Проект будівництва будинку експлуатаційної служби лінії метро

характеристичне снігове навантаження для другого району 156 кгс/м2 (ДБН В.1.2-2-2006 СНБС);

характеристичне снігове навантаження для другого району 30 кгс/м2 (ДБН В.1.2-2-2006 СНБС);

постійні навантаження від власної ваги конструкції прийнята по кресленням завдання та проектам-аналогам.

2.2 Опис конструкції

Несучий каркас будівлі адміністративного корпуса виконаний по рамно-в’язевій схемі. Сітка колон 6×6 метрів. Колони будівлі із зварних двотаврів. Міжповерхові перекриття виконані у вигляді металевих балок з залізобетонною плитою по залізобетонному профнастилу, виконано у якості замикаючої опалубки. Обпирання балок на колони шарнірне. Покриття легка крівка: утеплювач з мінераловатних плит по стальному профнастилу, прогонами з прокатних швелерів та двотаврів і крокв’яними балками з зварних двотаврів. Просторова жорсткість, стійкість та геометрична незмінність конструкції каркасу будівлі забезпечується системою вертикальних в’язей по колонах та жорстким защемленням їх в фундаментах.

2.3 Підбір перерізу балки настилу двотаврового профілю першого поверху Б4

Підбираємо переріз балки двотаврового профілю для балочної клітки нормального типу з металевим настилом та розміром чарунки 6х6 за даними:

Тимчасове характерне навантаження, розподілене по перекриттю –

Крок балок настилу - а, см =150;

Сталевий настил товщиною - 8 мм;

Сталь для балок - С245;

Граничний відносний прогин - 1/210.

Рис.2.1 Розрахункова схема.

Визначаємо навантаження. Прогонне характеристичне та розрахункове навантаження на балку відповідно дорівнюють:

Де  - коефіцієнти надійності щодо навантаження відповідно для постійного і тимчасового навантажень;  - власна вага настилу, де t - товщина настилу, м;  - власна вага 1 м балки. Яку попередньо назначають 0,3-0,5 кн/м2.

Визначаємо розрахункові зусилля. Максимальний момент:

 (2.3)

Підберемо та перевіримо переріз балки. За формулою:

 -

розрахунок на міцність елементів, які згинаються в одній з головних площин;

При значенні знаходимо потрібний момент опору:

 (2.5)

За значенням , з таблиці1 ГОСТ 8239-72* підбираємо переріз балки з прокатного двотавра. Даному моменту відповідає двотавр №27.

Рис.2.2 Схема двотавра №27.

Перевіряємо жорсткість балки. Визначимо прогин від нормативного навантаження:

 (2.6)

і зробимо висновок.

Рис.2.3 Схема розташування елементів перекриття на позначці 3.600

Підбір перерізу головної балки Б1

Навантаження на головну балку передаються від балок настилу. Для головної балки ширина грузової площі дорівнює кроку головних балок.

Навантаження на головну балку в балочній клітці нормального типу можна враховувати як рівномірно розподілену, в зв’язку з малим кроком балок настилу.

Нормативне і розрахункове навантаження на головну балку:

Де  - крок головних балок, м;

 - коефіцієнт, що враховує власну вагу головної балки (з досвіду проектування 1-2% навантаження, що припадає на балку).

Розрахунковий згинаючий момент в середині прольоту:

 (2.9)

Поперечна сила на опорі:

 (2.10)

Рис.2.4 Епюра зусиль в балці

Потрібний момент спротиву січення балки:

 (2.11)

Для балок висотою 1-2м значення товщини стінки можна визначити з імперичної формули:

 (2.12) Де

Оптимальна висота балки з умови найменшого використання матеріалу:

 (2.13)

Де k - коефіцієнт, що залежить від конструктивного оформлення (для зварних балок k=1,15-1,2).

Найменша допустима висота балки визначається з умови жорсткості:

(2.14)

Де  - граничне відношення прогину балок до прольоту, що регламентується нормами в залежності від призначення балок.

Остаточна висота балки назначається з врахуванням наступних вимог:

 (2.15)

Приймаємо

Висоту балки раціонально приймати кратну 100мм, якщо для стінки не використовувалась універсальна сталь. При виборі висоти балки можливі відступи від на , що приводить до зміни маси балки на 3 - 5%.

Для визначення найменшої товщини стінки із умови роботи на зрізання для балок оптимального січення з , можна скористатися формулою:

 (2.16)

Де

 (2.17)

З умови забезпечення місцевої стійкості балки без додаткового зміцнення її ребрами жорсткості необхідне виконання умови:

 (2.18)

В зварних балках пояс раціонально приймати з листів універсальної сталі. Розміри горизонтальних поясних листів знаходять виходячи із необхідної несучої спроможності балки.

Необхідна площа перерізу пояса балки, виходячи з умови стійкості, може бути визначена по формулі:

 (2.19)

Товщина  горизонтального поясного листа приймається з врахуванням наступних умов:

 (2.20)

Ширина поясних листів приймається з умови забезпечення загальної стійкості в межах:

 (2.21)

Конструктивно:

 (2.22)

Остаточно приймаємо:

 (2.23)

Уточнюємо коефіцієнт  і виконується перевірка міцності по нормальним навантаженням.

Характеристики прийнятого перерізу:

 (2.24)

Де  (2.25)

 (2.26)

Найбільше нормальне навантаження в балці:

 (2.27)

 (2.28)

 - умова виконується. (2.29)

Прогин не перевіряємо, так як прийнята висота балки більше мінімальної.

2.4 Розрахунок сталевого настилу

Приймаємо, що настил жорстко з’єднується з балками настилу.

При розрахунковому експлуатаційному навантаженні  і граничному прогині  знаходимо відповідне відношення прольоту  до його товщини  

Приймаємо товщину настилу , тоді максимальний теоретичний прогин настилу  

Це дозволяє призначити крок балок настилу

Таблиця 2.1. Навантаження на 1 м2 перекриття

Визначимо коефіцієнт пластини для розрахункового граничного значення навантаження:

 (2.30)

Напруження в настилі на опорі від розпору і згину:

;

Сумарні напруження в настилі:

 (2.31)

Для розрахунку зварних кутових швів. Що прикріплюють настил до балок, визначимо розпір Н і згинальний момент Моп в настилі на опорі:

 (2.32)

 (2.33)

Напусток настилу на балку призначаємо:  Тоді вертикальне зусилля від моменту Моп, що сприймає зварний шов становитиме:

 (2.34)

Рівнодійна зусиль H і V:

 (2.35)

Зварні шви плануємо виконувати ручним зварюванням електродами типу Е42, для яких  катет шва приймаємо  Розрахунковий опір кутових швів за границею сплавлення:

 (2.36)

Для ручного зварювання а значення  Якщо виконується умова  то розрахунок кутових швів достатньо провести тільки щодо направленого металу. Напруження в кутовому шві одиночної довжини від рівнодійної зусиль :

 (2.37)

Таким чином, міцність зварного шва забезпечена.

Рис.2.5 Геометричні характеристики металевого профілю.

2.5 Розрахунок колони К5

Розрахункова довжина кологи в двох площинах - 3.6 м. Волна розраховується з врахуванням ексцентриситетів (). Поздовжня сила в колоні  Коефіцієнт надійності по призначенню - 1, коефіцієнт роботи - 0.95. Розрахунковий опір . Прийняте січення колони - зварний двотавр, з поличками - , та стіною -

Рис.2.6 схема розташування колон

Визначаємо згинаючий момент в площинах х та у:

 (2.38)

 (2.39)

Площа поперечного січення:

 (2.40)

Моменти інерції:

 (2.41)

Момент опору найбільш зжатого волокна відносно осі х:

 (2.42)

Радіус інерції:

 (2.43)

 (2.44)

 (2.45)

 (2.46)

Площі поличок двотавра:

 (2.47)

Площа стінки:

 (2.48)

Визначимо вигин колони в площинах х і у:

 (2.49)

Умовний вигин колон:

 (2.50)

 - коефіцієнт, що визначається за табл.74 СНиП II-23-81*

 (2.51)

 (2.52)

 - коефіцієнт, що визначається за табл.74 СНиП II-23-81*

Відносний ексцентриситет:

 (2.53)

Коефіцієнт впливу форми перерізу:

 (2.54)

 - коефіцієнт, що визначається за табл.74 СНиП II-23-81*

 (2.55)

 (2.56)

Коефіцієнт с знаходимо за виразом:

 (2.57)

 (2.58)

 (2.59)

 (2.60)

Розрахунок стійкості затиснуто-вигнутого елементу:

 (2.61)

Умова виконується.

2.6 Захист від корозії металевих комунікацій і споруд

Корозія металів відбувається безперервно і завдає величезних збитків. Підраховано, що прямі втрати заліза від корозії становлять близько 10% його щорічної виплавки. Внаслідок корозії металеві вироби втрачають свої цінні технічні властивості. Тому важливе значення мають методи захисту металів та сплавів від корозії. Вони досить різноманітні. Назвемо деякі з них.

Захисні поверхневі покриття металів. Вони бувають металічними (покриття цинком, оловом, свинцем, нікелем, хромом та іншими металами) і неметалічними (покриття лаком, фарбою, емаллю та іншими речовинами). Ці покриття ізолюють метал від зовнішнього середовища. Так, покрівельне

залізо покривають цинком; з оцинкованого заліза виготовляють численні вироби побутового та промислового призначення. Шар цинку запобігає корозії заліза, бо цинк, хоча й більш активний метал, ніж залізо (див. ряд стандартних електродних потенціалів металів, вкритий оксидною плівкою. В разі пошкодження захисного шару (подряпини, пробої дахів тощо) за наявності вологи виникає гальванічна пара Zn | Ре. Катодом (позитивним полюсом) є залізо, анодом (негативним полюсом) - цинк. Електрони переходять від цинку до заліза, де зв'язуються молекулами кисню (киснева деполяризація), цинк розчиняється, а залізо залишається захищеним доти, доки не зруйнується весь шар цинку, що потребує досить багато часу. Покриття залізних виробів нікелем, хромом, крім захисту від корозії, надає їм красивого зовнішнього вигляду.

Створення сплавів з антикорозійними властивостями. Введенням до складу сталі близько 12% хрому добувають нержавіючу сталь, стійку проти корозії. Добавки нікелю, кобальту і міді посилюють антикорозійні властивості сталі, оскільки підвищується схильність сплавів до пасивації. Створення сплавів з антикорозійними властивостями - один з найважливіших напрямків боротьби проти корозійних втрат.

Протекторний захист і електрозахист.

Протекторний захист застосовують у тому разі, коли захищається конструкція (підземний трубопровід, корпус судна), яка перебуває в середовищі електроліту (морська вода, підземні ґрунтові води та ін).

Суть такого захисту полягає в тому, що конструкцію сполучають з протектором - більш активним металом, ніж метал конструкції, яку захищають. Як протектор для захисту стальних виробів звичайно використовують магній, алюміній, цинк та їх сплави.

У процесі корозії протектор є анодом і руйнується, запобігаючи тим самим руйнуванню конструкції. У міру руйнування протекторів їх замінюють новими.

Рис.2.6 Схема протекторного захисту підземного трубопроводу

На цьому принципі ґрунтується й електрозахист. Конструкцію, яка перебуває в середовищі електроліту, також сполучають з іншим металом (звичайно шматком заліза, рейкою тощо), але через зовнішнє джерело струму. При цьому конструкцію, яку захищають, під’єднують до катода, а метал - до анода джерела струму. Електрони відщеплюються від анода джерелом струму, анод (захисний метал) руйнується, а на катоді відбувається відновлення окисника.

Електрозахист має перевагу над протекторним захистом: радіус дії першого близько 2 000 м, другого - близько 50 м.

Зміна складу середовища. Для уповільнення корозії металевих виробів до електроліту вводять речовини (найчастіше органічні), які називають уповільнювачами корозії, або інгібіторами, їх застосовують у тих випадках, коли метал необхідно захищати від роз'їдання кислотами. Вчені створили ряд інгібіторів (препарати марок 4M, ПБ та інші), які при доданні до кислоти в сотні разів сповільнюють розчинення (корозію) металів.

Останнім часом розроблено леткі (або атмосферні) інгібітори. Ними просочують папір, яким обгортають металеві вироби. Пара інгібіторів адсорбується на поверхні металу і утворює на ній захисну плівку.

Інгібітори широко застосовують при хімічному очищенні від накипу парових котлів, зніманні окалини з оброблених деталей, а також при зберіганні та перевезенні хлоридної кислоти у стальній тарі. До неорганічних інгібіторів належать нітрити, хромати, фосфати, силікати. Механізм дії інгібіторів є предметом дослідження багатьох хіміків.

В даному проекті металеві конструкції фарбуються для запобігання корозії.

3. Технологія виконання робіт

3.1 Визначення загальної тривалості будівництва

Нормативна тривалість зведення об’єкта визначається за СНиП 1.04.03-85 (Нормы продолжительности строительства и задела в строительстве предприятий, зданий и сооружений) залежно від загальної площі будівлі . Становить 13 місяців.

Заплановану тривалість зведення об’єкту з огляду на прийнятий ступінь опрацювання проектних рішень приймаємо до 15% меншою віл тривалості. Тому запланована тривалість будівництва становить 12 місяців.

3.2 Характеристика умов будівництва

Район будівництва - місто Київ. Запланований термін початку будівництва - другий квартал.

Ділянка будівництва знаходиться у II кліматичному районі згідно зі СНиП 2.01.01-82. Клімат району помірно-континентальний з відносно м’якою зимою та жарким літом.

Основний напрям вітрів:

улітку - північно-західний;

узимку - західний.

Розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування

огороджувальних конструкцій - мінус 220С.

Деякі інші кліматичні показники району складають:

атмосферний тиск згідно зі СНиП 2.01.07-85 - 0,3 кПа;

вага снігового покрову на 1 м2 горизонтальної поверхні згідно зі ДБН В.1.2-2-2006 - 0,7 кПа;

глибина сезонного промерзання ґрунтів - 1,0 м;

рівень "верховодки", що прогнозується, може коливатися до абсолютної позначки 102,40 м.

Підземні води агресивних властивостей по відношенню до бетонів марки W4 не мають.

Територія, котра виділяється під будівельний майданчик знаходиться на окраїні міста, на окремому місці і вільна від забудов. Основою для фундаментів є пісок. Ґрунтові води протікають нижче позначки закладання підошви фундаменту. Рельєф місцевості спокійний з перепадом позначок менше 1 м.

Відстань до існуючої автодороги і точок відімкнення до мереж джерел енергоресурсів (електропостачання, водопостачання, теплопостачання, каналізації, газопостачання, зв’язку) - 1,5км.

Усі будівельні матеріали, вироби та конструкції надходять на будівельний майданчик зі складів організацій, які беруть участь у спорудженні об’єктів розташованих на відстані 10 км від будівельного майданчика.

Усі будівельні машини і агрегати, що потрібні для спорудження об’єкта, можна залучити з баз механізації організацій, які беруть участь у зведенні об’єкта.

При виконанні проекту прийнято такий розподіл обсягів робіт за організаціями, які залучаються до будівництва об’єкта: БМУ-1 - виконує загально будівельні роботи, у тому числі зведення підземних частин будівлі; БМУ-2 - монтаж надземних конструкцій каркаса будівлі й стінового огородження; БМУ-3 - виконує спеціальні роботи (електромонтажні, сантехнічні, монтаж технологічного устаткування й пусконалагоджувальні роботи).

3.3 Умови виконання земляних робіт

На будівельному майданчику необхідно викопати котлован під фундаменти будинку експлуатаційної служби. Габарити будинку в осях 45х14.5 м. Відмітка дна котловану - 141.5 м. Грунт - легкий суглинок нормальної вологості. Рівень ґрунтових вод - нижче відмітки дна котловану.

3.4 Визначення об’ємів робіт

Рис.3.1 План котловану

По прийнятим габаритам будови в осях визначаємо ширину і довжину котловану:

 (3.1)

; (3.2)

Де  - ширина і довжина будинку в осях;

 - ширина фундамента;

       , - відстань від краю фундаменту до стінок котловану.

Через точки перетину горизонталі з віссю котловану, а також через межі котловану в торцях проводимо вертикальні поперечні площини і розбиваємо котлован на окремі частини.

Підрахунок обсягів робіт приводимо в табличній формі:

Таблиця 3.1

Об’єм котловану між розрізами 1 - 4

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5