Лекции.ИНФО


Кафедра строительных конструкций



Кафедра строительных конструкций

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

По выполнению курсового проекта

по дисциплине “Конструкции из дерева и пластмасс ”

Для специальности 2903

“Промышленное и гражданское строительство”

 

Часть I. Ограждающие конструкции покрытия.

 

 

Утверждена

На заседании кафедры

«Строительные конструкции»

«29» декабря 2003г.

Протокол № 5

Зав. кафедрой Малышкин А.П.

 

 

Тюмень 2004

 

Методические указания разработал к.ф. – м.н. доцент кафедры строительных конструкций Филисюк В.Г.

Методические указания предназначены для студентов специальности “Промышленное и гражданское строительство” дневной и заочной формы обучения, выполняющие курсовой проект по конструкциям из дерева и пластмасс. В методических указаниях дана необходимая теоретическая и справочная информация, а так же приведен пример расчета дощатоклееной рамы.

Рецензент - к.т.н., доцент кафедры строительных конструкций Денисов М.Г.

Методические указания утверждены на заседании кафедры.

Протокол № 5 от 29 декабря 2003 г.

Зав. кафедрой Малышкин А.П.

 

Ротапринт ТюмГАСА. Подписано к печати _____________ Тираж 50 .

СОДЕРЖАНИЕ:

Глава I. Конструирование и расчет клеефанерных панелей покрытия. 4

I. Материал конструкций панели. 4

1.1. Древесина. 4

1.2. Фанера. 4

1.3. Клей. 4

2. Классификация клеефанерных панелей. 5

3. Порядок расчета 3-х слойных панелей.. 7

3.1. Конструирование панелей. 7

3.2. Расчет верхней обшивки на местный изгиб. 9

3.3. Сбор нагрузок на панель. 10

3.4. Статический расчет.. 10

3.5. Определение геометрических характеристик поперечного сечения панели. 11

3.6. Конструктивный расчет. 13

Глава II. Проектирование деревянных прогонов. 15

1. Классификация прогонов. 15

2. Разрезные прогоны.. 15

2.1. Конструирование прогонов. 15

2.2. Расчёт прогонов. 16

3. Консольно-балочные прогоны.. 18

3.1.Конструирование прогонов. 18

3.2.Расчёт консольно-балочных прогонов. 18

4. Неразрезные прогоны из спаренных досок на ребро.. 19

4.1. Конструирование прогонов. 19

4.2Расчёт неразрезного прогона из спаренных досок. 19

Приложение 1. 22

Приложение 2. 30

Приложение 3. 38

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.. 41


Глава I. Конструирование и расчет клеефанерных панелей покрытия.

 

Клеефанерные панели покрытия относятся к облегченным конструкциям индустриального изготовления.

Панели покрытий состоят из деревянного несущего каркаса и фанерных обшивок, соединенных каркасом водостойким клеем в одно целое, и образующих коробчатое сечение. Для обшивок применяют фанеру повышенной водостойкости марки ФСФ, а для конструкций, не защищенных от увлажнения, - бакелизированную фанеру ФБС.

Целесообразность применения клеефанерных панелей определяется малой массой при высокой несущей способности, что обеспечивается совмещение в фанерной обшивке ограждающих и несущих функций, как поясов панели, так и настила, который воспринимает местную нагрузку.

В качестве утеплителя применяют, как правило, несгораемые и биостойкие теплоизоляционные материалы, например пенопласт или стекломаты. При изготовлении панели на верхнюю обшивку наклеивают один слой рубероида, образующий кровельное покрытие, другие слои кровли приклеивают после монтажа панели.

Клеефанерные панели покрытия находят применение в отапливаемых и не отапливаемых зданиях в условиях эксплуатации А1, А2 ,А3, Б1 ,Б2 ,Б3 [1, табл. 1].

 

I. Материал конструкций панели.

 

Древесина.

 

Продольные и поперечные ребра панелей изготовляют из древесины преимущественно хвойных пород не ниже 2 – го сорта.

Пиломатериал должен удовлетворять требованиям ГОСТ 24454 – 86, ГОСТ 8486 – 86* и [I, прил., 1].

В зависимости от температурно-влажностных условий эксплуатации влажность древесины составляет 9….15% [I, табл.1]

Плотность древесины принимают по приложению [I, прил., 3].

 

Фанера.

 

Наружная и внутренняя обшивка панелей выполняются из строительной и бакелизированной фанеры.

К строительной фанере относится клееная фанера (ГОСТ 3916 – 86) марок ФСФ, ФК сортов не ниже В/ВВ. К бакелизированной фанере относится фанера марок ФБС и ФБСВ.

Внешние слои фанеры называются рубашками, внутренние – серединками. Марку фанеры определяют применяемые смолы (фенолоформальдегидными, карбамидными), сорта фанеры определяют качеством древесины.

Фанера марок ФСФ, ФБС и ФБСВ обладает повышенной водостойкостью.

Фанера марки ФК является средневодостойкой и рекомендуется для изготовления конструкций, устанавливаемых внутри помещений. Клееная фанера имеет толщину (1,5...12)мм; формат листа 725х1220, 725х1625 мм., 1625х1220 мм., 1525х1525 мм., 1825х1220 мм.

Плотность строительной фанеры следует принимать равной плотности древесины шпонов, а бакелизированной – 1000 кг/м3.

Клей

Синтетические клеи для изготовления элементов клееных деревянных конструкций делятся на группы, учитывающие назначение клеев, их свойства; рекомендуемые области применения указаны в приложении 2 табл.1.

Для склеивания древесины и древесины с фанерой, древесноволокнистыми и древесностружечными плитами должны применяться клеи I – IV групп в зависимости от температурно-влажностных условий эксплуатации. Для склеивания фанеры с деревянными ребрами применяют водостойкие и средневодостойкие клеи по [1, табл. 2].

Наиболее распространенными водостойкими клеями являются: алкилрезорциновые ФР–100; фенолоформальдегидные КБ–3, ДФК–1АМ, БфЖ-3016, СФХ; феноло-резорциновые ФРФ-50; резорциновые ФР-12.

В защищенных от увлажнения панелях могут быть применены средневодостойкие клеи: карбамидные КФ-5, КФ-Ж, КФ-БЖ и карбамидно-меламиновые КС-В-СК.

Прочность клеевого шва на скалывание должна быть больше прочности древесины на скалывание.

Конструирование панелей.

Панели обычно имеют размеры в плане: ширину (0,5….1,5) м; длину (3….6) м.

При применении клеедощатых ребер клеефанерные панели могут быть изготовлены шириной до 3м и длиной до 12 м.

Толщина панели назначается по теплотехническим расчетам (для отапливаемого здания), а также из условия жесткости в пределах (1/30….1/40) от длины панели.

По теплотехническому расчету определяется толщина утеплителя, из экономических условий и по санитарно-гигиеническим нормам (по СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника»).

 

Теплотехнический расчет.

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям [2, формула 1].

(3.1.)

где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху. (Определяем по табл. 3* СниП II-3-79*).

tв – расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений.

tн – расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 (Определяем по СНиП 2.01.01-82).

t н – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по [2, табл. 2*];

aв - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по [2, табл. 4*].

Найдем требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций по условиям энергосбережения по [2, табл. 1б] методом интерполяции.

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) следует определять по [2, формула 1а].

ГСОП = (tв - tот.пер.) zот.пер. , (3.2.)

где tв - то же, что в формуле (3.1);

tот.пер., среднесуточная температура воздуха ниже или равной 8 °С по СНиП 2.01.01-82.

zот.пер. - средняя температура, °С, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С по СНиП 2.01.01-82.

Сравним два значения Rтр0 и выберем наибольшее и подставим в формулу (3.3.).

Сопротивление теплопередаче Ro, м2 × °С/Вт, ограждающей конструкции следует определять по [2, формула 4].

, (3.3.)

где aв — то же, что в формуле (3.1);

Rк — термическое сопротивление ограждающей конструкции, м2×°С/Вт, определяемое: однородной (однослойной) — по формуле (3.5), многослойной — в соответствии с пп. 2.7 и 2.8 (2);

aн — коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции. Вт/(м • °С), принимаемый по табл. 6* СНиП II-3-79*

При определении Rк слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой,

вентилируемой наружным воздухом, и наружной поверхностью ограждающей конструкции, не учитываются.

Термическое сопротивление Rк, м • °С/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев [2, формула 5].:

Rк = R1 + R2 + ... + Rn (3.4)

где R1, R2, ..., Rn — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м2•°С/Вт;

Термическое сопротивление R, м2•°С/Вт, слоя многослойной ограждающей конструкции, а также однородной (однослойной) ограждающей конструкции следует определять по [2, формула 3].

, (3.5)

где d — толщина слоя, м;

l — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м • °С), принимаемый по [2, прил. 3*].

Конструкция клеефанерной панели представлена на рис. 3.1.

1. слой мягкой кровли; 6. утеплитель на битумной мастике;

2. фанерная обшивка; 7. продольное ребро;

3. поперечное ребро; 8. фанерная обшивка;

4. торцевое ребро; 9. крепежный брус;

5. слой пароизоляции; 10. продольный нащельник;

Рис. 3.1. Конструкция клеефанерной панели.

Фанерная обшивка имеет толщину (4...12)мм, в зависимости от размеров панели и нагрузки.

Каркас плит состоит из продольных и поперечных досок – ребер, толщиной не менее 2,5 см. Продольные – рабочие, сплошные по длине ребра ставятся на расстоянии не более 50 см. друг от друга из условий работы обшивок на изгиб от сосредоточенных грузов. Поперечные ребра жесткости ставят на расстоянии не более 1,5 м, как правило в местах стыков фанерных обшивок и прерываются в местах пересечений с продольными ребрами.

Фанера в обшивках принимается по ГОСТ 3916-69 с минимальными отходами при раскрое листов и стыкуется между собой на "ус" (рис. 3.2.).

 

 

Рис. 3.2. Соединение на "ус".

 

При стандартной ширине листов фанеры ширину панелей принимают с учетом обрезки кромок фанерных листов так, чтобы между панелями был обеспечен зазор 10 мм.

Зазор перед укладкой рулонного ковра уплотняется теплоизоляционными материалами, а бруски, образующие четверть в стыке соединяются гвоздями диаметром 5 мм через 500 мм. В продольном направлении между панелями оставляют зазор 20 мм.

Теплоизоляционные плиты приклеиваются к нижней обшивке пане­лей. Для сохранения положения теплоизоляционного слоя и предотвращения его смещения при перевозке панелей по верху теплоизоляции укладывается слой картона, края которого отгибаются и прибиваются к ребрам каркаса панели.

В панелях осушающий режим решается конструкцией поперечных ребер, оставляя отверстия между ребрами и теплоизоляцией.

В заводских условиях на панель сверху наклеивается один слой гидроизоляционного рулонного материала для защиты от увлажнения при хранении, транспортировке и монтаже панелей.

 

Сбор нагрузок на панель.

Нагрузки, приходящиеся на 1 м2 горизонтальной поверхности, оп­ределяют от собственного веса панели и временной (снеговой)нагрузки.

Сбор нагрузок производится согласно СНиП 2.01.07-85. “Нормы проектирования. Нагрузки и воздействия” и приложению 2 (табл.2) методи­ческих указаний по схеме, приведенной в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Нагрузки, приходящиеся на I м2 горизонтальной поверхности, в кН.

Наименование нагрузок   Нормативная   Коэффициент надежности по нагрузке,   Расчет­ная  
Кровля   1,2  
Продольные ребра   1,1  
Обшивки   1,1  
Утеплитель   1,2  
Итого:  
Снег      
Всего: -

 

В приложении 1 к методическим указаниям приведены наиболее распространенные материалы, применяемые в элементах кровли, а также их плотность и коэффициент надежности по нагрузке.

 

Статический расчет

По расчетной схеме панель представляет собой шарнирно - опертую балку, загруженную равномерно распределенной нагрузкой интенсивностью q.

Нагрузка, приходящаяся на 1 метр панели, определяется путем умножения нагрузки, найденной по табл. 3.1 на ширину пане­ли " b ".

Таким образом, нормативная и расчетная нагрузки на 1 м. панели определяются:

qП н = *b, (3.8)

qП = *b. (3.9)

Расчетная схема панели представлена на рис. 3.4.

 

Рис. 3.4. Расчетная схема клеефанерной панели.

 

Максимальный изгибающий момент (Мmax) находится в середи­не пролета панели; максимальная поперечная сила (Qmax) находится на опоре.

Конструктивный расчет.

Расчет по деформациям.

 

Наибольший прогиб клеефанерной панели определяют [I, формула 50]:

, (3.21)

где fо – прогиб без учета влияния сдвигающих усилий;

(3.22)

l – пролет панели;

k – коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения, принимаемый равным 1 для панели постоянного сечения;

с – коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы и принимаемый по [1, табл. 3 прил. 4].

h - полная высота сечения;

qн - нормативная нагрузка на панель;

Предельное значение относительного прогиба по [1, табл. 16] принимается

.

Примечание. Если принятое сечение панели не удовлетворяет вышеуказанным предельным состояниям, панель необходимо пересчитать, приняв при этом другие (оптимальные) размеры.

 

Классификация прогонов

 

Прогоны служат для восприятия нагрузок от дощатых настилов покрытия или обрешётки, или непосредственно от листовой кровли.

В зависимости от перекрываемого пролёта, действующих нагрузок и лесоматериала различают прогоны:

- разрезные, выполненные из досок, брусьев, брёвен;

- консольно-балочные, выполненные из брусьев, брёвен, досок;

- спаренные дощатые неразрезные, выполненные из двух рядов досок, поставленных на ребро.

 

Разрезные прогоны

Конструирование прогонов

 

Разрезной прогон представляет собой однопролётную балку покрытия, опираемую на несущие конструкции покрытия.

Разрезные прогоны перекрывают пролёты до 6 м. Более экономичны разрезные прогоны при пролётах до 4 м.

Сечение прогонов назначают в зависимости от нагрузки, перекрываемого пролёта в соответствии с существующим сортаментом на пиломатериал

(ГОСТ 24454-80) и лесоматериал (ГОСТ 9463-88, ГОСТ 8486-86).

Предварительно высоту сечения прогона назначают равной 1/30…1/40 от пролёта. Наиболее выгодным сечением из условия прочности является отношение ширины сечения к высоте b / h = 5 / 7, а из условия жесткости b / h = 7 / 12.

Для ускорения монтажа применяют разрезные прогоны, объединённые скатными связями в монтажный блок (рис. 2.2.).

Шаг прогонов назначается от 0,5 до 1,5 м и зависит от действующих нагрузок на прогон, его пролёта, конструкций кровельного покрытия и ригеля. Например, при применении асбестоцементных волнистых листов обычного профиля шаг прогонов принимается равным 0,5 м; при применении асбестоцементных листов усиленного профиля шаг прогонов принимается равным 1,5 м.

При длине панели верхнего пояса ( 2…3) м прогоны целесообразно размещать по узлам и симметрично между узлами (рис. 2.3,а). При длине панели верхнего пояса до 6,5 м прогоны можно располагать без привязки к узлам ригеля , так как в этом случае при расчёте панели верхнего пояса сосредоточенная нагрузка от прогона может быть заменена эквивалентной равномерно-распределённой нагрузкой интенсивностью

: кгс/м

где Р – сосредоточенная нагрузка, действующая на ригель через прогон;

a – шаг прогонов, м.

Прогоны могут располагаться только по узлам сквозных конструкций, когда их длина панели не превышает 1,5 м или когда по прогонам укладываются стропила (рис. 2.3,б).

 

Расчёт прогонов.

 

По расчётной схеме разрезные прогоны представляют собой однопролётную балку (рис. 2.4).

Нагрузками на прогон являются постоянные нагрузки

( настил, кровля, прогон) и снег.

В приложении I приведен пример сбора нагрузок на прогон.

Интенсивность рвномерно-распределённой нагрузки на прогон определяют путём умножения нагрузки (нормативной и расчётной), приходящейся на 1 м2 поверхности покрытия, на шаг прогонов:

; (1)

, (2)

где и - соответственно нормативная и расчётные нагрузки, приходящиеся на квадратный метр поверхности покрытия, кН/м2 (приложение 2 );

и - соответственно нормативная и расчётные нагрузки, приходящиеся на метр длины прогона, кН/м;

- шаг прогонов, м.

Расчёт прогонов производят в соответствии с СНиП II.25-80. Деревянные конструкции. Нормы проектирования.

На прочность прогоны рассчитывают по формуле

, (3)

где - максимальный изгибающий момент, кгс. м;

- момент сопротивления сечения прогона, м3;

b – ширина сечения прогона, м;

h – высота сечения прогона, м;

Rи – расчётное сопротивление древесины, принимаемое по [ I, табл. 3,4,5], Мпа.

Прогибы прогонов определяют по формуле

, (4)

где - максимальный прогиб прогона, определяемый без учёта влияния сдвигающих усилий, м;

E = 10000 Мпа (100000кгс/см2) - расчётный модуль упругости древесины ( I, п. 3.5) ;

- момент инерции сечения прогона, см4.

 

Допустимый прогиб для прогонов принимается [ ] =

 

 

Консольно-балочные прогоны

 

Конструирование прогонов

 

Консольно-балочные прогоны представляют собой неразрезную многопролётную балку. Их применение целесообразно в случаях действия равномерно-распределённой нагрузки по всей длине прогона.

Стыки консольно-балочных прогонов располагают по два через пролёт, образуя схему со встречным расположением шарниров (рис. 3.1).

Схему с последовательным расположением стыков применять не следует, потому что прогон с шарнирами по этой схеме не обладает «живучестью» и при аварии в одном пролёте разрушается полностью (рис. 3.2).

Из рис. 3.1 видно, что по этой схеме консольно-балочный прогон состоит из удлинённых одноконсольных крайних и двухконсольных средних элементов, а также из коротких вкладышей. В соответствии с сортаментом (ГОСТ 24454-80) длина пиломатериалов ограничена 6,5 м, что не позволяет перекрывать консольно-балочными прогонами пролетами более 4,5 м.

Стык консольно-балочного прогона решается косым прирубом

Во избежание смещений под действием случайных усилий в середине косого прируба, в прогонах из брусьев и брёвен ставят конструктивный болт. Если стык прогона расположен на расстоянии от опор Х=0,15 ( - пролёт прогона), болты не должны быть плотно затянуты, чтобы обеспечить перелом упругой линии, образующейся в шарнире, между консолью и подвесной частью прогона. При расположении стыка на расстоянии от опор Х=0,21 болты плотно затягивают, т.к. упругая линия в шарнире проходит плавно и не имеет перелома.

Конструирование прогонов.

 

Спаренные неразрезные прогоны состоят из двух рядов досок, толщиной (40…50) мм, поставленных на ребро и соединённых с помощью гвоздей, забиваемых конструктивно по длине через 50 см в шахматном порядке.

Стыки досок по длине прогона располагают вразбежку на расстоянии Х=0,21 по равнопрогибной схеме. Спаренные прогоны в средних пролётах выполняются из досок одинаковой длины, соответствующих пролёту прогона, что позволяет при существующем сортаменте на пиломатериалы по ГОСТ 24454-80 перекрывать пролёты до 6 м.

Перерезанные в стыке доски прогона прибиваются расчётным количеством гвоздей к не перерезанной доске.

Приложение 1.

ПРИМЕР РАСЧЕТА 3 – Х СЛОЙНОЙ КЛЕЕФАНЕРНОЙ ПАНЕЛИ.

 

Конструирование панели.

Конструктивное решение: трехслойная клеефанерная панель покрытия коробчатой формы. Принимаем длину и ширину панели 3,5х1,2 м. Каркас панели – древесина (сосна II сорта); обшивка – плоские листы фанера ФСФ сорта В/ВВ. Принимаем для верхней обшивки семислойную березовую фанеру сорта В/ВВ толщиной =8 мм. Для нижней обшивки – пятислойную, толщиной =6 мм.

Ширину панелей по верхней и нижней поверхностям принимаем равной 1190мм, что обеспечивает зазор между панелями 10мм.

В продольном направлении длина панели принимается 3480мм при зазоре между панелями 20мм.

Влажность внутреннего воздуха: 75%

Влажностный режим помещения: влажный (влажность внутреннего воздуха 75% при температуре внутреннего воздуха до 24°С) (2, табл. 1).

Зона влажности: 3-сухая (2, прил. 1*).

Температурно-влажностные условия эксплуатации конструкций: А2 (внутри отапливаемых помещений при температуре до 35°С, относительной влажности воздуха 75%) (1, табл. 1)

Расчетные сопротивления семислойной фанеры (1, табл. 10):

Rфс = 120 кгс/см2 – расчетное сопротивление сжатию в плоскости листа.

Rфр = 140 кгс/см2 – расчетное сопротивление растяжению в плоскости листа.

Rфи = 160 кгс/см2 – расчетное сопротивление изгибу из плоскости листа.

Rфи90 = 65 кгс/см2 – расчетное сопротивление изгибу из плоскости листа (поперек волокон наружных слоев).

Еф =90000 кгс/см2 – модуль упругости.

Еф90 =60000 кгс/см2 – модуль упругости, поперек волокон наружных слоев.

По теплотехническому расчету (для г. Тюмени) определим толщину утеплителя, из экономических условий и по санитарно-гигиеническим нормам (по СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника»). Плита покрытия между слоем утеплителя и верхней обшивкой имеет пространство вентилируемое наружным воздухом, поэтому в расчете учитываем только нижнюю фанерную обшивку и слой утеплителя.

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям [2, формула 1].

= =1,69 м2×°С/Вт,

где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху. (Определяем по табл. 3* СниП II-3-79*), n=1.

tв – температура внутреннего воздуха в помещении, tв=16 °С.

tн – расчетная зимняя температура наружного воздуха, tн =-37 °С.

tн – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по [2, табл. 2*]; tн=0,8(tв- tр).

tр температура точки росы.

Находим температуру точки росы:

Степень насыщения воздуха влагой определяют его относительной влажностью W.

,

где е – действительная упругость водяного пара в воздухе.

Е - максимальная упругость водяного пара в воздухе [приложение 3 табл. 3].

=> [приложение 3 табл. 3].

Dtн=0,8× (16°С-11,5°С)=3,6 °С

aв - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по [2, табл. 4*], aв =8,7 Вт /м2×°С.

Найдем требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций по условиям энергосбережения по [2, табл. 1б] методом интерполяции.

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) следует определять по [2, формула 1а].

ГСОП = (tв - tот.пер.) zот.пер=(16+7,5)*220=5170,

где tот.пер., средняя температура отопительного периода, tот.пер.=-7,5°С.

zот.пер. - продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С, zот.пер.=220 сут.

Приведенное сопротивление теплопередаче для покрытий [2, табл. 1б изменения №3]:

R0тр=2,03 м2×°С/Вт,

Сравним два значения Rтр0 и выберем наибольшее и подставим в формулу

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции не должно превышать требуемого значения.

Сопротивление теплопередаче Ro, м2 × °С/Вт, ограждающей конструкции следует определять по [2, формула 4].

,

отсюда выразим Rк — термическое сопротивление ограждающей конструкции, м2×°С/Вт.

aн — коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции. Вт/(м • °С), принимаемый по табл. 6* СНиП II-3-79*.aн =23 Вт /м2×°С.

= =1,87

Термическое сопротивление ограждающей конструкции определяем как для многослойной конструкции в соответствии с п.2.7 и п.2.8 [2]:

,

где и - термическое сопротивление слоёв ограждающей конструкции

,

где - толщина нижней обшивки плиты покрытия

- коэффициент теплопроводности нижней обшивки плиты покрытия

,

где - толщина слоя утеплителя.

- коэффициент теплопроводности (маты минераловатные прошивные ГОСТ 21880-76).

Найдём толщину слоя утеплителя:

Толщину утеплителя принимаем 100 мм.

Толщину ребра панели принимаем равным 4 см, ширину доски ребра с учетом острожки равным 14,4 см. Отсюда высота панели 15,8 см.

Поверка прогиба панели.

 

, где - предельный прогиб [1, табл.16]

 

-относительный прогиб.

условие выполняется.

Конструкция стыков панели

 

При неравномерно приложенной нагрузке может произойти смещение продольных кромок панелей относительно друг друга. Для предотвращения повреждения рулонного ковра продольные кромки стыкуются в четверть и сшиваются гвоздями (рис.3).

Рис. 3. Стык панелей воль ската.

 

Разрыв рулонного ковра может произойти и над стыками панелей в местах их опирания на главные несущие конструкции. Над опорой происходит поворот кромок панелей и раскрытие шва:

,

где hоп =15,8см - высота панели на опоре

o - угол поворота опорной грани панели

 

 

Для предупреждения разрыва рулонного ковра опорные стыки панелей необходимо устраивать с компенсаторами в виде отрезков стеклопластиковых волнистых листов толщиной 5мм при волне 50´167мм. Отрезки прибиваются гвоздями к опорным вкладышам и сверху покрываются рулонным ковром (рис.4).

Рис.4. Стык панелей на опоре.

 

Такие компенсаторы создают каналы, необходимые для вентиляции внутреннего пространства покрытия.

Компенсатор, работая в пределах упругости материала, должен допускать перемещения опорных частей панели, связанные с поворотом торцевых кромок панелей и раскрытием швов.

Произведём расчёт компенсатора при aшв=0,1см (рис. 5).

Перемещение конца компенсатора при изгибе панели:

В этой формуле P× r – изгибающий момент в компенсаторе при его деформировании, который выражается через напряжение:

Из этих выражений получим формулу для проверки нормальных напряжений в волнистом компенсаторе:

,

где - ширина раскрытия шва

Ест =30000кгс/см2 – модуль упругости полиэфирного стеклопластика

(прил 4, табл.8) [1]

dст =0,5см – толщина листа стеклопластика

r =5cм – высота волны

Rст =150кгс/см2 – расчётное сопротивление стеклопластика (прил.4, табл.7) [1]

 

 

Вывод:

Условие прочности и жесткости панели выполняется. Запас по деформациям составляет 50%. В целях экономного расхода материала панели можно уменьшить высоту сечения деревянных досчатых продольных ребер.

 

 

Приложение 2

 

 

Пример расчета двойного дощатого настила и спаренного многопролетного неразрезного прогона.

 

Задание на проектирование.

  1. Режим эксплуатации здания -холодный
  2. Район строительства -Новый Уренгой
  3. Ширина здания, L (м) -22м
  4. Высота здания, Н (м) -8,4м
  5. Шаг стропильных балок

(несущих конструкций) В(м) -4,4м

  1. Длина здания-11 шагов

11*В - 48,4м

Класс ответственности зданий по СниП 2.01.07-85*

“Нагрузки и воздействия” прил. 7 – II класс

Здание без кранового оборудования.

 

 

Сбор нагрузок.

Исходя из конструкции кровли проведем сбор нагрузок действующих на рабочий настил.

Данные сведем в табл. 1.

Табл. 1.

Наименование нагрузки: Норм. Знач Коэф. Расч.знач
qн надежн. qp
кг/м2 γf кг/м
Рулонная кровля на мастике. 1,3 3,9
Защитный слой (настил сплошной) 13,5 1,1 14,82
Рабочий слой (разреженный) 8,9 1,1 9,75
Итого: 25,4   28,47
4.1 Снеговая (для г. Новый Уренгой) 1,6
4.2 Монтажная (сосредоточеный груз) Р=100кг 1,2 Р=120к

 

Коэффициент надежности по нагрузке для 1 позиции (табл 1) γf=1.3 принимаем согласно п. 2.2 [7] табл 1 (Материал в рулонах, монтаж на строительной площадке).

Коэффициент надежности по нагрузке для пунктов 2,3 γf=1.1 принимаем согласно табл. 1 [2] Временную нагрузку в п.4.1 ведем по §5 [7] qн=S0 μ, где для Нового Уренгоя S0=150 кг/м2, μ=1 (Так как по схеме №1 при α-200<250 прил. 3 [7]).

Коэффициент надежности позиции 4.1 qн/S0=28.47/150<0.8=> γf=1.6.

Для п.4.2 принимаем нормативную сосредоточенную нагрузку согласно пункту 6.14 [1] и γf=1.2.

Ветровую нагрузку не учитываем т.к по кровле с α≈200 возникают разгрузочные коэффициенты Се1=-0.1 т.е. разгружают кровлю. Основное сочетание: постоянная +одна временная с коэффициентом сочетаний =1.

Проверка прогиба.

 

Для двухпролетной балочной схемы величина относительного прогиба определяется по формуле.

 

,где (п 3,5(1))

 

Принятая конструкция удовлетворяет требованиям II – ой группы предельных состояний.

 

Расчет прогонов.

 

Расчет гвоздевого стыка.

Эпюра моментов имеет нулевые значения на расстоянии 0.21 (для равнопрогибной схемы рабочего прогона) от опоры В этих счениях располагается гвоздевой стык для соединения досок.

 

 









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-17; Просмотров: 136;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная