2.3 Розрахунок конструктивних елементів

Для розрахунку конструктивних елементів огороджуючого покриття використовуються дані щодо навантаження з попереднього розділу. Останні переводяться до значень, що діють на 1м довжини елемента, який розраховується (погонне навантаження).

Розрахунок виконується відповідно до нормативних правил [1]. Розміри перерізів приймаються згідно із сортаментом. Отримані за розрахунками значення для граничних станів порівнюються з нормативними граничними значеннями і не повинні мати відхилення від них більше 5–8 %.

ПРИКЛАДИ РОЗРАХУНКУ ОГОРОДЖУЮЧИХ КОНСТРУКЦІЙ ПОКРИТТЯ

Приклад 1.

1. Проектування утепленого покриття з клеєфанерною панеллю

Проектування утепленого покриття з клеєфанерною панеллю і рулонної покрівлі для будівлі столярного цеху IІ класу відповідальності (коефіцієнт надійності за призначенням γ_n=0,95), група експлуатації А-2 (приміщення, що опалюється при температурі до 35⁰ С, відносній вологості повітря 60-75%). Крок несучих конструкцій – 4,5 м. Матеріал – дубові дошки 2-го сорту і березова фанера марки ФСФ сорту В/ВВ. Район будівництва – м. Полтава.

1.1 Вибір складу покриття

Елементи покриття складаються з клеєфанерної панелі і рулонної покрівлі. Верхня обшивка панелі (7 шарів – товщина δ_в = 9 мм) і нижня обшивка (5 шарів – товщина δ_н = 6 мм) виконуються з фанери. Оскільки крок несучих конструкцій становить 4,5 м (ширину клеєфаненної панелі приймаємо 1,5 м) то номінальні розміри панелі у плані 450 см x 150 см (фактичні розміри 448 х 149 см). Поперечні ребра ставимо в торцях панелі (рис. 1).

Крок поздовжніх ребер а визначаємо із умови міцності верхньої обшивки на місцевий згин від дії зосередженого навантаження Р^е = 1кН при γ_fm = 1,2

Р = Р^еγ_fm = 1^.1,2 = 1,2 кН, що розподілена на ширину b = 100 см:

,

д е - розрахунковий

опір семишарової фанери згину з площини листа упоперек волокон зовнішніх шарів;

m_в – коефіцієнт умов роботи, що враховує температурно-вологісні умови експлуатації [1, т.5];

m_н = 1,2 – коефіцієнт, що враховує короткочасну дію монтажного навантаження [1, т.6].

Приймаємо панель з чотирма поздовжніми ребрами товщиною 35 мм після стругання (40 мм до стругання). Їх крок .

Орієнтовна висота перерізу панелі

,

де S_е – експлуатаційне розрахункове значення снігового навантаження на покриття [2, п.8.3] (див. п.1.2).

Приймаємо ребра із дощок 35х120 мм після стругання (40х125 мм до стругання відповідно до дод. 3).

Загальна висота панелі h = h_р + δ_н + δ_в = 12 + 0,6 + 0,9 = 13,5 см.

1.2 Збір навантажень на огороджуючі конструкції

Навантаження на 1м² горизонтальної проекції покриття приймаються відповідно до таблиці 2.

Таблиця 2 – Навантаження на 1 м² панелі

Тип і склад покриття	Характерис-тичне навантажен-ня g0, кН/м2	Експлуата-ційне наванта- ження ge, кН/м2	Коеф-т надійності за граничним розрах. навантажен-ням γfm	Граничне розрахунко-ве навантажен-ня g, кН/м2
1	2	3	4	5
1 Акваізол 2 Фанерні обшивки (γ = 700 кг/м3), (0,009+0,006).7,00 3 Поздовжні ребра (дуб, γ = 700 кг/м3), 4 Утеплювач у складі панелі 5 Пароізоляція у складі панелі Усього постійного навантаження – gп Снігове навантаження Загальне навантаження – g	0,15 0,105 0,078 0,060 0,005 0,398 S0 = 1,45 1,848	0,15 0,105 0,078 0,060 0,005 0,398 Se = 0,71 1,108	1,3 1,1 1,1 1,2 1,1	0,195 0,115 0,086 0,072 0,006 0,474 Sm= 1,508 1,982

Снігове навантаження визначаємо за [2].

Граничне розрахункове значення снігового навантаження на горизонтальну проекцію покриття обчислюється за формулою

,

де  – коефіцієнт надійності за граничним значенням снігового навантаження, що визначається залежно від заданого середнього періоду повторюваності Т за т.3 [2, т. 8.1].

Таблиця 3

Т, років	1	5	10	20	40	50	60	80	100	150	200	300	500
	0,24	0,55	0,69	0,83	0,96	1,00	1,04	1,10	1,14	1,22	1,26	1,34	1,44

де Т – термін експлуатації будівлі визначається за додатком В [2].

S₀ – характеристичне значення снігового навантаження (у Па), обумовлене відповідно [2, п. 8.5] за додатком 1;

С – коефіцієнт, обумовлений по вказівках [2, п. 8.6] визначається за формулою

,

де  – коефіцієнт переходу від ваги снігового покриву на поверхні землі до снігового навантаження на покриття, який визначається за п. 8.7, 8.8 [2];

C_e – коефіцієнт, що враховує режим експлуатації покрівлі, який визначається за п. 8.9 [2];

C_alt – коефіцієнт географічної висоти, який визначається за п. 8.10 [2].

Експлуатаційне розрахункове значення снігового навантаження обчислюється по формулі

,

де  – коефіцієнт надійності за експлуатаційним значенням снігового навантаження, визначається за [2, п. 8.12] у залежності від частки часу , протягом якої можуть порушуватися умови другого граничного стану т. 4 [2, т. 8.3].

Таблиця 4

	0,002	0,005	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,1
	0,88	0,74	0,62	0,49	0,40	0,34	0,28	0,10

Проміжні значення коефіцієнта слід визначати лінійною інтерполяцією.

Значення приймається по нормах проектування конструкцій або встановлюється завданням на проектування в залежності від їхнього призначення, відповідальності і наслідків виходу за граничний стан. Для об'єктів масового будівництва допускається приймати = 0,02.

Рисунок 1 – Клеєфанерна панель покриття

Рисунок 2 – Вузол обпирання панелей на кроквяну конструкцію:

1- металевий елемент кріплення; 2 – прокладний брус; 3 – утеплювач