Расчет рам

Расчет деревянных рам производится по правилам строительной механики с учетом требований СНБ 5.05.01-2000.

2. На устойчивость тонкой формы деформирования верхнего пояса исключает опасность выхода пояса из вертикальной плоскости до момента потери им несущей способности. Верхние пояса закрепляются от выхода из вертикальной плоскости скатными связями. Эти связи, как правило, располагаются близ верхних кромок конструкции.

Устойчивость тоской формы деформирования трехшарнирных рам, закрепленных по внешнему контуру, допускается проверять по формуле.

№28.Простейшие рамные и ригельно – подкосные системы.

Рамы классифицируются по нескольким признакам - По статической схеме рамы могут быть:

1) трехшарнирными (статически определимыми)

2) двухшарнирными жестко опертыми (такие рамы являются статически неопределимыми): 3) двухшарнирными шарнирно опертыми (тоже статически неопределимые): Преимущество следует отдать трехшарнирным системам (т.к. упрощается изготовление, транспортировка и монтаж, а также увеличивается надежность – уменьшается вероятность просадки опор).

- По конструктивному решению различают:

1) рамы построечного изготовления; 2) рамы заводского изготовления. Рамы построечного изготовления из досок и брусьев собирают непосредственно на строительной площадке. В этих рамах используются преимущественно податливые виды соединений: болты, гвозди, упоры. Ригель и стойки таких рам могут иметь сплошное сечение или выполняются в виде решетчатых систем. а)  б)  в) Рамы построечного изготовления: а) с подкосами в карнизном узле б) с опорными подкосами в) с решетчатыми стойками.

К рамам построечного изготовления относятся также рамы с перекрестной стенкой на гвоздях. Конструкция таких рам аналогична конструкции балки с перекрестной стенкой на гвоздях. Рамы построечного изготовления отличаются большим количеством узлов и требуют больших затрат труда и высококачественных материалов, поэтому наибольшее распространение получили рамы заводского изготовления или клееные рамы. В зависимости от технологии изготовления или используемых материалов клееные рамы можно разделить на три группы: 1) гнутоклееные (из склеенных по пласти досок); 2) дощатоклееные из прямолинейных элементов; 3) клеефанерные, имеющие дощатые пояса и стенки из водостойкой фанеры.

Эти рамы, как правило, имеют прямолинейные элементы ригеля и стойки.

В рамных конструкциях в отличии от балочных имеет место совместная работа ригеля со стойками, что значительно снижает изгибающие моменты в ригеле. Это дает возможнось выполнять рамные конструкции больших пролетов, а при воздействии горизонтальных ветровых нагрузок обеспечивает их достаточную устойчивость и при шарнирном опирании стоек на фундаменты. Однако в деревянных рамных конструкциях достаточно жесткое соединение ригеля со стойками неосуществимо из-за податливости связей (исключение – рамы с цельноклееными узлами).

№30. Треугольные фермы на лобовых врубках. Конструкция применение и расчет.

Несмотря на то, что треугольные фермы на лобовых врубках явля­ются одним из старых типов деревянных конструкций построечного изго­товления, тем не менее они до сих пор находят применение в строительстве.

Для того чтобы обеспечить работу раскосов только на сжатие, в треугольных фермах на лобовых врубках принимают раскосную решетку с нисходящими раскосами.

Верхний и нижний пояса, а также сжатые раскосы треугольных ферм на лобовых врубках обычно выполняются из брусьев или из бревен, а растянутые стойки - из круглой стали.

П ояса и раскосы брусчатых ферм на лобовых врубках выполняют из брусьев одной и той же ширины поперечного сечения, а высоту сечения элементов определяют со­ответствующим расчетом.

Опорные узлы современных треугольных ферм на лобовых врубках осуществляют лобовым упором на металлических натяжных хомутах или тяжах, передающих усилие от вкладыша, в который упирается верхний по­яс, на накладки, соединенные с нижним поясом нагелями из круглой стали и болтов. Подобное решение полностью исключает работу на сдвиг со ска­лыванием древесины нижнего пояса в опорном узле фермы. В современных треугольных фермах нагрузку от чердачного перекрытия прикладывают только к узлам нижнего пояса, а не распределяют по его панелям, как это де­лалось прежде. Если при этом нижние пояса выполняют не из древесины, а из профильной стали, то надежность ферм существенно повышается.

Раскосы ферм обычно соединяют с поясами на лобовых врубках од­ним зубом и дополнительно крепят болтами или скобами. Исключение со­ставляет средний узел нижнего пояса ферм, где сходятся два раскоса. Дан­ные раскосы либо вводят в промежуток между парными накладками растя­нутого стыка нижнего пояса и крепят к ним болтами, либо упирают в спе­циально предназначенную для этой цели бобышку со скошенными торцами.

Для того чтобы снизить напряжения в ослабленных врубками сече­ниях поясов ферм из брусьев, центрирование в опорных промежутках про­изводят по центру ослабленного сечения пояса.

Узлы ферм из бревен центрируют по осям поясов, так как ослабле­ние бревна врубкой приводит лишь к незначительному смещению оси ос­лабленного сечения по отношению к оси бревна.

Опорный узел в форме лобового упора рассчитывают следующим образом:

1. по усилию в крайней панели нижнего пояса подбирают сечение хо­мутов или тяжей из круглой стали и определяют требуемое число болтов и нагелей для крепления накладок к нижнему поясу;

2. рассчитывают на поперечный изгиб стальной сварной башмак, в который упирается деревянный вкладыш, а также траверсы из уголков, пе­редающие усилия с тяжей на накладки опорного узла;

3. рассчитывают на сжатие и смятие соответствующие поверхности деревянных элементов, т.е. вкладыша и накладок.

Треугольные фермы применяют для кровель с крутым уклоном — от 1:2 до 1:4 (асбестоцементные плиты, кровельная сталь, черепица).

№31. Треугольные фермы типа ЦНИИСК, конструирование, применение, расчет.

Треугольные фермы системы ЦНИИСК применяют для кровель из материалов, требующих значительного уклона. Отношение высот фермы в коньке к пролету принимают не менее:

-для цельнодеревянных ферм: 1/5

-для ферм с металлическим нижним поясом: 1/6

-для ферм с металлическим нижним и клееным верхним поясом: 1/7

Уклон верхнего пояса и кровли колеблется от 1:2,5 до 1:4.

Верхний пояс может быть выполнен из клееных блоков или из брусьев. Нижний пояс рекомендуется делать металлическим из профильной стали. Решетка должна состоять из минимального числа элементов. С этой целью рекомендуют четырехпанельные (по верхнему поясу) фермы с двумя сжатыми раскосами и соответственно с одной растянутой или двумя сжатыми стойками. Растянутые стойки обычно выполняют из круглой стали.

Примыкание сжатых раскосов к верхним поясам может быть выполнено путем упора в специальные металлические башмаки, непосредственно в верхние пояса с соответствующей их подрезкой или на узловых болтах с металлическим вкладышем.

Особенностью треугольных ферм является то, что при загружении временной нагрузкой половины пролета решетка на незагруженной стороне не работает. Поэтому расчетные усилия получаются при снеговой нагрузке на всем пролете. Односторонней загружение используют только при расчете среднего узла нижнего пояса.

Верхний пояс. Панели верхнего пояса рассчитываются как сжато-изгибаемые стержни (как в курсовом). ,

где – изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок,

– изгибающий момент в расчетном сечении с учетом дополнительного момента от продольной силы,

где –горизонтальная проекция панели;

– расчетная вертикальная равномерно распределенная нагрузка;

– коэффициент учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента,

Нормальную силу в верхнем поясе прикладывают с эксцентриситетом e, в целях снижения в нем расчетного изгибающего момента от поперечной нагрузки.

Если верхний пояс разрезной, то расчетный момент в панели:

M=M₀-Ne, где M₀ – момент простой балки от данной нагрузки в середине пролета панели; Ne – момент от нормальной силы, приложенной с эксцентриситетом.

Если верхний пояс неразрезной, то расчет производят в двух предположениях:

а) средняя опора не имеет просадки и верхний пояс работает как двухпролетная неразрезная балка;

Момент на средней опоре при равномерно распределенной нагрузке:

где l – проекция длины панели.

Нормальная сила Nприложена на крайней опоре с эксцентриситетом e, тогда ; Момент на средней опоре: ;

Расчетным обычно является момент на средней опоре:

Проверка сечения:

б) средняя опора просела на такую величину, что момент на ней стал равен нулю и, следовательно, верхний пояс работает как разрезная балка с пролетом, равным длине панели.

Момент посередине длины панели от поперечной нагрузки при равномерно распределенной нагрузке: , где l – проекция длины панели

Момент от эксцентричного приложения силы:

Расчетный момент:

Проверку сечения производят так же, как в предыдущем случае, причем гибкость определяют по полной длине панели.

Нижний пояс. Металлический нижний пояс рассчитывают на растяжение с учетом ослаблений в узлах и стыках. Местная поперечная нагрузка, например, от подвесного потолка, недопустима.

Условие прочности при растяжении: .

Решетка.Сжатые элементы решетки рассчитывают на продольный изгиб, растянутые проверяют на растяжение с учетом имеющихся ослаблений.

на устойчивость: , (6)

где R_с– расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;

– коэффициент продольного изгиба, определяемый согласно п. 4.3;

F_нт– площадь нетто поперечного сечения элемента;

F_рас– расчетная площадь поперечного сечения элемента, принимаемая равной:

при отсутствии ослаблений или ослаблениях в опасных сечениях, не выходящих на кромки (рис. 1, а), если площадь ослаблений не превышает 25% Е_бр, Е_расч= F_бр, где F_бр– площадь сечения брутто; при ослаблениях, не выходящих на кромки, если площадь ослабления превышает 25% F_бр, F_рас= 4/3 F_нт; при симметричных ослаблениях, выходящих на кромки (рис. 1, б), F_рас= F_нт.

Узлы фермы. В клееной ферме с разрезным верхним поясом и металлическими узловыми вкладышами конструкция узлов аналогична конструкции в сегментных фермах (см. курсач).

В клееной ферме с упором раскосов в верхний пояс необходимо проверить смятие древесины в опорном и коньковом узлах, а также в месте упора раскоса в верхний пояс. Во всех случаях расчетное сопротивление смятию берут с учетом угла между сжимающей силой и направлением волокон сминаемого элемента.

Расчетная несущая способность соединений, работающих на смятие и скалывание:

а) из условия смятия древесины

Т = R_смF_см; (52)

б) из условия скалывания древесины

, (53)

где F_см– расчетная площадь смятия;

F_ск– расчетная площадь скалывания;

R_см– расчетное сопротивление древесины смятию под углом к направлению волокон;

– расчетное среднее по площадке скалывания сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон, определяемое п. 5.3. (см. СНиП II-25-80)

В брусчатой ферме, кроме того, требуется рассчитать присоединение к верхнему поясу металлического башмака, в который упирается раскос. Нагели (или гвозди), соединяющие башмак с верхним поясом, рассчитывают на усилие, стремящееся сдвинуть башмак вдоль пояса. Таким усилием является разность усилий в опорной и коньковой панелях верхнего пояса. Нагели или гвозди работают по схеме односрезного соединения.

Проверка болта/гвоздя/нагеля на срез. Усилие, которое может быть воспринято:

где – расчетное сопротивление стали болта/гвоздя срезу;

– коэффициент условий работы соединения,

– коэффициент условий работы;

– площадь среза болта,

– число расчетных срезов болта.

Р асчет нагелей и гвоздей см. в СниПII-25-80 п. 5.13, таблица 17 и далее.

Детали узлов фермы с упором раскосов металлические башмаки и со складывающимся при перевозке нижним поясом.

Ферма с упором раскосов в уступ верхнего пояса

Ферма с раскосами на узловых болтах

№32 Трапециевидная ферма.

В соответствии со своим общим очертанием трапециевидные метало-деревянные фермы имеют небольшой уклон (1/10 - 1/12) верхнего пояса и предназначены для рулонных кровель. Фермы, как правило, двускатные, пролетом 18-24 м. Практически одинаковое расстояние между сжатым И растянутым поясами обеспечивает более равномерное значение усилий И панелях между узлами обоих поясов, за исключением приопорных панелей, что упрощает конструирование узлов, поскольку крепление узловых элементов рассчитывается на разницу усилий в смежных панелях. Высота фермы назначается из условия требуемых усилий в поясах и деформативности конструкции.

Решетка обычная, треугольная со стойками проектируется в двух вариантах: либо со сжатыми восходящими, либо растянутыми нисходящими опорными раскосами (рис. 9.15.). В этих фермах приопорные элементы ре­шетки имеют значительные усилия, вследствие чего, узлы приопорных стержней не унифицируются с другими узлами решетки. Восходящие приопорные раскосы проектируются деревянными, а нисходящие - из стали. При проектировании ферм схема решетки принимается на стадии расчета, исходя из усилий и возможности простого и надежного решения узлов приопорных раскосов и унификации остальных элементов решетки и их узлов.

Верхний пояс от опоры до конькового узла принимается либо из клееной древесины, либо из составных по высоте брусьев на нагельных пластинах (предложение Ю.В. Пискунова). При использовании брусьев в качестве верхнего пояса рекомендуется схема решетки с восходящим сжатым приопорным раскосом, т.к. при этом просто решаются узлы этого раскоса.

Двухветвевой нижний пояс выполняется из стальных стержней уголкового профиля, разнесенных на ширину верхнего пояса и элементов решет­ки. Уголки соединены между собой между узлами на планках. Крепление элементов решетки к нижнему поясу аналогично как у многоугольных и сегментных ферм. Возможно решение с помощью косынок, приваривае­мых к нижнему поясу, к которым на болтах крепятся деревянные раскосы

Модификацией трапециевидных ферм является ферма с параллельными поясами под кровлю с малым уклоном. Ферма состоит из двух полуферм с параллельными поясами, объединенных между собой в середине пролета затяжкой. Отказ от слабонагруженных опорных стоек и приопорной панели нижнего пояса снижает материалоемкость конструкции. Опорная реакции в этом случае передается на верхний пояс, а нисходящий растянутый расти¹ является продолжением нижнего пояса (рис. 9.15.).

Для уменьшения расчетных изгибающих моментов в верхнем поясе нормальная сила в нем приложена с эксцентриситетом, дающим момент обратного знака по отношению к моменту от поперечной нагрузки

а) с восходящим опорным раскосом; б) с нисходящим раскосом; в) модификация трапециевидной фермы

Расчет ферм.

Порядок расчета ферм такой же, как и порядок расчета плоских несущих деревянных конструкций:

1.статический расчет;

2.подбор сечения элементов фермы;

3.расчет узлов.

Расчету ферм предшествует сбор нагрузок. Нагрузки, действующие на ферму, складываются из постоянных (от собственной массы фермы и ограждающих конструкций покрытия) и временной (чаще всего только от снега).

Статический расчет фермы сводится к определению усилий от внешних нагрузок в элементах фермы. Для всех стержней определяется значение продольной силы N, а для верхнего пояса еще и изгибающий момент M.

Определение усилий в стержнях можно производить графически или аналитически. При этом в схемах сегментных ферм криволинейные оси панелей верхнего пояса на участках между соседними узлами заменяют хордами, стягивающими эти дуги.

Усилия определяют отдельно:

1) для случая загружения снеговой равномерно распределенной нагрузкой на половине пролета;

2) для случая загружения снеговой нагрузкой на всем пролете;

3) для случая загружения постоянной нагрузкой (собственный вес фермы и вес ограждающих конструкций покрытия) на всем пролете фермы.

Целесообразно сначала определить усилие от единичной нагрузки, а затем, умножив на величины фактических нагрузок, получить истинное значения усилий в стержнях.

При вычислении усилий в средних раскосах учитывают два случая: когда раскос сжат и когда растянут.

Расчетные усилия в стержнях определяются при следующих двух комбинациях нагрузок:

1) Равномерно распределенная постоянная нагрузка на всем пролете, временная (снег) - на половине пролета фермы.

2) Равномерно распределенная постоянная и временная нагрузки на всем пролете фермы.

Подбор сечений элементов фермы.

Ширина сечения элементов фермы определяется по предельному значению гибкости. Для элементов ферм установлены следующие предельные значения гибкостей (λ_пр):

- для верхнего пояса λ_пр=120 ;

- для элементов решетки λ_пр=150 ;

- для нижнего пояса из стали λ_пр=400.

Ширину сечения верхнего пояса и элементов решетки целесообразно назначать по значению радиуса инерции.

, где l – расчетная длина стержня фермы

Высоту сечения верхнего пояса определяют, пользуясь приближенной формулой для момента сопротивления:

Момент сопротивления с другой стороны равен:

Отсюда по известным b и W находят h.

После подбора сечений элементов фермы, выполняют проверку их прочности.

Сжатые элементы ферм проверяют на устойчивость по формуле:

φ – коэффициент продольного изгиба, принимаемый по СНиП;

R_С – расчетное сопротивление древесины сжатию.

Растянутые деревянные элементы проверяют на прочность по формуле:

стальные по формуле:

где m – коэффициент условия работы (если пояс состоит из двух элементов, то m=0,85).

В случае, когда верхний пояс нагружен межузловой нагрузкой, его проверяют, как сжато – изогнутый элемент на прочность по формуле:

Изгибающий момент M, вызванный наличием межузловой равномерно распределенной нагрузки, определяется по балочным формулам:

Суммарный изгибающий момент в середине пролета l, в этом случае вычисляется по формуле

M = M_q - M_n, где M_n = N · e.

Продольная сила, направленная по хорде дуги создает разгружающий изгибающий момент

M_n = N · f_0.

Значение f₀ можно вычислить по формуле:

l₀ - длина хорды;

r₀ – радиус дуги, по которой очерчен верхний пояс.

Для неразрезного верхнего пояса изгибающие моменты в крайней от опоры панели будут равны:

- в середине пролета

- на опоре

Прогибы ферм при соблюдении требований по отношению стрелы подъема и длины пролета (f\l) не проверяют, так как эти соотношения обеспечивают требуемую жесткость ферм.

Для предотвращения нежелательных последствий, вызванных перемещениями узлов и прогибов нижнего пояса, возникающих все же в процессе эксплуатации, фермы проектируют со строительным подъемом ( ). При вычислении усилий строительный подъем не принимают во внимание.

№33. Сегментные клеёные фермы, конструирование, применение, расчет.

В ерхний пояс клееных сегментных ферм очерчен по дуге окружно­сти и разбит на панели крупных размеров. В современном строительстве применяют главным образом металлодеревянные сегментные фермы с кле­еным верхним поясом и с прямолинейным нижним поясом из профильной или круглой стали (рис. 6.8.). Пролеты клееных ферм рекомендуется прини­мать до 36 м. Сегментные фермы можно изготовлять и значительно боль­ших пролетов, а при обеспечении надлежащего контроля за качеством, ни­жние пояса выполнять клееными, причем очертание нижних поясов может быть не только прямолинейным, но и криволинейным (рис. 6.9.).

Для сегментных ферм с прямолинейным нижним поясом отноше­ние высоты ферм к пролету принимать не менее 1/6 в случае прямолиней­ного клееного и не менее 1/7 в случае металлического нижнего пояса.

В конструктивном отношении верхний пояс представляет собой па­кет, склеенный из досок плашмя, имеющий прямоугольное сечение шири­ной b и высотой h. Верхним поясам сегментных ферм следует придавать строительный подъем, равный 1/200 пролета.

Элементы решетки сегментных ферм изготавливают либо из брусь­ев, либо из клееной древесины.

Чем меньше элементов сходится в узле и чем меньше усилия в этих элементах, тем проще конструкция узлов. В этом отношении сегментные фермы являются выгодной конструкцией, так как в ней применяется треу­гольная решетка и в ней сходится не более двух элементов, которые центри­руют в этих узлах.

Конструкция узлов верхнего пояса различна при разрезном и нераз­резном поясе (рис. 6.10.). В обоих случаях к концам раскосов прикрепляют на болтах металлические пластинки-наконечники, имеющие в свободном конце отверстие для узлового болта.

И з рассмотренных вариантов промежуточных узлов нижнего пояса предпочтителен вариант с применением узловой шпильки, в котором наи­лучшим образом создается шарнирность в узле, а также обеспечивается удобство сборки. Тем не менее, в расчете необходимо учесть эксцентричное решение узла.

При определении расчетных усилий в элементах сегментных ферм рассматривают соответствующие сочетания приложения постоянных и вре­менных нагрузок (рис. 6.11.).

Традиционный расчет клееных сегментных ферм с разрезным верх­ним поясом начинают с определения продольных усилий в элементах ферм от узловой расчетной нагрузки..

Верхний пояс. Вследствие криволинейности верхнего пояса и рас­положения нагрузки между узлами он работает как сжато-изгибаемый стер­жень. Принятое сечение проверяют по формуле: σ_С = N/Fрасч + Мд/Wрасч ≤ R_c,

г де Мд =M/ξ- изгибающий момент в стержне, определенный из расчета по деформированной схеме.

Расчетный момент М в панели верхнего пояса вычисляют как сум­му моментов от поперечной нагрузки Мо и момента M_N от продольной си­лы N, возникающего за счет выгиба панели. М = М₀- M_N.

В случае разрезного верхнего пояса, загруженного равномерно рас­пределенной нагрузкой (рис. 6.12.).

Mq = (ql²/8) – Nf, где l - проекция длины панели l₀, f- стрела выгиба панели, приближенно определяемая по формуле f= l₀² /8R; где R - радиус кривизны верхнего пояса.

Нижний пояс и решетка. Металлический нижний пояс проверяют на растяжение по площади нетто, т.е. с учетом ослаблений от отверстий для узловых болтов. Сжатые раскосы рассчитывают на продольный изгиб с расчетной длиной, равной длине раскоса между центрами узлов фермы; растянутые - на растяжение с уче­том имеющихся ослаблений.

Металлические пластинки-наконечники рассчитывают на продоль­ный изгиб. Их расчетную длину принимают равной расстоянию от узлово­го болта до ближайшего болта в пластине.

Узловой болт, на который надевают пластинки-наконечники рас­косов, рассчитывают на восприятие силы R, равной равнодействующей усилий сходящихся в узле

№34.Многоугольные фермы из бруса.

Многоугольные брусчатые фермы относятся к металлодеревянным сборным конструкциям заводского изготовления. В этих фермах верхний пояс представляет собой многоугольник, вписанный в окружность или описанный около нее. Отношение высоты фермы к пролету принимают таким же, как в сегментных фермах, т.е. от 1/6 до 1/7. Нижний пояс делают, как правило, металлическим из профильной стали. Решетку принимают треугольной со стойками.

Как видно, брус верхнего пояса перекрывает две панели и является двухпролетной неразрезной балкой, за исключением опорных панелей, имеющих вдвое меньшую длину.

Решение узлов в многоугольных фермах во многом аналогично решению узлов в сегментных клееных фермах. Раскосы и стойки решетки имеют по концам металлические пластинки - наконечники, прикрепленные болтами к деревянному элементу и выполненные из полосовой стали, за исключением верхнего наконечника стойки, который делают из уголка. В целях унификации пластинки-наконечники для всех раскосов и низа стойки имеют одну и ту же длину и одинаковую разбивку отверстий для болтов. Наконечники-уголки для верха стойки также все одинаковы.

В узлы верхнего пояса, там, где находится его стык, закладывают металлические вкладыши. В центре проходит узловой болт, на который при сборке надевают пластинки-наконечники. Вкладыш имеет клиновидную форму в соответствии с переломом верхнего пояса в месте узла. Стойки к верхнему поясу (стойки сжаты) присоединяют также с помощью пластинок, но так как пояс в этом месте не имеет стыка, то узловые пластинки-наконечники надевают на болт, вставленный в проушины пластинки, которая передает усилия от стойки на верхний пояс. Пластинку-наконечник заранее скрепляют с брусом верхнего пояса расчетным количеством гвоздей или болтов. Стыки верхнего пояса перекрывают деревянными накладками на болтах.

Узлы прикрепления элементов решетки к нижнему поясу выполняют с небольшим эксцентриситетом, благодаря чему существенно упрощается решение узлов. Возможность внецентренного решения узлов объясняется возникновением в элементах решетки многоугольных ферм относительно небольших расчетных продольных усилий, передаваемых на нижний пояс через болт. Стык нижнего пояса выполняют в любом удобном месте. Он перекрывается или уголками, или пластинками из полосовой стали. Опорный узел может быть решен так же, как в сегментных фермах. Многоугольные фермы близки по очертанию сегментным, и расчетные продольные усилия в раскосах и стойках получаются небольшими при загружении снеговой нагрузкой всего пролета.

Верхний пояс в многоугольных фермах выполняют из брусьев,
длина которых вдвое превышает длину панели. Таким образом, брус верхнего пояса представляет собой двухпролетную балку со средней опорой на стойке решетки. Если нагрузка приложена не только в узлах, но и между ними (обычный случай), то на средней опоре возникает изгибающий момент, значение которого зависит от осадки опоры, т.е. от просадки бруса верхнего пояса на стойке. Значение этой просадки в общем случае неизвестно - оно
зависит от точности сборки фермы, качества древесины и пр. Поэтому в расчете рассматривают два крайних случая: 1) средняя опора не имеет просадки, и брус верхнего пояса представляет собой двухпролетную неразрезную балку; 2) средняя опора имеет такую просадку, что изгибающий момент на средней опоре равен нулю, и брус верхнего пояса представляет собой, следовательно, разрезную балку с пролетом, равным длине панели.

Для уменьшения расчетных изгибающих моментов от межузловой
нагрузки в верхнем поясе искусственно создают изгибающий момент обратного знака, для чего в промежуточных узлах верхнего пояса фермы применяют внецентренное стыкование брусьев, осуществляя упор только нижних частей поперечного сечения брусьев. Тот же прием применяют и в опорных узлах. С учетом сказанного верхний пояс, являющийся в любом варианте сжато-изгибаемым стержнем, рассчитывают следующим образом:

1.Расчет ведут как для двухпролетной неразрезной балки.

Момент на средней опоре при равномерно распределенной нагрузке (см. рис. 6.7 а).

,

Где l - проекция длины панели.

Нормальная сила N приложена на крайней опоре с эксцентриситетом е , тогда

M_N = N*e.

Момент на средней опоре:

M_N = 0.5*N*e

Так как эпюра моментов проходит через фокусную точку, находящуюся на расстоянии 1/3/ от средней опоры.

2.Расчетный момент на средней опоре (см. рис. 6.9.,а)


= + =

Внецентренное приложение силы N уменьшило расчетный момент.
Положительный момент в половине длины панели:

=

4.Расчетным моментом обычно является момент на средней опоре. Проверка сечения:

σ_c= при ,

Коэффициент ξ определяют при гибкости верхнего пояса, подсчитанной по полной длине панели, что идет в запас прочности, таккакпринеразрезномверхнемпоясевозможноопределениегибкостиподлинемежду
нулевымиточкамиэпюрымоментов.

2. Рассчитывают как разрезную балку с пролетом, равным длине
панели (см. рис. 6.76). Момент по середине длины панели от поперечной нагрузки при равномерно распределенной нагрузке:

,

где / - проекция длины панели.

Момент от эксцентричного приложения нормальной силы:

M_N = N*e.

Расчетный момент

= -

Проверку сечения производят так же, как в предыдущем случае,
причем гибкость определяют по полной длине панели.

Нижний пояс.

Металлический нижний пояс рассчитывают на растяжение с учетом ослаблений в узлах и стыках. Местная поперечная нагрузка, например, от подвесного потолка, недопустима.

Условие прочности при растяжении: .

Решетка.

Сжатые элементы решетки рассчитывают на продольный изгиб, растянутые проверяют на растяжение с учетом имеющихся ослаблений.

на устойчивость: , (6)

где R_с– расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;

– коэффициент продольного изгиба, определяемый согласно п. 4.3;

F_нт– площадь нетто поперечного сечения элемента;

F_рас– расчетная площадь поперечного сечения элемента, принимаемая равной:

при отсутствии ослаблений или ослаблениях в опасных сечениях, не выходящих на кромки, если площадь ослаблений не превышает 25% Е_бр, Е_расч= F_бр, где F_бр– площадь сечения брутто;

при ослаблениях, не выходящих на кромки, если площадь ослабления превышает 25% F_бр, F_рас= 4/3 F_нт; при симметричных ослаблениях, выходящих на кромки, F_рас= F_нт.

№35. Клеефанерные балки (к.б.) с плоской стенкой, конструирование, применение, расчет.

К.б. состоят из фанерных стенок и дощатых поясов. Могут быть постоянной высоты, двускатными, с криволин. верхним поясом (рис. а, б, в). Попересное сечение двутавровое или коробчатое. Фанерная стенка работает на сдвигающее усилие и на нормальные напряж. Целесообразно располагать фанеру так, чтоб волокна ее наружных шпонов были направлены вдоль оси балки. + Стенка работает на изгиб в направлении наибольшей прочности и жесткости ее сечения и позволяет стыковать фанеру на ус. (рис д). Пояса к.б. по плоскостям склеивания со стенками должны иметь прорези, чтоб длина клеевых швов была не больше 10 см для исключения перенапряжений в шве из-за деформаций связанных с колебанием влажности. (рис). Доски поясов соед зубчатым шипом.

К.б. используются для пролетов до 18м. высота = 1/8-1/10 пролета. Толщина стенки не менее 8 мм. Верхние сжатые пояса и ребра жесткости к. б. из досок 2-го сорта, нижние раст-е пояса – из 1-го сорта. Ребра жесткости для того чтоб исключить потерю устойчивости стенки.

Р асчет. К.б. рассчитывают с учетом различных модулей упругости древесины поясов и фанерной стенки по приведенным геометрич. хар-кам (формулы см.рис). Приведение выполняется к материалу, в котором находятся напряжения. (F_д, J_д,S_д-площадь, момент инерции и статический момент поясов из древесины; F_ф, _Jф,S_ф- то же стенки из фанеры; Е_д, Е_ф - модуль упругости древесины и фанеры).

Расчет на нормальные напряжения:

, где W-приведенный момент сопротивления; R_р,R_с-расчетное сопротивление древесины раст. и сжатию. φ – коэф. продольного изгиба.

Прочность стенки на действие главных растягивающих напряжений определяют:

, где R_ф- расчетное сопротивление фанеры растяжению под углом α; σст- норм. напряжение в стенке от изгиба на уровне внутр. кромки поясов; Τ- касс.напряжение там же; α-угол, кот. опред. от:

Высоту балки на опоре определяют из расчета на раст. усилия:

Q-поперечная сила;S,J-привед.статическиймомент и момент инерции; Σ – суммарная толщина фанерных стенок, Rф-расчетн. сопротив. фанеры срезу.

Устойчивость фанерной стенки при h_ст/δ >50:

, где k_u,k_t – коэф. опред. по СНиП; hст-высота стенки между внутр.гранями полок; hрасч-расчетная высота стенки (при расстоянии между ребрами а >h_ст) = h_ст, (при а<h_ст) = а; δ-толщина стенки.

Прогиб к.б. с учетом влияния сдвигающих усилий:

, где f₀-прогиб балки пост. Сечения без учета сдвига; h-наибольшая высота сечения; l- пролет балки; k – коэф. влияния переменности высоты сечения = 1 для балок пост. Сечения; c – коэф влияния деформаций сдвига от поперечной силы. Коэф. определяются по СНиП II-25-80. Значение прогиба сравнивается с предельным [f], указанным в СНиП.

№36. Пространственное крепление деревянных конструкций.

Ветровое давление, передающееся на деревянную торцовую стену каркасной конструкции небольшой высоты, распределяется между фундаментом и верхним покрытием с помощью работающих на изгиб вертикальных стоек каркаса. Конструкция покрытия в этом случае должна передавать ветровое давление через верхнюю обвязку продольным стенам, которые, в свою очередь, должны иметь в своей плоскости связи, рассчитанные на передачу этих усилий фундаментам. При устройстве в качестве основы под рубероидную кровлю щитового перекрестного настила покрытие превращается в неизменяемую и жесткую диафрагму. В этом случае
расчет сводится к проверке прочности:

а)прикрепления верхних концов стоек каркасной стены к прогонам на передачу ветрового давления;

б)гвоздевой пришивки прогонов к щитовому настилу, скрепленному диагональными элементами;

в)соединения гвоздями обоих щитовых настилов для перекрытия их стыков, расположенных вразбежку;

г)прикрепления настила, связанного с диагональными элементами, к верхней обвязке каркасных деревянных стен.

Указанное решение покрытия обеспечивает хорошее закрепление плоских деревянных конструкций в проектном положении.

Жесткость покрытий с одинарным настилом или с обрешеткой без диагональных элементов недостаточна для восприятия ветровой нагрузки и закрепления плоскостных деревянных конструкций в проектном положении. В этом случае при наличии деревянных каркасных стен необходимо устройство в плоскости верхних поясов несущих конструкций горизонтальных связей, располагаемых в торцовых частях здания и по его длине на расстоянии не более 20 м (рис. 7.6).

Для покрытия, выполненного из разрезных кровельных панелей, жестких и неизменяемых в своей плоскости, требуется установка монтажных связей, которые прикрепляют непосредственно к основной несущей
конструкции (рис. 7.6, б).

Горизонтальные связи, воспринимающие ветровую нагрузку, образуют в плоскости верхних поясов двух соседних несущих конструкций решетчатую ферму, которая передает действующие в ее плоскости усилия на продольные стены. При жестких торцовых стенах, воспринимающих ветровую нагрузку, и небольшой длине здания (до 20 м) устойчивость плоских деревянных конструкций может быть создана прогонами кровли, надежно
скрепленными с верхним поясом фермы и заанкеренными своими концами в торцовые каменные стены (рис. 7.7). При этом стыки разрезных или консольно-балочных прогонов должны быть перекрыты накладками на гвоздях.

В средней части зданий большой протяженности, кроме того, устраивают горизонтальные связи (см. рис.7.6) на расстоянии около 20 м от торцовой стены и одни от других.

На рис. 7.8 показана пространственная схема здания с покрытием по пятиугольным фермам; в торце здания сделан проем для ворот. Ветровую нагрузку, приходящуюся на площадь Fb воспринимают нижние опорные устройства раздвижных ворот. Давление на площадь F3 передается через прогоны бесчердачному покрытию, а давление на площадь F2 воспринимается специальной горизонтальной надворотной фермой, подвешенной к основным фермам на уровне затяжек и передающей ветровую нагрузку продольным стенам здания.

Кровельное покрытие, воспринимающее давление ветра с площади F₃, не примыкает непосредственно к настенному брусу. Для передачи этого ветрового давления на настенный брус в панелях фонаря должны быть предусмотрены связи. Для большей светопрозрачности фонаря такие связи часто выполняют перекрестными из круглой стали (рис. 7.9).

№37. Клеефанерные балки (КФБ) с волнистой стенкой, конструирование, применение, расчет.

Клеефанерные балки с волнистой стенкой – это балки заводского изготовления, состоящие из параллельных поясов, выполн.из клееной или неклееной древесины, и волнистой фанерной стенки. В некот.случаях балки изгот-ют с двумя волнистыми стенками. При изготовлении кромки согнутых листов фанеры на установках непрерывного действия или на стендах вклеивают в вырезанные по синусоиде в поясах пазы трапециевидного сечения. Глубину паза h_шпринимают не менее 2,5δ, где δ-толщина фанерной стенки, а ширина паза равна толщине δ. Наклон сторон трапециевидного сечения составляет 1:10.

Фанерную стенку до изготовления балки склеивают “на ус” в ленту требуемой длины. Минимальная толщина фанерной стенки балки сост-ет 6мм. Волокна наруж.шпонов фанерной стенки обыно направлены вдоль продольной оси балки. Продольные кромки фанерной стенки калибруют фрезами, при этом их сечению придают трапециевидную форму, соотв-щую размерам пазов в поясах. Стенку склеивают с поясами на спец.станке. Для склеивания исп-ют клеи на основе синтетич.смол. Волнистые фанерные стенки балок обладают уст-тью и не требуют усилия ребрами жесткости. Ребрами жесткости усиливают только опорные сечения балок.

Коэф-т собств.веса k_св КФБ с волн стенкой =3-5. Рекомендуется отношение h/lпринимать 1/10-1/15. Ширину поясов балки bприним.в пределах 2-2,85 их высоты h_п. Высоту волны h_вреком принимать не менее 1/3 ширины пояса b, т.е.h_в≥1/3b. Отношение высоты волны к ее длине 1/12-1/18. По длине балки размещают целое число полуволн.

Расчет балок с волнистой стенкой:

Балку с волнистой стенкой следует рассчитывать как составную на податливых связях. Роль податливых связей здесь играет волнистая стенка. Коэф-т податливости В=(π²*Sn*Eдр)/(k₀*l²*δ_ф*G_ф){1}. Sn-статич.момент пояса отн-но оси балки, Е_др- модуль упругости древесины пояса, G_ф- модуль сдвига фанеры, δ-толщина фанеры, l-пролет балки. Если обозначить длину дуги волны по кривой S_в, длину волны l_в, высоту волны в осях h, центр.угол, образующий четвертую часть волны – α, то k0=Sв/lв. Вычисляя, получим: для синусоидального гофра k₀=1+2,5(h/l_в)^2. Для гофра типа сопряженных равных дуг окружности k₀=(π*R*α0) / (45*l_в). Т.к.значениеk₀ близко к единице, то в ф-ле{1} его можно прин.=1. Момент инерции балки как цельного элемента опр-ем без учета работы стенки J= (b_n*h_n/2) * (h²_n/3+ H₀²)

Коэф-ты, учит.податливость волнистой фанерной стенки: 1) коэф-т,уменьшающий несущую спос-ть балки k_w= 1/ (1+(hn/H)*B); 2) К-т, уменьш.жесткость балки: kj=1/1+B.

Напряжение в растянутом поясе σ=M/ kw*W0≤Rp, напряжение в сжатом поясе: σ=M/ kw*W0*ψ≤Rс, ψ-коэф-т продольного изгиба для верхнего пояса из плоскости, W0=2*J/ H0. Проверку балки по наибольшим сдвигающим напряжениям производят,как правило, в опорном сечении. При этом опр-ют сдвигающие напряжения в соединении стенки с полками. bfcxрасч=2а, Q-поперечная сила в сечении, Sn-статич.момент полки отн-но нейтральной оси балки, J-момент инерции балки,а-глубина паза, Rф.ск-расч.сопр-е скалыванию клеевых швов между шпонами фанеры.

Кроме того, рассчитывают волнистую фанерную стенку на устойчивость: φ_ф-коэф-т уст-ти волнистой фанерной стенки, определяемый из соотношения: τ_кр-крити.сдвиг.напр-е, τ_б-безопасное(=7,5мПа),

При определении прогиба балки необх-мо учесть коэф-т, уменьшающий ее жесткость из-за податливости стенки, а также влияние на прогиб скадывающих напряжений.

№38. Армированные клеёные балки. Конструирование, применение, расчет.

Дощатоклееные балки обладают рядом преимуществ перед другими составными балками:

- они работают как монолитные;

- их можно изготовить с поперечным сечением большой высоты;

- в балках длиной более 6 м отдельные доски стыкуют по длине с помощью зубчатого шипа и, следовательно балки не будут иметь стыка, ослабляющего сечение;

- в дощатоклееных балках можно рационально разме­щать доски различного качества по высоте. Слои из досок первого или второго сортов укладывают в наиболее напряженные зоны балки, а слои из досок второго или третьего сортов — в менее напряженные места. В доща­токлееных балках можно также использовать маломер­ные пиломатериалы.

При пролетах свыше 6м до 15м можно использовать в качестве стропильной конструкции дощатоклееные балки. Под мало уклонные кровли балки выполняют прямослойными, под кровлю из волнистых асбестоцементных листов гнутоклееные балки. В перекрытии используют также балки постоянного поперечного сечения.

Толщина досок рекомендуется 33мм. Ширина сечения до 18см, т.е. из 1 доски по ширине.в прямослойных балках устраивают строительный подъем не менее 1/200 пролета.

Расчет: в балках переменного сечения положение самого напряженного поперечного сечения зависит от соотношения размеров на опоре и в середине пролетов.

Расстояние от опоры до наиболее напряженного сечения определяется по формуле

Изгибающие моменты в сечении х: Проверка балки по касательным напраряжению:

Балки, армированные стальными стержнями.

Хорошая адгезия заливочных компаундов на основе эпоксидных вяжущих не только к древесине, но также и к стали позволяет при ограниченном габарите балок по высоте увеличить их несущую способность, армируя их стальными стержнями. Компаунд обес­печивает надежную совместную работу арматуры и де­рева, если давление при запрессовке во время изготов­ления балок будет 0,2—0,3 МПа. Склеиваемые поверх­ности древесины и стали должны быть без масляных пя­тен и пыли.

Предпочтительно в качестве арматуры ис­пользовать круглые стальные стержни периодического профиля с пределом текучести не менее 400 МПа.

Пазы в древесине для укладки арматуры выбирают фрезерным станком. Они могут быть полукруглыми или квадратными, размером, не превышающим диаметра ар­матуры более чем на 1—1,5 мм. Процент армирования конструкции не должен превышать 3—4:

Расчетное сопротивление стальной арматуры прини­мают по нормам проектирования бетонных и железобетонных конструкций СНиП 2.03.01—84. Рассчитывают армированные деревянные конструкции по приведенным геометрическим характеристикам, а их поперечное сече­ние рассматривают как цельное.

Приведенный к древесине момент инерции армированных балок прямоугольного сечения определяют при двойном симметричном армировании по формуле:

I_пр=I_др+F_an_a(h₀/2)², где n_a – коэф приведения стальной арматуры к древесине; I_др=bh³/12

n_a=E_a/E_др-1=20.

При одинарном армировании определяют F_пр, центр тяжести приведенного сечения и далее момент инерции по формуле: I_пр= I_др+F_др(h_сж-h_p/2)²+ F_an_a(h_p-a)².

Приведенный к древесине момент сопротивления соответственно будет равным: при двойном симметричном армировании W_пр=2I_пр/h, при одинарном армировании W_пр=I_пр/h_сж, где h_сж – расстояние от оси балки до наиболее удаленного сжатого волокна древесины.

Нормальные напряжения σ=M/M_пр≤R_и; касательные напряжения τ=QS_пр/I_прb≤R_ск,

где S_пр – приведенный статический момент сдвигаемой части сечения относительной нейтральной оси приведенного сечения; b – ширина сечения; R_ск – расчетное сопротивление скалыванию для клееных элементов.

П рогиб вычисляются как для клеедощатой балки с введением жесткости E_дрI_пр.

№39. Настилы и обрешетки покрытий.

1. Сплошные одинарные применяют в покрытиях.

2. Одинарные разряженные (обрешетки) применяют в качестве основания под кровлю из стальных листов, стеклопластиковых, черепицы.

δ=16,18,21,28,38,44,48,50,63,70,75 мм.

Ширина 80 (20) … 140 мм; 150,160 … (20) до 300 мм.

3 . Двойной настил (под рулонную кровлю) Верхний защитный слой выполняется сплошным из досок, расположенными под углом 60-45 градусов к нижнему. Нижний рабочий настил делают разряженным для лучшей несущей способности и проветривания.

Расчет настила и обрешетки, работающих на поперечный изгиб, производят как балки по двухпролетной схеме на следующие сочетания нагрузок:

А) постоянная от собственного веса покрытия и временная от снега(расчет на прочность и прогиб):

Наибольший изгибающий момент на средней опоре.

М_max=-q*L²/8

Ширина настила принимается равной 1 м. Относительный прогиб:

2,13 q^Н L⁴/384 EI _пр]

б) постоянная от собственного веса и временная от сосредоточенного груза 1 кН с умножением на коэффициент надежности по нагрузке 1,2 (расчет на прочность):

При загружении настила собственным весом и сосредоточенным грузом М_max находится в сечении на расстоянии 0,432 L от опоры.

М_max =0,07q_cвL²+0,21PL , где P – расчетная сосредоточенная нагрузка (вес человека монтажника)

При сплошном или разреженном настиле с расстоянием между осями досок или брусков не более 150 мм принимают, что сосредоточенная нагрузка передается двум доскам или брускам, а при расстоянии более 150 мм – одной доске или бруску рис.5.2 а,б

При двойном настиле соср. наг. Принимется распределенной на ширину 0,5 м настила. Рабочий настил воспринимет нормальные составляющие нагрузок, защитный настил – скатные составляющие нагрузок, рис. 5.2 с.

При уклоне более 10^о. производится расчет брусков на косой изгиб.

№40. Прогоны покрытий (разрезные, консольно-балочные, спаренные неразрезные), конструирование, применение, расчёт.

Разрезные прогоны более просты в изготовлении и монтаже, стыки их устраиваются на опорах впритык, с перепуском или косым прирубом. Для уменьшения пролёта могут применяться подбалки. - момент

в пролёте. .k_св = 8; l_до = 6м.

В консольно-балочных прогонах стыки (шарниры) устанавливаются через пролёт в зоне наименьших изгибающих моментов. При равномерно распределённой нагрузке и равных пролётах применяются два варианта размещения шарниров: по два через пролёт или по одному в каждом пролёте, что позволяет уменьшить величину опорного и пролётного изгибающих моментов, а также величину прогибов в пролётах (по сравн. с разрезными). При устройстве стыков (шарниров) в к.-б. прогонах по два через пролёт на расстоянии до опоры X = 0,15 · l получается равномоментное решение:

Изгибающие моменты в пролёте и на опоре: .

Относительный прогиб в средних пролётах без консолей:

К -б прогоны в этом случае проектируются из брусьев или брёвен, стыки осуществляются в виде косого прируба, в середине которого устанавливается по одному болту для предотвращения от смещения прогонов. Жёсткое соединение стыка здесь недопустимо, чтобы не изменить расчётную схемы прогона. Применение к-б прогонов этого типа в дерев. конструкциях ограничивается стандартной длиной брусьев или брёвен. При длине лесоматер. 6,5 м. к-б схема может быть применена при пролёте не более 4,5 м., поскольку заготовочная длина материала больше пролёта прогона на длину двух консолей. Недостатки: небольшое изменение временной нагрузки может привести к значительным увеличениям расчётных изгибающих моментов.

k_св = 6; l_до = 5м.

При устройстве стыков в каждом пролёте на расстоянии X = 0,21 · l от опоры получаем равнопрогибное решение.(рис.5.4).

Изгибающие моменты

на средней опоре: . k_св = 6; l_до = 6м.

в средних пролётах:

Относительный прогиб в средних пролётах без консолей:

Конструктивно эту схему стоит применять только в виде спаренных неразрезных прогонов из двух досок на ребро, чтобы исключить опасность цепного распространения местного разрушения. Стыки располагаются по обе стороны от опоры в месте нулевого значения момента. Каждый стык одного ряда элементов перекрывается цельным элементом другого ряда досок. По длин доски соединяются гвоздями, расп. в шахм. порядке через 50 см, а в стыке гвозди ставятся по расчёту. Гвоздевой забой стыка должен быть рассчитан на восприятие поперечной силы. Количество гвоздей определяют исходя из того, что Q, приходящаяся на один ряд досок прогона, равна: , с другой стороны Q = n_гв · Т_гв, откуда: , - расчётный изг. момент на опоре; -расстояние от опоры д о центра гвоздевого забоя; -несущая способность гвоздя.

1.На прочность:

2. По деформациям: f=f_пр = 1/200 ·l.

Применение прогонов: в конструкциях покрытий или подвесных перекрытий, проектируются в виде однопролётных или многопролётных балок.

ПРИМЕР расчёта спаренного прогона:

1. = 5(кг/м²);

2.

3.

F = b · h.

m_б по табл. 7 СНиП II-25-80.

(обозначение этой величины - непонятно какое. Подставлена примерно похожая буква).

F_пр = b · h_пр – приведённые значения.

k_жр = 0,35 + 0,65 h_р/h.

4.

5. ³≤ 1.

=0,289b; ; n = 1, если растянута кромка раскреплена; n = 2 – без раскрепления.

6. · k_пм;

k_пм = ; .

m – количество закреплений верха кромки. Если больше 4, то =1.

7. Проверка опорного сечения.

Расчёт стыка:

Гвозди 4х100 мм.

Минимальная несущая способность гвоздя:

Принимаем 8 гвоздей.

№41.Клеефанерные панели , конструирование, применение , расчет.

Плиты покрытия с фанерными обшивками могут быть изготовлены в заводских условиях. Их используют в зданиях с наружным отводом воды с кровли, в отапливаемых зданиях при относительной влажности воздуха в помещениях до 75% и в неотапливаемых при расчетной температуре наруж­ного воздуха не ниже t = -5 °С. Целесообразность применения клеефанерных плит определяется малым весом при высокой несущей способности, т.к. выполняет одновременно функции прогонов и настила, а также обеспе­чивает теплозащиту сооружения. Клеефанерными плитами можно перекры­вать пролеты 3-6 м если рёбра из цельной древесины, и до 12 м, если ребра клееные. Длина плит покрытия (l_n) соответствует шагу «В» несущих конст­рукций.

l_n= В-20 мм

где 20 мм - зазор между торцами соседних плит рис.5.12.

Ширина панели соответствует стандартной ширине фанерного листа и равна с учетом обрезки кромок для их выравнивания (b = 0,7; 1,2; 1,5м)

Высота панели обычно составляет h = (1/15 - 1/40)l. Плиты покрытия состоят из деревянного несущего каркаса и фанерных обшивок, соединен­ных водостойким клеем.

Для их изготовления используют фанеру повышенной водостойкос­ти марки ФСФ, сорта В/ВВ толщиной не менее 8мм, состоящую из нечетно­го числа слоев шпона хвойных пород сосны и лиственницы, а также комби­нированной из березового шпона. Волокна наружных шпонов фанеры д.б. направлены вдоль оси панели, т.к. при этом создается возможность стыко­вать фанерные листы «на ус» и лучше использовать прочность фанеры. Продольные ребра выполняют из брусков цельного сечения (реже клееной древесины) не ниже II сорта. Ширину ребер принимают 25,33,36,42 и 52мм, высоту определяют расчетом и она колеблется от 94 мм - 192 мм (размеры даны с учётом острожки), при большей высоте используют клеёные рёбра. Из условия работы на изгиб верхней обшивки от сосредоточенных грузов продольные рёбра ставят на расстоянии не более 50 см друг от друга. Попе­речные ребра устанавливают с шагом не более 1,5м, как правило, в местах расположения стыков фанеры. При пересечении с продольными ребрами они прерываются.

В качестве утеплителя применяют несгораемые и биостойкие тепло­изоляционные материалы. Например, полимерные плиты из пенопласта, пе­нополиуретана, стекломаты или минераловатные, жесткие и полужесткие плиты на синтетическом связующем (g = 0,5; 0,75; 1,0 кН/м³. Под утеплите­лем устраивают пленочную или обмазочную пароизоляцию, которая выпол­няет две функции. Во - первых, препятствует проникновению в теплоизоля­ционный материал влаги, что резко снижает его теплоизоляционные свой­ства и ведёт к прогрессирующему разрушению. Во- вторых, как неотъемлемая часть вентиляционной системы кровли, участвует в предотвращении накопления в теплоизоляционном материале влаги, облегчая выход наружу его паров. Для проветривания внутренних полостей плит следует предусматри­вать зазор 50 мм между утеплителем и верхней обшивкой или пазы в по­перечных ребрах. При изготовлении плиты на верхнюю обшивку наклеива­ют один слой рулонного ковра для предотвращения плиты от увлажнения при транспортировке и монтаже, а верхние слои - после сборки покрытия. Плиты укладывают непосредственно на основные несущие конструк­ции. При этом ширина опорной площадки панели должна быть не менее 6 см. Плиты прикрепляют к опорам и соединяют между собой, рис. 5.12, создавая горизонтальный жесткий диск, обеспечивая устойчивость основных конструкций и предотвращая неравномерный прогиб соседних плит. Соединять их можно глухими нагелями, которые ставятся через 1,5-2м или с помощью стыковочных брусков, которые сбивают гвоздями через 50см. В зависимости от назначения и конструкции кровли плиты подраз­деляют на следующие типы: коробчатого сечения, утепленные с двумя об­шивками под рулонную кровлю; ребристые, неутепленные (холодные) с верхней обшивкой под рулонную кровлю; ребристые утепленные, с нижней обшивкой под жесткую кровлю из асбестоцементных, стеклопластиковых листов, профилированного настила, металлочерепицы, рис. 5.12.

Рис. 5.12. Плитные покрытия: а - общий вид ( 1 - продольные ребра, 2 - поперечные- ребра, 3 - обшивки); б - стык плит покрытия над опорой; в - плиты с деревянным каркасом (1-клеефанерные утепленные под рулонную кровлю), 1а - расчетные схемы сечения; 2 - клеефанерные холодные под рулонную кровлю, 2а - расчетные схемы сечения; 3 - клеефанерные под кровлю из листовых материалов, За -расчетные схемы сечения; 4 - с асбестоцементными обшивками; г- расчетная схема плиты покрытия.

Р асчет клеефанерных плит покрытия, работающих по балочной схеме рис. 5.12 г, ведется по первому и второму предельным состояниям. При компоновке конструкции плиты определяют количество продольных ребер из условия расчета на местный изгиб верхней фанерной обшивки при действии сосредоточенной нагрузки от веса монтажника с инструментом Р=1кн с коэффициентом надёжности по нагрузке 1,2. При этом считается, что действие сосредоточенной нагрузки распределяется на ширину 100см. Учитывая сопротивление повороту в опорных сечениях верхней обшивки со стороны ребер, можно в качестве расчетной схемы при расчете на вре­менную сосредоточенную нагрузку принять балку с обоими защемленными концами рис. 5.13. Тогда максимальный момент будет М_тах=Р*с/8Рис.