21. Настилы, обрешетки (конструкции, особенности расчета).

Настилы являются несущими элементами огражда­ющих деревянных покрытий. На их изготовление расхо­дуется до 70 % объема древесины, используемой при сооружении деревянных покрытий.

Настилы из досок применяют в покрытиях в виде сплошной конструкции или обрешетки под кровли раз­ных типов.

Деревянные настилы являются несущими элементами ограждающих конструкций. Настилы служат основанием водо - и теплоизоляционных слоев покрытия. Настилы принимают участие в обеспечении устойчивости основных несущих конструкций и пространственной жесткости покрытия.

Конструкция настила зависит от типа кровли и выполняются из досок, брусков, а также водостойкой фанеры.

Настилы могут быть одинарными (сплошными или разреженными) в виде обрешетки под кровлю из штучных материалов (оцинкованный профнастил, волнистых асбестоцементных листов, черепицы и др. аналогичных материалов) и двойными перекрестными.

Двойной перекрестный настил состоит из двух слоев: нижнего рабочего (сплошного или разреженного) и верхнего защитного (сплошного).

Защитный настил выполняется из досок толщиной 16÷32мм шириной не менее 100мм, уложенных под углом 45÷60° к рабочему настилу и крепится к нему гвоздями. Защитный слой обеспечивает совместную работу всех элементов настила, защищает рулонную кровлю от разрыва при короблении и растрескивании более толстых досок рабочего слоя.

Толщина и шаг досок рабочего настила определяются расчетом и типом кровли. Доски рабочего настила должны иметь длину достаточную для опирания не менее, чем на три опоры, с целью увеличения изгибной жесткости. При стандартной длине досок 6,5м по существующему сортаменту.

Рис. 5.1. Дощато-гвоздевые щиты настилов покрытий:

а – щит двойного перекрестного настила; б – щит однослойного раскосного настила;

1 - доски; 2 - гвозди; 3 - косой защитный настил; 4 — разреженный рабочий настил;

5 - раскосы; б – поперечины.

Особенности расчета дощатых настилов.

Настилы и обрешетку под кровлю рассчитывают по двухпролетной схеме. Расчет ведется для полосы шириной 1м с учетом числа досок рабочего слоя на этой ширине (доски защитного слоя учитываются только при сборе нагрузки) или для полосы, равной шагу расстановки досок с учетом только одной доски.

При углах наклона кровли более 10° считается, что

· постоянная нагрузка от покрытия (включая собственную массу настила) равномерно распределена по площади кровли;

· снеговая нагрузка зависит от формы покрытия и распределяется по горизонтальной проекции площади кровли;

· ветровая нагрузка при углах наклона кровли до 30° разгружает настил и в расчетах не учитывается;

· временная нагрузка от сосредоточенного груза принимается равной P=1∙1,02-1,2 кН.

Сосредоточенный груз распределяется на ширину 50см и при двойном настиле в расчетную ширину 1 м входит его удвоенная величина P=2∙1,2 =2,4 кН (Pn=2∙1,0 =2,0 кН).

При расстоянии между осями досок одинарного настила не более 15см груз передается двумя досками, а при расстоянии более 15см – одной доской.

Настилы рассчитываются на два сочетания нагрузок:

· постоянная + временная снеговая;

постоянная + временная от сосредоточенного груза.

Рис. 5.2.

Рис. 5.2. Расчетные схемы настилов:

а - схемы нагрузок равномерных; б - то же, сосредоточенных; в - схемы усилий;

1 - первое сочетание нагрузок; 2 - второе сочетание нагрузок; З - доски разреженного настила; 4 – доски рабочего настила

Прочность настила при изгибе проверяется по формуле

, (3.1)

Относительный прогиб проверяется для первого сочетания нагрузок и составляет

f=2,13q^нl⁴/384EI≤[f], где [f]=l/150 при l=3м.

Прочность брусков обрешетки проверяют с учетом косого изгиба по формуле

≤ Ru,

а полный прогиб

f =√ fx ²+ fy ²

Порядок расчета настилов.

1. По величине Mmax (от первого или второго сочетания) определяется требуемый момент сопротивления сечения Wтр;

2. Принимается по сортаменту толщина досок рабочего настила ;

3. вычисляется требуемая ширина досок B на расчетной ширине 1 м по формуле B≥6Wтр/ ²

В результате расчета может получиться

· В=100см – сплошной настил;

· В<100см – разреженный настил, в этом случае принимают по сортаменту ширину досок рабочего настила b и рассчитывают шаг расстановки этих досок a=100b/B (см);

· B>100см –несущей способности настила недостаточно, необходимо увеличить сечение брусков.