Расчет наружных стен и фундамента жилого дома

                                                                                  0,02

               δ_{кирпича} = [ 1,04 –( 0,133 + 0,05 + 0,76  * 0,93)]* 0,81 = 0,68

              0,025

               δ_{керамзитобетона} = [ 1,04- ( 0,133 +    0,093    * 2    )] * 0,58 = 0,47

      После этого рассчитываем действительную величину тепловой инерции Д ограждающей  конструкции, подставляя значение δ, по формуле (7). По этой величине проверяют правильность выбора t_н.

                  Д= Σ R_i S_i

где S_i – коэффициент теплоусвоения слоя материала, принимается по

             СНиП (5);

       R_i – термическое сопротивление отдельного слоя ограждения определяется по формуле (8).

    δ_i

                  R_i = λ_i       ,      (8)

1. R_{кирпича = 0,68 / 0,81 = 0,83}

  Rшт = 0, 02 / 0,93 = 0,02

2. R_{керамзитобетона = 0,47 / 0,52 = 0,9}

Rшт = 0,025 / 0,93 = 0,05

Д_{кирпича}=0,83*11,09 + 0,02*10,2 = 9,4

Д_{керамзитобетона} = 0,9*12,33 + 0,2*11,09 = 13,3

   

     Т.к. Д > 7, то t_н выбрана правильно. 

            Рассчитываем фактическое  сопротивление теплопередаче наружного  ограждения по формуле (9).

         δ₁         δ₂                   δ_n

                        R_o =   R_в   +   λ₁  +  λ₂  +  ……+  λ_n + R_н ,               (9) 

      При этом должно быть выполнено условие: R_o ≥ R_о^тр.

R_{о кирпича = 0,133 + 0,68 / 0,81 + 0,02 / 0,93 + 0,05 = 1,04}

R_{о керамзитобетона=  0,133 + 0,47 / 0,52 + 0,025 / 0.93 + 0,05 = 1,13}

      Условие  R_o ≥ R_о^тр выполняется.

      Рассчитываем  два варианта стен разной конструкции и выбираем наиболее эффективный вариант.

      Выбор варианта осуществляется по минимуму приведенных затрат

П_i (руб./м² стены)

                       П

= С                                                               (10) 

где, К - единовременные затраты, руб./м (стоимость стены);

       С - текущие затраты на отопление, руб./м стены в год

         - номер варианта ограждающей конструкции ( =1,2).

          = 1 – керамзитобетон;            = 2 –кирпич.

 Величину  расходов на отопление определяем по формуле (11):

                                           С =                                                   (11)

          0,23 * 298

С_{0 1}=      1,04      = 65,9

          0,23 * 298

С_{0 2}=       1,13     = 76,5 

К вычисляем по формуле:

     К =         (12)

К₁= 0,15 * 0,68 * 1600 = 163,2

К₂= 0,15 * 0,47 * 1270 = 89,5 

П = С        

                                                     

П₁= 65,9+ 0,15 * 163,2 = 90

П₂= 76,5+ 0,15 * 89,5 = 90 

       П = П ,  так как нет разницы, выбираем ограждающую конструкцию из керамзитобетона и рассчитываем коэффициент теплопередачи К (Вт/м град. С):

                                        К =                                (13)

          1

К =   1,04  = 0,96

                                    3. Расчет фундамента

     При  определении  глубины  заложения  фундамента в соответствии со СНиП 2.02.01-83 учитывают следующие основные факторы:  влияние климата (глубину  промерзания грунтов), инженерно-геологические и гидрологические особенности, конструктивные особенности.

   Расчетная глубина сезонного промерзания определяется по формуле:

         

                ,      (14)

где k_n – коэффициент влияния теплового режима здания, принимаемый для

              наружных фундаментов отапливаемых сооружений, k_n= 0,5

             ( СНиП 2.02.01 – 83).

      d_fn – нормативная глубина промерзания определяется по карте глубины  

              промерзания, d_fn = 1,5  

d_f = 0,5 * 1,5 = 0,75   d_f= d₁= 0,75

     Влияние геологии и гидрогеологии строительной площадки на глубину заложения фундамента определяем по СНиП 2.02.01-83. Определяем величину +2 и сравниваем с (уровнем подземных вод)= 3 м (СНиП 2.02.01-83, стр.6, табл. №2).    

+2= 2,83 < +2;   =2,67 

       Определяем влияние конструктивного  фактора на глубину заложения  фундамента  . Эта величина определяется как сумма значений глубины и толщины пола в подвале и толщины слоя грунта от подошвы фундамента до низа конструкции в подвале.

                                         ,

          где d_b – глубина пола в подвале,

             h_cf – толщина пола в подвале,

             h_s – толщина слоя грунта от подошвы фундамента до низа

                  конструкции пола в подвале.

                      d₃ = 2,5 + 0,1 + 0,4 =3 м.

     При окончательном назначении глубины  заложения фундамента d принимаем равным максимальному значению из величин -:- .  

     d = 3 м.

Определяем  площадь подошвы фундамента по формуле:

     

,                                       (15)

       где  F_v – расчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента кН/м;

               R_o – расчетное сопротивление грунта основания, кПа ( см. СНиП (4);

           γ_ср -  средний удельный вес фундамента и грунта на его уступах.

               Обычно принимается при наличии подвала равным 16 – 19 Кн/м³.

     Для определения расчетной  нагрузки, приложенной к обрезу фундамента, необходимо собрать нагрузки в следующей  последовательности. Вначале определяем постоянные нормативные нагрузки от: веса покрытия (гидроизоляционный ковер, кровельный настил и балки); веса чердачного перекрытия с утеплителем; веса междуэтажного перекрытия; веса перегородок; веса карниза; веса стен.

     Затем устанавливаем временные нормативные  нагрузки: снеговую на 1м горизонтальной проекции; временную на чердачное перекрытие; временную на междуэтажное перекрытие.

     Нормативные нагрузки определяем по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки  и воздействия» в соответствии с  конструктивным решением здания.

                       Таблица 2

    Постоянные  нормативные нагрузки

    Таблица 3

    Временные нормативные нагрузки 

 

    С учетом постоянных и  временных нагрузок определяем нагрузки на фундамент наружной стены на уровне планировочной отметки  грунта (по обрезу фундамента).

    Для этого предварительно на плане этажа выделяем грузовую площадь, которая определяется следующим образом: расстоянием между осями оконных проемов вдоль здания и половиной расстояния в чистоте между стенами поперек здания. Грузовая площадь А равна произведению длин сторон полученного четырехугольника (См. Приложение).

                            А_г = 2,95* 1,8 *1 = 5,31 

    Эту грузовую площадь принимаем постоянной, пренебрегая ее уменьшением на первом этаже за счет увеличения ширины наружных стен.

    Далее определяем постоянные нагрузки:

1. Вес покрытия (произведение нормативной нагрузки и грузовой площади);
2. Вес чердачного перекрытия;
3. Вес междуэтажного перекрытия, умноженный на количество этажей;
4. Вес перегородок на всех этажах;
5. Вес карниза  и стены выше чердачного перекрытия (определяется на длине, равной расстоянию между осями оконных проемов);
6. Вес цоколя и стены первого этажа за вычетом веса оконных проемов на длине, равной расстоянию между осями оконных проемов;
7. Вес стены со второго этажа и выше за вычетом веса оконных проемов на длине, равной расстоянию между осями оконных проемов.

   Временные нагрузки (произведение нормативной  нагрузки и грузовой и площади):

1. Снеговая.
2. На чердачное перекрытие.
3. На междуэтажного перекрытия с учетом их количества и снижающего коэффициента , учитывающего неодновременное загружение перекрытий.

= коэффициент сочетания применяется  при количестве перекрытий 2 и  более.   Для квартир жилых  зданий  определяется по формуле:

                       

=                                    (17)

где  n – общее число перекрытий, от которых рассчитываются нагрузки

        фундамента.