Материал: Проектирование кровельных настилов с применением деревянных конструкций

Проектирование кровельных настилов с применением деревянных конструкций

Содержание

Исходные данные

. Технико-экономическое обоснование выбранной конструкции сооружения

.1 Определение основных размеров сооружения в плане и профиле

.2 Выбор типа ограждающих конструкций: кровля по прогонам и обрешетке, клеефанерные панели, асбоцементные ребристые листы

.3 Сравнение вариантов конструкций ограждения и выбор оптимального его варианта

. Расчет дощатоклееной армированной балки

.1 Расчет дощатоклееной армированной балки постоянного сечения

.2 Расчет дощатоклееной армированной двускатной балки

. Статический расчет поперечной рамы

. Конструктивный расчет стоек

.1 Расчет крайней стойки

.2 Расчет средней стойки

. Расчет опорных узлов рамы

. Обеспечение пространственной неизменяемости сооружения в процессе его монтажа и в законченном виде

. Краткие указания по изготовлению элементов сооружения и его монтажу

Литература

Исходные данные

. Технико-экономическое обоснование выбранной конструкции сооружения

.1      Определение основных размеров сооружения в плане и профиле

Рисунок 1 - Схема поперечника

Определим геометрические размеры стоек. Принимаем уклон i=3%. Тогда высота второй и третьей стойки будет равна; высота балки в середине второго пролета будет равна

Рисунок 2 - Конструктивная схема рамы

1.2   

.2 Выбор типа ограждающих конструкций: кровля по прогонам и обрешетке, клеефанерные панели, асбоцементные ребристые листы

Расчет элементов теплой рулонной кровли построечного изготовления

Рисунок 3 - Конструкция вентилируемой теплой совмещенной рулонной кровли

Эскизный расчет верхнего настила

По весу снегового покрова г. Томск относится к IV району, для которого s0 = 0,7. Sg; Sg=2,4кПа => s0 =0,7.2,4=1,7кПа

Нагрузки на рабочий настил собираем с полосы 1м при μ=1 в соответствии с приложением 3 [1],

Принимаем ориентировочно массу кровли и верхнего настилаgn=0,18кПа.

Поверхностные нагрузки на верхний настил равны:

нормативная

расчетная

где для снега , т.к.

Принимаем расстояние между поперечинами, на которые укладывается верхний настил - 1,05 м, так, чтобы между ними в свету было расстояние, равное размерам плит утеплителя (500х1000 мм).

Для досок верхнего настила принимаем древесину кедра 3-го сорта, для которой согласно п. 6.1.4.3 [1] расчетное сопротивление изгибу

Определяем толщину верхнего настила. Из условия прочности на 1-е загружение:

где , т.к. настил проектируем из кедра (т.6.5[1]),

 для 3-го КУЭ, т.к. φ = 85% (т.6.3[1]).

Из условия прочности на 2-е загружение:

Из условия жесткости при 1-м загружении:

Принимаем для изготовления доски стандартной толщины 22 мм.

Рисунок 4 - Расчетные схемы элементов настила

Поверочные расчеты верхнего настила

Изгибающий момент при 1-м загружении для полосы 1 м:

где уточненная постоянная нагрузка

где g=120 кг/мполезная нагрузка на 1 м;

K=1,3 коэффициент надежности;

Момент сопротивления и момент инерции верхнего настила:

Напряжения изгиба при 1-м загружении:

 <

Изгибающий момент во 2-м загружении:

Напряжения изгиба при 2-м загружении при условии исключения клавишной работы досок, т.е. при подшивке бруска снизу посередине пролета:

  <

Если отказаться от подшивки бруска снизу, то временную монтажную нагрузку надо прикладывать к отдельной доске. Примем доски шириной 150х22, тогда согласно п. 10.2.3[1] на одну доску приходится P/2, т.е. изгибающий момент составит:

 <

Прочность досок шириной 150 мм и толщиной 22 мм обеспечена и при возможной клавишной работе без распределительного бруска.

Проверим жесткость настила при нормативной нагрузке:

Эскизный расчет нижнего настила

Принимаем шаг прогонов 1м.

Поскольку нижний настил укладывается под углом 45° к прогонам, его пролет равен:

Поверхностные нагрузки на нижний настил включают только постоянную нагрузку от собственного веса настила, пароизоляции и утеплителя.

Нормативное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций принимаем

Толщину утеплителя определяем по формуле:

, где

 - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции,  Вт/(м2 °С);

 - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для зимних условий,  Вт/(м2 °С);

- коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя, Вт/(м °С).

Принимаем в качестве утеплителя плиты полужесткие минераловатные на битумном связующем со следующими характеристиками:

Посчитаем нагрузку:

нормативная

расчетная

Требуемая толщина нижнего настила при  :

Из условия прочности отдельных досок (при клавишной их работе) при 2-м загружении и из условия жесткости:

Принимаем стандартные доски толщиной 32 мм, что с учетом острожки с одной стороны даст  что больше

Поверочные расчеты нижнего настила

Проверку прочности досок нижнего настила выполним только для стадии изготовления. Рассмотрим отдельную доску нижнего настила 150х35 мм, для которой:

Прочность обеспечена. Проверим жесткость нижнего настила:

;

Окончательно принимаем для нижнего настила доски 150х32 в заготовке с последующей их острожкой с одной стороны до толщины 27 мм.

Сбор нагрузок на прогон

Вычислим поверхностные нагрузки от кровли.

Таблица 1 - Нагрузки от кровли, кПа

Погонные нагрузки на прогон: ;

где 1- шаг прогонов.

Изгибающий момент в середине разрезного прогона при пролете

Примем прогон из кедра 2-го сорта с МПа (табл. 6.4 [1]).

Требуемый момент сопротивления:

Задавшись соотношением сторон , вычислим требуемую высоту и ширину бруса:

С учетом острожки бруса с трех сторон, принимаем брус 100х175, что дает в чистоте прогон с сечением 90х170(h).

Поверочные расчеты разрезного прогона

Геометрические характеристики прогона:

Распределенная нагрузка от массы прогона:

Полные нагрузки на прогон составляют:

Изгибающий момент и напряжения в 1-м загружении:

 <

Изгибающий момент во 2-ом загружении

Поэтому проверку на 2-ое загружение можно не делать.

Проверка жесткости прогона:

;

.

Жесткость прогона достаточна.

Приведенный расход древесины на 1 м2 для запроектированного кровельного настила вычисляем по формуле:

;

Проектирование утепленной кровельной панели с асбестоцементными обшивками под рулонную кровлю (вариант заводского изготовления)

Исходные данные:

Номинальные размеры панели в плане-1,53 м; обшивки из плоских асбоцементных листов толщиной 10мм; район строительства-г. Томск (IV район по снегу, s0=1,7 кПа); уклон кровли-3%.