В рамках данной серии статей выполним построение модели и расчёт здания магазина по типовому проекту ТП 271-13-85. Исходные данные для проектирования:
- район строительства – г. Тюмень;
- здание отапливаемое;
- размер здания в осях 18х18 м;
- материалы ограждающих конструкций применяются в соответствии с типовым проектом.
Конструктивные и объёмно-планировочные решения
Объёмно-планировочные решения приведены в типовом проекте ТП 271-13-85 «Продовольственный и промтоварный магазин торговой площадью 250 м2».
Определение конструктивной схемы здания
Конструктивная схема здания основана на поперечных несущих стенах с шагом 6 м и 3 м. Помещения с большими пролётами решены по каркасной схеме с пролётом 6х6 м. Железобетонные конструкции здания приняты монолитными.
Состав ограждающих конструкций
Материал стен – кладка из утеплённая кладка из газобетонных блоков;
Материал кровли – многослойная конструкция, вид кровли – плоская;
Послойный состав ограждающих конструкций будет приведён на этапе сбора нагрузок.
Основные несущие элементы
Колонны каркаса – монолитные;
Перекрытия – монолитные безбалочные;
Диафрагмы – монолитные стены.
Устойчивость здания обеспечивается:
- сплошной горизонтальной диафрагмой из плиты перекрытия, опирающейся на внутренние стены и наружные торцевые стены;
- монолитными диафрагмами жёсткости;
Конструкции подземной части здания
Подземная часть здания разработана для строительства в обычных условиях при сухих непучинистых грунтах и условно горизонтальном рельефе. Фундаменты запроектированы из условия расчётного давления на грунты основания Ro=2 кгс/см2 при уровне грунтовых вод ниже подошвы фундаментов. При привязке проектов фундаменты должны быть проверены расчётом и скорректированы. Фундаменты приняты монолитные: ленточные и столбчатые. Стены подвалов из бетонных блоков (ГОСТ 13579-78). Фундаменты укладываются на выровненное песчаное основание (при песчаных грунтах) или на песчаную подушку толщиной 50 мм.
Сбор нагрузок на несущие конструкции
Сбор нагрузок выполняем на пространственный каркас для следующих загружений:
Собственный вес несущих конструкций будет приложен в ПК ЛИРА САПР автоматически.
Собственный вес ограждающих конструкций
Сбор нагрузок от 1 м2 конструкции пола на плиту перекрытия: принимаем 75 кг/м2 – облицовка керамической плиткой.
Сбор нагрузок от веса 1м2 конструкций кровли на плиту кровли:
1 Гидроизоляция 10 кг/м2;
2 Стяжка ц.п. 0.03м*1800 кг/м3 = 54 кг/м2;
3 Разуклонка из керамзитобетона 0.2 м*850 кг/м3 = 170 кг/м2;
4 Пароизоляция 5 кг/м2;
5 Теплоизоляция (минераловатная плита 200 кг/м3) 0.15 м * 200 кг/м2 = 30 кг/м2;
6 Затирка ЦПС 0.01 м * 1800 кг/м3 = 18 кг/м2;
Итого: 287 кг/м2.
Сбор нагрузок от веса 1м2 конструкций наружной стены:
1 Кладка из газобетона 0.4 м * 600 кг/м3 = 240 кг/м2;
2 Теплоизоляция (минераловатная плита 160 кг/м2) 0.15 м * 160 кг/м3 = 24 кг/м2;
3 Штукатурка ц.п. 0.02 м * 1800 кг/м3 = 36 кг/м2;
Итого: 300 кг/м2.
Снеговая нагрузка
S0=ce*ct*m*Sg – нормативное значение снеговой нагрузки
ce – коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов, принимаемый в соответствии с 10.5-10.9, СП 20.133330.2016;
п.10.7 с учётом Изм 3 к СП 20.133330.2016: Для пологих (с уклонами до 10 градусов или с f/l<=0.05, где f – стрела подъёма покрытия, м l – пролёт покрытия, м) покрытий однопролётных и многопролётных зданий без фонарей, проектируемых на местности типов А или В (см.11.1.6) и имеющих характерный размер в плане lc не более 100 м (см. схемы Б1, Б.2, Б.5 и Б.6 приложения Б), а также для покрытий высотных зданий допускается учитывать коэффициент сноса снега, принимаемый по формуле (10.2), но не менее 0.5 и не более 1:
где kv – коэффициент, зависящий от средней скорости ветра в зимний период и среднемесячной температуры воздух в январе, принимаемый по таблице 10.2;
k – коэффициент, зависящий от высоты над уровнем планировочной отметки земли, принимаемый по таблице 11.2 для типов местности А или В (см.11.1.6);
lc=2*b-b^2/lmax – характерный размер покрытия, принимаемый не более 100 м;
здесь b – наименьший размер покрытия в плане;
lmax – наибольший размер покрытия в плане;
Для г. Тюмени Т=-16.2 С0, v=2,7 м/с. Принимаем kv=1.4 для типа местности В.
Определение коэффициента k по таблице 11.2 для типа местности В.
Принимаем ze=7.31 м
Значение k определяем линейной интерполяцией:
lc=2*b-b^2/lmax=2*18-18^2/18=18 м;
подставляем значения в формулу (10.2)
Коэффициент ct=1.
Определение коэффициента m.
Принимаем m=1, по п. Б.1 для двускатного покрытия с углом наклона 5 градусов, Вариант 1.
Определение нормативной снеговой нагрузки по формуле (10.1):
S0=ce*ct*u*Sg=0.91793*1*1*1.6=1.46869 кПа = 0.15 т/м2.
Ветровая нагрузка
Ветровые нагрузки прикладываются в торец плиты перекрытия. Сбор нагрузок выполняется автоматически инструментами ПК САПФИР. Аэродинамический коэффициент определяется как сумма коэффициентов наветренной (D) и подветренной стен (E): 0.8+0.5=1.3. Ветровая нагрузка вдоль буквенных и числовых осей будет совпадать, т.к. продольный и поперечный размеры здания в плане одинаковы.
Давление грунта
Данная нагрузка складывается из нескольких составляющих:
- активное давление грунта;
- давление грунтовых вод;
- давление на стены подвала от нагрузки на поверхности грунта;
Все перечисленные нагрузки будут приложены в САПФИР автоматически, эту операцию разберём в одной из следующих статей.
Нагрузка от стен
Собственный вес ограждающих конструкций стен будет выполнен в САПФИРе автоматически, при их моделировании.
Нагрузка от веса отделки стен
Данная нагрузка прикладывается к несущим стенам. В проекте принимаем отделку несущих стен штукатуркой ц.п. 2*0.02 м * 1800 кг/м3 = 72 кг/м2.
Построение расчётной модели
Как построить расчётную модель разберём в следующей статье.