2.2 Фундаменты и фундаментные балки

Фундаменты – конструкции, служащие опорой для колонн здания и распределяющие нагрузку от здания на естественное основание.

Глубина заложения фундаментов зависит от следующих факторов:

• глубины промерзания грунта;

• нагрузки на фундамент;

• уровня грунтовых вод;

• прочностных характеристик грунта;

• наличия в цеха подвалов и технологического оборудования.

Фундаменты по конструктивному решению столбчатые, состоят из плитной части и подколонника. Плитная часть и подколонник имеют вертикальные грани, их размеры зависят от несущей способности фундамента, глубины его заложения, размеров поперечного сечения типовых колонн. Фундаменты выполняют из бетона марки М50 либо М200, армируются рабочими стержнями, сетками из стали класса А-I, А-II, А-III. Подкрановая часть колонны замоноличивается (бетон марки М200 на мелком гравии) в стакан фундамента. Подошву столбчатого фундамента укладывают на подготовку толщиной 200 мм – щебеночную или песчаную при сухих грунтах и бетонную (марки 50 или класса В-15) при влажных грунтах.

Фундаментные балки устанавливаются под стеновые ограждения по периметру здания, исключая места установки ворот. Они выполняют не только функции несущего элемента, но и служат конструктивным элементом, отделяющим от грунта материал стен, который не может соприкасаться с грунтом без устройства гидроизоляционной защиты.

По поверхности фундаментов и фундаментных балок производится обмазочная гидроизоляция. Между стенами и фундаментными балками устраивают гидроизоляцию по слою цементно-песчаного раствора состава 1:3 толщиной 30 мм или из двух слоев рулонного материала на мастике. Применять типовые фундаментные балки в местах устройства ворот нельзя, так как они не рассчитаны на нагрузку от транспорта.

Фундаментные балки разработаны двух типоразмеров для шага колонн 6 м (серия 1.415-1), изготавливаются сборными железобетонными. Конструктивная длина фундаментных балок зависит от шага колонн (6 м), размеров подколонника и глубины заложения фундаментов. Балки предназначены для сплошных стен из кирпича и крупных блоков, а также для самонесущих стен и панелей. Примем фундаментную балку марки ФБ6-3, длиной 4750 мм, весом 1,2 т, с использованием марки бетона М200. Сечение данной балки трапециевидное с размерами нижнего 200 мм и верхнего - 260 мм оснований.

Фундаменты под фахверковые колонны КФС примем, как для железобетонной колонны минимального сечения 300х300 м, то есть 900х900 м, но подколонник сплошной (ФА1-1). Колонна устанавливается на две стальные монтажные прокладки и после выверки закрепляется двумя анкерными болтами. Зазор между опорным листом колонны и верхом подколонника (между прокладками) заполняется цементным раствором. Верхний же конец колонны крепится на горизонтальные стальные ветровые балки.

2.3 Стеновое ограждение и проверочный расчет тепловой защиты

Исходные данные:

• Район строительства: г.Ульяновск.

• Группа здания: промышленное, цех по ремонту шасси тракторов.

• Тип ограждающей конструкции: несущая стена.

В качестве стенового ограждения применяются трехслойные стеновые панели, состоящие из двух стальных обшивок и пенополиуретана (Рис.2.3.1). Размеры панели принимаются 1,2х6 и 1,8х6 м.

Рис. 2.3.1 Схема ограждающей конструкции

1 – сталь листовая, , .

2 – пенополиуретан, , .

3 – сталь листовая, , .

Расчетная средняя температура внутреннего воздуха промышленного здания равна , принята по таблице 1.23 Р.И. Трепененков «Альбом чертежей конструкций и деталей промышленных зданий», для группы I. Относительная влажность внутреннего воздуха промышленного (также группа I) здания (пусть ), принята по таблице 1.23 Р.И. Трепененков «Альбом чертежей конструкций и деталей промышленных зданий».

Расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, , для всех зданий, кроме производственных зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01-99*. Для г.Ульяновска температура наружного воздуха , по таблице 1 СНиП 23-01-99*.

Влажностный режим помещений зданий в холодный период года в зависимости от относительной влажности и температуры внутреннего воздуха следует устанавливать по таблице 1 СНиП 23-01-2003 – сухой.

Зону влажности на территории г.Ульяновска находим по карте зон влажности территории Российской Федерации, по СНиП 23-01-2003 (приложение В). Город Ульяновск относится к сухой зоне, таким образом, по сухому влажностному режиму помещения и сухому на территории города, условия эксплуатации ограждающей конструкции – А (СНиП 23-01-2003).

Определим толщину утеплителя. На первом этапе тепловой защиты здания проверяем выполнение условия показателя "а" (СНиП 23-01-2003), согласно которому сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции должно быть не менее нормируемого значения.

Определим число градусо - суток отопительного периода, которое рассчитывается по формуле [ 1].

(формула 2 по СНиП 23-01-2003)

где - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, , принимаемая для расчета ограждающих конструкций жилых зданий;

- средняя температура наружного воздуха, , и продолжительность, в сутках, отопительного периода, принимаемые по СНиП 23-01 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 для жилых зданий;

°С; суток (СНиП 23-01-99* таблица 1).

(°С·сут)

Далее определяем нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций: по значению по таблице 4 СНиП 23-01-2003, находим нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции по формуле ниже.

[ 2]

(формула 1 по СНиП 23-01-2003)

где - градусо-сутки отопительного периода, °С·сут, для конкретного пункта;

- коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы 4 СНиП 23-01-2003 для промышленных типов зданий; .

(м²·°С/Вт)

Определим приведенное сопротивление теплопередаче: приведенное сопротивление теплопередаче , м²·°С/Вт, ограждающих конструкций следует принимать не менее нормируемых значений , м²·°С/Вт, определяемых по таблице 4 СНиП 23-01-2003 в зависимости от градусо - суток района строительства , °С·сут ( ). Приведенное сопротивление теплопередаче находим, как сумму термических сопротивлений отдельных слоев с учетом сопротивлений теплопередаче внутренней и наружной поверхностей ограждающей конструкции по формуле [ 3]

[ 3]

(формула 7 по СП 23-101-2000)

где - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м²·°С/Вт.

; [ 4]

(формула 6 по СП 23-101-2000)

- сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждающей конструкции, м²·°С/Вт;

[ 5]

где - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²·°С); Вт/(м²·°С) (по таблице 7 СНиП 23-01-2003).

- сопротивление наружной поверхности ограждающей конструкции, м²·°С/Вт;

[ 6]

где - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности для условий холодного периода, Вт/(м²·°С); Вт/(м²·°С) (по таблице 8 СП 23-101-2000).

Определим толщину активного утеплителя для данной многослойной ограждающей конструкции:

[ 7]

Коэффициенты теплопроводности материалов ограждающей конструкции определяем по СП 23-101-2000, приложение Д, таблица Д.1, исходя из условий эксплуатации ограждающей конструкции.

;

;

.

Исходя из того, что , подставим числовые значения в формулу [ 7]

Принимаем т.к. толщина утеплителя должна быть кратна промышленной величине. Тогда

Результаты расчета показали, что характеристики данной стеновой панели соответствуют требованиям тепловой защиты здания по СНиП 23-01-2003 показателю «а».

На втором этапе расчета тепловой защиты здания определяем температурный перепад , , между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, который не должен превышать нормируемых величин , , установленных в таблице 5 СНиП 23-01-2003, и определяется по формуле [ 8]

[ 8]

(формула 4 по СНиП 23-01-2003)

где - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный в таблице 6 СНиП 23-01-2003; ;

(расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания);

(расчетная температура наружного воздуха в холодный период года);

(приведенное сопротивление теплопередаче численно равно нормируемому значению сопротивления теплопередаче);

;

(по таблице 5 СНиП 23-01-2003).

Таким образом, не превышает , что удовлетворяет первому санитарно-гигиеническому условному показателю «б».

На третьем этапе расчета тепловой защиты здания необходимо проверить выполнение требования второго условного санитарно-гигиенического показателя (температура внутренней поверхности ограждающей конструкции должна быть не ниже температуры точки росы внутреннего воздуха при расчетной температуре наружного воздуха). Температура внутренней поверхности в многослойной ограждающей конструкции определяется по формуле [ 9]

[ 9]

(формула 25 по СП 23-101-2000)

.

При и температура точки росы (по СП 23-101-2000 приложение Р). Таким образом, температура больше температуры точки росы внутреннего воздуха . То есть , что удовлетворяет второму санитарно-гигиеническому условному показателю «б».

Требования СНиП 23-01-2003 «а» и «б» выполнены, значит, принятая трехслойная ограждающая конструкция удовлетворяет климатическим условиям г.Ульяновска.