9-этажный жилой дом со встроенными помещениями

Генеральный план:

Наименование	Показатель
S озел. [м2]	13449
S заст. [м2]	10058
S дор. [м2]	6568
S уч. [м2]	30076
K заст.	0,334
K озел.	0,447

 

1.5            

Жилой дом располагается в 11-м  микрорайоне г Северска, главным  фасадом выходит на проспект Коммунистический и на улицу Солнечная. С проспекта  Коммунистического запроектированы  площадки для стоянки автомобилей, для того, чтобы уменьшить поток  автотранспорта в жилой квартал. Дом запроектирован в меридиональном направлении, что обеспечивает меньшее  продувание холодными ветрами дворовой части и улучшает микроклимат  квартала. Между домом и площадками для стоянки автомобилей запроектированы  посадки деревьев и кустарников, что является шумопоглощением и  улучшает экологическое равновесие воздушной среды. В жилом доме запроектированы встроенные помещения:

·    

·    

·                

Вдоль главного фасада запроектированы  широкие тротуарные дорожки, которые  в случае пожара используются как  подъездные пути для пожарных машин. Вдоль тротуара запроектированы  фонари. Автодороги освещаются мачтами, с укрепленными на них светильниками. Между домами предусмотрены проезды  для прохода и проезда людей.

 

1.6

1. 

2. 

3. 

4. 

5. 

 

2.

2.1            

Основным направлением экономического и социального развития города предполагается значительное увеличение объемов капитального строительства, так как возведение жилых зданий сопровождается сооружением  общественных зданий, школ, предприятий  общественного питания и бытового обслуживания. Уменьшение затрат на устройство оснований и фундаментов от общей  стоимости зданий и сооружений, может  дать значительную экономию материальных средств. Однако, добиваться снижения этих затрат необходимо без снижения надежности, т.е. следует избегать возведения недолговечных и некачественных фундаментов, которые могут послужить  причиной частичного или полного  разрушений зданий и сооружений. Необходимая  надежность оснований и фундаментов, уменьшения стоимости строительных работ в условиях современного градостроительства зависит от правильной оценки физико - механических свойств грунтов, слагающих  основания, учета его совместной работы с фундаментами и другими  надземными строительными конструкциями. Проектирование свайных фундаментов  разрабатывается на основе материалов инженерно - геологических изысканий.             

В данном проекте рассчитываем висячие  сваи - это такие сваи, у которых  под нижними концами залегают сжимаемые грунты и нагрузка передается, как через нижний конец, так и  по боковой поверхности сваи. Длина  сваи назначается с учетом глубины  заложения подошвы ростверка. Она  должна быть не менее 0,3м при действии центрально - сжимающей нагрузки. Геометрические размеры ростверка в плане  зависят от размеров опирающихся  на него конструкций, и от количества свай в свайном фундаменте. Расстояние между осями забивных висячих  свай должно быть не менее 3d (d-сторона  квадратного поперечного сечения  сваи).            

Положительные стороны свайного фундамента:

·    

·    

·                

Отрицательные - трудоемкость при  забивании свай.

2.2            

Данное жилое здание имеет сложную  конфигурацию в плане. Девятиэтажный 744-квартирный жилой дом имеет  встроенные помещения:

·    

·    

·                

Жилой дом расположен в центре города, главным фасадом выходит на главный  проспект города - пр. Коммунистический и улицу Солнечная. Площадка строительства  попадает на территорию, застроенную  ранее частными домами. Запроектированы  следующие конструкции:

·    

·    

·     400 кг.

2.3            

Исследуемую площадку пересекает ряд  инженерных коммуникаций: водопровод, канализация, теплотрассы. Поверхность  участка сравнительно ровная, с общим  понижением рельефа в южном и  юго-восточном направлении. Абсолютные отметки поверхности изменяются в пределах от 86,3 м до 92,85 м. Максимальная разность отметок в целом по участку составляет 6,55 м.            

Геологический разрез участка был  составлен на основе инженерно- геологических  изысканий, которые были сделаны  по скважине N 1.

·     0,5 м. По составу насыпной грунт неоднородный, сложен преимущественно песком, реже суглинком с примесью почвы гравия. Среднее содержание примесей - 10%. По степени уплотнения от собственного веса - смешавшийся.

·     1,3 м.

·     2,5 м. Слой представлен коричневым суглинком, является тугопластичным.

·     3,4 м. На глубине 4,5 м находится прослойка суглинка. В этом слое проходит уровень подземных вод на глубине 5,4 м от поверхности.

·     6,7 м. Слой представлен коричневым суглинком, текучим. Мощность слоя 0,8 м.

·     7,5 м. Физико - механические свойства грунтов площадки строительства приведены в таблице.

 

Сводная таблица расчётных  значений физико - механических характеристик  грунтов

Наименование	Мощ-	Плотность			Удельный вес			Показатели		Показатели		Коэфф.	степень	Угол вн.	Сцеп-	Модуль
грунта	ность				частиц	грунта	сухого	текучести		текучести		порист.	влажн.	трения	ление	деформ
	слоя	rs	r	rd	gs	g	грунта gd	Wp	WL	Ip	IL	e	Sr	j	C	E
Песок	1,7	2,69	1,86	1,65	26,9	18,6	16,5	-	-	-	-	0,63	0,56	33	0,01	21,5
Суглинок	2,5	2,71	2,04	1,76	27,1	20,4	17,6	21	13	8	0,38	0,54	0,8	24	0,022	6
Песок	5,9	2,66	1,9	1,7	26,6	19	17	-	-	-	-	0,565	0,56	33	0,01	6
Суглинок	6,7	2,74	2,06	1,73	27,4	20,6	17,3	21	13	8	0,38	0,58	0,8	21	0,021	18
Песок	15	2,68	1,82	1,64	26,8	18,2	16,4	-	-	-	-	0,634	0,46	33	0,01	21,7

 

2.4            

Для дальнейшего расчета фундамента необходимо определить нагрузки.

2.4.1

Покрытия Чердачные перекрытия с утеплителем Межэтажные перекрытия Перегородки Вес парапета Кирпичная кладка Вес плиты лоджии

2,54 кН/м2 3,80 кН/м2 3,60 кН/м2 1,00 кН/м2 1,00 кН/м2 18,00 кН/м2 10,60 кН/м2

2.4.2

На 1 м2 проекции кровли от снега На 1 м2 проекции чердачного перекрытия На 1 м2 проекции межэтажного перекрытия

1,50 кН/м2 0,75 кН/м2 1,50 кН/м2

 

            Определим нагрузку на наружную систему. Грузовая площадь между  осями оконных проемов: 

А = 3,125·3=9.375 м², где: 

3,125 - расстояние между осями, 

3 - половина расстояния в частоте  между стенами.            

Нормативные нагрузки на 3,125 м длины фундамента на уровне спланированной отметки земли (кН):

2.4.3

Покрытия	2,54 · 9,375	23,8125кН
Чердачного перекрытия	3,8·9,375	35,625 кН
9-ти межэтажных перекрытий	9·3,6 · 9,375	303,75 кН
Перегородок на 9-ти этажах	9 · 1 · 9,375	84,375 кН
Карстена выше чердачного перекрытия:	0,77 · 1,5 · 6,3 · 1,8 · 3,125	40,93 кН
Стена со 2-го этажа и выше на длине 3,125 м за вычетом оконных проемов	0,77· (3,125·2,8-1,484·1,35) ·1,8·10·8	748,06 кН
Вес системы 1-го этажа	0,77· (3,125·2,8)-1,8·10	121,275 кН
Вес от перекрытий подвала	3,125·3,6·6,6·1	74,25 кН
Вес от покрытий парикмахерской	3,125·3,45·6,1·1	65,76 кН
Вес от лоджий	8·10,6	84,8 кН
	Итого:	1582,646кН

 

2.4.4

На кровлю от снега	1,5 · 9,375	14,06 кН
Чердачные перекрытия	9,375 · 0,75	7,031 кН
На 9-ти межэтажных перекрытиях  с коэффициентом  jn1 = 0,489	9,375 · 10 · 0,489 · 1,5	68,864 кН

 

            Неодновременное загружение 6-ти этажей учитываем снижающим  коэффициентом по формуле:

j_n1 = 0,3+0,6/Ön, где: 

n - число перекрытий, от которых  нагрузка передается на основание.

j_n1 = 0,3+0,6/Ö9 = 0,4897

Итого: 89,9575 кН            

Условия несущей способности грунтов  основания одиночной сваи или  в составе свайного фундамента имеет  вид:           

F_d

N   £   ¾  ,  где:           

¡_K 

N - расчетная нагрузка, передаваемая  от сооружения на одиночную  сваю,

F_d - несущая способность сваи по грунту,

¡_K - коэффициент надежности, назначаемый в зависимости от метода          определения несущей способности сваи по грунту.            

Подберем длину забивной сваи и  определим ее несущую способность  по грунту.            

Из анализа грунтовых напластований  можно сделать вывод, что пластичная глина не обладает достаточным сопротивлением, а слой супеси имеет малую толщину. В качестве несущего слоя целесообразно  принять слой "пылевитый песок". Тогда длина забивной сваи, с учетом заглубления в несущий слой не менее 1 м, составляет L = 0,3+2,6+0,8+4,3+1 = 9 м. Принимаем забивную сваю типа С10-30 по ГОСТ 19804.1-79 длиной 10 м, сечением 30 х 30 см, свая при этом будет висячей. Погружение сваи будет осуществляться дизельным молотом. Несущая способность висячей забивной сваи определяется в соответствии со СНиП 2.02.03-85 как сумма сил расчетных сопротивлений грунтов оснований под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле:

F_d = ¡_C · (¡_CR·R·A+U·å ¡_CF · f_i · h_i ), где

¡_C - коэффициент работы сваи в грунте, принимаемый равным 1,

¡_CR, ¡_CF - коэффициенты условий работы соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, принимаемые для забивных свай, погружаемых дизельными молотами без лидирующих скважин, равными 1,

A - площадь опирания сваи  на грунту, принимаемая равной  площади поперечного сечения  сваи. A = 0,3·0,3 = 0.09 м²

U - наружный периметр поперечного  сечения сваи 0,3·4=1.2 м,

R - расчетное сопротивление  грунта под нижним концом сваи.             

Расчетное сопротивление грунта зависит  от вида и состояния грунта и от глубины погружения сваи.                     

1650 - 1500

R = 1500 +  ¾¾¾¾¾¾ · (13 - 10) = 1590 [кПа]                        

15 -10

f_i  - расчетное сопротивление i^-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью, кПа.

f₁  = 27кПа, f₂  = 29,4кПа, f₃  = 31,3кПа, f₄  = 32,1кПа, f₅  = 33,05кПа, f₆  = 34,28 кПа

h_i  - толщина i^-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м

h₁  = 3,9 м, h₂  = 5,2 м, h₃  = 6,3 м, h₄  = 7,1 м, h₅  = 8,1 м, h₆  = 10,35 м            

Подставляем полученные значения в  формулу и определяем несущую  способность сваи С10-30 по грунту.

F_d = 1·(1·1590·0,09+1,2·(27·3,9+29,4·5,2+31,3·6,3+32,1·7,1+33,05·8,1+34,28·10,35))

F_d = 1710,0396 кПа

2.4.5            

Расчетную глубину промерзания  грунта определяется по формуле:

d_f = K_n · d_fn и зависит  от теплового режима здания, от наличия подвала, конструкции пола .

d_fn -  нормативная глубина промерзания грунта, d_fn = 2,2 м,

K_n - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания, принимаемый равным 0,6.

тогда d_f = 2,2 · 0,6 = 1,32 м            

Количество свай С10-30 под стену  здания можно определить по формуле:        

F_i · g_K      1,4 · 1672,6

n = ¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾ = 1,4 св., принимаем 2 сваи.         

F_d           1710,0396            

Расстояние между сваями (шаг  свай) вычисляется по формуле:        

m_p · F_d     2 · 1710,039

a = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾ = 1,34 м          

F_d           1,4 · 1672,6

m_p - число рядов свай            

Расстояние между рядами свай равно 1,1 м.            

Ширина ростверка в этом случае будет равна 1,5 м.            

Собственный вес одного погонного  метра ростверка определяется по формуле: G_I^P = b · h_p · g_b · g_f, где

b, h_p - соответственно ширина и толщина ростверка, м

g_b - удельный вес железобетона, принимаемый g_b = 24 кН/м³

g_f - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый  g_f = 1,1            

Подставим в формулу соответствующие  значения и величины:

G_I^P = 1,5 · 0,6 · 1,1 · 24 = 23,76 кН/м            

Собственный вес группы на уступах  ростверка может быть определена по формуле: G_I^ГР = (b - b_c) · h · g_I‘ · g_f, где:

b_c - ширина цокольной части

h - средняя высота грунта  на уступах ростверка, h = 1,25 м

g_I‘ - удельный вес грунта обратной засыпки, принимаемый равным g_I‘= 17 кН/м³

g_f - коэффициент надежности по нагрузке для насыпных грунтов g_f = 1,15

G_I^ГР = (1,5 - 0,73) · 1,25 · 17 · 1,15 = 18,81 кН/м             

Расчетная нагрузка в плоскости  подошвы ростверка:

å F_I = F_I’ + G_I^Р +G_I^ГР = 1672,6 + 23,76 + 18,81 = 1715,17 кН/м            

Фактическую нагрузку, передаваемую на каждую сваю ленточного фундамента, определяем по формуле:       

a · å F_I         1,4 · 1715,17

N = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾ = 1200,619 кН            

m_P                   2            

Проверим выполнение условия несущей  способности грунта в основании  сваи:       

F_d                             1710,0396

N £ ¾            1200,69 £ ¾¾¾¾¾ = 1221,46