Конструктивное решение здания

АРХИТЕКТУРЫ И СТРОИТЕЛЬСТВА»

Курсовой проект

По архитектуре гражданских зданий

«Проект общественного здания из крупноразмерных элементов

заводского изготовления»

Автор работы : Щеглова А.С.

Специальность : Строительство уникальных зданий и сооружений

Группа : СУЗ – 31

Руководитель : Береговой А.М.

Работа защищена___________Оценка______

Пенза 2014 г.

Оглавление

Введение 3

1. Объёмно-планировочное решение4

2. Конструктивное решение здания 5

2.1. Фундаменты5

2.2. Цоколь. Горизонтальная гидроизоляция, отмостка. 5

2.3. Колонны6

2.4. Ригели6

2.5. Междуэтажное перекрытие, покрытие здания. 7

2.6. Лестницы7

2.7. Двери, окна 8

2.8. Стены 8

3. Теплотехнический расчет11

4. Расчет видимости в зале13

4. Расчет безопасной эвакуации людей из зрительного зала.16

6. Библиографический список 20

Введение

В курсовой работе дано задание на проектирование библиотека на 100 тыс. томов и 120 читательских мест. При проектировании здания необходимо обеспечить единство функциональных, архитектурно-художественных и экономических требований.

Исходя из этих требований, в курсовой работе приведена наиболее оптимальная схема объёмно-планировочного решения библиотеки на 100 тыс. томов и 120 читательских мест. Среди всех вариантов конструктивных элементов, отдано предпочтение высоконадёжным, экономичным, индустриальным, характерным для данного района строительства конструкциям и типовым изделиям.

Курсовая работа состоит из двух частей:

- графическая;

- пояснительная записка.

1. Объёмно-планировочное решение

Библиотека на 100 тыс. томов и 120 читательских мест имеет прямоугольную форму в плане. Размеры в осях: 1-7 –27000 мм, А-В – 30000 мм.

Экспликация помещений

1. Тамбур главного входа 6,2 м²

2. Тамбур служебного входа 3,0 м²

3. Вестибюль 78,4 м²

4. Гардероб 13,1 м²

5. Уборная женская 8,4 м²

6. Уборная мужская 8,0 м²

7. Коридоры 52,5 м²

8. Электрощитовая 7,0 м²

9. Дезокамера 13,2 м²

10. Комната дежурного 7,3 м²

11. Душ 2,6 м²

12. Экспедиция 9,4 м²

13. МБА 24,0 м²

14. Аудитория 62,0 м²

15. Методический кабинет 46,7 м²

16. Абонемент 180,7 м²

17. Отдел обработки и комплектования книг 48,9 м²

18. Обменный фонд 60,3 м²

19. Справочные, выставки 21,6 м²

20. Книгохранилище 148,3 м²

21. Кабинет директора 14,7 м²

22. Канцелярия 27,2 м²

23. Специализированный читальный зал 48,1 м²

24. Фонд краеведческой литературы 36,2 м²

25. Читальный зал текущей переодики 39,3 м²

26. Справочно-библиографический отдел 36,2 м²

27. Отдел иностранной литературы 48,3 м²

28. Нотно-музыкальный отдел 31,1 м²

29. Копировально-множительная лаборатория 35,6 м²

30. Аппаратная библиотечной связи 6,3 м²

31. Кладовая 4,5 м²

32. Комната общественных организаций 20,0 м²

33. Комнаты прослушивания 10,2 м²

34. Курительная 9,8 м²

35. Аванзал, кафедра 86,3 м²

36. Читальные залы 159,2 м²

Конструктивное решение здания

Общественные здания в курсовом проекте выполняются по каркасной конструктивной схеме, где основными несущими конструктивными элементами , образующие каркас являются колонны, ригели, плиты перекрытия, диафрагмы жесткости. Каркас связевый, сопряжение ригеля с консолью колонны шарнирное.

Все конструктивные элементы здания должны быть привязаны относительно привязки колонн. По колоннам по серии 1.020 принята центральная привязка. В данном курсовом проекте применяем основной шаг колонн(6,0 м и 3,0 м).

Выбор сечения колонны зависит от воспринимаемой нагрузки, а так же от шага колонн и вида конструкции покрытия над залом. Принимаем сечение конструктивно, но с учетом шага колонн. Примем сечение колонн 300*300 мм.

2.1. Фундаменты

В данном курсовом проекте выбран столбчатый фундамент монолитный железобетонный ФА6

В качестве конструкций, передающих нагрузку от стен на фундамент, используются фундаментные балки прямоугольного сечения ФБТ1.5-1 и ФБТ.5-4

2.2. Цоколь. Горизонтальная гидроизоляция, отмостка.

Цоколь здания образован железобетонными стеновыми блоками, наружная поверхность которых облицована искусственным камнем на цементно-песчаном растворе.

Отмостка уклоном 3% (от стены) состоит из слоя утрамбованного щебня, покрытого укатанным асфальтом.

2.3. Колонны.

Колонны в данном курсовом проекте выполняются по серии 1.020-1/85. Колонны железобетонные квадратного сечения на плане размером 300*300м, привязка колонн центральная. Высота колонны зависит от высоты этажа и количества этажей. Колонна подбирается под высоту на 1 этаже-3,6м, на 2 этаже-3,6м. Таким образом, колонны по высоте выполняются стыкованием, поэтому будет присутствовать нижняя часть колонны и верхняя.

2.4. Ригели.

В данном курсовом проекте используются 3 вида ригелей:

1. РДП 4.56-50 (РДП 4.26-50)

2. РОП 4.56-30 (РОП 4.56-30)

3. РЛП 4.26-45

2.5. Междуэтажное перекрытие, покрытие здания.

Перекрытие здания организовано железобетонными круглопустотными плитами.

Марка	h	в	l
ПК – 120.15
ПК – 90.15
ПК – 60.30

2.6. Лестницы.

2.7. Двери. Окна.

Наружные входные двери дома марки ДН 23 – 15.

Внутренние двери: глухие марок ДГ 21 – 7, ДГ 21 – 8, ДГ 21 – 10,

ДГ 21 – 12.

Оконные проёмы предусмотрены под окна с раздельными переплётами марок ОР 18-15Г, ОР 15-18, ОР 15-12.

Марка	h	в
ОР 18-15Г
ОР 15-18
ОР 15-12

2.8. Стены.

В современном строительстве наиболее индустриальны стены из крупных панелей. Крупные стеновые панели в широких масштабах применяют в гражданском, транспортном и сельскохозяйственном строительстве, а также в каркасных промышленных зданиях (рис. 84).

В зависимости от разных признаков стеновые панели подразделяют на отдельные виды: по месту положения в стене (по высоте) на рядовые, простеночные, перемычечные, парапетные, карнизные и цокольные; по расположению в плане — на рядовые и угловые; по теплотехническим свойствам — на утепленные, применяемые в отапливаемых зданиях, и неутепленные для неотапливаемых зданий; по разрезке — на полосовые, одно- идвухмодульные; породу материалов — на железобетонные, металлические и асбестоцементные.

Наибольшее применение в современных промышленных зданиях имеют навесные панели.

Рис. 84. Фрагмент фасада и разрез стены из крупных панелей

Железобетонные панели (рис. 85) изготовляют как утепленными, так и неутепленными. Утепленные панели применяют для устройства стен одно- и многоэтажных отапливаемых каркасных зданий с шагом пристенных колонн б и 12 м. Эти стеновые панели изготовляют следующих видов: сплошные—из ячеистых или легких бетонов, трехслойные— й3 двух железобетонных плит, со слоем минераловатного утеплителя. Сплошные панели из ячеистых бетонов выполняют однослойными. Толщина панелей 200, 240 и 300 мм. Панели толщиной 200 и 240 мм применяют только для навесных стен с ленточными проемами, а толщиной 300 мм —для самонесущих стен. Панели из ячеистых бетонов, Как и все виды других утепленных панелей, имеют номинальную высоту 1,2 и 1,8 м.

Рис. 85. Стеновые панели: а — из ячеистых бетонов; б — из легких бетонов; в — из тяжелых бетонов (трехслойная); г — железобетонная ребристая для неотапливаемых зданий; д — металлическая с утеплителем

Для изготовления панелей из ячеистых бетонов используют газобетон, пенобетон, газосиликат, пеносиликат марки 35 с плотностью 700 кг/м3 и морозостойкостью не ниже Мрз 25. Панели армируют сварными каркасами и сетками из стали класса A-I, A-III и обыкновенной арматурной проволоки класса Вр-1. Для крепления панелей к колоннам каркаса здания в них предусмотрены стальные закладные детали.

При монтаже панелей швы между ними заполняют герметиками: гернитом, пороизолом, тиоколовыми и полиизобутиленовыми мастиками. Толщину горизонтальных швов принимают 15 мм, вертикальных — 20 мм.

Панели из ячеистых бетонов допускается применять при влажности внутреннего воздуха не выше 60 % и не разрешается в зданиях с агрессивной средой.
Из легких бетонов изготовляют панели толщиной 200, 240, 300 и 400 мм. Панели толщиной 200 и 240 мм применяют в ненесущих стенах с ленточными широкими проемами, а толщиной 300 и 400 мм — в самонесущих стенах с отдельными оконными проемами шириной 3 или 4,5 м.

Панели из легких бетонов выполняют сплошными, но с обеих сторон они имеют поверхностный (офактуривающий) слой толщиной 20 мм из прочного цементного раствора, образующего плотную, и гладкую поверхность.

Для изготовления панелей из легких бетонов применяют керамзитобетон, перлитобетон, аглопоритобетон марки 50 плотностью 900—1000 кг/м3, морозостойкостью не ниже Мрз25. Армирование и запол-нение швов между панелями при их монтаже производится так же, как и панелей из ячеистых бетонов.

Панели из керамзитобетона и аглопоритобетона применяют в зданиях с влажностью воздуха не выше 75%, а панели из перлитобетона с влажностью до 60%.

Трехслойные панели, состоящие из двух железобетонных ребристых плит и утеплителя, изготовляют толщиной 280 и 300 мм. В панелях толщиной 280 мм толщина слоя утеплителя 60 мм, в панедя толщиной 300 мм — 80 мм. В качестве утеплителя используют полу-жесткие минераловатные плиты толщиной 40 и 60 мм. Железобетонны плиты трехслойной панели соединяют при помощи стальных накладок, приваренных к закладным деталям.

Панели изготовляют из бетона марок 300 и 400. Напрягаемую арматуру (в предварительно напряженных плитах) изготовляют из высокопрочной проволоки Вр*П, стали класса A-IV или А-Шв, остальную рабочую арматуру — из стали класса A-III и проволоки класса Bp-L Заполнение швов между панелями при их монтаже производится так же, как и в сплошных утепленных панелях.

Панели длиной 12 м имеют по контуру ребра высотой 300 мм и1 пять промежуточных поперечных ребер меньшей высоты. Полка панели между ребрами имеет толщину 30 мм. Такие панели изготовляют с предварительным напряжением продольных ребер, а поперечные ребра и полку панели армируют плоскими сварными каркасами и сетками. Панели длиной 6 м полностью армируют плоскими сварными каркасами и сетками. Железобетонные панели длиной в основном 6 м используют также для изготовления трехслойных утепленных панелей. Материал для их изготовления, армирование, заполнение швов между панелями при их монтаже в основном такие же, как и в утепленных трехслойных железобетонных панелях.

Теплотехнический расчет

Конструктивное ограждение представляет собой стену из:

а) ячеистого бетона с плотностью 700 кг/м

б) легкого бетона с плотностью 1000 кг/м

в) тяжелого бетона с плотностью1800 кг/м и утеплителя.

Город Пенза – 2-ый климатический район по [1] приложение [В], зона нормальная

tint = 20 ^°C

φ = 50%-60%

Температурно-влажностный режим – нормальный. Условие эксплуатации А по [1] таблица №2.

Из [2] по таблице №1

t_ext = -29 °C

z_ht = 316 222сутки

t_ht = -5,7 3,6 °С

Условия тепловой защиты

а) R₀ ≥ R_reg

б) ∆t₀ ≤ ∆t_n

Определим нормируемое значение теплопередачи с учетом энергосбережения

R_reg= aD_d + b

a = 0,00035 b = 1,4

D_d = z_ht(t_int– t_ht) = 222(20-(-3,6)) = 5239,2°C

R_reg= 0,00035·5239,2 + 1,4 = 3,24 м²·°C/Вт

R_{0 =}R_si+ ∑R_i + R_se

R =R+ R +R ; R = R = R =

α_int = 8,7 Вт/м²·°С

α_ext = 23 Вт/м²·°С

Коэффициенты теплопроводности используемых материалов

λ_цпр= 0,76 Вт/м·°С

λ_ппс= 0,036 Вт/м·°С

λ_яч.б = 0,15

λ_кер.б = 0,24

λ_т.б = 1,2

а) R =

0,462

Принимаем унифицированную толщину стены 500 мм, тогда

R₀ = 3,5 м²·°C/Вт

Проверим второе условие для наружных стен жилого здания

∆t₀ ≤ ∆t_n, тогда

, где n = 1, для наружных стен жилого здания

1,6 °С

1,6 °С < 4 °С => второе условие выполняется

б) R =

0,634

Принимаем унифицированную толщину стены 700 мм, тогда

R₀ = 4,5м²·°C/Вт

Проверим второе условие для наружных стен жилого здания

∆t₀ ≤ ∆t_n, тогда

, где n = 1, для наружных стен жилого здания

1,2 °С

1,2 °С < 4 °С => второе условие выполняется

в) R =

0,105

Принимаем унифицированную толщину утеплителя 100 мм, тогда

R₀ = 3,2 м²·°C/Вт

Проверим второе условие для наружных стен жилого здания

∆t₀ ≤ ∆t_n, тогда

, где n = 1, для наружных стен жилого здания

1,8 °С

1,8 °С < 4 °С => второе условие выполняется

Расчет видимости в зале.

Многие общественные здания включают помещения большой вместимости, где основная функция людей - зрительное восприятие. Для создания благоприятных условий, для просмотра кинофильмов в залах необходимо выполнить расчет видимости. При расчёте видимости задаются определенными условиями:

1) Как размещаются зрительные места (на горизонтальном полу или с подъемом)

2) Задаются условиями видимости: условно – ограниченная или беспрепятственная.

Расчет видимости выполняется для зрителей находящихся в самом удаленном месте от объекта наблюдения. В данном расчете видимости объектом наблюдения будет экран, а расчетной точкой принимается нижняя грань экрана.

При условно – ограниченной видимости луч зрения человека(С) частично попадает в голову впереди сидящего зрителя, тогда превышение луча зрения над головой впереди сидящего зрителя будет составлять С= 0,06м. При беспрепятственной видимости луч зрения человека(С) проходит над головой впереди сидящего зрителя, тогда превышение луча зрения С будет составлять С=0.12м (можно принимать С-=0.15м).

3)Выбор вида экрана

Экран может быть обычным, широким и широко - форматным. Для каждого вида экрана в СНиП 2.08.02-89*″Общественные здания″. Приводятся соотношения зала, размера экрана и расстояние спинки зрителя в первом ряду. Ширину ряда принимают от 0.85-1,0м с градацией 0,05м. в данном проекте ширину ряда задаем 0.9 м.

Таким образом, при рассмотрении расчета видимости в зале могут решаться 2 задачи:

1) При размещении зрительских мест на горизонтальном полу при условноограниченнойвидимости необходимо определить высоту подвески экрана.

2) При заданной высоте подвески экрана(1,8от уровня пола) необходимо определить высоту подъема зрительских мест при беспрепятственной видимости.

Решение задачи №1.

Условие: для зала кинотеатра с обычным экраном при условно – ограниченной видимости и размещении зрительских мест на горизонтальном полу. Определить высоту подвески экрана. Зал 18,0м*24,0м.

Решение: уровень глаз зрителя, сидевшего в кресле находится на расстоянии 1.2 м от уровня пола, тогда задача решается графоаналитическим способом с построением профиля зала.

Высота подвески экрана H_энаходится по формуле:

Д- расчетная длина зала от плоскости экрана до спинки зрителя в последнем ряду.

Д=24,0-0,4=23,4м

Г-расстояние от плоскости экрана до спинки зрителя в первом ряду

Для обычного экрана Г_о> 1,44Ш_о, где Ш_о- ширина обычного экрана

Ш_о= 0,25Д= 0,25*23,4=5,85м

Тогда Г_о=1,44*5,85 ≈ 8,3 м

Определяем количество рядов в зале (n) при d=0.9м

Принимаем 17 рядов. Корректируем значение Г_о=Д-(n-1)*d=23,4-(17-1)*0,9=9м

Высота обычного экрана рассчитывается по формуле:

При графическом построении профиля зрительских мест получаем два подобных треугольников.

, тогда ,округляем до 1.6 м.

1.2+1.6=2.8м

Высота зала:

2.8+4.3+0.5=7.6м

Рис 1

Решение задачи 2

Для кинотеатра с широким экраном при высоте подвески 1.8 м, при условии беспрепятственной видимости (С=0.12 м) определить высоту подъема зрительских мест. Размер зала 18.0*24.0 м,сечение400*400 мм,

Задача решается графоаналитическим способом с построением профиля зрительских мест. Широкий экран от внутренней грани колонны подвешивается на расстояние Т, где Т –за экранное пространство, для широкого экрана 0.9 м .

Д- расчетная длина зала от плоскости экрана до спинки зрителя в последнем ряду.

Д=24,0-0,4-0,9= 22,7 м

Г-расстояние от плоскости экрана до спинки зрителя в первом ряду

Для широкого экрана Г_ш>0,84Ш_о, где Ш_ш- ширина широкого экрана

Ш_ш= 0,43Д= 0,43*22,7=9,8м

Тогда Г_ш=0,84*9,8≈ 8,2 м

Определяем количество рядов в зале (n) при d=0.9м

Принимаем 17 рядов. Корректируем значение Г_ш=Д-(n-1)*d=22,7-(17-1)*0,9=8,3м

Высота обычного экрана рассчитывается по формуле:

Количество отрезков назначаются исходя из следующих правил:

- число рядов в отрезке должно быть не больше 9

- одинаковое количество рядов в отрезке не допускается

- отрезки по числу рядов располагаются по возрастанию.

Чем на большее количество отрезков делится весь участок, тем ближе мы приближаемся к кривой наименьшего подъема, но сложнее выполнять строительные работы. Делим 17 рядов на 3 отрезка:3, 6 и 8 рядов, тогда количество промежутков на 1 отрезке n₁= 2, на 2 n₂= 6 и на 3 отрезке n₃= 8.

При решении задачи необходимо определить координаты глаз в начале и в конце рассматриваемых отрезков. Для этого вводим систему координат ось Х направлена через расчетную точку F, ось Y по плоскости экрана. При определении координат глаз зрителя в начале и в конце рассматриваемых отрезкой принимается, что координата глаз в конце первого отрезка равна координате глаз в начале второго отрезка. Координата х – показывает удаление зрителя от экрана сидящего на определенном ряду. Координата у – расстояние от оси х до уровня глаз сидящего зрителя.