Порядок расчета плит покрытия на деревянном каркасе

1. Анализируются исходные данные для проектирования (район строительства тип здания по назначению, условия эксплуатации строительных конструкций, уклон кровли, шаг несущих конструкций, схема приложения снеговой нагрузки на покрытие и другие факторы).

2. На основе анализа исходных данных выбирается тип плиты и конструируется ее поперечное сечение. Назначаются геометрические размеры плиты, выбирается материал и толщина обшивок, вид и толщина слоя утеплителя.

З. Выполняется статический расчет плиты. Статический расчет плиты ведется по общим правилам строительной механики как балки, свободно лежащей на двух опорах. Расчетный пролет плиты: = lp = lп - 55 (мм), т.к. длина площадки опирания плит на несущие конструкции должна быть не менее 55 мм.

Плиты рассчитываются на следующие нагрузки:

- постоянные (собственный вес + кровля),

- временные (снеговая нагрузка).

Верхняя обшивка плит под рулонную кровлю дополнительно рассчитывается на местный изгиб от сосредоточенной силы 1,2 кН от веса человека с инструментом. Ветровая нагрузка при углах наклона кровли до 30° в расчетах неучитывается.

4. Определяются геометрические характеристики поперечного сечения плиты. Фанерные обшивки и ребра каркаса, склеенные между собой синтетическими клеями в одно целое, образуют коробчатое (под рулонную кровлю) или тавровое (под асбестоцементную кровлю) сечение.

Расчет клеефанерных элементов выполняется по методу приведенного сечения. Все геометрические характеристики сечения приводят к наиболее напряженному материалу, как правило, к фанере с помощью коэффициента приведения п:

п = Ед / Еф,

где: Ед - модуль упругости древесины;

Еф - модуль упругости фанеры.

5. Производится конструктивный расчет плит, в соответствии с указаниями СНиП II-25-80, который заключается в проверке прочности и жесткости плит. Конструируются стыки плит и узлы крепления плит к несущим конструкциям.

Методика конструктивного расчета зависит от типа плиты и подробно рассмотрена в пособии “Проектирование и расчет ограждающих конструкций”.

Рассмотрим порядок конструктивного расчета клеефанерной плиты под рулонную кровлю, которая наиболее часто применяется в покрытиях зданий:

а) проверяются напряжения в нижней растянутой фанерной обшивке по формуле

где: М - расчетный изгибающий момент;

Wпр - приведенный момент сопротивления поперечного сечения плиты;

mф - коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления в стыках фанерной обшивки: для фанеры марки ФСФ mф = 0,6; для бакелизированной фанеры m ф = 0,8; при отсутствии стыков mф = 1.

Приведенный момент сопротивления поперечного сечения клеефанерной плиты определяется по формуле

где yо - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до внешней грани обшивок (нижней или верхней); Jпр- приведенный момент инерции клеефанерной плиты.

При определении Jпр и Wпр, расчетную ширину фанерных обшивок принимают:

bрасч = 0,9 b при l ≥ 6а;

bрасч = 0,15 lа/b при l < 6 а (b — полная ширина сечения плиты, l — расчетный пролет плиты, а - расстояние между осями продольных ребер плиты);

б) проверяется устойчивость верхней сжатой обшивки плит по формуле

где φф=1250/(с/δ)², при с/δ>50; φф=1-(с/δ)² /5000, при с/δ<50

здесь с - расстояние между продольными ребрами в свету; δ - толщина фанеры.

Проверка верхней обшивки на местный изгиб не производится, если при компоновке сечения плиты расстояние между продольными ребрами принималось из условия обеспечения прочности обшивки от действия временной нагрузки 1,2 кН;

в) производится проверка на скалывание ребер каркаса плит или обшивки по клеевому шву в месте примыкания ее к ребрам по формуле

где: Sпр - приведенный статический момент сдвигаемой части сечения относительно нейтральной оси;

bр - ширина одного продольного ребра;

nр- количество продольных ребер.

Проверка жесткости плиты от нормативных нагрузок производится по формуле

6. После выполнения расчетов необходимо оценить полученные результаты сделать один из следующих выводов:

- условия прочности и жесткости выполняются, принятую конструкцию плиты можно рекомендовать к изготовлению и применению;

- конструкция плиты не удовлетворяет условиям прочности и жесткости требуется увеличить сечение ребер или перекомпоновать все сечение и повторить расчет;

- плита запроектирована с большими запасами прочности и жесткости (более 25%) — необходимо уменьшить размеры сечения ребер или количество ребер и повторить расчет.

Прогоны

Прогоны предназначены для восприятия и передачи нагрузок от настилов (кровли) на основные несущие конструкции.

По статической схеме работы прогоны подразделяются на: разрезные, неразрезные и консольно-балочные.

Рис. 5.4. Схемы и конструкции прогонов.

а – разрезной, б – разрезной с подбалками, в – разрезной с подкосами, г –

консольно-балочный, д – неразрезной из спаренных элементов.