Основные положения расчета клеефанерных плит покрытия

Клеефанерные плиты рассчитывают по схеме однопролетной свободно опертой балки на нормальные составляющие постоянных (собственный вес) и временных нагрузок (вес снега), отнесенных к их полной ширине. От суммы этих нагрузок определяют изгибающие моменты, поперечные силы и максимальные прогибы. Даже при значительных уклонах ската, расчет на скатную составляющую можно не производить, т.к. ширина коробчатого сечения плиты на порядок больше толщины. Расчетный пролет плит определяется в зависимости от расстояния между несущими конструкциями и размером опирания на них плит (не менее 55 мм).

Верхняя обшивка между двумя продольными ребрами рассчитывается на местный изгиб на нормальную составляющую сосредоточенной силы Р (вес монтажника с инструментом), условно распределенную на полосу шириной 1,0 м. Расчетная схема в этом случае принимается в виде защемленной на опорах балки. Опорами служат склеенные с обшивкой продольные ребра.

Расчетное поперечное сечение коробчатой плиты принимается двутавровым, ребристой – тавровым, при этом продольные ребра условно представляются собранными в центре в виде стенки, а обшивки выполняют роль полок.

Поперечное сечение панели, состоящее из древесины и фанеры, модули упругости которых отличаются, рассчитывается по приведенному сечению. Приведение осуществляется к наиболее напряженному материалу. Площадь и момент инерции сечения, приведенного к фанере, определяются по формулам:

;

где F_ф, J_ф, Е_ф – площадь, момент инерции и модуль упругости фанеры на сжатие и растяжение;

F_д, J_д, Е_д – то же, для древесины продольных ребер.

Подбор сечения клеефанерных плит выполняется на основании предварительной компоновки и последующих изменений размеров элементов в зависимости от результатов расчета.

Последовательность выполнения расчета

1. Предварительная компоновка поперечного сечения

Пример. Требуется скомпоновать сечение клеефанерной панели покрытия отапливаемого здания с шагом несущих конструкций В = 4,5 м.

Пролет плиты (номинальный размер) l = В = 4,5 м.

Высота сечения панели

мм.

Принимаем фанерные обшивки толщиной δ = 8 мм из березовой фанеры ФСФ (γ_ф = 700 кг/м³). Дощатые продольные ребра с учетом острожки b_р = 0,046м, h_р = 0,140 м из сосны 2 сорта (γ_д = 500 кг/м³).

Общая высота панели h=140+2∙8=156 мм (130 < 156 мм < 225)

Принимаем ширину панели b_п=1500мм. При данной ширине необходимо принять 4 продольных ребра. Шаг между ребрами а = 412 мм < 500мм.

Здание отапливаемое, поэтому принимаем утеплитель из минераловатных полужестких плит (δ_у = 50 мм и γ_у = 125 кг/м³). В качестве пароизоляции принята полиэтиленовая пленка толщиной 0,2 мм. Поперечные ребра ставим с шагом 1063 мм < 1500мм. Для удержания утеплителя в проектном положении предусмотрена решетка из брусков сечением 25×25 мм, прикрепленных к ребрам. Кровля рубероидная трехслойная (вес одного слоя рубероида на битумной мастике 4 кг/м².

2. Сбор нагрузок на панель

Сбор нагрузок обычно представляется в табличной форме (таблица 2). В постоянную нагрузку включается вес всех без исключения элементов покрытия, действующих на панель. В качестве временной принимается снеговая в зависимости от снегового района по [2]. Отдельно подсчитывается общее нормативное значение и расчетное значение нагрузки.

Таблица 2 – Сбор нагрузки

Вид нагрузки	Нормативная, кН/м	Коэффициент надежности по нагрузке γf	Расчетная, кН/м
Постоянная: а) кровля рубероидная трехслойная	(3∙0,04)∙ bп∙cosα	1,3
б) собственный вес панели	2∙δ∙ bп∙γф∙cosα + + 1,3∙hр∙bр∙n∙γд∙ cosα	1,1
в) вес утеплителя		1,2
Итого	gH		g
Временная Снеговая	SH = S0∙μ∙bn∙ cosα = 0,7∙ Sq∙μ∙bn∙ cosα		S= Sq∙μ∙bn∙ cosα
Всего	q = gH + SH=2.14984		q = g + S

Примечание:

α – угол наклона кровли;

n – количество продольных ребер; 1,3 – коэффициент, учитывающий объем поперечных ребер (≈ 30 %);

S₀ – нормативное значение снеговой нагрузки, S₀ = 0.7∙S_q ;

S_q – расчетное значение снеговой нагрузки [2];

μ – коэффициент, учитывающий неравномерность снеговой нагрузки и зависящий от очертания покрытия [2].