Примеры расчета ограждающих конструкций 2013

Расчетные характеристики древесины второго сорта для бруса

150 125 мм.

Расчетное сопротивление древесины изгибу Rи = 14 МПа. Модуль упругости древесины Е = 10000 МПа.

Расчетная схема

Рис 4.6

При расчетах прогона надо иметь в виду, что прогон работает на косой изгиб.

Расчет консольно-балочного прогона может быть проведен либо по равнопрогибной схеме работы, либо по равномоментной схеме.

41

Расчет по равнопрогибной схеме работы прогона при X = 0,2113 L

Расчет по первому предельному состоянию

Проверка прогона на прочность.

Расчетная нагрузка при 16,7

q1p qp cos α 2,54 0,958 2,43 кН м; qp2 qp sin α 2,54 0,287 0,73 кН м.

Изгибающий момент над опорой равен М q L2 , момент в

12

крайние пролеты принимают равными 0.8L или необходимо усиление крайнего пролета дополнительной доской (см. рис. 4.6).

Расчет ведем по максимальному моменту, тогда

42

Запас из условия прочности составляет 14 11,9 100% 15% 15%. 14

Расчет по равномоментной схеме работы прогона при X = 0,1465∙L

Расчет по первому предельному состоянию

Проверка прогона на прочность.

Расчетная нагрузка при 16,7

q1p qp cos α 2,54 0,958 2,43 кН м; qp2 qp sin α 2,54 0,287 0,73 кН м.

Изгибающий момент в неразрезных консольно-балочных прогонах при равно-моментной схеме работы прогона:

43

Запас из условия прочности составляет 14 8,9 100 % 36 %. 14

44

5. ПРИМЕР РАСЧЕТА УТЕПЛЕННОЙ КЛЕЕФАНЕРНОЙ ПЛИТЫ ПОД РУЛОННУЮ КРОВЛЮ

Исходные данные:

1.Номинальные размеры в плане 1,48 5,98 м (рис. 5.1).

2.Район строительства — г. Москва.

3.Ребра из сосновых досок второго сорта.

4.Обшивки панели из водостойкой фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ толщиной 8 мм соединяется с деревянным каркасом клеем марки ФР-12 по ТУ 600601748-75.

5.Утеплитель — минеральная вата на основе базальтового во-

локна PAROC 37 с объемным весом = 0,3 кН/м3. Плиты —

1200 600 мм.

6.Пароизоляция — паронепроницаемая антиконденсатная полимерная ткань FOLIAREX110 г/м2.

7.Над утеплителем предусмотрена воздушная прослойка. вентилируемая вдоль панели. Кровля принята из рулонных материалов — кровельная плитка KATEPAL.

Компоновка рабочего сечения панели

Ширина панели берется равной ширине фанерного листа с учетом обрезки кромок для их выравнивания bп = 1480 мм — при прямолинейном очертании несущих конструкций и bп = 1180 мм при криволинейном очертании. В нашем примере примем bп = 1480 мм.

Фанера в обшивках принимается по ГОСТ 3916-69 и имеет толщину от 6 до 12 мм, в зависимости от размеров панели и нагрузки. Принимаем толщину фанеры 8 мм. Направление волокон наружных шпонов фанеры в верхней и нижней обшивках панели принимается продольным, с целью обеспечения полноценного стыкования листов фанеры на «ус» при склеивании их в виде непрерывной ленты.

Рис. 5.1

Для дощатого каркаса, связывающего верхние и нижние фанерные обшивки в монолитно склеенную коробчатую панель, принимаем черновые заготовки по рекомендуемому сортаменту пиломатериалов (прил. 1) сечением 60 175 мм. После сушки до влажности W = 12 %

45

и четырехстороннего фрезерования для склейки применяются чистые доски сечением 52 168 мм.

Расчетный пролет панели

lр 0,99 l 0,99 5980 5920 мм.

Высота плиты для данного примера принята hп hр 2 ф 168 2 8 184 мм.

Каркас панели принимаем из четырех продольных ребер (рис. 5.3).

Расчет верхней обшивки на местный изгиб

(Определение количества продольных ребер)

Каркас панели принимаем из четырех продольных ребер (см. рис. 5.3).

Сосредоточенная сила Р = 1 кН представляет собой монтажную нагрузку от веса человека с инструментом. Коэффициент надежности по нагрузке γ = 1,2.

Расчетное значение сосредоточенной силы Рр = Рн∙ γ = 1,2 кН. Шаг ребер принимается из расчета верхней фанерной обшивки на

местный изгиб поперек волокон от сосредоточенной силы Р= 1,0∙1,2= = 1,2 кН (монтажная нагрузка от веса человека с инструментом), как балки заделанной по концам (у ребер) шириной 100 см.

Расчетная схема

6,5 1,2 7,8 МПа,

где mн = 1,2 — коэффициент условия работы для монтажной нагрузки.

46

Продольные кромки панелей при установке стыкуются при помощи специально устроенного шпунта из трапециевидных брусков, приклеенных к крайним продольным ребрам. Полученное таким образом соединение в шпунт предотвращает вертикальный сдвиг в стыке и разницу в прогибах кромок смежных панелей даже под давлением сосредоточенной нагрузки, приложенной к краю одной из панелей (см. рис. 5.3).

Сбор нагрузок на панель

Панели предназначены для укладки по несущим деревянным конструкциям.

По скомпонованному сечению панели составляем таблицу нормативных и расчетных нагрузок на 1 м2 панели. Подсчет нагрузки на 1 м2 панели представлен в табл. 5.1.

Т а б л и ц а 5.1

48

где hр1, hр2, hу — высота сечения продольных, поперечных ребер и высота утеплителя соответственно;

bр1, bр2, со — ширина сечения продольных, поперечных ребер и расстояние между ребрами в свету;

nр1, nр2, nу — количество продольных. поперечных ребер и расстояний между ребрами в свету;

γд; γф γу –– объемный вес древесины. фанеры и утеплителя соответственно.

Порядок определения временных нагрузок

Снеговая нагрузка принимается в соответствии со сводом правил СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия для г. Москвы следует определять по формуле:

S о = 0,7∙C е ∙ C t ∙ µ ∙ S g ,

где C e — коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов, принимаемый в соответствии с 10.5; для покрытий с уклоном кровли для однопролетных и двухпролетных зданий от 12–20 %, т.е. = 7–12,5 , Ce = 0,85. В примере = 16,7 , следовательно Ce = 1,0.

Ct — термический коэффициент, принимаемый в соответствии с

10.10; Ct = 1;

µ — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с 10.4; µ = 1;

Sg — вес снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемый в соответствии с 10.2; Sg =1,8 кПа.

Нормативная снеговая Sо = 0,7 1,0 1 1 1,8 = 1,26 кПа. Расчетная снеговая Sр = Sо·γ,

где γ = 1,4 — коэффициент надежности по снеговой нагрузке.

Sр = 1,26 1,4 = 1,764 кПа.

Следовательно, полная нагрузка на 1 пог. м панели составит: нормативная qн = 1,725∙1,5 = 2,588 кН/м;

расчетная qр = 2,272∙1,5 = 3,408 кН/м.

49

Расчетные характеристики материалов

Для семислойной фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ толщиной

8 мм и более по табл. 6 свод правил СП 64.13330.2011 Деревянные конструкции, актуализированная редакция СНиП II-25-80, находим

Определение геометрических характеристик поперечного сечения панели

Расчетная ширина фанерной обшивки согласно п. 6.27 [2], СНиП bпр = 0,9∙bп = 0,9∙148 =133,2 см при l > 6a, где a — расстояние ме-

жду осями продольных ребер. В нашем случае l=6 м>6∙С =6 0,4587= = 2,75 м.

Фанера и древесина, применяемые в обшивках и ребрах панелей обладают неодинаковыми модулями упругости. Наиболее напряженным материалом в панелях является фанера, расположенная в зоне максимальных нормальных напряжений, возникающих при изгибе панели (рис. 5.4).

σx

Рис. 5.4

σx — распределение нормальных напряжений по поперечному сечению клеефанерной панели.

50