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'),

М_р^I = q_р'l_р²/8.          (5.1)

IIсочетание: постоянная + временная от сосредоточенного груза    (q'_р = q'_ПОСТ+P' ),

 

М_р^II= 0,07q'_ПОСТl_р²+ 0,21P'l_р(5.2)

 

где Р' — расчетная нагрузка от сосредоточенного груза;

l_р — расчетный пролет настила.

 На I сочетание нагрузок расчет ведется по формулам:

на прочность

α = М_р^I/ W_нт ≤ R_и (5.3)

где М_р^I— расчетный изгибающий момент от I сочетания нагрузок;

W_нт — момент сопротивления нетто, W_{нт = (}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 = 2,13q_x^нl_р³/ 384 EJ ≤ [f /l] = [1/150] (5.4)

При II сочетании нагрузок проверяется только прочность:

α = М_р^II/W_нт ≤ R_иm_н(5.5)

 

где М_р— расчетный изгибающий момент при IIсочетании нагрузок;

т_н — коэффициент, учитывающий кратковременность действия на­грузки (т_н= 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 М_max(от I или II сочетания нагрузок) определяется тре­буемый момент сопротивления рабочего слоя W_тр;

- принимается по сортаменту толщина досок рабочего слоя δ;

- вычисляется требуемая общая ширина досокВна расчетной ширине
1 м по формуле В ≥ 6W_тр /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 h_п 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!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!