26. § 2.1. Настилы и обрешетка

Настилы являются несущими элементами огражда­ющих деревянных покрытий. На их изготовление расхо­дуется до 70 % объема древесины, используемой при сооружении деревянных покрытий. Поэтому проектиро­вание рациональных конструкций настилов во многом определяет экономическую эффективность покрытий в целом.

Настилы из досок применяют в покрытиях в виде сплошной конструкции или обрешетки под кровли раз­ных типов. Под трехслойную рубероидную кровлю не­отапливаемых зданий основанием служит настил из двух слоев досок, которые соединяются гвоздями (рис. VI.2, с). Верхний защитный слой досок толщиной 16—25 мм и шириной до 100 мм укладывают под углом 45° к ниж­нему. Для лучшего проветривания всего настила ниж­ний рабочий настил с толщиной досок по расчету выпол­няют разреженным.

В покрытиях различных отапливаемых зданий (рис. VI.3, б) для укладки утеплителя применяют одинарный дощатый настил. Доски соединяют впритык или чет­верть, толщину их определяют расчетом. Они скрепля­ются поперечными досками и раскосами из досок.

Для кровли из волнистых асбестоцементных или стек-лопластиковых листов и кровельной стали устраивают обрешетку из досок или брусков, расположенных одни от других на расстоянии, зависящем от кровельного ма­териала (рис. VI.4).

Защитный настил образует сплошную поверхность, обеспечивает совместную работу всех досок настила, распределяет сосредоточенные нагрузки на полосу ра­бочего настила шириной 50 см.

Расчет настилов и обрешеток, работающих на попе­речный изгиб, производят по схеме двухпролетной бал­ки при двух сочетаниях нагрузки (рис. VI.5):

нагрузки от собственного веса покрытия и снеговой нагрузки — на прочность и прогиб:

Нагрузки от собственного веса покрытия и сосредо­точенной нагрузки в одном пролете Р_н=1 кН, а с уче­том коэффициента перегрузки 1,2, равной Р_р— 1,2 кН— только на прочность.

Максимальный момент -находится под . сосредоточен­ным грузом, расположенным на расстоянии от левой опоры х=0,432 и равен приближенно M_max = 0,Q7ql²+ +0,207 Р_р/, где q — собственный вес покрытия.

Сосредоточенный Р=1,2 кН груз считается прило­женным к одной доске полностью (рис. VI.5, в) при ша­ге досок более 15 см, а при шаге менее 15 см к одной доске прикладывается 0,5Р (рис. VI.5, г). При двойном перекрестном настиле рассчитывают на изгиб только ра­бочий (нижний) настил и только от нормальных состав­ляющих нагрузок, поскольку скатные составляющие вос­принимаются защитным настилом (рис. VI.5, д). Расчет­ную ширину настила принимают 50 см с учетом всех входящих в нее досок или, иначе можно сказать, что со­средоточенные грузы распределяются здесь на ширину 50 см.

Соединительные гвозди слоев настила (см. рис. VIД а) или настила с раскосами (см. рис. V.3, б) в боль­шинстве случаев работают с большими запасами проч­ности.

27. § 2.2. Прогоны и балки

Прогоны покрытий цельного сечения выполняют из до­сок на ребро, бруеьев и бревен, окантованных с обеих сторон. Разрезные прогоны (рис. VI.6, а) более просты в изготовлении и монтаже, но требуют большого расхо­да древесины. Они стыкуются на опорах, впритык, на накладках или вразбежку. В консольно-балочных (рис. VI.6, б) и неразрезных прогонах из спаренных досок (рис. VT.6, в) стыки устраивают в пролете.

Консольно-балочные прогоны являются многопролет­ными статически определимыми системами. Их приме­нение целесообразно в том случае, когда временная на­грузка неподвижна и равномерно распределена по всем пролетам прогона.

Если шарниры расположить на расстоянии от опор х=0,15 / (/ — пролет консольно-балочного прогона), то моменты на опорах будут равны по абсолютному значе­нию максимальным моментам в пролетах, и получается так называемое равномоментное решение прогона. Для выравнивания моментов,в первом и последнем пролетах значение этих пролетов, (U) надо уменьшить до 0,85 I. Если шарниры расположить на расстоянии от опор х= =0,21 /, то получится равнопрогибное решение, при ко­тором максимальные прогибы во всех пролетах, кроме крайних, будут одинаковыми. При уменьшении крайних пролетов до 0,79/ прогибы в этих пролетах будут равны прогибам в остальных пролетах.

Значения изгибающих моментов и прогибов для кон-сольно-балочных прогонов приведены в табл. VI.2. /-"^Если крайние пролеты равны остальным, т. е. h=l, то изгибающий момент на первой промежуточной опоре будет

M_oa = ql4lO,

а прогиб прогона в крайнем пролете f₁ = 2,5q_Rl438AEJ.

При этом сечение прогона в крайних пролетах долж­но быть усилено, а опорная реакция первой промежуточ­ной опоры будет больше остальных на 13 %, что потре­бует проверки и возможного усиления опорной конст­рукции.

. Консольно-балочные прогоны выполняют из брусьев. По длине они соединяются в местах расположения шар­ниров косым прирубом (рис. VI.6, е). Во избежание сме­щений под действием случайных усилий в середине ко­сого прируба ставят болты. В случае равномоментного решения болты не должны быть затянуты, чтобы обеспе­чить перелом упругой линии прогона, образующийся в шарнире, между консолью и подвесной частью прогона. При равнопрогибном решении прогона в местах распо­ложения шарниров упругая линия проходит плавно и перелома не имеет, что позволяет плотно затягивать Ъолты. i

К недостаткам консольно-балочных прогонов можно Ьтнести то, что при обычной длине лесоматериала, рав­ной 6,5 м, перекрываемый пролет невелик и не превыша­ет 4,5 м. Кроме того, необходимо либо уменьшить край­ние пролеты, либо увеличить поперечное сечение прого­нов в этих пролетах. При этом следует иметь в виду, что' давление на первую и последнюю промежуточные опоры при равных пролетах больше, чем на остальные опоры. Поэтому при пролетах более 4,5 м целесообразно приме­нять спаренные неразрезные прогоны.

28. Спаренные неразрезные прогоны (рис. VI.6, в) состой ят из двух рядов досок, поставленных на ребро и соеди­ненных гвоздями, забиваемыми конструктивно с шагом 50 см (рис. VI.6,г). Каждый ряд досок выполнен по схеме консольно-балочного прогона с последовательным расположением стыков, но первый ряд не имеет стыка в первом пролете, а второй ряд досок — в последнем про­лете.

Доски одного ряда соединяют по длине без косого прируба. Концы досок одного ряда прибивают гвоздями к доске другого ряда, не имеющего в данном месте сты­ка. Гвоздевой забой стыка должен быть рассчитан на восприятие поперечной силы. Количество гвоздей с каж­дой стороны стыка определяют исходя из того, что по­перечная сила, приходящаяся на один ряд досок Q« faМ_0П/2х_Тъ, в то же время равна Q=n_rBTrB, откуда

«гв = М_оп/2х_гв Т_гв, (VI.5)

где х_гв — расстояние от опоры до центра гвоздевого забоя, учиты­вая, что каждый гвоздь воспринимает одинаковое усилие, равное Т_гв.

Стыки досок устраивают в точках, где изгибающий момент в неразрезных балках, загруженных равномерно распределенной нагрузкой по всей их длине, меняет знак, т. е. на расстояниях от опор, равных 0,21/.

Спаренный неразрезной прогон в расчетном отноше­нии аналогичен равнопрогибному консольно-балочному прогону и поэтому его расчет производят по формулам, приведенным в табл. VI.2,

/ = 9„Г*/384£/</_пр.

При этом крайние пролеты h должны быть меньше и равны 0,8/.