2.2. Проектирование утепленной кровельной панели под рулонную кровлю

Эскизный расчет панели

Принимаем в качестве верхней и нижней обшивки фанеру ФБС толщиной 10 мм.

Найдем предельное расстояние в свету между ребрами:

, где

- расчетное сопротивление фанеры изгибу из плоскости листа (табл. 6.11 [1]).

МПа.

м.

Требуемое число продольных ребер:

шт.

Примем 3 ребра с шириной 75 мм, что даст пролет обшивки в свету:

мм.

Примем собственную массу панели 100 кг/м².

Расчетная нагрузка на 1м:

- нормативная кПа;

- расчетная кПа.

Изгибающий момент в середине панели:

кН·м.

Определим расчетную ширину обшивок при :

см.

Гибкость верхней обшивки:

.

Коэффициент продольного изгиба:

.

Требуемая высота ребра из условия устойчивости верхней обшивки:

, где

- расчетное сопротивление фанеры сжатию в плоскости листа вдоль волокон наружных слоев (табл. 6.11 [1]),МПа.

- коэффициент, учитывающий влияние обшивок, принимаем.

см.

Из условия прочности нижней обшивки:

, где

- расчетное сопротивление фанеры растяжению в плоскости листа вдоль волокон наружных слоев (табл. 6.11 [1]),МПа;

- коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления в стыках фанерной обшивки, принимаем(п. 7.3.1.9 [1]).

см.

Из условия требуемой жесткости:

, где

- модуль упругости фанеры в плоскости листа вдоль волокон наружных слоев,МПа (табл. 6.12 [1]);

см.

Вычислим требуемую толщину утеплителя на битумной основе плотностью кг/м³при нормативном значении сопротивления теплопередаче не менее(м² °С)/Вт, из условия.

Отсюда требуемая толщина минваты:

м.

С учетом толщины утеплителя 20 см и с условием обеспечения продуха над ним 4 см конструктивно принимаем размеры ребра х= 240х75 мм.

Поверочные расчеты клеефанерной панели

Вычислим фактическую нагрузку от собственного веса панели.

Нагрузки на панель, кПа

Наименование нагрузки	Нормативная величина нагрузки		Расчетная величина нагрузки
1. Постоянная а) трехслойный ГИ ковер б) фанерных обшивок мм (2х0,01х1000=20) в) утеплителя см,кг/м3 г) продольные ребра 240х75мм (3х0,075х0,24х500/1,5 = 18 кг/м3) д) поперечные ребра 20% е) приборов освещения 3 кг/м2	0,12 0,2 0,2 0,18 0,02 0,03	1,3 1,1 1,3 1,1 1,1 1,2	0,156 0,22 0,26 0,198 0,022 0,033
Итого: 2. Временная Снеговая для г. Уфы (4-й район) кПа	0,75 1,5	1,6	0,889 2,4

Расчетные усилия в панели:

кН/м, т.к.cosα ≈ 1;

кН·м;

кН.

Геометрические характеристики приведенного сечения

;

см.

Так как обшивки одинаковой толщины, то нейтральная ось находится посередине высоты, и тогда момент инерции приведенного сечения будет равен:

см⁴.

Момент сопротивления для наружных граней:

см³.

Статический момент полусечения:

см³.

Статический момент сдвигаемой части сечения (обшивки):

см³.

Проверка устойчивости сжатой верхней обшивки:

МПа;

МПа< МПа.

Проверка прочности нижней растянутой обшивки:

МПа;

МПа<МПа.

Проверка прочности древесины клееных ребер по нормальным напряжениям:

см⁴;

МПа;

МПа< МПа.

Проверка прочности клееных ребер на скалывание при изгибе:

МПа;

МПа < МПа, где

- расчетное сопротивление фанеры скалыванию в плоскости листа, МПа (табл. 6.11 [1]).

Проверка прочности клееного шва:

МПа;

МПа < МПа.

Проверка жесткости:

кН/м;

;

.

Прочность и жесткость настила обеспечены.

м³/м²;

м³/м².

Для дальнейших расчетов принимаем настил заводского изготовления как более экономный.