7.6. Проектирование утеплённой клеефанерной панели покрытия под рулонную кровлю

Исходные данные.Номинальные размеры панели в плане–1,56 м; обшивки из водостойкой фанеры марки ФСФ; рёбра из сосновых досок 2-го сорта; район строительства–г.Могилёв(3-й район по снегу,s₀=1 кПа); уклон кровли–1:12.

Эскизный расчёт панели

Примем ориентировочно массу панели с утеплителем 60 кг/м²= =0,6 кПа.

Расчётная нагрузка на 1м панели:

нормативная–=(0,6+1,0)1,5=2,4 кН/м;

расчётная–

Расчётный изгибающий момент в середине пролёта при площадке опирания l_оп=6 см и расчётном пролёте l=B-l_оп=600-6=594 см составит

Примем толщину верхней обшивки =10 мм, а нижней–=6 мм. Найдём предельное расстояние в свету между рёбрами по формуле

Требуемое число продольных рёбер шириной 46 мм

n_p=b_пан/а+1=1,5:0,866+1=2,74 шт.

Примем 3 ребра. Определим ориентировочную высоту рёбер h_p, вычислив предварительно гибкость сжатой обшивки = =66,6:1=66,6>50, где–расстояние между рёбрами в свету. Так как>50, коэффициент продольного изгиба по формуле (7.64) [10]. Так какl>6a расчётная ширина фанерных обшивок равна

Требуемая высота ребра по формуле (3.10) при =0,7

Из условия прочности нижней обшивки

Из условия требуемой жёсткости

=0,228 м=22,8 см, где Е_р=9000 МПа (см. табл. 6.12 СНБ).

Окончательно принимаем высоту ребра

с учётом острожки кромок с двух сторон по 5мм.

Требуемую толщину утеплителя из минваты плотностью =125 кг/м³

при нормативном значении сопротивления теплопередаче не менее R_отр=

=3 м^{2 о}С/Вт определим из условия R_0трR_в+R_ут+R_н=.

Отсюда требуемая толщина минваты

=(3-0,01:0,18-0,006:0,18)0,07=0,20 м.

При высоте рёбер 0,240 м воздушный продух над утеплителем составит 0,240-0,20=0,040 м=4,0 см, что допустимо.

Поверочные расчёты клеефанерной панели

Вычисляем фактическую нагрузку от собственного веса панели в табл.7.3.

Расчётные усилия в панели:

M_max=кНм;

кН,

где

;

.

Т а б л и ц а 7.3 – Нагрузки на панель, кПа

Наименование нагрузки	Нормативная величина нагрузки	f	Расчетная величина нагрузки
1 Постоянная от собственного веса: а) трехслойного рулонного ковра на битумной мастике б) фанерных обшивок =10 и=6мм из берёзы (0,01+0,006)700=11,2кг/м3 в) минваты=200мм,=125кг/м3 г) продольных ребер 346240мм д) поперечных рёбер 20% е) приборов освещения (3 кг/м2)	0,12 0,112 0,25 0,11 0,02 0,03	1,3 1,1 1,3 1,1 1,1 1,2	0,156 0,123 0,325 0,121 0,022 0,036
И т о г о постоянная 2 Снеговая для г.Могилёва (3-й район) S0 = 1кПа;  = 1	0,65 1	1,6	0,80 1,6

Геометрические характеристики приведенного сечения панели

Коэффициент приведения для древесины п_ф=Е_д/Е_р=10000:9000=1,11.

Высота панели см, что составляет 25/594=1/23,2 пролёта.

Приведенная площадь сечения

А_пр=А_ф +n_ф А_д=_в +b_dн +n_ф n_p b_p h_p=133,2

см ².

Приведенный статический момент сечения относительно нижней его грани

S_пр = S_ф + n_ф S_д=134,1+133,225,6-0,5)+

+1,11(0,5см³.

Координаты нейтральной оси приведенного сечения (рис.7.2)

y₀ = S_пр / А_пр = 7999,6:581=13,8 см; h - y₀ = 25,6-13,8 = 11,8 см.

Рис. 7.2. Конструкция коробчатой клеефанерной кровельной панели размером 1,5 х 6 м.

Приведенный момент инерции (без учёта собственных моментов инерции обшивок):

133,2

=49846 см⁴.

Приведенные моменты сопротивления:

49846:13,8=3612 см³,

49846:11,8=4224 см³.

Проверка прочности верхней обшивки на местный изгиб:

=16,67 см³;

=9,99:16,67=0,6 кН/см²=6 МПа<

=6,5=7,8 МПа.

Проверка устойчивости сжатой обшивки:

=13,3 МПа>f_pc,0,dk=12МПа.

Фанера из берёзы не подходит. Примем фанеру из лиственницы, для которой f_pc,0,d=17 МПа.

Проверка прочности растянутой обшивки:

=1588:3612=0,44 кН/см²=4,4 МПа<f_pt,0,dk_p=8

=5,4 МПа.

Проверка прочности на скалывание по клеевому шву:

=0,024 кН/см²=0,24 МПа< f_pv,0,dk=,

где

Проверка жесткости при Е_p=7000 Мпа (см. табл. 6.12 СНБ5.05.01-2000):

где

Таким образом, окончательно принимаем фанерные обшивки из фанеры ФСФ из лиственницы, а не из берёзы, так как условие устойчивости сжатой обшивки при берёзовой фанере не обеспечивалось. Можно было увеличить число рёбер до 4-х, чтобы уменьшить гибкость фанерных обшивок.