает 1,1% армирования. На местах максимальных (пиковых) усилий произведено их усреднение.

Максимальные усилия и армирование переходной плиты

 

Максимальные моменты (по 1-й группе предельных состояний) в кНм/м

Опорный

Пролетный

Толщина - 500 мм

550,00

150,00

Согласно расчету, принята арматура переходной плиты:

“Фоновая арматура” :

  • Нижняя зона — Ш25/200
  • Верхняя зона — Ш16/200

На местах максимальных усилий предусмотрена дополнительная арматура:

  • в нижней зоне — Ш16/200
  • в верхней зоне — Ш25/100

Толщина плиты

Армирование переходной плиты - Минимальные требования

Площадь сечения

одной зоны к ж/б сечению в (%) /

(см2)

Армирование - вариант

500 мм нижняя зона

0,41 / 24,54

Ш 25 - шаг 200

500 мм верхняя зона

0,17 / 10,05

Ш 16 - шаг 200

Толщина плиты

Армирование переходной плиты -

Максимальные проценты

Площадь сечения одной зоны к ж/б сечению в (%) / (см2)

Армирование - вариант

500 мм нижняя зона

до 0,58 / 34,59

Ш 25 - шаг 200 + Ш 16 - шаг 200

500 мм верхняя зона

до 0,98 / 59,13

Ш 16 - шаг 200 + Ш 25 - шаг 100

На отдельных местах – пики, существуют моменты, превышающие указанные (смотри Книга КР4 «Расчёт»), и, соответственно, на этих местах должна быть принята арматура больше указанной. Но, она также не превышает 1,2% армирования. На местах максимальных (пиковых) усилий произведено их усреднение. Максимальные усилия и армирование колонн и стен.

Расчет колонн и стен проводился по несущей способности и трещиностойкости согласно СП 52-101-2003 “Бетонные и железобетонные конструкции из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры”. Максимальные усилия в стенах, распространяющихся в направлении Х подземной частью здания, а именно краев стен толщиной 400 и 300 мм и их армирование:

Максимальные усилия (по 1-й группе предельных состояний) для стен 400 на длине 1000мм от края стены

Толщина стен

Продольная сила - N в кН – над фундаментом

Продольная сила - N в кН – под плитой

400 мм

10 360,00

8 650,00

 300 мм

7 350,00

3 500,00

Армирование краев стен - Минимальные проценты

Толщина стен

Площадь сечения арматуры к ж/б сечению в (%) / (см2)

Армирование – вариант

400 мм

1,1 / 45,61

12 Ш 22

300 мм

0,8 / 25,13

8 Ш 20

Армирование краев стен - Максимальные проценты – над фундаментом

Толщина стен

Площадь сечения арматуры к ж/б сечению в (%) / (см2)

Армирование – вариант

400 мм

3,0 / 123,00

20 Ш 28

300 мм

2,8 / 86,20

14 Ш 28

Армирование краев стен – Типовое армирование на длине

600 мм от края стены

Толщина стен

Площадь сечения арматуры к ж/б сечению в (%) / (см2)

Армирование – вариант

250 мм

2,6 / 39,27

8 Ш 25

Армирование остальных краев стен под надземной частью здания осуществлялось продольными стержнями с процентом армирования 2 до 4%. На краях предусмотрены "p-образные элементы" Ш12/200 (Ш16/200). По середине стены – вне указанного 1м от краев, т.е. 0,6м от краев, предусмотрена вертикальная арматура ±Ш16/200, горизонтальная ±Ш16/200 (±Ш12/200). Армирование остальных стен выполняется согласно расчету.

Расчет на продавливание

Расчет на продавливание выполнялся согласно СП 52-101-2003 “Бетонные и железобетонные конструкции из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры”, пункты 6.2.46 – 6.2.52. Расчет проводился как “Расчет элементов на продавливание при действии сосредоточенных силы и изгибающего момента”

Расчет на продавливание фундаментной плиты

Согласно расчету, на месте продавливания вертикальных элементов через фундаментную плиту толщиной 1100мм дополнительное усиление на продавливание требуется на месте краев простенков, расположенных в направлении X толщиной 400(600) мм, а именно в осях 5, 6, 7, 8, где принято усиление вертикальной арматуры Ш14/200 А500С вокруг краев указанных стен. Необходимо также дополнительное усиление на продавливание вокруг колонн с вертикальной арматурой Ш14/200 А500С.

Согласно расчету, на месте продавливания вертикальных элементов через фундаментную плиту толщиной 800мм дополнительное усиление на продавливание требуется, на месте колонн где принято усиление вертикальной арматуры Ш14/200 А500С вокруг указанных колонн.

Расчет на продавливание плит перекрытия толщиной 300мм. Согласно расчету, на месте продавливания вертикальных элементов через плиту толщиной 300мм предусмотрены капители толщ.200мм: на месте краев простенков, расположенных в направлении X толщиной 400(600) мм. Расчет железобетонных элементов по предельным состояниям второй группы - расчет по раскрытию трещин и расчет деформаций – прогибо

Расчет по раскрытию трещин выполнялся согласно СП 52-101-2003 “Бетонные и железобетонные конструкции из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры”, пункт 7.2 (7.2.1 – 7.2.15). Расчет по прогибам выполнялся согласно СП 52-101-2003 “Бетонные и железобетонные конструкции из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры”, пункт 7.3 (7.3.1 – 7.3.16)

Расчет выполнен для непродолжительного воздействия ветровой нагрузки.

Расчеты фундаментной плиты по раскрытию трещин

Толщина фундаментной плиты

Расчет ширины раскрытия трещин для максимальных моментов

Армирование * - вариант

Максимальные моменты - расчетные значения / нормативные значения в кНм/м

Раскрытие трещин в (мм)

1100 мм нижняя зона

2Ш 32- шаг 200 + Ш 32 - шаг 100

6028 / 5150

0,302

1100 мм верхняя зона

Ш 25 - шаг 200 + 2Ш 32 - шаг 200

1743 / 1490

0,105

Защитный слой для всех случаев, для расчета принят 45 мм. Максимальное раскрытие трещин (из условий сохранности арматуры) составляет 0.302мм, что приблизительно одинаково допускаемым 0.3мм при непродолжительном раскрытии трещин, согласно п.6.4.5 СНиП 52-01-2003 – из условия ограничения проницаемости конструкций

Расчеты по раскрытию трещин плит перекрытия толщ.300 мм

Толщина плиты

Расчет ширины раскрытия трещин для максимальных моментов

Армирование * - вариант

Максимальные моменты - расчетные значения / нормативные значения в кНм/м

Раскрытие трещин в (мм)

300 мм нижняя зона

Ш 14 - шаг 200 + Ш 16 - шаг 200

105 / 87

0,205

300 мм верхняя зона

Ш 12 - шаг 200 + Ш 25 - шаг 200

430 / 355

0,305

Защитный слой для всех случаев принят 35 мм ( с запасом).

Максимальное раскрытие трещин (из условий сохранности арматуры) составляет 0.309, что приблизительно одинаково допускаемым 0.3мм при продолжительном раскрытии трещин, либо 0.4 мм – при непродолжительном согласно СНиП 52-01-2003

Расчет деформаций – прогибов плит перекрытия

Расчет плит перекрытия и балок по прогибам выполнялся согласно СП 52-101-2003 “Бетонные и железобетонные конструкции из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры”, пункт 7.3 (7.3.1 – 7.3.16)

Для получения реальных величин деформации конструктивных элементов по расчёту предельного состояния второй группы принято уменьшенное значение жёсткости элементов. Снижение жёсткости элементов происходит из-за образования трещин в элементах, а также за счёт продолжительных действий внутренних усилий в сжатых зонах железобетонного сечения. Принятые для расчета значения жёсткости железобетонного сечения на местах максимальных усилий, а именно:

  • для плит перекрытия принято 30% от жёсткости элементов по первой группе предельного состояния (линейной работы материала).
  • для остальных элементов (стен, колонн, балок) принято 40% от жёсткости элементов по первой группе предельного состояния (линейной работы материала).

Вышеуказанные параметры (проценты) жёсткости приняты для всех элементов, что даёт запас, так как уменьшенное значение жёсткости определялось по максимальным усилиям.

Согласно СНиП 2.01.07-85 - Нагрузки и воздействия, максимальные деформации плит перекрытия и балок, приняты максимальные величины, с небольшим запасом - пролет/250.

Максимальные прогибы конструкции определены расчетом и не превышают допускаемые нормами прогибы, за исключением части плиты, где необходимо предусмотреть строительный подъем 3-4 см.

  • Описание и обоснование принятых объемно-планировочных решений зданий и сооружений объекта капитального строительства. См Раздел 3.
  • Обоснование номенклатуры, компоновки и площадей помещений основного, вспомогательного, обслуживающего назначения и технического назначения - для объектов непроизводственного назначения. См Раздел 3

Обоснование проектных решений и мероприятий, обеспечивающих:

  • соблюдение требуемых теплозащитных характеристик ограждающих конструкций;
  • снижение шума и вибраций;
  • гидроизоляцию и пароизоляцию помещений;

Описание конструктивных и технических решений подземной части объекта капитального строительства для подземной части здания и Раздел 3 - для надземной части здания.

  • снижение загазованности помещений;
  • удаление избытков тепла;
  • соблюдение безопасного уровня электромагнитных и иных излучений, соблюдение санитарно-гигиенических условий;
  • соблюдение мероприятий по обеспечению пожарной безопасности;
  • Характеристику и обоснование конструкций полов, кровли, подвесных потолков, перегородок, а также отделки помещений;
  • Перечень мероприятий по защите строительных конструкций и фундаментов от разрушения;
  • ГОСТ 27751-88 и ГОСТ P 54257-2010 - Надежность строительных конструкций и оснований

Проектирование и выполнение здания необходимо производить в соответствии с СТО 36554501-014-2008, ГОСТ 27751-88 и ГОСТ P 54257-2010 – Надежность строительных конструкций и оснований. Согласно документу СТО 36554501-014-2008, расчетный срок службы несущих и ограждающих конструкций здания принимается «равным 100 лет и более на основании таблицы 1.

Согласно этому, в процессе проектирования учтены все требования настоящего документа, как по коэффициентам надежности, принятым нагрузкам, мерам для обеспечения защиты конструкции, так и по обеспечению долговечности здания.

Проектные решения, которые обеспечивают расчетный срок службы конструкции применение железобетонных и металлических сертифицированных конструкций