Глава 9 деревянные настилы

§ 9.1. Настилы покрытий

Настилы являются несущими элементами ограждающих дере­вянных покрытий. На их изготовление расходуется большая часть — до 70% древесины, используемой при сооружении деревянных по­крытий в целом. Экономное проектирование настилов во многом оп­ределяет экономическую эффективность покрытий в целом. Насти­лы служат основанием водо- и теплоизоляционных слоев покрытия. Они принимают участие в обеспечении устойчивости основных не­сущих конструкций каркаса и восприятии ветровых нагрузок. На­стилы являются менее ответственными конструкциями, чем основ­ные, их местные дефекты не угрожают прочности здания в целом, 118

поэтому они могут изготовляться из древесины пониженного каче­ства, соответствующего элементам III категории.

Настилы по типам подразделяют на дощатые сплошные, доща­тые разреженные, клеефанерные ребристые обшивкой вверх, ребри­стые обшивкой вниз и коробчатые. Выбор типа настила зависит от типа водоизоляционного ковра, утеплителя и условий его изготов­ления. Дощатые настилы изготовляют в построенных условиях. Клеефанерные настилы собирают из крупных клеефанерных плит или панелей заводского изготовления..

При рулонной кровле в неутеп­ленных покрытиях применяют спло­шные дощатые настилы (рис. 9.1) и настилы из ребристых клеефанер­ных панелей обшивкой вверх, обра­зующие для нее необходимое сплош­ное основание. В утепленных покры­тиях поверх этих настилов уклады­вают твердый плитный утеплитель, непосредственно по которому, или по выравнивающему слою, наклеивают рулонный ковер. Коробчатые клее­фанерные настилы применяют при рулонной кровле, в сочетании с мяг­ким утеплителем, укладываемым в полости клеефанерных панелей.

При чешуйчатой кровле из ас-бестоцементных или стеклопласти-ковых волнистых листов в неутеп­ленных покрытиях применяют раз­реженные дощатые настилы (обре­шетки) и настилы из ребристых клеефанерных панелей, обшивками вниз. В утепленных покрытиях при­меняют такие же панели и сплошные дощатые -настилы с брусками по­верх. Между, ребрами и брусками укладывают мягкий или жесткий утеплитель. Волнистые листы имеют повышенную против плоских изгибную прочность и жесткость и укладываются на отдельные реб­ра или бруски настилов. Например, обыкновенные волнистые асбе-стоцементные листы марки ВО могут укладываться на отдельные бруски при расстоянии между ними до 50 см. Чешуйчатая кровля является .паропроницаемой благодаря неплотностям стыков, что обеспечивает проветривание полостей под ней и высыхание древе­сины в процессе эксплуатации, предохраняя ее от загнивания. Разреженные настилы служат также основанием черепичной кров­ли, отличающейся долговечностью, но имеющей большую массу, ограничивающую ее применение. Могут они применяться также при кровле из стальных или алюминиевых листов.

119

Рис. 9.1. Варианты деревянных настилов покрытий:

а — под холодную рулонную кровлю; б — под рулонную утепленную кровлю; в — под холодную асбестоцементную кровлю; г — под утепленную асбесто­цементную кровлю; / — рулонная кров­ля; 2 — утеплитель; 3 — настил; 4 — ас-бестоцементная кровля; 5 — обрешетка

Рис. 9.2. Разреженный настил (обрешетка): 1 — доски; 2 — гвозди

А-А

Б-Б

Рис. 9.3. Щит двойного перекрестного на­стила:

1 — косой защитный настил; 2 — рабочий настил; 3 — гвозди

Рис. 9.4. Щит одиночного сплошного на­стила:

/ — доски настила; 2 — раскосы; 3—поперечины;

4 — гвозди

Дощатые настилы изго­товляют из досок на гвоздях и укладывают на прогоны или основные несущие кон­струкции покрытий при рас­стоянии между ними не бо­лее 3 м. Рабочие доски на­стилов должны иметь длину, достаточную для опирания их не менее чем на три опо­ры для увеличения их изг.иб-ной жесткости по сравнению с однопролетным опирани-ем. Основными типами до­щатых настилов являются разреженный и двойной пе­рекрестный.

Разреженный нас­тил (рис. 9.2), называемый также обрешеткой, пред­ставляет собой несплошной ряд досок, уложенных с ша­гом, определяемым типом кровли и расчетом. Зазоры между кромками досок для их лучшего проветривания должны быть не менее 2 см. Для ускорения сборки этот настил целесообразно соби­рать из заранее изготовлен­ных щитов, соединенных снизу поперечинами и рас­косами, с габаритными раз­мерами, увязанными с рас­становкой опорных конст­рукций с учетом условий транспортирования.

Двойной перекрест­ный настил (рис. 9.3) состоит из двух слоев — нижнего рабочего и верхнего защитного. Рабочий настил представляет собой разре­женный или сплошной ряд более толстых досок и несет на себе все нагрузки, дейст­вующие на покрытие. За­щитный настил представля­ет собой сплошной ряд до-

сок минимальной толщиной 16 мм и шириной 100 мм. Их уклады­вают на рабочий настил под углом 45—60° и крепят к нему гвоздя­ми. Защитный настил образует необходимую сплошную поверх­ность, обеспечивает совместную работу всех досок настила, распре­деляет сосредоточенные нагрузки на полосу рабочего настила шириной 50 см и защищает кровельный ковер от разрывов при короблении и растрескивании более толстых и широких досок рабочего настила. Двойной перекрестный настил имеет значитель­ную жесткость в своей плоскости и служит надежной связью между прогонами и основными несущими конструкциями покрытия. Этот настил тоже целесообразно собирать из заранее изготовленных крупных щитов (рис. 9.3).

Применяют также настилы из сплошных однослойных щитов, со­единенных снизу раскосами и поперечинами, имеющие меньшую жесткость, чем двойные.

.

Рис. 9.5. Расчетные схемы настилов:

а — схема действия нагрузок; б — статические схемы; в — схемы действия сосредоточен» них грузов; 1 — первое сочетание нагрузок; 2 — второе сочетание нагрузок

Расчет дощатых настилов (рис. 9.5) производят по прочности и прогибам при изгибе на действие расчетных и норма­тивных нагрузок — постоянной от собственной массы покрытия g (кН/м²) и временных — от массы снега р (кН/м²) и человека с гру­зом Р (кН), определенных с учетом формы покрытия и коэффици­ентов перегрузки.

Нагрузку от собственной массы g удобно считать равномерно распределенной по площади проекции покрытия. Для этого ее дей­ствительное значение при угле наклона покрытия а делится на cos а. Сосредоточенная нагрузка от массы человека с грузом имеет величины нормативную Р^н = 1 кН и расчетную Р=1,2 кН. Ветровая нагрузка, действующая кратковременно и, как правило, в направ­лении, противоположном действию основных нагрузок, при расчете настилов в большинстве случаев не учитывается.

Нагрузки, действующие на.настил, имеющий угол наклона а, при расчете раскладывают на составляющие, нормальные к его плоско­сти, и скатные, действующие в плоскости. Нагрузки не раскладыва­ют только в коньке сводчатых покрытий, где угол наклона а=0. Настилы рассчитывают на два сочетания нагрузок — первое и второе.

На первое сочетание нагрузок от собственной массы и массы снега — q_x=(g-\-p)cos² аи q_v= (g+p)cos «sin а —настил рассчи­тывают по прочности от их расчетных значений при повышенном расчетном сопротивлении изгибу ^_и—13-1,15 = 15 МПа (150 кгс/см²), чем учитывается малая вероятность общего разруше­ния настила. По прогибам его рассчитывают на нормативные зна­чения нагрузок с учетом предельного прогиба, равного '/iso пролета.

На второе сочетание нагрузок от собственной массы и массы че­ловека с грузом — g_x=gcos²a, g_y = gcosasma, P_X = Pcos а — на­стил рассчитывают по прочности при еще более повышенном расчет­ном сопротивлении изгибу i/?_H=13-1,15-1,2 = 18 МПа (180 кгс/см²), учитывая кратковременность действия нагрузки от массы человека. По этой же причине при втором сочетании нагрузок настил по про­гибам не рассчитывают.

Расчетная схема дощатого настила представляет собой двухпро-летную неразрезную'балку с равными пролетами /. Снеговая нагруз­ка р считается расположенной на обоих пролетах. Сосредоточенный груз Р располагается в одном пролете на расстоянии 0,43 / от край­ней опоры. Максимальные изгибающие моменты, возникающие при первом сочетании нагрузок над средней опорой и при втором под сосредоточенным грузом, определяют по формулам

В некоторых случаях применяют настилы с однопролетной схе­мой, а также с числом пролетов более двух.

Расчет разреженного настила производят на косой изгиб по фор­мулам (5.8) и (5.9). Расчетную ширину настила принимают равной шагу расстановки досок с учетом сечения одной доски или равной 1 м с учетом всех досок на этой ширине. Сосредоточенный Р = 1,2 кН

груз считается приложенным к каждой доске полностью при шаге досок более 15 см, а при шаге менее 15 см к каждой доске прикла­дывается 0,5 Р.

Двойной перекрестный настил рассчитывают на изгиб только ра­бочего настила и только от нормальных составляющих нагрузок, по­скольку скатные составляющие воспринимаются с помощью защит­ного настила. Расчетная ширина настила принимается равной 1 м с учетом всех входящих в нее досок, количество которых при шаге а равно п=1/а. Сосредоточенные грузы распределяются здесь на ширину 0,5 м и поэтому в расчетную ширину входят удвоенной ве­личины Р_х~2,4 cos а кН. При подборе сечения настила удобно за­даваться сечением досок bh, затем определять требуемый момент сопротивления W_Tp, требуемую общую ширину досок В и затем шаг их расстановки (м) а=Ь/В.

Соединительные гвозди слоев настила или настила с раскосами в большинстве случаев работают с большими запасами прочности. При больших уклонах и нагрузках их рассчитывают на скатные со­ставляющие нагрузок по условной схеме балки, образованной дву­мя соседними прогонами и настилом. При этом усилие в опорных наклонных досках при угле наклона р, шаге а и пролете / прогонов равно