Плиты покрытия с фанерными обшивками, проектирование. Схема расчета

Клеефанерные настилы покрытий собираются из крупных клеефанерных плит или панелей заводского изготовления¹ и отвечают условиям сборного строительства. Они имеют длину 3—6 м, ширину 1—1,5 м, соответствующую размерам фанерных листов, и уклады­ваются непосредственно, на основные несущие конструкции покры­тий. Панели состоят из дощатого каркаса и фанерных обшивок, со­единенных клеем. Клеефанерные панели выполняют функции настила, прогонов, вода- и пароизоляции. Они характеризуются малой массой при зна­чительной несущей способности благодаря расположению основных несущих элементов — обшивок — в зонах действия максимальных нормальных напряжений при изгибе. В своей плоскости они имеют большую жесткость. Поверхности панелей, обращенные внутрь по­мещений, покрывают огнезащитными составами для повышения их степени огнестойкости. Каркас панелей состоит из продольных и по­перечных досок — ребер, которые могут быть также клееными тол­щиной не менее 32 мм. 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 ставятся на расстоянии не более 1,5 м, как правило в местах расположения стыков фанеры, и прерываются в местах пересечений с продольными ребрами. Обшивка панелей состоит из листов фанеры повышенной водо­стойкости марки ФСФ, толщиной не менее 8 мм, состыкованных по длине усовыми соединениями. Обшивки склеиваются с каркасом в таком положении, при котором направления наружных волокон фа­неры и древесины продольных ребер совпадают для того, чтобы фа­нера работала в направлении своей большей прочности и жест­кости. Клеефанерные панели опираются на основные несущие конст­рукции при ширине опорных площадок не менее 5 см. Их прикрепляют к опорам и соединяют кромками между.собой шурупами или гвоздями для обеспечения их совместных прогибов при нагружении. Панели подразделяют на коробчатые, ребристые обшивкой вверх и ребристые обшивкой вниз.

Клеефанерная плита:а — фанерная пролетом 6 м; в — поперечное се-чение фанерной плиты с дощатыми ребрами; г — то же, с ребрами из гнутых фанерных профилей; 1 — верхняя полка; 2 — продольные дощатые ребра; 3 — стык фанеры впритык с на-кладками; 4 — стык фанеры на «ус»; 5 — крепежные детали Для захвата плит при монта-же; 6 — поперечные ребра; 7 — прижимные бруски 25 X 25 мм; 8 — утеплитель; 9 — нижняя полка;

Коробчатую клеефанерную панель применяют в утепленных по­крытиях с рулонной кровлей и гладким потолком. Она имеет дву­сторонние обшивки, образующие вместе с ребрами ряд полостей, в которые по слою пароизоляции укладывают утеплитель. Полости всех панелей настила соединяются отверстиями в единую вентили­руемую прослойку, сообщающуюся с наружным воздухом в карни­зах и коньке покрытия, которая обеспечивает осушающий режим работы настила. Первый нижний слой рулонного ковра наклеивают на верхнюю обшивку при изготовлении для предохранения панели от увлажнения при транспортировании и монтаже, а верхние слои — после сборки покрытия. Ребристую клеефанерную панель обшивкой вверх применяют в холодных и утепленных покрытиях с рулонной кровлей без гладко­го потолка. Она имеет только одну верхнюю обшивку, поверх которой укладывают утеплитель и рулонный ковер. Ребристую клеефанерную панель обшивкой вниз применяют в утепленных и холодных покрытиях с кровлей из волнистых асбестоцементных листов. Она имеет только одну нижнюю обшивку. Листы кровли укладывают по продольным ребрам, а утеплитель размещают по обшивке между ребрами. Расчет клеефанерных плит или панелей производят по прочно­сти и прогибам при изгибе по схеме однопролетной свободно опер­той балки на нормальные составляющие нагрузок от собственной массы g_x и снега р_х, отнесенные к их полной ширине. От суммы этих двух нагрузок определяют изгибающие моменты, поперечные силы и максимальные прогибы. На местный изгиб между продоль­ными ребрами обшивку рассчитывают на нормальную составляю­щую сосредоточенного груза от массы человека Р_х, условно рас­пределенную на ширине 1 м, по схеме балки пролетом l, жестко заделанной на опорах, где фанера приклеена к ребрам. Макси­мальный изгибающий момент при этом равен М = P_x l/8. Фанерные обшивки и продольные ребра каркаса работают на из­гиб совместно благодаря жесткости клеевых соединений. Сечение коробчатой панели считается условно двутавровым, а ребристых — тавровым полкой вверх или вниз. При этом ширина стенки равна сумме ширин ребер, а расчетная ширина обшивок b принимается равной 0,9 ширины панели, учитывая концентрацию напряжений в них в зоне соединений с ребрами. Геометрические характеристики сечений панели определяют с учетом различных величин модулей упругости древесины Е_я и фа­неры Еф вдоль волокон. Коэффициенты приведения сечения к фане­ре и древесине при этом равны = 10 000/8500= 1,18;. =8500/10 000 = 0,85. Расстояние нейтральной оси от кромки фанерной обшивки в коробчатой панели равно половине вы­соты сечения, а в ребристых определяется с учетом приведенных значений площади сечения и статического момента относительно кромки обшивки из выражений Приведенные к фанере и древесине моменты инерции сечений I_пр.ф.=I_ф+I_дЕ_д/Е_{ф ,} I_пр.д.=I_д+I_фЕ_ф/Е_д. Моменты сопротивления се­чений: для двутаврового сечения W=2I/h, а для тавровых W_ф=I/z_ф и W_д=I/(h-z_д). Статический момент обшивки относительно нейтральной оси: S=bδ(h-δ/2) или S=bδ(z-δ/2). Сечения клеефанерных плит можно подбирать методом попыток, причем предварительно задаваться сечениями, а затем производить необходимые проверки по прочности, прогибу и определять несущую способность плит. Высоту сечения Н следует принимать примерно '/зоо пролета. Требуемую толшину фанерных обшивок 6 коробчатой плиты можно приближенно определить из выражения, выведенного из условия несущей способности сжатой обшивки с учетом устойчивости 6_тр = М/(0,6bhR_ф.с.), где М — изгибающий момент; b — расчетная ширина обшивки; h — высота сечения; R_ф._с — расчетное сопротивление фанеры сжатию. Проверка верхней обшивки на сжатие и устойчивость при изгибе: σ=M/(Wφ_ф)<=R_ф.с., R_ф.с — расчетное сопротивление фанеры сжатию вдоль наружных волокон; R_ф.с == 12МПа; φ_ф — коэффициент устойчивости фанеры. Проверка нижней обшивки на растяжение при изгибе: σ=M/(Wm_ф)<=R_ф.р., R_ф.р — расчетное сопротивление фанеры растяжению вдоль наружных волокон, R_ф.р =13 МПа; m_ф=0,6 — коэффициент, учитывающий ослабление сечения обшивки соединениями листов фанеры на ус. Обшивка проверяется на местный изгиб между продольными ребрами от сосредоточенного груза. При этом изгибающий момент М= Рl/8, где Р= 1,2 кНм, а l равно расстоянию между кромками продольных ребер. Расчетное сопротивление фанеры поперек наружных волокон принимается с учетом коэффициентов, вводимых при расчете настилов, R_ф._и = 6,5*1,2 = 7,8 МПа, а момент сопротивления W=bδ²/6, м³. Проверка ребер на изгиб осуществляется только при расчете ребристых плит, так как в коробчатых плитах напряжения в ребрах менее опасны, чем в обшивках. Клеевые швы проверяют только между слоями фанеры, ближайшими к ребрам, по общей формуле скалывания при изгибе: τ=QS_ф/(Ib)<=R_ф._ск, R_ф._ск = 0,8 МПа, ширина равна общей ширине ребер. Проверка плит по прогибам производится по общей формуле прогиба свободно опертых балок f/l=(5/384)ql³/(EI)<=[f/l] с учетом модуля упругости фанеры. Пониженная жесткость сечения плит учитывается коэффициентом 0,7. Относительный прогиб от нормативных нагрузок не должен превышать 1/250 пролета.
34. Расчет на устойчивость плоской формы деформирования изгибаемых элементов.

Расчёт на устойчивость плоской формы деформирования изгибаемых элементов прямоугольного постоянного сечения производят по формуле:

где М – максимальный изгибающий момент на рассматриваемом участке l_p; W_бр, – максимальный момент сопротивления брутто на рассматриваемом участке l_p. Коэффициент φ_м для изгибаемых элементов прямоугольного поперечного сечения, шарнирно закреплённых от смещения из плоскости изгиба и закреплённых от поворота вокруг продольной оси в опорных сечениях, определяют по формуле:

где l_p – расстояние между опорными сечениями элемента, а при закрепле-нии сжатой кромки элемента в промежуточных точках от смещения из плоскости изгиба – расстояние между этими точками;

b – ширина поперечного сечения; h - максимальная высота поперечного сечения на участке l_p; k_ф- коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке l_p; определяется по СНиП II-25-80.

При расчёте изгибаемых элементов с линейно-меняющейся по длине высотой и постоянной шириной поперечного сечения, не имеющих закреплений из плоскости по растянутой от момента М кромке, или при m <4 коэффициент φ_м по формуле следует умножать на коэффициент k_пм.

где - центральный угол в радианах, определяющий участок l_p элемента кругового очертания (для прямоугольного элемента =0);

m – число подкреплённых (с одинаковым шагом) точек растянутой кромки на участке l_p (при m≥4 величину =1). Проверку устойчивости плоской формы деформирования изгибаемых элементов постоянного двутаврового или коробчатого поперечного сечения производят в тех случаях, когда , где b – ширина сжатого пояса поперечного сечения.

Расчёт следует производить по формуле

где - коэффициент продольного изгиба из плоскости изгиба сжатого пояса элемента, определяемый по формулам:

, при λ≤70; при λ>70

А=3000 - для древесины; А=2500 - для фанеры;

А=0,8 - для древесины; а=1 – для фанеры.

W_бр – момент сопротивления брутто поперечного сечения, в случае фанерных стенок – приведённый момент сопротивления в плоскости изгиба элемента.

.

Поиск по сайту: