новая папка 1 / 303220

дельных состояний следует принимать по таблице 11 [1].

4.3. Ограждающие конструкции

Ограждающие конструкции в зависимости от конструктивного решения могут быть одно-, двух- и трехслойными.

Однослойные плиты используются в качестве настила под устройство холодных и теплых кровель. Они укладываются на прогоны, расставленные с шагом 0,5-1,5 м. При опирании непосредственно на стропильные конструкции возможно усиление плит продольными и поперечными ребрами жесткости, при этом сечение плит рассматривается как тавровое.

Трехслойные плиты состоят из нижней и верхней обшивки и сплошно го или ребристого слоя.

Сплошной слой создается путем вспенивания пенопласта в полости панели или путем приклейки обшивок. В качестве ребристого слоя используют сотовые заполнители из металлической фольги, картона, пластмасс, стеклопластиковые

и алюминиевые профили, древесину и т.д.

Обшивки	панелей выполняются из алюминиевых сплавов (толщиной
δ=0,8-1,5 мм),	защищенной стали (плакированной, оцинкованной и т.п;

δ=0,5-1,2 мм), асбестоцементных листов (δ=6-10 мм), стеклопластика(δ=1-2,5)мм, фанеры (толщина для верхней обшивки не менее 8 мм, для нижней - не менее

6 мм), древесно-стружечных плит (δ от 10 мм).

Выбор конструктивного решения плит зависит от уклона стропильных конструкций, назначения здания, температурно-влажностных условий, степени агрессивности среды и т.д.

Соединения элементов ограждающих конструкций между собой осуществляют преимущественно на синтетических клеях (эпоксидных, резорциновых и т.д.). Для плит с металлическими обшивками используют клеевинтовые или клеезаклепочные соединения.

Панели применяют для пролетов 3-6 м. Высота назначается в пределах (от

1/40 до 1/25). Ширина панелей принимается в соответствии со стандартными размерами материалов для обшивок согласно требованиям ГОСТ.

Расчет плит осуществляется по двум предельным состояниям:

1) по несущей способности (прочность, устойчивость сжатых обшивок,

прочность соединений);

2)по деформативности (прогиб).

Взависимости от типа панелей [3, 4] расчет имеет свои особенности. Поря-

док расчета (на примере клеефанерной плиты) следующий. 1. Определение геометрических характеристик панели.

Приводим исходное сечение плиты к двутавровому (в некоторых случаях к тавровому). Толщина стенки расчетного сечения будет равна сумме толщин продольных ребер панели.

При определении приведенных геометрических характеристик расчетную ширину фанерных полок bрасч принимают равной:

При l > 6а……………………………….. 0.9 b;

При l < 6а………………………………... 0.15 l b/а,

где l – пролет панели (длина), b – ширина панели, а – расстояние между по-

перечными ребрами.

При несимметричном сечении с разными значениями толщины и ширины верхней и нижней обшивок находим положение центра тяжести сечения (Ун):

Ун = FS , где ΣS – сумма статических моментов инерции стенки и поясов от-

носительно выбранной оси (например, ось, проходящая по нижней грани сечения),

S = Sф + Sдр ( Едр ) – приведенный статический момент инерции (характери-

Еф

стики древесины приводятся к характеристикам фанеры).

Относительно центра тяжести находим приведенный момент инерции сече-

ния : I = Iф + Iдр ( Едр ), где

Еф

Iф, Sф – момент инерции и статический момент инерции фанерных обшивок;

Iдр, Sдр момент инерции и статический момент инерции деревянных ребер ;

Рис. 2. Схема расчетного сечения плиты

Wпр=Iпр/Yн, где Wпр – приведенный момент сопротивления сечения.

2. Определение напряжений и проверка прочности элементов панели и их

соединений от расчетных нагрузок. Прочность растянутой обшивки:

		M		RФ.Р	kФ , где
		W Н	ПР

RФ.Р - расчетное сопротивление фанеры растяжению [1],

кф =1 при отсутствии стыков в фанере, кф =0,6 – при наличии стыков в строительной фанере, кф =0,8 – при наличии стыков в бакелизированной фанере.

WН	=I	/Y – приведенный момент сопротивления для нижней обшивки.
пр	пр н
Прочность сжатой обшивки:
		M			RФ.С ,
		W В ПР
				Ф
где RФ.С		- расчетное сопротивление фанеры сжатию [1],
WВ	=I	/Y – приведенный момент сопротивления для верхней обшивки.
пр	пр	В

RФ.СК

Ф		1		b	/		2
				0			при b0 / 50
				5000
Ф		1250					при b / 50 , где - толщина верхней обшивки,
			b	/	2
							0
		0

b0 - расстояние между ребрами в свету.

Клеевые швы между шпонами фанеры (в пределах ширины ребер) проверяют на скалывание:

			Q S ПР	R	, где
	Ш
			I ПР b	Ф.СК

Q – расчетная поперечная сила;

Sпр – приведенный статический момент инерции относительно центра тяжести сечения;

- расчетное сопротивление скалыванию клеевых швов между шпонами фане-

ры.

Верхнюю полку проверяют на местный изгиб от действия сосредоточенной силы Р=1∙1,2=1,2 кН как пластинку шириной 100 см, защемленную в местах при-

клейки к ребрам:

	М		6 P a		R	m		, где
							н
	W		8 100	2	Ф.и90

RФ.и 90 - расчетное сопротивление фанеры на изгиб поперек волокон; mн =1,2 – ко-

эффициент, учитывающий расчет на монтажную нагрузку.

3. Определение деформации (прогиба) панели от нормативных внешних нагрузок:

f	0	5 q	н	l 4
				≤ [f/l], где

384 m E I ПР

[f/l] - нормируемый предельный прогиб [1]); m=0,7.

В фанерных плитах с ребрами из фанерных профилей m=0,59; плиты с ребрами из балок с фанерной стенкой m=0,63.

4.4. Балки

Подразделяются на балки цельного сечения, клееные и составные на податли-

вых связях. По очертанию могут быть постоянного по высоте сечения, двускатные и гнутые. Размеры поперечного сечения заготовок принимаются в соответствии с рекомендуемым сортаментом пиломатериалов (ГОСТ 8486-86*).

В балках с нелинейно изменяющейся высотой расчетным является изгибаю-

щий момент, вызывающий максимальные напряжения в сечении, расположенном на расстоянии Х от опоры:

X l hОП ,

2 h

где hоп – высота балки на опоре, h – высота балки в коньке.

М	q X
		.
	2 (l X )

Дощатоклееные балки Изготавливают путем склеивания досок плашмя составами на основе резор-

циновых смол. При этом допускается сочетать древесину различных сортов, ис-

пользуя на 0,15 высоты сечения балки более высокий сорт. Толщина досок не должна превышать 33 мм. Доски перед склеиванием фрезеруют, поэтому при компоновке поперечного сечения балки необходимо учитывать припуски на механическую обработку по ГОСТ 7307-75*.

Несущая способность балки проверяется по формуле

WМ Rи mб , где

mв – коэффициент, зависящий от высоты балки [1]. Прочность на скалывание:

Q S

I b RСК , где

RСК - расчетное сопротивление скалыванию, b – ширина сечения.

Устойчивость плоской формы деформирования элемента прямоугольного се-

fпред

чения:

М

Rи ,

W М

140

b2

k

k

, где

М

l

0

h

Ф

ЖМ

l0 – расстояние между опорами элемента или закреплениями сжатой кромки, препятствующими смещению из плоскости изгиба;

kФ - коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов [1]; k ЖМ - коэффициент, учитывающий переменность высоты сечения [1].

Устойчивость плоской формы деформирования постоянного по длине элемента прямоугольного сечения при l0≥7bп:

		М	Rи , где
		W y

y - коэффициент продольного изгиба, определяемый по п. 6.3. [1], bп – ширина сжатого пояса.

Деформации (прогиб) балки от нормативных внешних нагрузок:

2			5 qн		l 4
f=(f0/k)[1+c(h/l )]≤ fпред, где	f0					,
			384		E I

- предельно допустимая величина прогиба [1];

k – коэффициент, учитывающий переменность высоты сечения элемента [1]; для элементов постоянного сечения k=1;

c – коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига на прогиб элемента [1].

Дощатоклееные армированные балки Армированные дощатоклееные балки применяют при необходимости

уменьшить размеры поперечного сечения и деформативность балки. Применяют одиночное (с расположением арматуры только в растянутой зоне) и двойное армирование (с расположением арматуры в растянутой и в сжатой зоне). Для армирования используют стержни класса А-Ш или волокнистый стекло-

пластик. Процент армирования (μ=Fb/Fa) не более 1-3 %.

Q S а ПР

Q S ПР

Расчет дощатоклееных балок осуществляется как для балок цельного сечения, но с учетом коэффициентов mБ , (таблица 7 [1]), mСЛ (таблица 8 [1]), mГН (таблица 9 [1]). Толщина клеевого шва при этом не учитывается из-за его малой величины. Для армированных балок в расчете учитывается полное приведенное к древесине сечение элемента.

Прочность балки проверяется по формуле:

М Rи mб mСЛ , где WПР – приведенный к древесине момент сопротив-

WПР

ления сечения.

Прочность клеевого шва в поперечном сечении на скалывание:

I ПР b RСК .

Прочность клеевого шва, соединяющего арматуру с древесиной:

I ПР hш RСК , где

Saпр= 14 n Fa h - приведенный статический момент инерции при симметрич-

ном армировании;

Saпр= n Fa hр - приведенный статический момент инерции при несимметрич-

ном армировании; hр=h/(2(1+μ∙n));

Fa – площадь сечения арматуры;

n=Ea/E – отношение модуля упругости арматуры и древесины;

μ=Fa/bh – процент армирования;

Σhш – расчетная поверхность сдвига арматуры, равная половине периметра клеевого шва, соединяющего арматуру с древесиной.

Устойчивость плоской формы деформирования:

М

Rи ,

W М

140

b2

k

k

,

М

l

0

h

Ф

ЖМ

где l0 – расстояние между опорами элемента или закреплениями сжатой кромки, препятствующими смещению из плоскости изгиба;

kФ - коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов [1]; k ЖМ - коэффициент, учитывающий переменность высоты сечения [1].

Устойчивость плоской формы деформирования постоянного по длине элемента прямоугольного сечения при l0≥7bп:

		М	Rи ,
		W y

где y - коэффициент продольного изгиба, определяемый по п. 6.3 [1]; bп – ширина сжатого пояса.

Деформации (прогиб) балки от нормативных внешних нагрузок: f=(f0/k)[1+c(h/l2)]≤ fпред,

		5 q		н	l 4
где f0							; fпред - предельно допустимая величина прогиба [1];
		384	E I
						ПР

k – коэффициент, учитывающий переменность высоты сечения элемента (таб. 2.3 [3]); для элементов постоянного сечения k=1; c – коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига на прогиб элемента [1].

Клеефанерные балки

Клеефанерные балки за счет сосредоточения основной площади поперечного сечения в поясах являются наименее материалоемкими. По типу сечений бывают коробчатыми и двутавровыми. Толщину фанерной стенки принимают не менее 8 мм. Устойчивость стенки обеспечивается либо устройством волнистой стенки, либо постановкой поперечных ребер с шагом (1/8 - 1/10)/l.

Пояса балок с плоской стенкой выполняют из клееных вертикально поставленных досок, расположенных по обе стороны от стенки. При коробчатом сечении допускается горизонтальное расположение слоев. При высоте пояса более 100 мм необходимо предусматривать пропилы высотой 5-10 мм. Пояса балок с волнистой стенкой выполняют, как правило, из цельных брусьев.

Расчет клеефанерных балок осуществляют по методу приведенного сечения

с учетом различных модулей упругости древесины и фанеры.

Ребристые клеефанерные балки рассчитывают с учетом совместной работы дощатых поясов и фанерных стенок.

Деформации деревянных балок определяют с учетом сдвига и податливости соединений по [1].

Клеефанерная балка с плоской стенкой Балки, составленные из двух материалов, рассчитывают по геометрическим

характеристикам, приведенным к тому материалу, проверка которого выполняется.

Приведенная площадь при приведении к древесине:

Fпр = Fдр + Fф ( ЕФ ) ,

Едр

где Fф, Fдр, Eф, Едр – площади сечения и модули упругости фанеры и древесины. Аналогично определяются Iпр, Sпр,Wпр - приведенный моментинерции, стати-

ческий момент инерции, момент сопротивления.

Для двускатных балок максимальные напряжения возникают в сечении, рас-

положенном на расстоянии Х от опоры:

X [ 1 ] l ,

где h1ОП ; h – высота балки на опоре; α – угол наклона верхнего пояса.

l tg	1ОП

Проверка растянутого нижнего пояса

М RР .

WПР

Проверка сжатого верхнего пояса

W М RС ,

ПР у

где y - коэффициент продольного изгиба (по п. 6.3. [1]);

Проверка прочности фанерной стенки на изгиб

Р.Ф М /WПР (EФ / Е ДР ) RР.Ф mф ,

RР , RС , R

где Р.Ф - расчетные сопротивления древесины растяжению, сжатию, рас-

четное сопротивление фанеры растяжению; mф 0,8 - коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления фанеры в стыке.

В месте совместного действия момента и поперечной силы (первый от опоры стык фанеры или под первой от опоры сосредоточенной нагрузкой) проверяется прочность стенки:

ст / 2 ( ст / 2)2 2 ст Rр.ф mф ,

где σст и τст – соответственно нормальные и касательные напряжения на стыке стенки и поясов; 2tgα =2 τст / σст.

Проверка местной устойчивости стенки в середине первой от опоры панели при hст/δф>50:

ст /[kи (100 / hст )2 ] ст /[k (100 / hрасч )2 ] 1,

где kи и k - коэффициенты по графикам [1]; hрасч – меньший размер панели стенки.

Проверка прочности клеевого шва:

	Ш			Q S ПР,ф	RФ.СК ,
			I	ПР,ф hш

где Σhш – общая длина клеевого шва.

Выполняется проверка устойчивости плоской формы деформирования (ана-

логично расчету дощатоклееных балок):

М

Rи ,

W

М

где

140

b2

k

k

.

М

l

0

h

Ф

ЖМ

Проверка условия деформативности:

f=(f0/k)[1+c(h/l2)]≤ fпред,

где f0

5 q

н

l

4

; fпред - предельно допустимая величина прогиба [1]; k – ко-

384 0,7E I ПР

эффициент, учитывающий переменность высоты сечения элемента [1]; для элементов постоянного сечения k=1; c – коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига на прогиб элемента [1]. Прогиб клееных элементов из фанеры с