1 Конструирование и расчёт древесно-стружечной плиты покрытия

1.1 Исходные данные

Производится проектирование деревянного каркаса одноэтажного производственного здания в г. Минск. Класс условия эксплуатации – 2.

Основными несущими конструкциями является балка дощатоклеенная, колонна из брусьев на болтах. Пролёт здания 21 м, высота – 9 м, длина здания составляет 62,4 м, шаг несущих конструкций – 4,8 м. Схема несущей конструкции представлена на рисунке 1.1.

Ограждающие конструкции покрытия выполняются из древесно-стружечных плит с двумя обшивками. Размер панели покрытия (рисунок 1.2) в плане 1480×4780 мм; обшивка из древесно-стружечных плит ДСП/P6 по ТКП 45-5.05-275-2012 (стр.40, п.6.4.2, табл. 6.11) [1]; ребра из досок, порода древесины – ель. Кровля – рулонная, «Линокром», утеплитель – плиты полистирольного пенопласта ПСБ толщиной 50 мм. Пароизоляция – толь.

Рисунок 1.1 - Схема несущей конструкции

1.2 Компоновка рабочего сечения плиты

Ширину плиты делаем равной ширине древесно-стружечных плит (ДСП/P6 – 1500 мм) с учетом обрезки кромок для их выравнивания b = 1480 мм. Толщину верхней обшивки принимаем равной 12 мм, нижней 10 мм [1].

Длины листа недостаточно на всю длину плиты, т.е. предусматриваем стыкование листов по длине плиты. Исходя из стандартных размеров, учитывая шаг несущих конструкций, равный 4,8 м, в нашей конструкции будем использовать 2 листа длиной 2,75 м и 2,04 м, шириной 1500 мм [1]. В местах стыков проектируем поперечные ребра (рисунок 1.2).

Продольные ребра плиты принимаем бруски размерами 175x50 мм (стр.29, п.6.1.8, табл. 6.1) [1]. Припуск составит 5,5 мм с обеих сторон, тогда на склейку идут доски сечением 169х44. Длина продольных ребер составляет – 4,78 м. Шаг ребер принимаем равным 472 мм, что меньше 500 мм. Cоединительные продольные бруски принимаем сечением 87x25 мм с припуском 4,5 мм, тогда на склейку идут доски сечением 82х20.

Поперечные рёбра принимаем 175х50 и с учётом припуска 169х44, с шагом 990 мм и 1345 мм. Для придания каркасу жесткости продольные ребра соединены на клею с поперечными ребрами (по конструктивным требованиям максимальный шаг поперечных ребер 1500 мм).

Рисунок 1.2 – ДСП плита с верхней и нижней обшивкой

Расчетный пролет панели:

(1.1)

где L – длина панели.

b – величина опирания на несущую конструкцию.

Полная высота панели принята:

(1.2)

С учётом рекомендаций высота панели составлять:

(1.3)

Так как с данными рекомендациями проверки сошлись, поэтому высота панели соответствует рекомендации.

1.3 Определение нагрузок на плиту покрытия

На плиту покрытия действуют следующие нагрузки:

– постоянные: кровля, собственный вес плиты;

– временные: снеговая, вес человека.

Нормативная нагрузка от веса человека Р_k = 1 кН.

Сбор нагрузок приведен в табличной форме (таблица 1.1).

Таблица 1.1 – Сбор нагрузок на плиту покрытия

Наименование нагрузок	Нормативная нагрузка кН/м2	Коэф. надёжности по нагрузке	Коэффициент, учитывающий класс ответственности здания, γn	Расчетная нагрузка кН/м2
1	2	3		4
Постоянная: Кровля: «Линокром» [2]	0,12	1,35	1,1	0,178
Плита ДСП\P6: Утеплитель: Плиты полистирольного пенопласта ПСБ: [2] Каркас деревянный: Ель С27 (табл. А1, стр.106) [1] Обшивка: ДСП\P6 [1, табл. 6.12] Пароизоляция: Толь [2]	0,016 0,108 0,078 0,065 0,0114	1,35 1,35 1,35 1,35 1,35	1,1	0,024 0,160 0,116 0,097 0,0169
Всего:	0,398			0,592
Временная: Снеговая нагрузка	1,144	1,5	1,1	1,89

Постоянная нормативная нагрузка от:

– кровли, определяется по [2] для рулонного материала «Линокром».

– утеплителя:

Объем утеплителя:

Масса утеплителя:

– каркаса:

Объем древесины каркаса:

Масса каркаса:

– обшивки:

– пароизоляции:

Временная нагрузка на 1 м² от веса снегового покрова:

Нормативная снеговая нагрузка для города Минска (2 снеговой район, подрайон 2в) по национальному приложению изменение №2 ТКП EN 1991-1-3-2009 (стр.4, рисунок НП.1) [3]. Определим снеговую нагрузку действующую на покрытие по следующей формуле ТКП EN 1991-1-3-2009 (стр.6, п.5.2, (5.1)) [4]:

(1.4)

где - коэффициент формы снеговых нагрузок ( ),(табл.5.2, стр.8, п.5.3.2) [4];

- характеристическое значение снеговых нагрузок на грунт (стр.5, таблица НП.1.1) [3]

- коэффициент окружающей среды (стр.7, п.5.2(7)) [3] ( ).;

- температурный коэффициент (стр.7, п.5.2(8)) [4] ( ).

(1.5)

где - высота местности над уровнем моря ( ) по спутниковой карте высот местности [5].

Подставим значения в формулу (1.5):

Подставим значения в формулу (1.4):

Случай 1:

_{Случай 2:}

Принимаем самый неблагоприятное воздействие – случай 1

( ).