Пример 5. Рулонная кровля по кровельным и несущим щитам

Запроектировать щитовое покрытие здания по клеефанерным балкам, установленным в плане с шагом 6.0 м. Материал кровли – рубероид. Уклон ската – 0.1. Район постройки – г.Псков. Условия эксплуатации – А_I. Класс ответственности здания – II.

Покрытие устраиваем по прогонам, укладываемым по клеефанерным балкам с шагом 1.5м. По прогонам укладываем несущие щиты в виде сплошного настила, размером 2.0 х 3.0 м из досок 19 х 125 мм, с нижней стороны которого на гвоздях пришиты 4 поперечных и 6 диагональных планок из тех же досок. При принятых размерах несущих щитов между КФ балками укладывается по 3 щита. Несущие щиты (НЩ) укладываются на прогоны, и их настил работает на изгиб как двухпролетная балка с пролетами, равными 1.5 м (шаг прогонов). По ним укладывается слой пароизоляции – пергамина. По НЩ укладываются диагональные бруски сечением 50 х 80 мм под углом к карнизу, закрепляемые гвоздями к прогонам в местах пересечения. Шаг брусков 1.0 м выбран с учетом ширины плитного утеплителя. На диагональные бруски укладываются кровельные щиты (КЩ), представляющие собой сплошной настил из теса толщиной 14 мм, остроганного с одной пласти и скрепленного снизу гвоздями с рейками сечением 40 х 50 мм, расположенными на расстоянии 250 мм в свету. Размер кровельных щитов 1.0 х 3.0 м.

На заводе щит на горячей битумной мастике наклеивается один слой рубероида (по размеру щита).

Расчет несущего щита (НШ)

Определяем предварительно вес щитов. Вес кровельного щита:

Вес несущего щита:

Полная нагрузка определяется по таблице 5.1.

Таблица 5.1

Нагрузка на НЩ, кН/м² ската (кгс/ м² ската )

Элемент	Нормативн. нагрузка		Расчетная нагрузка
Два слоя наплавного изопласта От кровельных щитов Пароизоляция – слой толя Диагональные бруски 5.0х8.0см через 1.0м (плотность увлажненной древесины 6.0 кН/м3): 0.05х0.08х6.0 Утеплитель МВП ( ) толщиной 12см: 0.12х2.5 От веса несущего щита:	0.10 (10.0) 0.14 (14.0) 0.01 (1.0) 0.024 (2.4) 0.3 (30.0) 0.127 (12.7)	1.1 1.1 1.1 1.1 1.2 1.1	0.11 (11.0) 0.154 (15.4) 0.011 (1.1) 0.026 (2.6) 0.36 (36.0) 0.140 (14.0)
Всего вес покрытия Снеговая	0.701 (70.1) 1.25 (125)		0.801 (80.1) 1.79 (179)

Щит рассчитывается согласно на два сочетания нагрузок.

Первое сочетание нагрузок – собственный вес покрытия и снег (ветер положительного давления при заданном уклоне не создает). Расчетная погонная нагрузка на настил щита по скату, действующая перпендикулярно его плоскости:

Щит рассчитываем как двухпролетную неразрезную балку. Задавшись ориентировочно шириной прогона 12 см, получим величину расчетного пролета:

Максимальный изгибающий момент на средней опоре (рис. 5.1):

При моменте сопротивления настила шириной и высотой

− напряжение изгиба в досках щита (древесина 3−го сорта с )

Проверяем жесткость настила. Нормативная нагрузка на щит, действующая перпендикулярно его плоскости:

Момент инерции настила:

Максимальный прогиб щита:

Второе сочетание нагрузок – собственный вес покрытия и сосредоточенный груз I кН (вес человека с инструментом).

Так как к настилу снизу подшиты распределительные бруски, то сосредоточенный груз действует на 0.5 м настила щита по нормам к нему и расчетное его значение

Собственный вес несущего щита 0.127 кН/ м² и расчетная погонная нагрузка от собственного веса щита на расчетную полосу 50 см

Невыгодное сочетание, когда Р приложена на расстоянии :

Момент сопротивления настила шириной 50 см и толщиной 1.9 см

Напряжения изгиба

Проверку жесткости для второго сочетания нагрузок не производим ввиду кратковременности действия сосредоточенной нагрузки и констатируем достаточную прочность и жесткость досок несущего щита.

Проверка прочности основного щита на изгиб в плоскости

покрытия

Для снижения расхода древесины на прогоны исключаем их работу на косой изгиб, считая, что скатная составляющая передается на основные несущие щиты (рис. 5.3).

При сечении прогонов см собственный вес 1 пог.м.

Тогда полная расчетная погонная нагрузка, действующая на прогон

Составляющая нагрузка по скату

Рассмотрим два прогона, связанных тремя полущитами, как свободнолежащую в плоскости покрытия балку на двух опорах пролетом 6.0 м и высотой 1.5 м, нагруженную равномерно распределенной нагрузкой

Опорная реакция такой балки и максимальная поперечная сила

Опорную реакцию передаем на два диагональных бруска откуда

здесь β – угол наклона диагональных брусков ( ). Если принять ширину досок 12.5 см, то диагональный брусок прибивается на ширине 50см к 4 доскам.

Усилие от диагонального бруска, приходящееся на одну доску настила:

Прикрепляем диагональные бруски к настилу гвоздями 2/50. Тогда несущая способность гвоздя:

из условия смятия

из условия изгиба или же

Потребное количество гвоздей для прикрепления диагонального бруска к каждой доске настила:

Ставим по 3 гвоздя на каждую доску.