79. Расчет кровельных настилов покрытий построечного изготовления.

По конструкции кровельные покрытия могут быть одинарными или двойными. В зависимости от расположения на крыше – поперечный, продольный и косой одинарные настилы. Косой прибивается под углом 45 - 60° к прогонам, наклонным балкам или стропилам. Двойной – верхний защитный слой (основание для наклейки гидроизоляционного ковра)

Настилы и обрешётку кровли рассчитывают по двухпролетной неразрезной схеме с пролетами, равными расстоянию между прогонами или стропилами на 2 сочетания нагрузок.

1-е загружение (стадия эксплуатации): постоянная и временная от снега, для высоких крыш – ветровая

2-е загружение (стадия изготовления и монтажа) – постоянная и временная монтажная с коэффициентом γ_f =1,2

Сплошной одинарный и двойной настилы – только на действие нормальной составляющей нагрузок в кН/м. Собирается с расчетной полосы 1 кг.

Постоянная

Снеговая

Монтажная

В соответствии с расчетной схемой наибольший изгибающий момент возникает при 1-м загружении на опоре , при 2-м загружении в пролете (l – пролёт настила)

1-е загружение 2-е загружение

Прочность досок указанных настилов:

Жесткость из условия:

(для настилов и обрешёток)

Из условия прочности при 1-м и 2-м загружениях вычисляем требуемый момент сопротивления 1-м настила

Толщина настила:

Для двойного – задаемся сечением b×h досок, определяем их требуемый шаг а_тр:

; b ≤ а _тр = b/B_тр ≤ а_мах

;(f_m,d в кПа)

;

а – принятый шаг досок; b – ширина рабочего настила; h – толщина досок

Если заданным шагом из условия прочности и жесткости верхнего настила а ≤ а_мах, то ;

где

Обрешётку проектируют из условия её работы на косой изгиб, нагрузки определяют с полосы шириной равной шагу обрешетки а₀

а изгибающий момент в 2-х плоскостях от 2-х загружений

;

;

Проверка прочности при косом изгибе ведётся из условия:

где

приняв ;

;

М – изгибающий момент в вертикальной плоскости

;

; ; ;

;

80. Расчет кровельных панелей заводского изготовления.

Рис. Типы кровельных панелей заводского изготовления: а – под тёплую кровлю из волнистых асбестоцементных листов, профнастила; б – под холодную рулонную кровлю; в – под тёплую рулонную кровлю с продольными рёбрами из досок на ребро; г – то же, с продольными рёбрами из фанерных швеллеров.

Отличие кровельных панелей или плит от щитов - в наличии одной или двух обшивок, а также большей заводской готовности.

Расчет клеефанерных панелей

Приведенный момент инерции поперечного сечения клеефанерных плит следует вычислять по формуле

I_пр.ф. = I_p + I₀Е₀/Е_p = I_p + I₀n_p,

где n_p = Е₀/Е_p – отношение модулей упругости древесины и фанеры; E_p – модуль упругости фанеры определяется по таблице 6.12 ; Е₀ = 10000 МПа; I_p – момент инерции поперечного сечения фанерных обшивок; I₀ – момент инерции поперечного сечения деревянных ребер каркаса.

W пр.ф= I_пр.ф./y₀ - для нижней грани;

W’пр.ф= I_пр.ф/(h – y₀) - для верхней грани,

При расчете клеефанерной панели производят шесть проверок:

1. Проверка прочности верхней обшивки на действие временной монтажной нагрузки при изготовлении и монтаже панели, ремонте кровли. При нагрузке Р = 1,2 кН между ребрами происходит местный изгиб верхней обшивки. Условие прочности фанерной обшивки на местный изгиб имеет вид

_м = М_м/W_ф  f_pm,90,d ,

где М_м = Ра₁/8 – изгибающий момент в верхней обшивке от местного изгиба, как в пластинке шириной 1 м, защемленной в местах приклеивания к ребрам; а₁ – расстояние между ребрами в свету; f_pm,90,d – расчетное сопротивление фанеры изгибу из плоскости листа поперек волокон наружных слоев (см. табл. 6.11 СНБ); = 1,2 – коэффициент условий работы (см. табл. 6.4 СНБ); W_ф = b_в²/6 – момент сопротивления обшивки; b = 1 м – ширина рабочей полосы.

2. Проверка устойчивости сжатой верхней обшивки. Выполняется по формуле (7.63)

_с = М₀/(k_pf)  f_pc,0,d ,

где согласно формулам (7.64) и (7.65) k _pf= 1250/(а₁/_в)² при а₁/_в  50; k_pf = 1- (а₁/_в)²/5000 при а₁/_в < 50; _в – толщина сжатой обшивки; М₀ – изгибающий момент в панели от общего изгиба, определенный от нормальной составляющей погонной нагрузки по формуле

М₀ = (q_x + s_x)b_панl²/8,

3. Проверка прочности растянутой фанерной обшивки кровельных панелей должна выполняться по формуле

_p = М₀/W_пр.ф  k_pf_pt,0,d ,

где k_p – коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления в стыках фанерной обшивки, принимаемый равным при усовом соединении или с двусторонними накладками: k_p = 0,6 – для фанеры обычной и k_p = 0,8 – для фанеры бакелизированной. При отсутствии стыков k_p = 1; f_pt,0,d – расчетное сопротивление фанеры растяжению вдоль волокон наружных слоев (таблица 6.11 СНБ).

4. Проверка прочности на скалывание ребер по клеевому шву в месте примыкания обшивки к ребрам выполняется по формуле

_к.ш = QS_пр/(I_прn_pb_p)  f_pv,0,d

где n_p – число ребер; b_p – ширина ребра; f_pv,0,d – расчетное сопротивление скалыванию древесины вдоль волокон или фанеры вдоль волокон наружных слоев; S_пр – статический момент полки.

5. Проверка прочности древесины ребер. Для ребристых панелей выполняется, как правило, по формуле

_д = М₀у/(I_пр.д) = (М₀у/I_пр.ф)n_ф  f_m,d k_x,

где I_пр.д = I_пр.ф/ n_ф – момент инерции приведенного к древесине сечения панели; у – расстояние до рассматриваемого волокна от нейтральной оси; f_m,d – расчетное сопротивление изгибу древесины ребра (см. таблицу 6.5)

6. Проверка предельного прогиба клеефанерных плит. Выполняется по формуле

,

где q_хн- погонная нормативная нормальная составляющая нагрузки на панель; [ω / l] = 1/250 – предельный относительный прогиб.

Расчет панелей с асбестоцементными обшивками

Проверка верхней асбестоцементной обшивки производится по формуле ,

где q_x - полная равномерно распределенная нагрузка; a - расстояние между продольными ребрами по осям.

Проверка прочности на 1-ое загружение:

,

где  - толщина листа (8-10 мм); b = 100 см; f_m,90,d = 11,5 МПа - расчетное сопротивление изгибу асбестоцементных листов.

Проверка прочности на 2-ое загружение:

и .

Проверка жесткости: