1. Ограждающие конструкции покрытий
В не отапливаемых зданиях ограждающие конструкции устраивают в виде деревянных, стеклопластиковых настилов, а также из винипласта, поликарбоната и волнистых листов органического стекла. В отапливаемых зданиях ограждающие конструкции, как правило, устраивают в виде утепленных плит покрытия и стеновых панелей. Настилы и обрешетки служат для поддержания кровли и утеплителя. Для мягкой кровли настил может иметь сплошную ровную поверхность из одного или двух слоев досок.
Конструкции настилов, плит покрытия и стеновых панелей зависят от типа несущих конструкций и их шага, от вида гидроизоляционного покрытия, архитектурно-строительных и технологических требований, способа изготовления и монтажа. В последнее время широкое распространение получили крупнопанельные плиты покрытия и стеновые панели.
1.1. Настилы и обрешетки покрытий
Конструкции настилов зависят от их назначения. В покрытиях в зависимости от материала кровли настилы применяют дощатые или брусчатые. Основанием под мягкую кровлю служит настил из двух слоев досок, соединяемых гвоздями.
Рис. 1.1. Дощато-гвоздевые настилы:
а - щит двойного перекрестного настила; б - щит однослойного настила; в - размеры настила; г - расчетная схема настила при первом сочетании нагрузок; д - то же, при втором сочетании; 1 - защитный настил; 2 - гвозди; 3 - прогон; 4 - доски рабочего настила; 5 - подкос
Верхний защитный слой укладывают из досок толщиной 16…25 мм, шириной не более 100 мм и прибивают к нижнему рабочему слою под углом 450 . Нижний рабочий слой делают из досок толщиной 25…30 мм и выполняют разреженным для лучшего проветривания всего настила.
В покрытиях отапливаемых зданий для укладки утеплителя применяют одинарный дощатый настил (рис. 1.1, б). Доски между собой соединяют впритык или в четверть, толщину их определяют расчетом.
Для кровли из волнистых асбестоцементных или стеклопластиковых листов, черепицы, кровельного металла устраивают настилы в виде обрешетки из брусьев, расположенных друг от друга на расстоянии, зависящем от вида кровельного материала. Так же решается стеновое ограждение.
Прозрачные ограждения могут занимать всю поверхность, либо заполнять её часть в сочетании с волнистыми листами из асбестоцемента или металла. В последнем случае размеры волн прозрачных и не прозрачных листов должны быть одинаковыми.
Прозрачные листы стыкуют внахлестку с длиной нахлестки вдоль листа: 10 см – в стыковом вертикальном ограждении; 20 см – в покрытиях при уклонах от 10 до 25% и 15 см – при больших уклонах.
Поперек ската стыки листов склеивают (рис. 1.2, г) в заводских условиях или соединяют болтами с шагом не более 30 см (рис.1.2, д), если стыкование производят при монтаже. Длину нахлестки в последнем случае принимают не менее одной волны, а между листами укладывают герметизирующие ленточные прокладки.
Волнистые листы крепят к деревянным прогонам шурупами, а к металлическим и железобетонным – болтами (рис. 1.2, а, б), устанавливаемыми по гребням волн.
Дощатый настил под мягкую кровлю конструируют и рассчитывают как двух пролетную неразрезную шарнирно опертую балку (рис. 1.1, в). Расчетную ширину настила условно принимают равную 1 м. Настил покрытия рассчитывают на два основных сочетания нагрузок.
Первое сочетание – равномерно распределенная постоянная нагрузка от собственного веса настила и кровли, g и временная снеговая, s (рис. 1.1, г). Максимальный изгибающий момент М 1 возникает в сечении над средней опорой и его определяют по формуле
М 1 = 0,125(g + s)l 2, (1. 1)
где l – расстояние между прогонами.
Рис. 1.2. Крепление и стыки волнистых листов:
а, б - в покрытии; в - на стенах; г - стык на клею; д - стык на болтах; е - расположение креплений по длине прогона при размерах волн от 200/54 до 125/35 мм.; ж - то же, при размерах 90/30 и 78/18 мм.; 1 - металлическая шайба с эластичной прокладкой; 2 - болт; 3 - деревянные прокладки; 4 - герметик; 5 - шуруп; 6 - клеевой шов.
Прочность настила должна удовлетворять условию M 1/W ≤ R и,
где W = B h 2/6 – момент сопротивления сечений всех досок рабочего настила на рабочей ширине;
R и – расчетное сопротивление изгибу древесины из сосны ([1], табл. 3).
На нормативные значения нагрузок проверяют прогиб настила f по формуле
f = 2, 13/384[(g н + s н) l 4/E I] ≤ [f], (1.2)
где E = 10 3 кН/см 3 = 10 000 МПа – модуль упругости древесины, [1], п.5.3;I = B h 3/12 – момент инерции сечений досок рабочего настила; [f] – предельно допустимый прогиб настила, для настилов f = l/150, [1], табл. 19.
Второе сочетание – равномерно распределенная постоянная нагрузка от собственного веса g и сосредоточенной монтажной нагрузки Р = 1,2 кН, учитывающей вес человека с инструментом (рис 1.1, д). Максимальный изгибающий момент М2 возникает на расстоянии 0,43 l от крайней опоры и его определяют по формуле
M 2 = 0, 07 g l 2+ 0, 21 P l. (1.3)
На этот изгибающий момент сечение настила проверяют только по несущей способности при изгибе по формуле M 2/W ≤ R и, где R и – расчетное сопротивление древесины изгибу с учетом коэффициента условия работы при наличии монтажной нагрузки m н. = 1,2. Сосредоточенная монтажная нагрузка Р = 1,2 кН распределяется на две доски при расстоянии между их осями, не превышающем 15 см, и на одну доску одиночного настила при расстоянии более 15 см.
Настил из волнистых листов стеклопластика при опоре на три прогона рассчитывают как двух пролетную шарнирно опертую балку на действие равномерно распределенной нагрузки от собственного веса и веса снега.
Геометрические характеристики сечений волнистых листов рекомендуется принимать по прил. 2. Расчетное число волн на ширине b = 1 м можно определить по формуле n в = b/b в, где b в – шаг волн.
Прочность волнистых листов проверяют по формулам
σ и = M/W ≤ R и; τ = 0,75 Q sin α /n hв δ ≤ R ск. , (1.4)
где M и Q – максимальные значения расчетного изгибающего момента и поперечной силы;
R и и R ск. – расчетные сопротивления материала волнистых листов, определяемые по прил.3;
W = 2 I (h в + δ) – момент сопротивления сечения волнистых листов;
I = 0,035 n δ h в2(2 h в/sin α + 3 b в) – момент инерции сечения волнистых листов,
где n – число волн; h в и b в- высота и длина волны (см. рис. 1.2); δ – толщина листа; α – находят через tg α = π h в /b в.
Местную устойчивость волнистых листов проверяют по формуле
σ и ≤ 1,92 E δ h в /(4h 2в + b 2в). (1.5)
Прогиб волнистых листов вычисляют по общим правилам строительной механики в зависимости от схемы их опоры на прогоны по формуле (1.2).
П р и м е р 1. 1