Компоновка конструктивных элементов в их взаимосвязи. 
Определение геометрических размеров сооружения и элементов конструкции. 
Расстановки связей, обеспечивающих пространственную работу здания

Расчетную схему принимаем по рис. 1. Длина здания 60 м, пролет 12 м. Высота до низа стропильных конструкций равна 3,8 м.

В качестве несущих конструкций покрытия выбраны дощатоклееные балки двускатного сечения. Расстановка балок здания через 4 м.

В качестве элементов кровли выбираем обшивку из водостойкой фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ, утепленную, покрытую рулонным трехслойным материалом.

Утепленные панели клеефанерной конструкции укладывают непосредственно на балки.

Продольная неизменяемость покрытия обеспечивается прикреплением панелей к балкам и постановкой горизонтальных связей.

Конструирование и расчет элементов кровли (клеефанерной плиты)

Исходные данные. Размер панели в плане 1,48×5,98 м; обшивки из водостойкой фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ по ГОСТ 3916–69*; ребра из сосновых досок второго сорта. Клей марки ФРФ-50. Утеплитель — минераловатные плиты на синтетическом связующем по ГОСТ 9573–82*. Плотность утеплителя 1 кН/м³. Пароизоляция из полиэтиленовой пленки толщиной 0,2 мм. Воздушная прослойка над утеплителем — вентилируемая вдоль панели. Кровля из рулонных материалов (рубероид) трехслойная. Первый слой рубероида наклеивают на заводе с применением мастик повышенной теплостойкости и механизированной прокатки слоя. Оставшиеся два слоя наклеивают после установки панели.

Компоновка рабочего сечения панели. Ширину панели делают равной ширине фанерного листа с учетом обрезки кромок для их выравнивания bп = 1480 мм. Толщину фанеры принимают 8 мм. Направление волокон наружных шпонов фанеры как в верхней, так и в нижней обшивке панели должно быть продольным для обеспечения стыкования листов фанеры «на ус» и для лучшего использования прочности фанеры.

Для дощатого каркаса, связывающего верхние и нижние фанерные обшивки в монолитную склеенную коробчатую панель, применены черновые заготовки по рекомендуемому сортаменту пиломатериалов (применительно к ГОСТ 24 454–80*Е) сечением 50×175 мм. После сушки (до 12% влажности) и четырехстороннего фрезирования черновых заготовок на склейку идут чистые доски сечением 42×167 мм. Расчетный пролет панели lр = 0,99l = 0,995 980 = 5920 мм. Высота принята h_п = 183 мм, что составляет 18,3/592 = 1/32 пролета и соответствует рекомендациям, согласно которым высота панели составляет 1/30−1/35 пролета.

Каркас панели состоит из четырех продольных ребер. Шаг ребер принимают из расчета верхней фанерной обшивки на местный изгиб поперек волокон от сосредоточенной силы Р = 11,2 = 1,2 кН как балки, заделанной по концам (у ребер) шириной 1000 мм. Расстояние между ребрами в осях с = (1480−2,42)/3 = 465 мм. конструирование покрытие монтаж возгорание Изгибающий момент в обшивке М = Рс/8 = 1,2465/8 =69.9 кНмм. Момент сопротивления обшивки шириной 1000 мм.

.

Напряжение от изгиба сосредоточенной силой.

здесь 1,2 — коэффициент условия работы для монтажной нагрузки.

Для придания каркасу жесткости продольные ребра соединены на клею с поперечными ребрами, расположенными по торцам и в середине панели. Продольные кромки панелей при установке стыкуются с помощью специально устроенного шпунта из трапецевидных брусков, приклееных к крайним продольным ребрам. Полученное таким образом соединение в шпунт предотвращает вертикальный сдвиг в стыке и разницу в прогибах кромок смежных панелей даже под действием сосредоточенной нагрузки, приложенной к краю одной из панелей.

Нагрузки на панель. Панели предназначены для укладки по несущим деревянным конструкциям. Подсчет нормативной и расчетной нагрузок приведен в таблице.

Коэффициент надежности по снеговой нагрузке в соответствии с п. 5.7 СНиП 2.01.07−85 для отношения нормативного веса покрытия к весу снегового покрова 0,45/1=0,45 < 0,8 равен f =1,6.

Полная нагрузка на 1 м панели:

нормативная q_н=1,453 1,5=2,18 кН/м;

расчетная q=2,1291,5=3,19кН/м.

Расчетные характеристики материалов. Для фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ семислойной толщиной 10 мм по табл. 10 и 11 СНиП II-25−80 имеем:

расчетное сопротивление растяжению: R_ф.р= 14 МПа;

расчетное сопротивление сжатию: R_ф.с= 12 МПа;

расчетное сопротивление скалыванию: R_ф.ск= 0,8 МПа;

расчетное сопротивление изгибу: R_ф.и90= 6,5 МПа;

модуль упругости: Е_ф=9000 МПа;

Для древесины ребер по СНиП II-25−80 модуль упругости Е_др=10 000 МПа.

Геометрические характеристики сечения панели.

Приведенная расчетная ширина фанерных обшивок согласно СНиП II-25−80 п. 4.25.

b_пр=0.9b.

b_пр=0.91.48=1.332 м.

Геометрические характеристики клеефанерной панели приводим к фанерной обшивке. Приведенный момент инерции поперечного сечения панели.

Приведенный момент сопротивления поперечного сечения панели:

.

Проверка панели на прочность. Максимальный изгибающий момент в середине пролета:

Напряжения в растянутой обшивке:

МПа<0,6· 14/0,95=8,8 Мпа где 0,6 — коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления фанеры в растянутом стыке. (п. 4.24 СНиП II-25−80).

Расчет на устойчивость сжатой обшивки производим по формуле:

При расстоянии между продольными ребрами в свету с₁ = 0,424 м и толщина фанеры _ф = 0,008 м.

тогда = 1250/53²=0,445.

Напряжение в сжатой обшивке:

МПа <12 Мпа Расчет на скалывание по клеевому слою фанерной обшивки (в пределах ширины продольных ребер) производят по формуле:

Поперечная сила равна опорной реакции панели:

Приведенный статический момент верхней фанерной обшивки относительно нейтральной оси:

Расчетная ширина клеевого соединения: b_расч = 40,042 = 0,168 м.

Касательные напряжения будут:

.

Проверка панели на прогиб. Относительный прогиб панели:

?, где — предельный прогиб в панелях покрытия согласно табл. 16 СНиП II-25−80.