Перекрытия

Фундаменты.

В существующем здании фундаменты монолитные железобетонные столбчатые. Глубина заложения – 1.2м, что является ниже глубины промерзания грунта (для Джанкоя – 0.8м) на 40 см., размеры фундамента в плане 1200х1200мм.

Основанием под фундаменты служит пылевато–глинистый грунт с расчетным сопротивлением R_o=1,7 кг/ см².

Фундамент выполнен из бетона класса С12/15.

Рамы.

Конструктивная схема представляет собой здание со сборным несущим ж/б каркасом.Сечение колонн: 400х400мм, высота 3,3м; сечение ригеля: 300х300мм. Каркас выполнен из бетона классаС 12/15, армирование: 4 ф20 А-Іс A_s=12,56см².

Стены.

Стенывыполнены из камня-ракушечника М25 на цементно-песчаном растворе марки 25. Толщина наружных стен принята 400мм.Снаружи и изнутри стены штукатурятся цементно-песчаным раствором. Толщина наружного (декоративного) слоя штукатурки составляет 15 мм, внутреннего 20 мм. Снаружи по слою штукатурки осуществляется цветная побелка. Это необходимо для улучшения внешнего вида здания. Внутренние стены имеют толщину 400 мм, перегородки -120 мм. Для кладки стен используется ракушечный камень, для кладки перегородок - кирпич. На поверхность внутренних стен и перегородок здания наносится слой штукатурки толщиной 20 мм. Конструкции данных стен и перегородок удовлетворяют нормативным требованиям прочности, устойчивости, огнестойкости, звукоизоляции.

Перекрытия

Перекрытия – горизонтальные несущие и ограждающие конструкции, делящие здания на этажи и воспринимающие нагрузки от собственного веса, веса вертикальных ограждающих конструкций, лестниц, а также от веса предметов интерьера, оборудования и людей, находящихся на них. Эти нагрузки передаются от перекрытий на несущие стены здания.

В данном здании перекрытие над первым этажомвыполнено по деревянным балкам. В процессе реконструкции будет произведена замена перекрытия намонолитное железобетонное (t=100мм) из бетона класса С12/15.

Для чердачных перекрытий, отделяющих отапливаемые помещения от не отапливаемых, предъявляются теплозащитные требования. Поэтому чердачное перекрытие имеет слой утеплителя толщиной 10см из керамзита.

Перекрытия обеспечивают звуко- и теплоизоляцию, они также отвечают высоким требованиям жесткости и прочности на изгиб.

Полы

Полы – это конструкции, постоянно подвергающиеся механическим воздействиям. В санитарном узле и в ванной комнате покрытие пола выполняется из керамической плитки.

В зависимости от назначения помещений и расположения их по этажам, используются следующие конструкции полов:

В помещениях полы примыкают к стенам. Для того, чтобы не было зазоров между полом и стенами, по всему периметру помещения прибиваются деревянные плинтусы. В помещениях, где поверхностью пола служит керамическая плитка, используется плинтус из фасонной керамической плитки.

Таблица 1.3

Конструкции пола в существующем здании

Тип пола	Конструкция пола	Слои пола	Функции
Тип А (кухня, с/у)		1 – плитка керамическая; 2 – гидроизоляция 3 – цементно – песч. стяжка (30 мм); 4 – утеплитель керамзит(100 мм); 5 – монол. ж/бперекрытие (100 мм).	гидроизоляционная теплоизоляционная гигиеническая
Тип Б (жилые комнаты, вспомогательные помещения)		1 – теплоизоляционный линолеум; 2 – цементно-песчаная стяжка (30 мм); 3 – керамзит (100 мм); 4 – монол. ж/бперекрытие (100 мм).	теплоизоляционная

Крыша.

Конструкциякрыши обеспечивает защиту здания от атмосферных осадков и является верхним ограждением здания. Крыша существующего здания двускатная, чердачная, стропильная. Наслонные стропила опираются ригели, на которых закреплен подстропильный брус (мауэрлат). Стропильные ноги запроектированы в виде деревянного бруса, имеющего в сечении размеры 200*100мм.

Для уменьшения величины прогиба стропил под действием веса конструкции кровли предусмотрены подкосы и вертикальные стойки, которые, в свою очередь, упираются в лежень. Лежень находится на выступающей части внутренней стены. В верхней части конструкции крыши стропила соединяются друг с другом посредством двухсторонней деревянной накладки. К концу стропильных ног крепятся кобылки размерами в сечении 100х40 мм.

Так как деревянные элементы крыши работают во влажной и огнеопасной (на чердаке проходит электропроводка) среде, они должны быть обработаны антисептиками и антипиренами.

Кровля выполнена из асбестоцементных волнистых листов. Листы укладываются по обрешетке из досок поперечным сечением 50х50 мм с шагом 500 мм. Листы стыкуются внахлестку по длине на 100 мм, а по ширине на полволны. Крепление гвоздями осуществляется только по гребням волн, во избежание разлома кровельного материала. Отверстия под крепления предварительно просверливаются.

Место стыка трубы и кровли обрамлено листами из оцинкованной стали. В верхней части кровли проходит коньковый брус сечением 150х150 мм и он закрывается двумя асбестоцементными коньковыми деталями КПО-1 и КПО-2, которые прибиваются к кровле гвоздями с антикоррозионными шляпками.

1.4 Конструктивное решение здания после реконструкции.

Конструктивная схема, конструктивная система и несущий остов здания изменения не претерпели. Наружные стены здания остаются без изменении. Стены надстройки выполняются из тех же материалов и той же конструкции, что и существующие с последующим утеплением.

Существующее деревянное перекрытие над первым этажомзаменяетсямонолитным железобетонным, перекрытие над вторым этажом так же проектируется из монолитного железобетона.

Конструкция кровли была изменена. Запроектирована стропильная система с деревянными наслонными стропильными конструкциями, деревянной обрешеткой и кровлей из металлочерепицы. Водоотвод наружный организованный.

Рис.1.1Конструкция кровли.

Полы в санузлах и на кухне приняты из керамической плитки, в остальных помещениях – линолеум.

Рис.1.2Конструкция полов.

Перегородки приняты кирпичные толщиной 120мм.

Окна, двери – металлопластиковые из двойного вакуумного стекла с армированным пластиковым профилем.

Лестница запроектирована деревянная по стальным косоурамшириной 1,5м. Лестница имеет перила высотой 900 мм. Ширина ступеней равна 300 мм, высота всех ступеней равна 150 мм.

1.5.Инженерные сети.

В реконструируемом жилом доме запроектированы следующие инженерные сети:

- канализация

- отопление

- вентиляция

- горячее и холодное водоснабжение.

Источником водоснабжения служит существующий водопровод. Сети канализации запроектированы из ПВХ труб диаметром 100мм. Сброс стоков осуществляется в существующие сети диметром 150 мм.

Сброс дождевых и талых вод с кровли здания предусмотрен системой наружного водостока на отмостку и в последствии на грунт.

Для поливки территорий и зеленых насаждений вокруг жилого дома устанавливаются поливочные краны, присоединенные к внутреннему водопроводу. Краны размещаются в плитах наружных стен здания на высоте 0,3 м от поверхности земли.

Вентиляция в жилом доме предусмотренаприточно–вытяжная с естественным побуждением через неплотности в дверных и оконных проемах. Для усиления циркуляции воздуха в санузлах предусматриваются вытяжные вентиляторы.

Отопление и горячее водоснабжение в здании предусмотрено от двухконтурного газового котла, устанавливаемого в кухне на первом этаже. Тип и мощность котла выбираются по расчету теплоснабжения.

2. Расчетно – конструктивный раздел

2.1 Строительно-климатологическая характеристика района строительства.

Реконструируемый жилой дом расположен в г.Джанкой, в сложившейся застройке. Интенсивность сейсмического воздействия (сейсмичность) для данного района строительства – г.Джанкой, согласно [1,прил.А ] составляет 6 баллов.

С учетом того, что строительство ведется на грунтах II категории по сейсмическим свойствам, расчетная сейсмичность площадки строительства согласно [1,прил.1.1 ] остаётся 6 баллов. Расчётная сейсмичность здания составляет 6 баллов для жилых и общественных зданий.

В соответствии со СНиП 2.01.01-82 район относится к III Б климатическому поясу:

- расчетная зимняя температура воздуха –5^оС

- глубина промерзания грунта -0,8м.

В соответствии с ДБН В1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия»:

- скоростной напор ветра -0,5кПа

- вес снегового покрова – 1,0кПа.

2.2Инженерно – геологические условия площадки строительства.

В соответствии с заключением об инженерно – геологических условиях:

- на площадке строительства основанием под фундамент служит пылевато – глинистые грунты с расчётным сопротивлением R_o=1,7 кг/см²

- тип грунтовых условий по просадочности – непросадочные.

- грунтовые воды не встречены.

2.3 Сбор нагрузок.

При сборе нагрузок на перекрытие была учтена возможность дальнейшей перепланировки здания, а поэтому нагрузка от собственного веса конструкции пола принята для всех комнат одинаковая, максимальная. Конструкция кровли и пола см. архитектурно – планировочный раздел.

В связи с тем, что здание рассчитывается на сейсмическую нагрузку, расчёт на ветровую нагрузку не производим.

2.4 Определение остаточной несущей способности несущих конструкций.

Расчёт существующего здания с проектируемой надстройкой осуществляем с использованием ПК «Мономах» затем экспортируется в ПК «Лира», для армирования перекрытия используется ЛИР АРМ.

В расчётной схеме заданы следующие загружения:

1. Собственный вес конструкций.

2. Постоянная нагрузка на перекрытие и покрытие 1,5*1,05=1,56кН/м²

3. Длительная нагрузка 0,35*1,3=0,455кН/м²

4. Кратковременная нагрузка 1,5*1,3-0,455=1,495кН/м²

5. Снеговая нагрузка 0,085*2*1,04=0,18т/м² по оси 1; 0,425т/м² по оси 2; 0,255т/м² по оси 3

6. Вес стен 1*0,4*3*2*1,3=2,4т/м²;

7. Вес перегородок 1*0,12*3*1,8*1,3=0,648т/м²;

8. Сейсмическая нагрузка на оси х.

9. Сейсмическая нагрузка на оси у.

Модель здания в ПК «Мономах»

Конечноэлементная модель здания в ПК «ЛИРА»

2.5 Проверка несущей способности фундамента.

В связи с увеличением проектной нагрузки вследствие надстройки второго этажа необходимо принять меры по усилению конструкции – устройство ж/б обоймы.

После предварительного расчета в ПК ЛИРА известно, что на фундамент действует нагрузка N=43,3 т.

Требуемую площадь подошвы фундамента после реконструкции определяем по формуле:

;

а=1,7м – ширина подошвы фундамента

Проверим не превышает ли среднее давление под подошвой фундамента, расчетного сопротивления грунта:

– условие выполняется, следовательно размеры подошвы фундамента достаточны, принимаем их окончательно.

Подбираем рабочую арматуру усиления.

М=0,5*р_ср,n*с²=0,5*153*0,65²=32,32 кНм,

где с=(170-40)/2=65см

Требуемая площадь арматуры равна:

Устанавливаем сетки ф8 А400С с шагом 200мм. A_s=4.02см². Бетон класса С12/15.

2.6 Проверка прочности колонны.

На момент реконструкции в каркасе наблюдаются трещины (2мм) в растянутой и сжатой зонах, по периметру основания и на уровне консоли; отслоение защитного слоя бетона. Оголение арматуры и нарушение ее сцепления с бетоном; глубокие сколы бетона в основании колонны. Физический износ составляет 41%.

Требуется заделка трещин инъекцией раствора в трещины или устройством вдоль трещин канавок с последующей зачеканкой их цементным раствором; устройство стальных обойм колонн.

Произведем расчет обоймы. Вертикальное усилие на колонну определяется от действия вышележащих конструкций и составляет N=43,3т.

Несущая способность колонны с учетом усиления обоймой и снижения несущей способности будет определяться:

,

где – коэф. полноты эпюры давления, определяемый в зависимости от местной нагрузки

φ =0,915 – коэф. продольного изгиба в зависимости от и α=1000.

R=8,5МПа – расчетное сопротивление бетона сжатию

R_sc =43МПа; R_sw =150МПа для планок обоймы из стали класса A400С.

Конструктивно уголки обоймы назначаем 50х50х5мм с площадью одного уголка А_s=4,8см²

A_s^I=4*4.8=19.2см²

Коэффициент

Коэффициент m_g=1 при h≥30см.

Отсюда μ˂0, это говорит о том, что несущей способности уголков и колонны достаточно, а поперечные планки устанавливаются конструктивно (30х5мм) на расстоянии 50см.

2.7 Расчет монолитного перекрытия.

Расчёт здания и перекрытия в частности выполнен с использованием модуля Лир-Арм.

Характеристика монолитных участков:

Схема опирания – по контуру.

Толщина МУ – 100мм.

Армирование – 2-мя сетками.

Защитный слой бетона а=а^/=30мм.

Бетон класса С12/15, тяжелый, естественного твердения.

Арматура класса А400С.

По результатам армирования (рис.2.19, рис.2.20) выполняем конструирование и рабочие чертежи по устройству монолитных участков (см. графическую часть).

Принимаем сетки ф12 А400С с шагом 200мм в обоих направлениях.

Армирование перекрытия первого этажа.

Армирование перекрытия второго этажа.

3. Технология выполнения строительных работ

Перед началом строительства необходимо разобрать существующую кровлю и стропильную систему; разобрать участок пола первого этажа в месте устройства лестницы. После окончания подготовительного периода необходимо произвести усиление фундамента в соответствиями с решениями, принятыми в проекте.

Рубашка – это сплошное обетонирование фундамента, осуществляемое с дополнительным армированием и позволяющее усилить его основные размеры. Рубашка охватывает усиливаемый элемент с четырех сторон.

Благодаря усадке бетона железобетонные рубашки плотно обжимают усиливаемый элемент и работают совместно с ним.

Прочность сцепления нового бетона со старым зависит от обработки поверхности усиливаемого фундамента, условий укладки бетонной смеси, способов ее уплотнения, густоты армирования и т. д. Поэтому при производстве работ необходимо руководствоваться следующим.

Поверхность обетонируемого фундамента должна быть шероховатой.

Это достигается путем насечки бетона перфораторами либо отбойными молотками со специальными насадками.

Кроме того, отбойными молотками с обычным рабочим оборудованием (пиками) можно путем мелкого скола устраивать на поверхности бетона многочисленные неглубокие ямки, которые создают хорошую шероховатость.

Насечку поверхности существующего фундамента допускается выполнять вручную с помощью зубила и молотка, могут применяться также металлические щетки.

При усилении бетонного фундамента рубашку анкеруют путем устройства с помощью перфораторов шпуров, куда затем вставляют анкеры. Может быть применен способ установки анкеров на эпоксидном клее.

Перед бетонированием поверхность усиливаемого фундамента необходимо очистить от пыли и грязи, а бетон увлажнить. Эта работа должна быть закончена за 1,5-2 часа до начала укладки бетонной смеси в опалубку. При этом необходимо следить за тем, чтобы поверхность была влажной, но не мокрой, так как лишняя вода увеличивает водоцементное отношение укладываемой бетонной смеси, что в свою очередь, отрицательно сказывается на качестве сцепления нового бетона со старым.

Для повышения прочности сцепления старого и нового бетона можно:

1) использовать коллоидный цементный клей, получаемый в результате виброактивации цементных паст с пониженным водоцементным отношением;

2) нанести на поверхность старого бетона тонкого слоя обычного цементного теста непосредственно перед укладкой нового бетона;

3) покрыть старый бетон полимерным клеем

Бетонную смесь для усиления фундаментов рекомендуется приготавливать на нормальном портландцементе.

Для уплотнения бетонной смеси применяют глубинные или поверхностные вибраторы. Это позволяет не только качественно выполнить работы, но и обеспечивает заполнение бетонной смесью всех щелей, зазоров, впадин.

Работы по усилению фундамента производить в следующей последовательности:

1. В месте устройства усиления отколоть шурфы с обеих сторон стены.

2. Установить в шурфы опалубку и арматурные изделия.

3. Забетонировать конструкцию с послойным уплотнением.

4. После того, как бетон наберёт прочность, извлечь опалубку из шурфа и выполнить обратную засыпку с послойным уплотнением.

Усиление необходимо выполнить одновременно на всех участках или в симметричном порядке в кратчайший срок, чтобы не допустить неравномерной осадки и перекоса здания.

После того, как бетон усиления наберет прочность необходимо приступать к реконструкции каркаса. Для этого выполняется скалывание бетона с существующих колонн первого этажа для сцепления нового каркаса со старым. Затем производится заливка монолитного перекрытия первого этажа и ригелей.

Следует начать с устройства опалубки. Для этих целей лучше использовать ламинированную фанеру. Стойки – телескопические регулирующиеся или брус сечением не менее, чем 100х100мм. Также можно делать перекрытие и по балкам (металлическим либо деревянным), но стоит учитывать, что нагрузку они выдерживают намного меньшую, чем телескопические стойки.

После изготовления опалубки начинается армирование перекрытий и заливка бетонной смеси.

Армирование плиты производится с помощью периодического профиля А400С двумя сетками: вверху и внизу перекрытия. Самый нижний ряд располагается на специальных пластиковых фиксаторах, следующий кладут на него поперек, связывая их при этом в местах пересечения проволокой. Завершается армирование перекрытия еще двумя рядами арматуры – верхней сеткой. Получившийся металлический каркас должен быть крепким, дабы он не деформировался во время его заливки смесью.

После полного заполнения опалубки бетоном следует предотвратить попадание мусора и осадков на перекрытие, а также обязательно нужно защитить его от преждевременного высыхания. Опалубку лучше всего снять не раньше, чем через 3-4 недели.

В то время, как перекрытие набирает прочность, можно начинать усиление колонн первого этажа с помощью металлической обоймы из уголков.

Уголки устанавливают по граням колонн, соединяя между собой планками. Эффективность включения металлической обоймы в работу колонны зависит от плотности прилегания уголков к телу колонны и от предварительного напряжения поперечных планок.

Для плотного прилегания уголков поверхность бетона по граням колонн тщательно выравнивается скалыванием неровностей и зачеканкой цементным раствором. Предварительное напряжение соединительных планок осуществляется термическим способом. Для этого планки приваривают одной стороной к уголкам обоймы, затем разогревают газовой горелкой до 100…120⁰С и в разогретом состоянии приваривают второй конец планок. Замыкание планок осуществляют симметрично от среднего по высоте колонны пояса. При остывании планок происходит обжатие поперечных сечений колонны, что существенно повышает ее несущую способность.

Затем устраивается каркас второго этажа, монтаж лестницы. Он возможен в двух вариантах, в зависимости от обеспеченности заказчика строительной техникой:

1.Монтаж собранной лестницы автокраном через проёмы в перекрытиях до устройства кровли. После чего осуществляется монтаж.

2. Поэлементная сборка лестницы с доставкой элементов лестницы рабочими через дверные и оконные проёмы.

Завершающий этап – устройство кровли с деревянными наслонными стропильными конструкциями, деревянной обрешеткой и кровлей из металлочерепицы.

4.Техника безопасности и охрана труда.

1. На участке (захватке), где ведутся монтажные работы, не допускается выполнение других работ и нахождение посторонних лиц.

2. При возведении зданий и сооружений запрещается выполнять работы, связанные с нахождением людей в одной секции (захватке, участке) на этажах (ярусах), над которыми производятся перемещение, установка и временное закрепление элементов сборных конструкций или оборудования.

При возведении односекционных зданий или сооружений одновременное выполнение монтажных и других строительных работ на разных этажах (ярусах) допускается при наличии между ними надежных (обоснованных соответствующим расчетом на действие ударных нагрузок) междуэтажных перекрытий по письменному распоряжению главного инженера после осуществления мероприятий, обеспечивающих безопасное производство работ, и при условии пребывания непосредственно на месте работ специально назначенных лиц, ответственных за безопасное производство монтажа и перемещение грузов кранами, а также за осуществление контроля за выполнением крановщиком, стропальщиком и сигнальщиком производственных инструкций по охране труда.

3. Способы строповки элементов конструкций и оборудования должны обеспечивать их подачу к месту установки в положении, близком к проектному.

4. Запрещается подъем сборных железобетонных конструкций, не имеющих монтажных петель или меток, обеспечивающих их правильнуюстроповку и монтаж.

5. Очистку подлежащих монтажу элементов конструкций от грязи и наледи следует производить до их подъема.

6. Элементы монтируемых конструкций или оборудования во время перемещения должны удерживаться от раскачивания и вращения гибкими оттяжками.

7. Не допускается пребывание людей на элементах конструкций и оборудования во время их подъема или перемещения.

8. Во время перерывов в работе не допускается оставлять поднятые элементы конструкций и оборудования на весу.

9. Расчалки для временного закрепления монтируемых конструкций должны быть прикреплены к надежным опорам (фундаментам, якорям и т.п.). Количество расчалок, их материалы и сечение, способы натяжения и места закрепления устанавливаются проектом производства работ. Расчалки должны быть расположены за пределами габаритов движения транспорта и строительных машин. Расчалки не должны касаться острых углов других конструкций. Перегибание расчалок в местах соприкосновения их с элементами других конструкций допускается лишь после проверки прочности и устойчивости этих элементов под воздействием усилий от расчалок.

10. Для перехода монтажников с одной конструкции на другую следует применять инвентарные лестницы, переходные мостики и трапы, имеющие ограждение.

Не допускается переход монтажников по установленным конструкциям и их элементам (фермам, ригелям и т.п.), на которых невозможно установить ограждение, обеспечивающее ширину прохода в соответствии с п. 2.23, без применения специальных предохранительных приспособлений (надежно натянутого вдоль фермы или ригеля каната для закрепления карабина предохранительного пояса и др.).

11. Установленные в проектное положение элементы конструкций или оборудования должны быть закреплены так, чтобы обеспечивалась их устойчивость и геометрическая неизменяемость.

Расстроповку элементов конструкций и оборудования, установленных в проектное положение, следует производить после постоянного или временного надежного их закрепления. Перемещать установленные элементы конструкций или оборудования после их расстроповки, за исключением случаев, обоснованных ППР, не допускается.

12. Не допускается выполнять монтажные работы на высоте в открытых местах при скорости ветра 15 м/с и более при гололедице, грозе или тумане, исключающем видимость в пределах фронта работ. Работы по перемещению и установке вертикальных панелей и подобных им конструкций с большой парусностью следует прекращать при скорости ветра 10 м/с и более.

13. Не допускается нахождение людей под монтируемыми элементами конструкций и оборудования до установки их в проектное положение и закрепления.

При необходимости нахождения работающих под монтируемым оборудованием (конструкциями), а также на оборудовании (конструкциях) должны осуществляться специальные мероприятия, обеспечивающие безопасность работающих.

Список литературы

1. ДБН В.1.1-12:2006 «Строительство в сейсмических районах Украины»

2. ДБН В.1.1-12:2006 «Нагрузки и воздействия»

3. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. –М.,1985.

4. Долматов Б.Н. Механика грунтов, основания и фундаменты.-М.,1988.

5. ДБН В.2.1-10-2009 Основания зданий и сооружений, -К.: МінрегіонбудУкраїни, 2009, - 82с.

6. ДБН В.2.6-98:2009. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. -К.: МінрегіонбудУкраїни, 2009, - 72с.

7. ДСТУ Б В.2.6-156:2010. Бетонные и железобетонные конструкции из тяжелого бетона. Правила проектирования.

8. ДБН В.2.6-163:2010. Стальные конструкции. Основные положения. -К.: МінрегіонбудУкраїни, 2010, - 220с.

9. Конструктивные решения по усилению строительных конструкций промышленных зданий/ Стыценко Н.Г., Аблиязов Б.А., Марахтанов А.Н., Томилов В.М.-Волгоград: Волгоградский проектно-конструкторский технологический институт ремонтного производства, 1985 г. – 402 с.

10. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84), -М.: Центральный институт типового проектирования, 1989, - 193с.

11. Рекомендации по проектированию усиления железобетонных конструкций зданий и сооружений реконструированных предприятий. Надземные конструкции и сооружения/Харьковский Промстройниипроект, НИИЖБ.-М.: Стройиздат, 1992 г.-191 с.

12. Реконструкция зданий и сооружений/А.Л.Шагин, Ю.В.Бондаренко, Д.Ф.Гончаренко, В.Б.Гончаров; Под ред. А.Л.Шагина: Учеб. пособие для строит. сцеп. вузов.-М.:Высш. шк., 1991.-352 с.