Пример 3. Утепленная клеефанерная плита покрытия

Задание. Запроектировать утепленную клеефанерную плиту покрытия склада в Московской области.

Исходные данные. Здание II класса ответственности, коэффициент надежности по назначению _n = 0,95, отапливаемое, с температурно-влажностными условиями эксплуатации по группе А1. Район строительства по снеговой нагрузке — III. Кровля рубероидная трехслойная. Шаг несущих конструкций — 6 м.

Материалы плиты. Древесина ребер — сосна 2-го сорта по ГОСТ 8486-86*Е; обшивки из водостойкой фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ по ГОСТ 3916.1-89; клей марки ФРФ (ТУ 6-05-281-14-77*); утеплитель — минераловатные плиты толщиной 8 см на синтетическом связующем по ГОСТ 9573-82* с полностью 75 кг/м³; пароизоляция — полиэтиленовая пленка толщиной 0,2 мм.

Конструктивная схема плиты. Размеры плиты в плане назначаем 5980х1490 мм. Направление волокон наружных слоев фанеры верхней и нижней обшивок принимаем продольными. Деревянный каркас плиты образуем четырьмя продольными ребрами из досок, жестко склеенных с фанерными обшивками. Обшивки предварительно состыкованы по длине.

Под стыками обшивок и в торцах плиты предусматриваем поперечные ребра. Верхняя обшивка имеет толщину 9 мм, нижняя — 6 мм (рис. 3). Плиту рассчитываем как свободно лежащую на двух опорах однопролетную балку. Продольные ребра после фрезерования верхних кромок принимаем равными 167х40 мм влажностью (102) %. Относительная высота плиты:

.

Сбор нагрузок и статистический расчет

Нагрузки на плиту приведены в табл. 2.

Расчетный пролет плиты с учетом длины опорного участка не менее 5,5 см [1, п. 6.7] составит:

l = 5,98 – 0,06 = 5,92 м.

Максимальный изгибающий момент в середине пролета плиты:

кНм.

Максимальная поперечная сила:

кН.

Рис. 3. Клеефанерные ребристые плиты покрытия:

а) план плиты 1,56 м; б) поперечное и расчетное сечения плит коробочного типа; в) то же с одной нижней обшивкой; 1 — фанерная обшивка; 2 — продольные несущие ребра; 3 — поперечные ребра; 4 — утеплитель; 5 — пароизоляция; 6 — вентиляционный продух в торцах

Геометрические характеристики поперечного сечения

Расстояние между продольными ребрами по осям:

а = 44 + 4 = 48 см; l = 592 > 6а = 6 · 48 = 288 см.

Согласно источнику [1, п. 4.25], расчетная ширина верхней и нижней фанерных обшивок:

b^в_расч. = 0,9 · b^в = 0,9 · 147 = 132,3 см; b^н_расч = 0,9b^н = 0,9 · 149 = 134,1 см.

Таблица 2

Нагрузки

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м	Коэффициент надежности по нагрузке, f	Расчетная нагрузка, кН/м
Вес рубероидной кровли	0,15	1,3	0,20
Вес фанерной обшивки	0,16	1,1	0,18
Вес продольных и поперечных ребер	0,16	1,1	0,17
Вес утеплителя	0,08	1,2	0,10
Вес пароизоляции	0,02	1,3	0,03
Постоянная q	0,57	-	0,68
Временная снеговая s = 1…1,5	1,5	1,4	2,40
Полная	2,07	-	3,08

Геометрические характеристики клеефанерной плиты приводим к фанерной обшивке, учитывая отношение: .

Приведенная площадь сечения:

F_пр = 132,3 · 0,9 + 134,1 · 0,6 + 4 · 4 · 16,7 · 1,11 = 119,1 + 80,5 + 296,6 = 496 см².

Приведенный статистический момент сечения относительно нижней грани плиты:

S_пр = 80,5 · 0,3 + 119,1 · 17,75 + 296,6 · (8,35 + 0,6) = 4796 см³.

Расстояние от нижней плоскости плиты до центра тяжести сечения:

см,

h – yo = 18,2 – 9,66 = 8,54 см.

Приведенный момент инерции плиты без учета собственного момента инерции обшивок

I_{пр =} см⁴.

Здесь у_р = у_о – [0,5h_p + _н] = 9,66 – 8,95 = 0,71 см — расстояние от центра тяжести плиты до центра продольных ребер (см. рис. 3).

Моменты сопротивления:

см³.

см³.