7.7. Проектирование утеплённой кровельной панели с асбоцементными обшивками под рулонную кровлю

Исходные данные. Номинальные размеры в плане–1,5м; обшивки из плоских асбоцементных листов толщиной 10 мм; утеплитель толщиной 120 мм из заливного пенопласта плотностью 50 кг/м³; район строительства–Игарка (V-й район по снегу); древесина–лиственница 2-го сорта; уклон кровли i=1:4.

Эскизный расчёт панели

Примем расчётное сопротивление асбоцементных листов в соответствии со СН 265-63 f_m,90,d=11,5 МПа. Определим предельное рас-стояние между продольными рёбрами из условия прочности верхней обшивки на местный изгиб от силы Р=1,2 кН.

М=0,2Ра₀; ,,

откуда

=0,95 м.

Теперь определим предельное расстояние между рёбрами из условия жёсткости асбоцементной обшивки по формуле

где ; Е_а=10000МПа=10⁷ кПа; S₀=2,0 кПа; g_кр=0,3 кПа.

Нетрудно видеть, что число рёбер лимитирует условие жёсткости асбоцементной обшивки. Принимаем 4 ребра, и тогда пролёт обшивки составит l=a₀=(149-5):3=48 см, что меньше =51,2 см. Примем ориентн-ровочно нагрузку от собственного веса панели 80 кг/м²=0,8 кПа.

Полные погонные нагрузки на панель:

нормативная–;

расчётная–.

Изгибающий момент и поперечная сила в панели

M=кНм;

Так как асбоцементные обшивки в работе продольных рёбер не учиты-ваются, определим их требуемые размеры при n=h_p/b_p=4, b_p=4 см:

; n_p=4;

=3,7 см;

здесь f_v,0,d=1,6 МПа=0,16 кН/см² – расчётное сопротивление древесины 2-го сорта скалыванию вдоль волокон при изгибе;

=7,2:4=1,8 см.

Принимаем продольные рёбра из нестроганных досок 40(h) мм, поставленных на ребро. При этом воздушный продух над утеплителем составит 150-120=30 мм, что достаточно для вентиляции внутреннего пространства панели (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Конструкция коробчатой кровельной панели с плоскими асбестоцементными обшивками.

Поверочные расчёты асбоцементной панели

Т а б л и ц а 7.4 – Нагрузки от кровли, кПа

Наименование нагрузки	Нормативная величина нагрузки	f	Расчетная величина нагрузки
1 Постоянная от собственного веса: а) трехслойного рулонного ковра б) асбоцементных обшивок 20,1=38 кг/м2 в) поперечных ребер (20%) г) продольных ребер из листвен-ниц(30,040,15кг/м2) д) утеплителя–заливочный пенопласт толщиной 120 мм плотностью 50 кг/м3 е) приборов освещения (5 кг/м2)	0,12 0,38 0,02 0,13 0,06 0,05	1,3 1,2 1,1 1,1 1,3 1,2	0,16 0,46 0,03 0,14 0,078 0,06
И т о г о постоянная: для обшивки верхней для рёбер 2 Снеговая для г.Игарка (5-й район)	0,31 0,75 2,0	1,6	0,39 0,93 3,2

Проверка прочности и жёсткости верхней асбоцементной обшивки на местный изгиб

Момент сопротивления и момент инерции полосы обшивки шириной b=100 см при толщине см равны:

; .

Максимальный изгибающий момент от полной равномерно распреде-лённой нагрузки (1-е загружение) при l=a₀=0,48м

M_max=М_оп=кНм.

Изгибающий момент от временной монтажной нагрузки (2-е загруже-ние)

M_max=М_пр=кНм.

Напряжения изгиба при первом загружении составят

= /W=8,3:16,7=0,49 кН/см²=4,9 МПа << f_m,90=11,5 МПа.

То же при 2-м загружении

=/W=12.4:16.7=0.74 кН/см²=7,4 МПа << f_m,90 =11,5 МПа.

Проверка жесткости асбоцементной обшивки при _н=2,0+0,31=2,31 кН/м дает

/l=0,0068_нl³/(E_aI)=(0,00680,48³):(10⁷ 10^-8)=1/486<1/400.

Следовательно, прочность и жёсткость асбоцементных обшивок обеспечена.

Обшивки из асбоцементных плоских листов крепятся к деревянным ребрам на шурупах с потайной головкой 450 мм в отверстия диаметром 6 мм с раззенковкой с шагом 300 мм (см. рис.7.3)

Проверка прочности продольных ребер

Так как асбоцементные обшивки в работе ребер не учитываются, рассмотрим только 4 ребра сечением 40150 (h) м, но на действие только нормальной составляющей нагрузки, ибо обшивки воспринимают скатную составляющую.

Полная нагрузка на все ребра

,

где ;; .

Изгибающий момент в середине панели

кНм.

Момент сопротивления всех рёбер

Напряжения изгиба

=12,35 МПа, где f_m,0,d=13 МПа, k=0,95 (см. табл.6.4 СНБ).

Касательные напряжения в рёбрах при поперечной силе в панели

;

=0,051 кН/см²=

=0,51 МПа< f_v,0,dk=.

Проверка жёсткости рёбер при 15³:12=4500 см⁴ и

=1/348<1/250.

Приведенный расход древесины на асбоцементную панель

где – коэффициент, учитывающий поперечные рёбра.