6. Расчет щита кровли.

Несущий щит представляет собой сплошной настил из досок, с нижней стороны которого на гвоздях прибиты поперечные и диагональные планки. Эти планки, выполняя функции распределительных брусков, обеспечивает совместную работу досок настила на изгиб при сосредоточенной монтажной нагрузке и пространственную неизменяемость кровельного покрытия.

Например: Принимаем несущий щит из досок шириной 10 см толщиной 2,5 см, 4 поперечные и 6 диагональных планок из досок 4х10 см (рис 6.1). Расстояние между прогонами покрытия для нашего задания а = l_пp = 1,2 м, длину несущего щита назначаем равной удвоенному расстояние между прогонами – 2,4 м (2·1,2=2,4м), а ширину определим из расчета: трехпролетное здание с длиной в поперечном направлении В=5 м (3·5=15 м), значит ширина щита должна быть равной 1,5 м (15/10=1,5), где 10 - количество щитов в поперечном направлении на любые 2 прогона.

Эти несущие щиты укладываются на прогоны покрытия, и их настил работает на изгиб как двухпролетная балка. Настил кровли рассчитывается с учетом его неразрезности в пределах двух пролетов.

Рис. 6.1 Несущий щит

При загружении двухпролетной балки равномерно распределенной нагрузкой q от собственного веса и переменной Р_о наибольший изгибающий момент на средней опоре равен:

а наибольший прогиб в пролете:

,

где Е – модуль упругости древесины, принимается 1·10⁷ кН/м²;

I_х – момент инерции настила щита, определяемый по формуле:

Полученный прогиб сравнивается с предельным [f] (см. приложение 2).

Пример. Собираем постоянную нагрузку от собственного веса ограждающей части покрытия. В нашем примере характеристическое значение переменной нагрузки – Р_о=4 кН/м² (табл. 6.1.)

Таблица 6.1

Элементы конструкций	Характери-стическая нагрузка, кН/м2	Коэффи-циент надежности по нагрузке γfm	Расчетная предель-ная нагрузка кН/м2
Масса асфальтовой стяжки mа = tа∙ρ∙g = 0,04∙1,5∙9,81 (где t – толщина стяжки; ρ – плотность асф. смеси; g – ускорение свободного падения.)	0,6	1,1	0,66
Масса настила щита mщ= tщ∙ρ∙g =0,025∙0,5·9,81 (где t – толщина щита; ρ – плотность древесины)	0,125	1,1	0,14
Поперечные и диагональные планки настила (ориентировочно 50% массы настила)	0,063	1,1	0,07
ВСЕГО	gо = 0,8		gm = 0,87

- Суммарная характеристическая нагрузка на 1м² покрытия:

где g_о – характеристическая нагрузка от собственного веса ограждающей части покрытия.

- Суммарная расчетная предельная нагрузка на 1м² покрытия:

.

- Общая расчетная предельная нагрузка на 1 п.м. полосы настила шириной b = 1 м:

,

где γ_fe – коэффициент надежности по временной нагрузке.

- Максимальный изгибающий момент на промежуточной опоре (рис. 6.2.):

кН·м.

Рис. 6.2. Схема загружения балки равномерно распределенной нагрузкой.

- Момент сопротивления настила щита шириной b = 1 м:

- Напряжение изгиба:

где R_u – расчетное сопротивление на изгиб (см. приложение 1).