Плиты покрытий на деревянном каркасе
Nbsp;
Лекция
«Ограждающие конструкции с применением древесины и пространственные деревянные конструкции»
Учебные вопросы
1. Настилы.
2. Плиты покрытия на деревянном каркасе.
3. Порядок расчета плит покрытия на деревянном каркасе.
4. Пространственные деревянные конструкции.
5. Обеспечение пространственной устойчивости с применением деревянных конструкций.
6. Эксплуатация деревянных конструкций.
Учебная литература.
1. Конструкции из дерева и пластмасс. Под ред. Г.Г. Карлсена, Москва, Стройиздат, - 1975 г.
2. Конструкции из дерева и пластмасс: учеб. /М.М. Гаппоев и др. – М.; Издательство АСВ, 2004 г.;
3. Деревянные конструкции. Примеры расчета и конструирования: учебное пособие / под ред. Д.К. Арленинова. – М.; Издательство АСВ, 2006 г.;
4. Деревянные конструкции. Учебное пособие / А.В. Калугин. – М.; Издательство АСВ, 2008 г.
Ограждающие конструкции из древесины применяются в зданиях и сооружениях в виде настилов, обрешетки, кровельных щитов, плит покрытия, плит подвесных потолков и стеновых панелей.
Такие конструкции используются при возведении сельских производственных зданий, промышленных зданий с химически агрессивной средой по отношению к железобетону и стали, общественных и спортивных зданий, малоэтажных жилых домов. На ограждающие конструкции расходуется значительная часть древесины, используемой в строительстве, от их правильного и рационального конструирования во многом зависит эффективность всего здания (сооружения) в целом.
|
|
Достоинства и недостатки этих ограждающих конструкций такие же, что и других конструкций из древесины. В современном строительстве в основном применяются настилы из досок и брусков в конструкциях покрытий неотапливаемых зданий и сооружений и в покрытиях отапливаемых зданий с холодным чердаком, а также плиты покрытий на деревянном каркасе в покрытиях отапливаемых зданий и сооружений.
Настилы
Конструктивные особенности
Настилы из досок или брусков применяются в покрытиях в виде основы под кровли различных типов либо в качестве самостоятельных кровельных щитов заводского изготовления. На рис. 5.1 показана конструкция кровельного дощатого щита, применяемого в покрытиях большепролетных складов минеральных удобрений, на рис. 5.2 - общий вид кровельного щита и на рис. 5.3 — монтаж этих щитов на одном из складов. Щиты изготавливаются из «продороженных» досок – одновременно с острожкой досок на пласти выбираются две полукруглые выемки, которые служат для лучшего стока воды по доскам защитного слоя, а в досках рабочего слоя — для вентиляции.
|
|
Настилы участвуют в обеспечении пространственной жесткости и устойчивости покрытий зданий и сооружений. Вместе с тем они относятся к менее ответственным конструкциям, для изготовления которых допускается использовать древесину 3-го сорта, при этом расчетное сопротивление древесины изгибу принимается равным 13 МПа.
Различают два типа настилов: продольный—доски рабочего слоя настила располагаются перпендикулярно коньку кровли; поперечный— доски рабочего слоя настила располагаются параллельно коньку кровли.
Поперечные настилы конструируют однослойными: сплошными или разреженными, в виде обрешетки (под кровлю из штучных материалов: оцинкованных стальных листов, волнистых асбестоцементных листов, черепицы и других аналогичных материалов) или в виде двойного перекрестного настила(под мягкую, рулонную кровлю).
Двойной перекрестный настил состоит из двух слоев: нижнего — рабочего и верхнего — защитного. Защитный косой слой выполняется из досок толщиной 16.. .32 мм, шириной не менее 100 мм, укладываемых под углом 45.. .60° к рабочему слою. Защитный слой обеспечивает совместную работу всех элементов настила, защищает рулонную кровлю от разрывов при короблении и растрескивании более толстых досок рабочего слоя.
|
|
Толщина и шаг досок рабочего настила определяются расчетом и типом кровли. Доски рабочего настила должны иметь длину, достаточную для перекрытия двух пролетов. При стандартной длине досок по существующему сортаменту до 6,5 м такой настил может применяться только при шаге несущих конструкций не более 3 м.
В настоящее время накапливается опыт применения в покрытиях складов минеральных удобрений стеклопластиковых листов типа ПВХ (волнистых — на прямолинейных покрытиях и плоских — на криволинейных) по деревянной обрешетке (см. рис. 5.4).
Особенности расчета настилов
Настилы условно рассматриваются как двухпролетные неразрезные балки. Схемы приложения нагрузок и расчетные схемы настилов приведены на рис. 5.5, 5.6. Расчет ведется для полосы настила шириной 1 м с учетом числа досок рабочего слоя на этой ширине (доски защитного слоя учитываются только при сборе нагрузок). При углах наклона кровли более 10° считается, что:
- постоянная нагрузка от покрытия (включая собственную массу настила) равномерно распределена по поверхности кровли;
-снеговая нагрузка зависит от формы покрытия и распределяется на горизонтальную проекцию кровли;
|
|
- ветровая нагрузка, при углах наклона кровли до 30°, разгружает настилы и в расчетах не учитывается;
-временная от сосредоточенного груза Р= 1∙1,2 = 1,2 кН. При разреженном настиле с шагом досок а >15 см нагрузка от сосредоточенного груза передается на одну доску (брусок); при сплошном настиле — на две доски; при двойном настиле (рабочем и защитном) этот груз считается распределенным на ширину 0,5 м настила (Р = 2,4 кН).
Настилы рассчитываются на два сочетания нагрузок:
Iсочетание: постоянная + временная снеговая (q'р = q'ПОСТ+s'),
МрI = qр'lр2/8. (5.1)
IIсочетание: постоянная + временная от сосредоточенного груза (q'р = q'ПОСТ+P' ),
МрII= 0,07q'ПОСТlр2+ 0,21P'lр(5.2)
где Р' — расчетная нагрузка от сосредоточенного груза;
lр — расчетный пролет настила.
На I сочетание нагрузок расчет ведется по формулам:
на прочность
α = МрI/ Wнт ≤ Rи (5.3)
где МрI— расчетный изгибающий момент от I сочетания нагрузок;
Wнт — момент сопротивления нетто, Wнт = (bδ2/ 6) n;
b -рабочего настила; δ— толщина досок рабочего настила; n— число досок на расчетной ширине 1 м, п = 100/b + с; с— расстояние между досками в свету;
на жесткость
f /l = 2,13qxнlр3/ 384 EJ ≤ [f /l] = [1/150] (5.4)
При II сочетании нагрузок проверяется только прочность:
α = МрII/Wнт ≤ Rиmн(5.5)
где Мр— расчетный изгибающий момент при IIсочетании нагрузок;
тн — коэффициент, учитывающий кратковременность действия нагрузки (тн= 1,2).
Продольный и поперечный настилы рассчитываются на составляющие нагрузок, перпендикулярные скату кровли. Скатные составляющие нагрузок воспринимаются жесткой основой крыши или косым настилом.
Порядок конструктивного расчета настилов:
- по величине Мmax(от I или II сочетания нагрузок) определяется требуемый момент сопротивления рабочего слоя Wтр;
- принимается по сортаменту толщина досок рабочего слоя δ;
- вычисляется требуемая общая ширина досокВна расчетной ширине
1 м по формуле В ≥ 6Wтр /δ2.
В результате расчета может получиться три варианта конструкции настила: 1) приВ= 100 см — сплошной настил; 2) при В <100 см — разреженный настил, в этом случае принимают по сортаменту ширину досок рабочего настила bи рассчитывается шаг расстановки этих досок: а = 100b/В(см); 3) приВ>100 см — несущей способности настила недостаточно, необходимо увеличить толщину досок рабочего настила или изменить конструкцию настила.
Плиты покрытий на деревянном каркасе
Конструктивные особенности
Плиты покрытий состоят из несущего деревянного каркаса, обшивок, утеплителя и пароизоляции. По конструктивным особенностям и характеру работы отдельных элементов плиты покрытия можно классифицировать по следующим признакам: по теплотехническим свойствам(утепленные и холодные); по светопропускной способности(светопрозрачные и светонепроницаемые); по форме поверхности(плоские и криволинейные); по материалу обшивок(из водостойкой фанеры, из плоских асбестоцементных листов, из других листовых материалов).
При выборе конструктивной схемы покрытия здания рекомендуется, как правило, беспрогонное решение, т. е. укладка плит непосредственно по несущим конструкциям.
Конструкция плит зависит от назначения здания, типа несущих конструкций и материала кровли. Рекомендуется применять следующие типы плит покрытия на деревянном каркасе:
1. Для плоских покрытий с уклонами 1/10; 1/12 и криволинейных покрытий с кровлей из рулонных материалов:клеефанерные плиты с двусторонними обшивками из водостойкой фанеры (один слой рулонного ковра наклеивается на заводе); асбестоцементные плиты с двусторонними обшивками из плоских асбестоцементных листов; комбинированные плитыс внешней обшивкой из плоских асбестоцементных листов и внутреннейобшивкой из листовых материалов на основе древесины или пластмасс.
2. Для плоских покрытий с уклонами 1/3; 1/4: комбинированные плиты с нижней обшивкой из водостойкой фанеры или плоских асбестоцементных листов либо других листовых материалов и кровлей из волнистых асбестоцементных листов, стального профилированного настила, металлочерепицы или других аналогичных материалов, которые укладываются после монтажа плит.
Примеры плит покрытия на деревянном каркасе показаны на рис. 5.7-5.12 (размеры сечений элементов — условные).
Геометрические размеры плит назначаются следующим образом: длина плит зависит от шага несущих конструкций и, как правило, не превышает 6 м; ширина принимается равной 1,5... 3 м; высота плит hп предварительно задается в пределах 1/20... 1/30 пролета плиты.
Каркас плит состоит из продольных и поперечных ребер. Ребра изготавливаются из древесины хвойных пород 2-го сорта или из клееной древесины. В необходимых случаях ребра каркаса плит проектируются из гнутых фанерных профилей или в виде балок с плоской или волнистой фанерной стенкой. Для гнутых фанерных профилей и клеефанерных балок используется водостойкая фанера марки ФСФ или бакелизированная фанера марки ФБС.
Расстановка продольных ребер производится с учетом работы верхней обшивки на местный изгиб от действия расчетных нагрузок. Практически шаг продольных ребер не превышает 0,5.. .0,75 м. Шаг поперечных ребер зависит от стандартной длины материала обшивки — под стыками обшивок постановка поперечных ребер обязательна.
|
В качестве обшивок плит покрытия применяются:
- водостойкая фанера марки ФСФ и бакелизированная фанера марки ФБС. Толщина обшивок определяется расчетом, но должна быть не менее 6 мм. Стыки фанерных обшивок осуществляются на ус или зубчатым шипом типа П-10 по ГОСТ 19414-90;
- допускается стыкование фанеры впритык с установкой накладок.
Фанерные обшивки и ребра каркаса, склеенные между собой синтетическими клеями в одно целое, образуют коробчатое (под рулонную кровлю) или тавровое (под асбестоцементную кровлю) сечение;
- плоские асбестоцементные листы по ГОСТ 18124 размерами 1,5 х 3 м, толщиной 8... 10 мм. Асбестоцементные листы крепятся к деревянному каркасу шурупами через предварительно просверленные и раззенкованные отверстия. Применяются шурупы диаметром 4...5мм и длиной 40.. .60 мм. Шаг расстановки шурупов 20.. .60 диаметров шурупа;
- плоские или волнистые полиэфирные стеклопластики, оргстекло,светопрозрачный поливинилхлорид — для изготовления светопрозрачных плит покрытия. Сами светопрозрачные плиты покрытия делаются одно- или двухслойные. В последнем случае средний слой представляет собой сотовое, кольцевое или ребристое заполнение из тех же материалов. Светопрозрачные листы обшивки крепятся к каркасу с помощью клея и шурупов.
В качестве утеплителя применяются: минераловатные плиты с плотностью до 150кг/м3, пенопласты, пенополиуретаны и другие эффективные современные утеплители. Толщина слоя утеплителя определяется теплотехническим расчетом.
Пароизоляцияв плитах бывает пленочной (из полиэтиленовой пленки толщиной 0,2 мм по ГОСТ 10354) или окрасочной (эмалями типа ПФ). Пароизоляция располагается со стороны более высоких температур и защищает нижнюю фанерную обшивку либо деревянный каркас - в плитах с нижней обшивкой из плоских асбестоцементных листов.
В плитах покрытия должна быть обеспечена сквозная естественная вентиляция внутренних полостей наружным воздухом. В плитах под рулонную кровлю вентиляция осуществляется вдоль здания через отверстия в торцовых и поперечных ребрах каркаса. Площадь вентиляционных отверстий определяется расчетом в зависимости от температурно-влажностного режима помещения, климатического района и протяженности вентилируемого ската.
В плитах с одной нижней обшивкой вентиляция осуществляется в поперечном направлении через волны или гофры кровельных листов — от карниза к коньку кровли.
Для защиты от загнивания древесина ребер пропитывается антисептиком (как правило, 10%-м составом кремнефтористого аммония) методом горяче-холодных ванн или методом погружения. Фанерные обшивки окрашиваются водостойкими эмалями типа ПФ.
В зданиях пролетами до 18 м плиты покрытия могут учитываться в качестве дополнительных горизонтальных связей при соответствующем креплении их к несущим конструкциям. Крепление плит к несущим конструкциям осуществляется, как правило, сверху (см. рис. 5.11, б).
Все плиты покрытий на деревянном каркасе относятся к сгораемым и могут применяться в зданиях и сооружениях III... V степени огнестойкости, для категорий производств В, Г, Д, с пределами огнестойкости ограждающих конструкций — 0,25.. .0,5 ч в зависимости от материала обшивок.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1228; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!