Строительство спортивного центра

 АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ

1.1 Общий раздел

Проект разработан в соответствии с действующими нормами и
правилами.
Место строительства  –  г. Тараз;
Рельеф местности – спокойный, спланированный;
Климатический район – III-в;
Расчетная температура воздуха:
 - наиболее холодной пятидневки:  - 28 °С;
 - наиболее холодных суток:  - 30 °С;
По весу снегового покрова I район, вес снегового покрова – 0,5 кПа
Величина скоростного напора ветра – 0,73 кПа.
Сейсмичность района строительства – 8 баллов.
Класс здания – III; 
Степень долговечности – III;
Степень огнестойкости – III;
Электроснабжение, горячее и холодное водоснабжение от центральной
сети. Канализация так же подключена к центральной сети.

1.2 Технологический процесс

     Спортивные сооружения и спортивные центры должны располагаться в жилых районах городов и других населенных пунктов или в пригородном районе в специально отведенных местах вблизи садов, парков и других природных плантаций. Для всех спортивных зданий общий фактор - это функциональный процесс, который включает занятие физкультурой, тренировкой и оздоровительной работой или соревнования, а также различные виды услуг. Функциональный прогресс отражает специфику различных типов и целей спортивных центров и влияет на схему планировки. Например, функциональная схема планировки для учебно-тренировочной работы, включает в себя создания оптимальных условий для основного потока учебно-тренировочных групп. По рассматриваемой схеме поток физкультурников с распределительной территории или помещения вестибюля следует к помещениям для теоретических занятий и практической работы.
Функциональные и планировочные решения для демонстрационных
сооружений также обеспечивают наилучшие условия для проведения соревнований и обслуживания участников, судей, прессы и т.д.

     1.3 Решение генплана

     Земельный участок под строительство спортивного центра располагается на пересечении улиц Толе Би и Аль-Фараби в городе Тараз. Участок с 2-х сторон примыкает к улицам, а по остальным граничит с существующими зданиями. В непосредственной близости к объекту располагаются детский сад и аптека.
     Территория участка имеет прямоугольную форму. Под строительство здания отведен участок площадью 9000 м2. По периметру строительной площадки установлено ограждение. Въезд на площадку и прилегающую территорию, осуществляется с ул. Аль-Фараби.
     Для обеспечения санитарно-гигиенических и эстетических условий на участке предусматриваются мероприятия по благоустройству и озеленению.
     Для всех проездных путей и площадок принято асфальтобетонное и плиточное покрытие.
     Места свободные от застройки проездов, площадок, тротуаров и инженерных сетей, озеленяются посадками свежих деревьев, и засевается газонами. Для полива предусматриваются поливочные краны.
     Технико-экономические показатели, экспликация к генплану приведены в таблице в виде отдельных ведомостей.
     
Таблица 1.1 Технико-экономические показатели
№
пп
Наименование
Ед. изм.
Количество




%
1
Площадь участка
м2
9000
100
2
Площадь застройки
м2
3288
42,0
3
Площадь озеленения
м2
2800
27,0
4

Площадь дорог и мощеных площадок
м2

2912
31,0
6
К застр = S застр / S уч

0.365


Таблица 1.2 Экспликация зданий и сооружений
№ пп

Наименование
1
Проектируемое здание
2
Жилой дом
3
Школа
4
Аптека
5
Игровая площадка
6
Хозяйственная площадка
7
Площадка для детей и тихого отдыха


Таблица 1.3 Ведомость покрытий, дорог, площадок
Условные обозначения
Наименование
Площадь покрытия, м
Бордюр, пм



тип
кол-во

Асфальтобетонное
910
БР-100 ГОСТ
105,0

Плиточное
2002
6652-82*


Таблица 1.4 Ведомость работ по озеленению
№ пп
Наименование
Кол-во
Примечание
1
Газон сеяный
2541,5
Подсыпка растительного слоя – 150м
2
Ель голубая
10
Саженцы
3
Плакучая ива
10
-//-

Таблица 1.5 Ведомость работ по благоустройству
№ пп
Наименование
Кол-во
Примечание
1
Урна
2
ТП-320-10
2
Скамья
3
Индивидуальный
3
Инвентарь для пожаротушения
1
Типовой пр-т
4
Мусороконтейнер
2
-//-

1.4 Архитектурно - планировочные решения

	Проектируемое здание прямоугольное в плане с размерами в осях А-Р 60,9м., в осях 1-10 54м. В соответствии с функциональным процессом запроектировано двухэтажное здание, состоящее из трех блоков. 
Экспликация помещений показаны в чертеже.

1.5 Конструктивные решения

Конструктивные решения разработаны с учетом существующей
номенклатуры сборных железобетонных изделий и типовых проектных решений города Тараз.
Выбор основных несущих и ограждающих конструкций
осуществляется с учетом унификации пролетов и высот этажей и зданий, с целью сокращения числа типоразмеров.
Строительство здания предполагается вести с устройством
монолитного железобетонного каркаса, сборным железобетонным перекрытиями и металлическими несущими конструкциями покрытия. Размер здания в осях А-Р 60,9м., в осях 1-10 54м.

     1.5.1 Фундаменты

Фундаменты приняты столбчатыми монолитными из бетона B10, база
фундамента расположена на уровне -2.250. Под фундаменты устанавливается бетонная подготовка толщиной 100 мм. Размеры фундаментов 1500x1500 для колонны монолитного перекрытия и 1200x1200 под монолитную ванну. Армирование подошвы фундамента основано на армирующей сетке из стержней диаметром 12 мм. А-300. Фундаментные балки сборные. План фундаментов и их конструктивные решения представлены в графической части дипломного проекта.

1.5.2 Обеспечение жесткости и устойчивости

Конструктивная схема здания - это рама.
     Пространственная прочность и стабильность рамы обеспечивается общей работой рамы, системой горизонтальных и вертикальных связей. Вертикальные связи, обеспечивающие общую стабильность, устанавливаются в центре блока и на отдаленных пролетах. Для обеспечения жесткости и устойчивости ригеля рамы, используется система горизонтальных связей по верхнему поясу и вертикального соединения, предотвращающая закручивание элементов ригеля.
     
     1.5.3 Несущие элементы каркаса
     
Основным несущим элементом каркаса является фермы ГФГС серии
1.263.2 пролетом в 24 метра и колонны с сплошным сечением. Ферма с параллельными поясами изготовлена из стали С245 и состоит из двух отправочных элементов по 12 м. Сечения поясов и решетки выполнены из гнутосварных профилей по ГОСТ 30245-94. Тип решетки - треугольный.
     Конструктивные особенности узлов сопряжения элементов фермы, колонны и фермы, колонны и базы колонны подробно представлены в графической части дипломного проекта.

     1.5.4 Стены и перегородки

Стены комплекса выполнены из сэндвич-панелей. Задачу обшивки
выполняют профилированные листы C44-1000-0.8. Утеплитель - плита из минеральной ваты с плотностью 100 кг / м3 и толщиной 200 мм. Крепление панелей осуществляется к стеновым прогонам с самонарезающими шурупами длиной 300 мм (система Vesta Park). Снаружи и внутри (в спортивном зале и бассейне) стены окрашены масляной краской. В помещениях первого блока (вестибюль, кабинет директора, кабинет врача и т.д.) Стены обшиты ГКЛ.
Перегородки спроектированы с обшивками из ГКЛ на металлическом
каркасе. В помещениях примыкающих к бассейну и душевых обшивка перегородок выполнена ГКВЛ. Толщина перегородок составляет 100 мм.
     Разрез, узлы сопряжения и крепления панелей представлены в графической части проекта. 
     
     1.5.5 Покрытие

Покрытие выполнено из профилированного настила
HC40-800-0,7 по прокатным балкам настила. Балки настила приняты двутавровые двух типов для крайних рам однопролетные и для рядовых рам двухпролетные по ГОСТ 8239-89. Пароизоляция выполнена из одного слоя Uniflex ТКП (ТУ 5774-001-17925162-99) с проклейкой швов. Наложение полотнищ в боковых швах составляет 80-100 мм, в торцевых 150 мм. Теплоизоляционные плиты ROCKWOOL толщиной 300 мм используются в качестве утеплителя, поверх которых устанавливается сборная стяжка толщиной 20 мм. В качестве водоизоляционного ковра использованы кровельные материалы Fibrotek Master s120. Устройство водоизоляционного ковра выполняют путем плавления нижней поверхности материалов. В коньковом узле предусматривается устройство дополнительного слоя Fibrotek Master s 120.
     
     1.5.6 Полы
     
     Полы запроектированы в соответствии со СНИП 2.03.13-88. Экспликация полов представлена в графической части дипломного проекта.

     1.5.7 Окна и двери

Окна спортивного центра спроектированы пластиковыми с тройным
остеклением. Площади окон назначены исходя из нормативных требований естественной освещенности и стандартов. Наружные двери пластиковые с остеклением, внутренние деревянные глухие. Двери на путях эвакуации открываются наружу. Конструкция дверей внутри здания принята так, что они не мешают движению. 

Таблица 1.5 - Экспликация дверей и окон
Обозначение по проекту
Марка
Ширина проема, мм
Высота проема, мм
Д1
Д2
Д3
Д4
Д5
ОК1
ОК2
ДГ 21-9
ДГ 21-7
ДГ 21-18
ДГ 21-12
ДН 21-12
ОК 15-12
ОК 12-30
900
700
1800
1200
1200
1500
1200
2100
2100
2100
2100
2100
1200
3000

     1.5.8 Лестницы
     
     Лестницы приняты с монолитными железобетонными площадками и ступенями из бетона марки В15 по металлическим косоурам из двутавров №20 по ГОСТ 8239-89. Высота ступеней составляет 180 мм, ширина 300 мм. Ширина лестничных маршей составляет 1,2 м.
     
     1.6 Архитектурно-художественное решение
     
     Проектируемое здание вносит разнообразие в существующую застройку, благодаря цветовым решениям, своей формой и своим внешним видом, что улучшает внешний вид города.
     Формы и объемы приняты в соответствии с функциональным назначением.
Наружная отделка – окраска стен фасадными красками.
     Внутренняя отделка - облицовка потолков гипсовыми рельефными плитками, облицовка стен в сан.узлах, душевых, в кабинете врача, в бассейне выполнена из керамической плитки, стены спортивных залов, коридоры и вестибюль окрашены масляной краской.
     В графической части проекта  представлены фасады комплекса с примером цветового решения.

     1.7 Санитарно-техническое и инженерное оборудование

     Проектируемое здание оснащено современными санитарно техническими и инженерными системами. Здание включает в себя систему отопления, трубопроводы холодной и горячей воды, канализационные системы. Здание оборудовано электрической и телефонной сетью. Предусмотрено подключение данных инженерных систем с окружающими городскими сетями водоснабжения, газоснабжением и энергоснабжением.
     Здание имеет систему искусственной вентиляции и является естественным в санузлах через вентиляционные каналы 150x300 мм.

1.8 Теплотехнический расчет

а) Покрытие
Определяем требуемое сопротивление теплопередачи R_0^тр по формуле:
R_0^тр=n(t_в-t_н )/(?t_н??_? ) , (1.1)
     где: n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих поверхности по отношению к наружному воздуху n=1;
     tв - расчетная температура внутреннего воздуха согласно ГОСТ 12.1.00576, t_в= 21 ?;
     tн – расчетная зимняя температура наружного воздуха, наиболее холод ной пятидневки с обеспеченностью 0,92 tн=-28 ?;
?tн – нормативный температурный перепад, ?tн=3;
?_? - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих
конструкций, ?_?=8,7:
R_0^тр=(1?[21-(-28)])/(3?8,7)=1,762 (м^2??)/вт 
     Теперь определяем сопротивление теплопередаче R0 слоев ограждающих конструкций:
R_0=1/?_? +R_1+R_2+R_3+R_4+R_5+1/?_? ?R_0^тр, (1.2)
     где: R1...R5 – термическое сопротивление слоев ограждающих конструкций, определяемый по формуле:
        R_1=?_i/x_i   , (1.3)
     где: ?_i – толщина i-го слоя;
x – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя вт/м2 ? ?;
     1-й слой – цементная стяжка: ?=0,025; x=0.76;
     2-й слой – керамзит: x=0.13; ?=xм;
     3-й слой – плита толщиной полки: ???=0,05; x=1.92;
Определяем толщину утеплителя:
     R_0=1/8,7+0,025/0,76+0,06/1,92+x/0,13+1/23=1,762 ,
     x=0,187 м=18,7 см.
Толщину утеплителя окончательно принимаем ?=20 см=200 мм.
Определяем тепловую инерцию D ограждающих конструкций:
     D=R1 ? S1 + R2 ? S2 + R3 ? S3 , (1.4)
     где: S1...S5 – расчетные коэффициенты теплоусвоения:
     D=(0,025?9,5)/0,76+(0,200?1,87)/0,13+(0,06?17,98)/1,92?3,956 
     D=3,956 оно удовлетворяет условия 1.54 
     ?=0,51 м=51 см.










2 РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ

2.1 Расчет рамы здания

2.1.1 Расчетные схемы и нагрузки
ГФГС серия 1.263.2.
     Ригель рамы – типовая 24-х метровая ферма из гнуто-сварных профилей по серии 1.263.2 «Типовые конструкции стальных ферм для покрытия зальных помещений общественных зданий»
     Колонна – прокатный двутавр типа К по ГОСТ 26020-83.
     Подбор сечений рамных конструкций производится по расчетным кодам вертикальной нагрузки, которые определяются в зависимости от базового кода вертикальной нагрузки на покрытие.
     
Таблица 2.1 Сбор нагрузок (ГФГС серия 1.263.2) 
Тип нагрузки 
Нормативная
?f
Расчетная 
1.Постоянная
1. Водоизоляционный ковер (Fibrotek Master s 120)

2. Теплоизоляционные плиты ROCKWOOL  марки Флекси Баттс (толщина 130мм, =40кг/м3=0.4кН/м3)
0.4?0,13=0,052(кН/м2).

3. Пароизоляционный слой;

4. Стальной профилированный настил;

5. Собственный вес прогонов

6. Собственный вес фермы.

0,04


0,052




0,05

0,1


0,1

0,3

1,3


1,3




1,3

1,05


1,05

1,05

0,052


0, 07




0,07

0,105


0,105

0,315
Итого постоянная:
0,642

0,717
2. Временная
Снеговая

2,24


3,2
ВСЕГО:
2,88

3,92

     Значение веса снегового покрова для г.Тараз -  V снеговой район, S_g=3,2  кН/м^2 , тогда S_0=3,2?0,7=2,24 кН/м^2  .
     Расчетное значение снеговой нагрузки на м2 кровли: 
S_расч=S_g??=3,2?1=3,2 кН/м^2  ,
     где – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие при ( при ).
     Расчетная погонная нагрузка (3.2+0.717)?6= 23,5 кН/м
Принимаю ферму серии ГФГС 24 с расчетной погонной 2.6 тс/м согласно рисунку 2.1, 2.2.


Рисунок 2.1 – Номенклатура ферм по серии 1.263.2-4


Рисунок 2.2 – Принятая схема фермы по серии 1.263.2-4

     Определим нагрузки,  действующие на ферму:
1. Нагрузка от кровли: (погонная нагрузка от покрытия)
   q_кр=(g/cos?? )??_n?B=(1,25/0,9966)?6?0,95=7,15 кН/м ,
   где  g=1,25  кН/м^2  – вес кровли. 
     Определим усилия, действующие на ферму от постоянной нагрузки.
   F_1=q_кр?(d_1+d_2)/2=7,15?(2,8+3)/2=20,74кН 
   F_2=q_кр?(d_2+d_3)/2=7,15?(3+3)/2=21,45кН 
F_4=F_3=F_2=21,45кН 
     Определим снеговую нагрузку
   
   Рисунок 2.3 – Снеговая нагрузка на ферму

    Для г.Тараз - 
 т.к.  ? ? 25(;
S_1=S_g??_1?B??_n=3,2?6?0,95=18,24 кН/м ;
F_1=S_1?(d_1+d_2)/2=18,24?(2,8+3)/2=52,9 кН; 
F_2=S_1?(d_2+d_3)/2=18,24?3=54,7 кН;
;

2.2 Проектирование рамы по серии 1.263.2

2.2.1 Нагрузки на раму

кН/м,
где – коэффициент надежности по ответственности 
Расчетный вес колонны: 

кН;
где – коэффициент надежности по нагрузке.
 и  – вес 1 м погонного и высота колонн соответственно (предварительно принимаем сплошные колонны из двутавров 40К1). 
     Временные нагрузки.
     Снеговая нагрузка. Линейная распределенная нагрузка от снега на ригель рамы:
кН/м.
     Ветровая нагрузка. Нормативный скоростной напор для г.Тараз (IV ветровой район) согласно кПа. 
     Расчетная линейная ветровая нагрузка, передаваемая на стойку рамы в определенной точке по высоте, определяется по формуле:
 ,
     где се – аэродинамический коэффициент (с наветренной стороны равен 0,8 , с подветренной – се = 0,6);
– коэффициент надежности по нагрузке;
В – шаг колонн, м; 
k – коэффициент, учитывающий высоту и защищенность от ветра другими строениями.
     При типе местности В значения коэффициента k:
k = 0,5 – при высоте 5 м;
k = 0,65 – при высоте 10 м;
От активного давления:
кН/м – на высоте 5 м;
кН/м – на высоте 9.6 м;
кН/м – на уровне низа фермы;
От пассивного давления:
кН/м – на высоте 5 м;
кН/м – на высоте 9,6 м;
кН/м – на уровне низа фермы;

     2.3 Основания и фундаменты
     
     2.3.1 Оценка инженерно-геологических условий строительства
     
     На основании рисунка 2.4 необходимо сделать вывод о пригодности определенного слоя в качестве естественного основания.



     2.3.2 Расчет и конструирование фундамента мелкого заложения
     
     2.3.2.1 Определение глубины заложения фундамента, исходя из конструктивных требований.
     
, где - расчетная глубина заложения фундамента, - нормативная глубина сезонного промерзания, - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания.
, где =0,28 – для супесей, песков мелких и пылеватых.
==6,460С
 – сумма отрицательных температур за зимний период.


     
     
     Глубина заложения фундамента, исходя из конструктивных требований:
м,
     где 1,5 м – высота типового монолитного фундамента;
0,1 м – бетонная подготовка.
     Принимаем глубину заложения фундамента под колонну крайнего ряда К-2 м.

     2.3.2.2 Определение размеров подошвы фундамента
     
Грунт основания – супесь пластичная с характеристиками:
  
     Нагрузки на фундамент по 2-ой группе предельных состояний :  
NII=258,26 кН; МII = 85,78 кН?м
     Так как фундамент внецентренно загружен:
м,
     где d = 2,1 м – глубина заложения от уровня планировки,
 =1 – соотношение размеров подошвы.
 
Рисунок 2.6 - К определению размеров подошвы фундамента

Тогда расчетное сопротивление грунта:

=кПа.
     где ?с1=1,2;  ?с2=1 ,k=1 
     Mg=0,84; Mq=4,37; Mc=6,9; kz=1; сII =14 кПа - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента; 
– удельный вес грунта в пределах 2b (здесь b – ширина подошвы фундамента); кН/м3 – удельный вес грунта выше подошвы фундамента.
Необходимо уточнить размеры подошвы:
м.
Проверка условия:  
кПа.
Необходимо уточнить размеры подошвы:
м.
Проверка условия: 
Принимаем типовой монолитный фундамент. Размеры ступени – 1,5?1,5?0,45 м; размеры подколонника – 0,9?0,9?1,05 м. Монолитный фундамент представлен на рис. 2.7.
Глубина заложения фундамента не изменится: d = 2,10 м.
Уточняется значение R: 
кПа
 
 

     2.3.2.3 Проверка давления под подошвой

     Среднее давление:
.
Произведем проверку краевых давлений. Должны выполняться условия:
;
;
м3;
;


     2.3.2.4 Проверка прочности слабого подстилающего слоя

Поскольку ниже супеси пластичной, на который опирается подошва фундамента, не залегают менее прочные слои проверка прочности слабого подстилающего слоя не требуется.

     2.3.2.5 Проверка влияния соседнего фундамента
     
При выполнении условия  необходимо учитывать влияние соседнего фундамента.
м. 
   
   Рисунок 2.8 – График влияние соседнего фундамента
 м – шаг колонн.
 ,
где МПа.
.
Осадка соседнего фундамента не влияет на осадку рассматриваемого.

     2.3.2.6 Расчет осадки фундамента
 
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы:
2,1*20,6 = 43,26кПа 
Дополнительное давление на основание под подошвой: 
156,78-43,26 = 113,52кПа.
Для нахождения глубины сжимаемой зоны определяем напряжения от собственного веса грунта  и дополнительные напряжения от внешней нагрузки  по оси фундамента. Для этого разбиваем каждый слой на элементарные слои. 



Расчет осадки сводим в табл. 2.2. 
В данной таблице:
;
;
;  – осадка i-го слоя.


Таблица 2.2 - Расчет осадки фундамента мелкого заложения 
   
   z, м

? = 2z/b 
,
кН/м

h, м
, кПа

?
, кПа
, кПа

E, кПа
 0
 0,8
 1,6
 2,6
 3,6
 4,6
 5,6
0
1,067
2,133
3,467
4,0
5,333
6,667
20,6
21,7
21,7
19,0
19,0
19,0
19,0
2,1
0,8
0,8
1,0
1,0
1,0
1,0
35,7
49,3
66,7
88,4
97,1
116,1
135,1
1
0,661
0,317
0,142
0,108
0,066
0,044
113,52
75,04
35,99
16,12
12,26
7,49
4,99

94,28
55,52
26,06
14,19
9,88
6,24
20000
20000
20000
25000
25000
25000
25000

Напряжения определяются до границы сжимаемой зоны, в пределах которой выполняется условие:
.
В данном случае условие выполняется до глубины 4,90 м, на которой
 кПа.
Полная осадка фундамента:
S=0,81см <=12 см,
где мм – предельно допустимая осадка.




     2.3.2.7 Расчет основания фундамента на сдвиг

284кН ; кН; 94,4кН?м.
     Для определения вида сдвига необходимо найти угол наклона к вертикали ? равнодействующей внешней нагрузки на основание:	
.
     Угол внутреннего трения: 
 (табл. 3.1),  .

Производим расчет основания на глубинный сдвиг:
Данный расчет сводится к выполнению условия:
,
     где – коэффициент условий работы для пылевато-глинистых грунтов в стабилизированном состоянии;
– коэффициент надежности по назначению сооружения;
Fu - сила предельного сопротивления основания.
     Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания: 
,
     где  и – приведенные ширина и длина фундамента, причем символом b обозначена сторона фундамента, в направлении которой предполагается потеря устойчивости основания:
l’=l-2e = 1,5-2*94,4/284 = 0,835м
b’=b=1,5 м
Ny , Nq , Nc =f(?, ?I), где ?=0 ; ?I=0,60
Ny=1; Nq=1; Nc=5,14;
=21,7кН/м3
 кН/м3
сI=8,0 кПа - расчетное значение удельного сцепления грунта;
 d=2,1 м 
xg, xq, xc - коэффициенты формы фундамента, определяемые по формулам:
xg = 1 - 0,25/h=0,75
xq = 1 + 1,5/h=2,5
xc = 1 + 0,3/h=1,3
     здесь h = l/b=1;
Nu=1.5*1.5*(1*0.75*1.5*21.7+1*2.5*20.6*2.1+5.14*1.3*8) = 365,01кН

кН.
Условие выполняется, следовательно, сдвиг не произойдет.

2.3.2.8 Расчет крена фундамента.


Коэффициент Пуассона для грунтов в пределах сжимаемой зоны 
Модуль деформации 
 мПа
; 
м
i=0,00291<[iu]=0,005

Выполняется требование
     3.2.10 Расчет фундамента с использование программного обеспечения «Фундамент 10.1».

Нагрузки определены по наиболее неблагоприятным комбинациям нагрузок: постоянная (коэффициент сочетаний ); снеговая и ветровая ().

Результаты расчета:

1.Исходные данные:


Тип грунта в основании фундамента:
Пылевато-глинистые, крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем 0.25