Порядок расчета 3-х слойных панелей (на примере клеефанерной панели)

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 3 м 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].

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*];

в — 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.

где tв — то же, что в формуле;

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.

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

.

где в — то же, что в формуле.

Rк — термическое сопротивление ограждающей конструкции, м2С/Вт, определяемое: однородной (однослойной) — по формуле (3.5), многослойной — в соответствии с пп. 2.7 и 2.8 (2);

н — 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.

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].

где — толщина слоя, м;

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

Конструкция клеефанерной панели представлена на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Конструкция клеефанерной панели.

• 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;

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» .

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.

3.2 Расчет верхней обшивки на местный изгиб (Определение количества продольных ребер)

Верхняя фанерная обшивка при местном изгибе рассматривается как пластинка, загруженная сосредоточенной силой Р = 100 кгс (1кН). Сосредоточенная сила представляет собой монтажную нагрузку от веса человека с инструментом.

В расчетах сосредоточенная нагрузка Р = 100 кгс (1 кН) принимается с коэффициентом надежности по нагрузке 1,2 и распределяется на полосу фанерной обшивки 100 см.

Расчетный изгибающий момент равен.

.

где, а — расстояние в осях между продольными ребрами.

Таким образом, шаг продольных ребер определяют из условия прочности при изгибе верхней обшивки:

.

где Wв.обш= — момент сопротивления обшивки шириной 100 см;

R1ф.и — расчетное сопротивление фанеры изгибу поперек шпона;

mu = 1,2 — коэффициент условия работы, учитывающий монтажную нагрузку.

Решая, получим шаг продольных ребер

Ширину панели делят на равные участки с шагом продольных ребер «а», не более полученного из расчета по формуле.