Методические указания к курсовой работе по дисциплине "Здания и сооружения" для студентов всех форм обучения Специальность 080502/2 Экономика и управление на предприятии
| скачать Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный инженерно-экономический университет" Кафедра экономики и менеджмента в городском хозяйстве РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ СТЕН И ФУНДАМЕНТА ЖИЛОГО ДОМА Методические указания к курсовой работепо дисциплине "Здания и сооружения"для студентов всех форм обучения Специальность 080502/2 Экономика и управление на предприятии городского хозяйства ^ 2006 Допущеноредакционно-издательским Советом СПбГИЭУв качестве методического изданияСоставитель канд. экон. наук, доц. Г.Ф. Кузнецова ^ Одобрено научно-методическим советом специальности 080502/2 - Экономика и управление на предприятии городского хозяйства Отпечатано в авторской редакции с оригинал-макета, представленного составителем СодержаниеМетодические указания к курсовой работе 1 по дисциплине "Здания и сооружения" 1 Рецензент 2 Подготовлено на кафедре экономики и 2 менеджмента в городском хозяйстве 2 Содержание 3 Введение 4 1. Порядок выполнения курсовой работы 4 2. Содержание курсовой работы 5 3. Методические указания к выполнению курсовой работы 6 Экспликация квартир 7 Рис. 1. К определению глубины заложения фундамента. 14 Величина нагрузки 17 Величина нагрузки 17 Расчет постоянных нагрузок 17 4. Рекомендуемая литература 21 Варианты заданий 22 Приложение 2 23 Приложение 3 25 Исходные данные к курсовой работе 25 «Расчет наружных стен и фундамента жилого дома» 25 ВведениеМетодические указания к курсовой работе составлены для студентов всех форм обучения по специальности 080502/2 "Экономика и управление на предприятии городского хозяйства". Они содержат исходные данные и краткие методические указания по основным вопросам курсовой работы на тему "Расчет наружных стен и фундамента жилого дома". Цель курсовой работы – закрепление и углубление знаний, полученных студентами при изучении курса "Здания и сооружения", приобретение навыков осуществления теплотехнического расчета стен и расчета фундамента жилого дома. Данная курсовая работа предполагает наличие у студентов знаний по курсу "Материаловедение" и подготавливает студентов к дипломному проектированию и будущей работе по специальности. ^ Курсовая работа выполняется на дневном отделении в пятом семестре, на заочном отделении на 3 курсе параллельно с изучением курса "Здания и сооружения". Задание выдается в первом месяце пятого семестра, для студентов заочного отделения – на установочной лекции. Студент выполняет работу вне аудитории. Консультации проводятся вне аудиторных занятий (за исключением вводного занятия и выдачи заданий). Курсовая работа оформляется в виде записки, содержащей все необходимые расчеты и пояснения к ним. К записке прилагаются необходимые чертежи. Оформление работы должно соответствовать требованиям ГОСТ 7.32-2001. Руководство курсовой работой осуществляет назначенный кафедрой руководитель. Он проводит для студентов вводную лекцию с изложением целей, задач, содержания и порядка выполнения и приемки работы с указанием важнейших требований, предъявляемых к содержанию и оформлению работы. Руководитель курсовой работы составляет и выдает задание на выполнение работы, проводит групповые и индивидуальные консультации, проверяет и принимает защиту работы. Защита курсовой работы является формой контроля знаний и умений студента, имеет целью выявить степень его теоретической подготовленности и овладения практическими навыками по выполнению комплекса предусмотренных темой курсовой работы задач. При защите работы выявляется способность студента практически использовать полученные им теоретические знания для самостоятельного решения поставленных задач, умение обосновать и защитить выдвинутые предложения и принятые решения. К защите допускаются работы, выполненные в соответствии с данными методическими указаниями. Если работа не допущена к защите, как не соответствующая предъявляемым требованиям, то она должна быть переработана по замечаниям руководителя и сдана на проверку вторично. Курсовая работа (с учетом качества защиты) оценивается по четырехбалльной системе. При неудовлетворительной защите студенту дается определенный срок на дополнительную подготовку. После этого защита проводится повторно и выставляется окончательная оценка. ^ Подготовка курсовой работы ведется по следующим разделам: Введение
3. Теплотехнический расчет наружных стен 4. Расчет фундамента здания 5. Расчет основных технико-экономических показателей проекта 6. Заключение 7. Литература 8. Приложения ^ В курсовой работе студентам предлагается произвести расчет конструктивных элементов (наружных стен и фундамента) и основных технико-экономических показателей проекта жилого дома. Во введении кратко обосновывается актуальность работы и формулируются ее задачи.
В соответствии с полученным от руководителя курсовой работы заданием и пользуясь данными СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика [3], студент должен дать краткую характеристику климатического района строительства по следующим показателям: город, влажностная зона, средняя температура наиболее холодной пятидневки, средняя температура наиболее холодных суток, абсолютная минимальная температура, средняя температура отопительного периода, продолжительность отопительного периода, средняя температура самого жаркого месяца, скорость ветра, географическая широта, структура и характер грунта, уровень грунтовых вод, глубина промерзания грунтов.
В этом разделе студент, руководствуясь заданием на курсовую работу, должен описать объемно-планировочное и конструктивное решения проектируемого здания. Оценивая планировочное решение здания необходимо указать: количество квартир, выходящих непосредственно на лестничную клетку типового этажа; количество комнат в квартирах; наличие проходных и темных комнат. Характеристика квартир представляется по форме табл.1. Таблица 1 ^
Для оценки объемно-планировочных решений зданий применяются коэффициенты, характеризующие рациональность планировочных решений квартир – К1 и объемно-планировочных решений здания – К2. Коэффициент К1 – плоскостной архитектурно-планировочный показатель. Он рассчитывается по формуле (1):  , (1)где Aж – жилая площадь в доме, м2; Aо – общая площадь в доме, м2. Коэффициент К2 – объемный показатель, определяющий объем здания, приходящийся на единицу его функциональной площади, рассчитывается по формуле (2). Для жилых зданий в качестве функциональной используется жилая площадь.  , (2)где Vз – строительный объем надземной части здания, м2. В жилых зданиях коэффициенты К1 и К2 должны находиться в следующих пределах: К1 = 0,54 0,64; К2 = 4,510. Произведя расчеты коэффициентов, студент сравнивает их величину с рекомендуемыми значениями и делает соответствующие выводы. Характеризуя конструктивное решение здания, необходимо указать: какая конструктивная схема принята в здании, сколько этажей в доме, сколько квартир в одной секции и сколько секций в доме. Затем по проекту дается краткая характеристика конструктивных элементов здания: тип фундамента, материал перегородок, перекрытий, покрытий, лестниц, крыши, кровли, окон, дверей, полов, наружной и внутренней отделки. Характеризуется также инженерное оборудование здания: тип и расчетный напор, напряжение соответственно водопровода, горячего водоснабжения, канализации и электроснабжения; организация водостока, отопления, вентиляции, газоснабжения, устройств связи, оборудования кухонь и санузлов, мусоропровода и лифтов (при их наличии).
При проектировании наружных стен необходимо не только подобрать ограждение, отвечающее теплотехническим требованиям, но и учесть его экономичность. При расчете наружных стен определяют их сопротивление теплопередаче. Сопротивление теплопередаче ^ o ограждающих конструкций принимают равным экономически оптимальному сопротивлению, но не менее требуемого R  по санитарно-гигиеническим условиям.Требуемое (минимально допустимое) сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций определяют по формуле (3).  , (3)где tв – расчетная температура внутреннего воздуха, 0С; принимается 180С; tн – расчетная зимняя температура наружного воздуха, 0С; принимается по СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика[3]; (tв – в) = tн – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, 0С; нормируется в зависимости от функционального назначения помещений СНиП I-3-79** Строительная теплотехника [5] (для стен жилых домов tн 60С); Rв – сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждения (зависит от рельефа его внутренней поверхности); для гладких поверхностей стен Rв = 0,133; n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху (см. СНиП I-3-79** Строительная теплотехника [5]). Расчетную зимнюю температуру наружного воздуха tн принимают с учетом тепловой инерции Д ограждающих конструкций по СНиП 2.01.01-82*. Строительная климатология и геофизика [3]. За расчетную температуру принимают: при Д 1,5 (безинерционная конструкция) абсолютно минимальную температуру; при 1,5<Д4 (малая инерционность) – среднюю температуру наиболее холодных суток; при 4<Д7 (средняя инерционность) – среднее арифметическое из температур наиболее холодных суток и наиболее холодной пятидневки (округляя до целого градуса); при Д>7 (массивные конструкции) – среднюю температуру наиболее холодной пятидневки. При расчете ограждений сначала задаются величиной тепловой инерции Д. В соответствии с принятым студентом значением Д выбирают расчетную температуру наружного воздуха tн и рассчитывают требуемое сопротивление теплопередаче  (формула 3).Затем определяют экономичное сопротивление теплопередаче по формуле (4).  , (4)где Цо – стоимость тепла 1 Гкал в руб.; Wo – теплопотери за отопительный период, Гкал; Е – коэффициент эффективности капитальных вложений (в данной курсовой работе принимается Е=0,15); λ - коэффициент теплопроводности материала стен, ккал/(м.ч.град) (см. СНиП I-3-79** Строительная теплотехника [5]); Цм – стоимость материала стен, руб/м3. Стоимость материала стен определяется студентом самостоятельно по Стройпрайсу. Для упрощения расчетов в учебных целях теплопотери за отопительный период Wo предлагается определять по формуле (5) на основании данных СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика [3].  (5)где tв – температура внутреннего воздуха, 0С; tн.ср. – средняя температура отопительного периода, 0С; (отопительным считается период с температурой наружного воздуха tн <80С); ^ – отопительный период в течение года, дни; z – отопительный период в течение суток, час.; r - коэффициент неучтенных теплопотерь за счет инфильтрации воздуха через неплотности оконных переплетов, стыков, утоненных стен за отопительными приборами и др., принимается равным 1,4; d – коэффициент, учитывающий единовременные и текущие затраты при устройстве и эксплуатации головных сооружений средств отопления, теплосетей и др., принимается равным 1,5. Для выбора сопротивления теплопередаче Ro соблюдается условие: если  > , то  =; если <, то =.Толщину стены определяем по формуле (6).  , (6)где  - сопротивление теплопередаче наружной поверхности ограждения, м2.ч.град/ккал; зависит от местоположения ограждения, для стен и покрытий северных районов Rн = 0,05 (табл. 6 [5]);i – толщина слоя, м; i – коэффициент теплопроводности материала слоя, СНиП I-3-79** Строительная теплотехника [5] . Полученную толщину стен округляют до стандартного размера штучных изделий. После этого рассчитывают действительную величину тепловой инерции Д ограждающей конструкции, подставляя значение , по формуле (7). По этой величине проверяют правильность выбора tн.  , (7)где Si – коэффициент теплоусвоения слоя материала, принимается по СНиП I-3-79** Строительная теплотехника [5]; Ri –сопротивление теплопередаче отдельного слоя ограждения определяется по формуле (8).  , (8)Если выбранное значение tн не соответствует полученной тепловой инерции Д, то расчет повторяют, задаваясь соответствующей величиной tн. Если tн выбрана правильно, то принимают полученное при расчете значение толщины стены и рассчитывают фактическое сопротивление теплопередаче наружного ограждения по формуле (9).  (9)При этом должно быть выполнено условие:  .В курсовой работе студентам предлагается рассчитать два варианта стен разной конструкции (см. приложение 2) и выбрать наиболее эффективный вариант. Выбор варианта осуществляется по минимуму приведенных затрат Пi (руб./м2 стены), определяемых для каждого варианта по формуле (10).  , (10)где Сoi – текущие затраты на отопление, руб./м2 стены в год (см. формулу 11); Кi – единовременные затраты (стоимость стены по вариантам), руб./м3 (см. формулу (12)); i – номер варианта ограждающей конструкции (i=1,2) При определении текущих затрат предполагается, что по долговечности и эксплуатационным качествам рассматриваемые конструкции сопоставимы. Величина расходов на отопление для упрощения расчетов в учебных целях может определяться по формуле (11).  (11)Величину Кi в расчетах можно вычислять по формуле (12).  (12)Выбрав вариант по минимальным приведенным затратам, рассчитывают коэффициент теплопередачи К (Вт/м3 град. С) ограждающей конструкции по формуле (13).  (13)
В курсовой работе студентам предлагается рассчитать глубину заложения и площадь подошвы фундамента. При определении глубины заложения фундамента в соответствии со СНиП 2.02.01-83 [4] учитывают следующие основные факторы: влияние климата (глубину промерзания грунтов), инженерно-геологические, гидрологические и конструктивные особенности. Расчетную глубину сезонного промерзания определяют по формуле (14):  (14)где kn – коэффициент влияния теплового режима здания, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений по СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений [4]; dfn – нормативная глубина промерзания, м - определяется по карте глубины промерзания (рис. 1 приложения 2). При отсутствии данных многолетних наблюдений для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение определяется по формуле (15).  (15)где do – величина, принимаемая для суглинков и глин - 0,23 м; для супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28; песков гравелистых, крупных и средней крупности – 0,30; крупнообломочных грунтов – 0,34 м; Мt - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе. Принимается по СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика [3]. Глубину заложения внутренних фундаментов отапливаемых зданий принимают без учета промерзания, но не менее 0,5 м. Влияние геологии и гидрогеологии строительной площадки на глубину заложения фундамента d2 определяется по СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений [4]. Определяется величина df+2, которая сравнивается с dw (уровнем подземных вод), и, исходя из полученного соотношения и в соответствии с указанным СНиП, назначается глубина заложения фундамента d2. Затем определяется влияние конструктивного фактора на глубину заложения фундамента d3. Величина d3 определяется как сумма значений глубины (db) и толщины (hcf) пола в подвале и толщины слоя грунта от подошвы фундамента до низа конструкции пола в подвале (hs) (см. рис. 1).  ^ При окончательном назначении глубины заложения фундамента d, ее принимают равной максимальному значению из величин d1 d3. Далее по формуле (16) определяется площадь подошвы фундамента.  (16)где Fv – расчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента кН/м; Ro – расчетное сопротивление грунта основания, МПа (см. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений [4]); ср – средний удельный вес фундамента и грунта на его уступах. Обычно принимается при наличии подвала равным 1619 кН/м3. Для определения расчетной нагрузки, приложенной к обрезу фундамента, необходимо собрать нагрузки в следующей последовательности. Вначале определяют постоянные нормативные нагрузки: от веса покрытия (гидроизоляционный ковер, кровельный настил и балки); от веса чердачного перекрытия с утеплителем; от веса междуэтажного перекрытия; от веса перегородок; от веса карниза; от веса стен. Затем устанавливают временные нормативные нагрузки: снеговую на 1 м2 горизонтальной проекции кровли; временную на чердачное перекрытие; временную на междуэтажное перекрытие. Нормативные нагрузки определяют в соответствии со СНиП 2.01.07-85. "Нагрузки и воздействия" [2] в зависимости от конструктивного решения здания. С учетом постоянных и временных нагрузок определяются нагрузки на фундамент наружной стены на уровне планировочной отметки грунта (по обрезу фундамента). Для этого предварительно на плане этажа здания выделяется грузовая площадь, которая определяется следующими контурами: расстоянием между осями оконных проемов вдоль здания и половиной расстояния в чистоте между стенами поперек здания. Грузовая площадь Аг равна произведению длин сторон полученного четырехугольника. Грузовую площадь принимаем постоянной, пренебрегая ее уменьшением на первом этаже за счет увеличения ширины наружных и внутренних стен. Далее определяются постоянные нагрузки:
Временные нагрузки (произведение нормативной нагрузки и грузовой площади):
n1 – коэффициент сочетания - применяется при количестве перекрытий 2 и более. Для квартир жилых зданий он определяется по формуле (17).  , (17)n – общее число перекрытий, от которых рассчитываются нагрузки на фундамент. Все нагрузки суммируются, и определяется нагрузка на 1 м наружной стены. Для этого нужно общую нагрузку (временную + постоянную) разделить на расстояние между осями оконных проемов вдоль здания. Сбор нагрузок на фундамент предлагается оформить в виде таблиц по нижеприведенным формам. Таблица 2 Постоянные нормативные нагрузки
Таблица 3 Временные нормативные нагрузки
Таблица 4 ^
Таблица 5 Расчет временных нагрузок
Определив по формуле (15) площадь подошвы фундамента (если полученная величина меньше 1 м2, - принимается площадь подошвы фундамента, равная 1 м2), вычисляем требуемую ширину подошвы фундамента:
По каталогу справочника проектировщика выбираем ближайший по размерам типовой сборный блок-подушку. Назначаем конструкцию стены фундамента: из фундаментных блоков или стеновых панелей – и определяем их размеры по каталогу. В курсовой работе студент должен начертить поперечное сечение рассчитанного фундамента.
Основными технико-экономическими показателями проектов жилых домов приняты:
В курсовой работе студенты определяют показатели сметной стоимости здания и объемно-планировочные показатели, заполняя при этом таблицу по форме 6. Стоимость самого здания определяется, исходя из рыночной стоимости жилья, если другая не указана в задании на курсовую работу. Таблица 6 Основные технико-экономические показатели
В заключении дается общая оценка проектируемого здания на основании рассчитанных технико-экономических показателей. В конце работы приводится список использованной литературы. ^
Приложение 1 ^
Приложение 2^   1 = 0,02 м 1 = 3 = 0,025 м 2 = х 2 = х Рис. 1. 1) кирпичная стена (1 – толщина штукатурки); 2) керамзитобетонная однослойная стена (2) с фактурными слоями (1 и 3).  1 = 0,02 м 1 = 3 = 0,03 м 2 = х 2 = х Рис. 2. 1) кирпичная стена (1 – толщина штукатурки); 2) трехслойная стена из железобетонных панелей (1 и 3) с утеплителем из минераловатных плит (2). ^
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
.плохо
1 