Район строительства
|
IV
|
Несущие конструкции каркаса
|
Гнутоклееная рама
|
Шаг несущих конструкций
|
4,5 м
|
Высота в коньке
|
5,7 м
|
Пролет
|
15 м
|
Длина здания
|
49,5 м
|
Тип кровли
|
Теплая
|
Материал кровли
|
Мягкая черепица
|
Тип ограждающих конструкция
|
Плита клеефанерная с двумя обшивками, в=1,5м
|
Уклон кровли:
|
14°02
|
Номинальные размеры в плане: 1,48х4,48м
(рис.1.1).
Ребра из сосновых досок II сорта.
Обшивки панели из водостойкой
фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ толщиной 10мм соединяются с деревянным каркасом
клеем марки ФР-12 по ТУ 600601748-75.
Утеплитель - минеральная вата на
основе базальтового волокна PAROC 37 с объемным весом γ=0,3
кН/м3. Плиты - 1200х600мм.
Пароизоляция - паронепроницаемая
антиконденсатная полимерная ткань FOLIAREX 110г/ м3.
Над утеплителем предусмотрена
воздушная прослойка, вентилируемая вдоль панели. Кровля принята из рулонных
материалов - кровельная плитка KATEPAL.
Компоновка рабочего сечения
панели.
Ширина панели берется равной
ширине фанерного листа с учетом обрезки кромок для их выравнивания bп=1480мм - при прямолинейном очертании
несущих конструкция.
Направление волокон наружных
шпонов фанеры в верхней и нижней обшивках панели принимается продольным, с
целью обеспечения полноценного стыкования листов фанеры «на ус» при склеивании
их в виде непрерывной ленты.
Для дощатого каркаса,
связывающего верхние и нижние фанерные обшивки в монолитно склеенную коробчатую
панель, принимаем черновые заготовки по рекомендуемому сортаменту
пиломатериалов (ГОСТ 8486-86Е) сечением 44х150 мм. После сушки до влажности W=12% и четырехстороннего фрезерования для склейки
применяются чистые доски сечением 36х144 мм.
Расчетный пролет панели: lр = 0,99 • 4480 = 4435 мм.
Высота плиты принимается: hп = hр
+ 2 · δф = 144 + 2 · 10 = 164 мм.
Каркас панели принимается их
четырех продольных ребер (рис).
Шаг ребер принимается из расчета
верхней фанерной обшивки на местный изгиб поперек волокон от сосредоточенной
силы Р = 1 · 1,2 = 1,2 кН как балки, заделанной по концам (у ребер) шириной 100
см.
Расчетная схема
Расстояние между ребрами в осях:
46,93
см
Тогда расстояние между ребрами в
свету:
С0 = С - bp = 46,93 - 3,6 = 43,3 см
кН·см
Момент сопротивления обшивки
шириной 100 см:
см3
Напряжение от изгиба
сосредоточенной силой:
кН/см2
= 4,2мПа < Rн · mн = 4,2 · 1,2 = 5,04,где mн
=1,2 –
коэффициент условия работы для
монтажной нагрузки.
Для придания жесткости каркасу
продольные ребра соединены поперечными ребрами, расположенными по торцам и в
середине панели.
Продольные кромки панелей при
установке стыкуются при помощи специально устроенного шпунта из трапециевидных
брусков, приклеенных к крайним продольным ребрам. Полученное таким образом
соединение в шпунт предотвращает вертикальный сдвиг в стыке и разницу в
прогибах кромок смежных панелей даже под давлением сосредоточенной нагрузки,
приложенной к краю одной из панелей (рис).
Сбор нагрузок на панель.
Панели предназначены для укладки
по несущим деревянным конструкциям.
По скомпонованному сечению панели
составляем таблицу нормативных и расчетных нагрузок на 1 кв. м. панели. Подсчет
нагрузки на 1 кв. м. панели представлен в табл.1.
№ п/п
|
Наименование нагрузки
|
Нормативная нагрузка, кН/м2
|
Коэффициент надежности
|
Расчетная нагрузка, кН/м2
|
1
|
Кровельная плитка KATEPAL, γ=12,3 кг/м3
|
0,123
|
1,05
|
0,129
|
2
|
Фанера ФСФ, n • δф • γф
|
2•0,01•7=
|
0,140
|
1,1
|
0,154
|
3
|
Продольные ребра каркаса,
|
0,036•0,144•5•5/1,48=
|
1,1
|
0,096
|
4
|
Поперечные ребра каркаса,
|
0,036•0,118•3•5/4,48=
|
0,014
|
1,1
|
0,016
|
5
|
Утеплитель - минеральная вата на основе базальтового волокна
PAROC UNS37, толщиной 125 мм, γу=30 кг/м3
|
0,125•0,407•3•0,3/1,48=
|
0,031
|
1,2
|
0,037
|
6
|
Пароизоляция - паронепроницаемая пароконденсатная полимерная
ткань FOLIAREX, 110г/м2
|
0,0011
|
|
1,2
|
0,001
|
7
|
Итого постоянная нагрузка
|
0,397
|
|
|
0,434
|
8
|
Временная снеговая нагрузка
|
1,68
|
|
|
2,4
|
9
|
Итого полная нагрузка
|
2,077
|
|
|
2,834
|
hр1,
hр2, hу
- высота сечения продольных, поперечных ребер и высота утеплителя
соответственно;
bр1,
bр2, bу
- ширина сечения продольных, поперечных ребер и расстояние между ребрами в
свету;
nр1,
nр2, nу
- количество продольных, поперечных ребер и расстояний между ребрами в свету;
γд, γф,
γ у - объемный вес древесины, фанеры и утеплителя
соответственно.
Расчетное значение снеговой
нагрузки принимается по СНиП 2.01.07-85*, а нормативное значение снеговой
нагрузки принимается умножением на коэффициент 0,7 расчетной.
Следовательно, полная нагрузка
на 1 пог. м. составит:
нормативная: qн = 2,077 • 1,48 = 3,074 кН/м
расчетная: qр
= 2,834 • 1,48 = 4, 194 кН/м
Расчетные характеристики материалов
Для семислойной фанеры марки ФСФ
сорта В/ВВ толщиной 10мм и более по табл.10 и 11 СНиП II-25-80
находим следующие характеристики:
расчетное сопротивление
растяжению: Rф. р = 14 МПа;
расчетное сопротивление
скалыванию: Rф. ск. = 0,8 МПа;
модуль упругости: Еф =
9000 МПа;
Для древесины ребер по табл.3
СНиП II-25-80:
расчетное сопротивление изгибу: Rф. р = 13МПа;
модуль упругости: Еф =
10000 МПа.
Геометрические характеристики
сечения
Расчетная ширина фанерной
обшивки согласно п.4.25 СНиП II-25-80:
bпр
= 0,9 • bп = 0,9 • 148 =
133,2 см
Геометрические характеристики
клеефанерной панели приводим к фанерной обшивке.
Приведенный момент инерции
панели:
0,0001979
м4
Приведенный момент сопротивления
панели:
м3
Проверка панели на прочность
Максимальный изгибающий момент
панели:
=10,31
кН*м
Напряжение в растянутой обшивке:
=
4,3 МПа < Rф. р. · mф = 14 · 0,6 = 8,4,
где mф
= 0,6 - коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления
фанеры в растянутом стыке при соединении «на ус».
<
Rф. р. = 14 МПа
При расстоянии между продольными
ребрами в свету С0 = 43,3 см и толщине фанеры δф =1,0см
=
43,3
<
50, = 0,625
Напряжение в сжатой обшивке:
=
6,83 МПа < Rф. р. = 14 МПа
Проверка скалывающих напряжение
по клеевому слою между шпонами фанерной обшивки в зоне приклейки продольных
ребер каркаса:
≤
Rф. ск
Поперечная сила панели равна ее
опорным реакциям
=
9,31 кН
Приведенный статический момент
верхней фанерной обшивки относительно нейтральной оси равен:
=0,001026
Расчетная ширина клеевого
соединения:
bрасч
= nр · bр
= 4 · 0,036 = 0,144 м
Тогда касательные напряжения
составят
=
0,34 МПа < Rф. ск. = 0,8 МПа
Проверка панели на прогиб
Относительный прогиб панели
равен:
0,0025<=0,0057,где -
предельный прогиб в панелях
покрытий согласно СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».
Запас по прочности сжатой
обшивки составляет 44%, что больше, чем допускаемый запас 5%, однако при
уменьшении ребра до 33 мм напряжения в сжатой обшивке превышают расчетное
сопротивление.