Деревянные настилы покрытий: разреженный настил (обрешетка), двойной перекрестный, одиночный сплошной (применение и расчет)

Деревянные настилы – являются ограждающими конструкциями и бывают: дощатые и клеефанерные. Конструкция настила зависит от вида кровли: рулонная либо чешуйчатая (шифер, черепица). Под рулонную кровлю настилы должны иметь плоскую поверхность, под чешуйчатую – ребристый настил. Дощатый настил – самый распространенный его вид это обрешетка. Преимущества: несущая способность не обязательно должна быть высокой и в них применяется древесина II и III сорта. Недостатки: трудоемкость при изготовлении и ограниченная несущая способность. Дощатые настилы могут быть: 1) обрешетка или разреженный настил (состоит из 2-х слоев досок: 1) защитный и 2) основной несущий), 2) двойной перекрестный настил (верхние доски прибиваются к нижним под углом 45⁰).

Расчет дощатых настилов:

Основная расчетная схема – 1 или 2-х пролетная балка. l – шаг стропил, на которые установлена обрешетка.

Нагрузки:

1-е сочетание: q – постоянная нагрузка; S – снеговая нагрузка.

2-е сочетание: q – постоянная нагрузка; Р=1,20кН=120кг – временная нагрузка.

Расчет: 1) по 1-му сочетанию и по 1-му предельному состоянию (напряжения): . В 1-м сочетании нагрузок принимается балка условной ширины =1м, в таблице сбора нагрузок – кН/м². Полная нагрузка: q=((q+S·cosα)·cosα)·1м –свободной ширины = кН/м(погонный). ; .

2) по 2-му предельному состоянию (по деформациям) и по 2-му сочетанию нагрузок: , где [ f/l ] – предельный прогиб (обычно по СНиПу [ f/l ] = 150). На 2-е сочетание нагрузок принимается, что вес человека с грузом распределяется на 2-е доски, поэтому задаемся шириной доски (примерно 150 мм). 150·2=300 мм=b - условная ширина. Нагрузка: q=qcosα+[P] – в общем случае определяется сразу изгибающий момент: М₂=(00,7ql²+0,21Pl). Проверка по деформациям для 2-го сочетания нагрузок не нужна.

3) ,

где m_дл =1,2 – коэффициент длительности нагружения

.
Вопрос 37 Клееные балки (преимущества и недостатки, типы балок, клеи, применяемые для изготовления балок).

Клеедеревянные (дощатоклееные) балки. Состоят из клееных, чаще по пластям досок. Преимущества: (перед цельнодеревянными): 1) возможность перекрывать большие l; 2) большая несущая способность; 3) возможность использовать древесину разных сортов в одном сечении. Недостаток: большая трудоемкость при изготовлении.

Виды балок: (по сечению) – чаще прямоугольные, а также: двутавровые – более экономичны, но трудоемки; рельсовидные. По длине: балки простого сечения – проще в изготовлении; трапециевидные – большая несущая способность. Обычно ширина балок b<=16 см. Пролеты: 12, 18, 24 м – стандартные балки.

По использованию разных сортов: I сорт – в нижних слоях, где балка работает на растяжение; II сорт – в верхней сжатой зоне и в слое смежном с нижним; III сорт – все остальное (середина), т. к. σ_min <σ.

По длине – доски стыкуются вразбежку соединением на зубчатый шип.

Расчет клеедеревянных балок:

Нормальные напряжения: , где: т_б – зависит от высоты сечения, если она >1м, то значение по СНиПу, если h<1м, то т_б =1; т_сл – коэффициент числа слоев (толщины досок, чем тоньше доски, тем лучше). Для трапециевидных балок: - момент сопротивления;

- в сечении х будет σ_max; ; .

Клеефанерные балки: состоят из фанерных стенок и деревянных полок. Они имеют гораздо меньшую массу, чем клеедеревянные и поэтому могут перекрывать большие пролеты. Ребристые балки имеют высоту в середине пролета: h_cp=(1/10÷1/12) l. Верхний пояс (в. п.) – работает на сжатие (применяют доски II сорта), нижний пояс (н. п.) – растяжение (доски I сорта). Доски в поясах по длине стыкуются на зубчатый шип это соединение лучше делать в зонах под ребрами. Фанерные стенки – из водостойкой фанеры толщиной 10-12 мм. Листы фанеры должны быть направлены вдоль балки, стыкуются соединением на ус. Стыки должны приходиться в места расположения ребер.

Расчет клеефанерных балок (на изгиб):

Работают как однопролетные балки, загруженные собственным весом – постоянная и снеговая нагрузка. Пояса работают на сжатие и растяжение, но направления определяются как для изгиба М=ql²/8. Расчет производится на изгиб с учетом совместной работы поясов и стенок, без учета податливости соединений. Расчет производят дляприведенных сечений: (например)

(приведение к дереву); (к фанере); S_пр= … Проверяются:

1) В. п. – на сжатие при изгибе: ; 2) Н. п. – на растяжение: ;

3) Проверка прочности фанеры на скалывание: Скалывание проверяется в сечениях на опорах – где действует Q_max. По высоте эта проверка выполняется в 2-х местах: 1) Середина – нейтральная ось, где действуют τ_max, J_пр и S_пр – считаются в сечениях на опорах.

2) в местах стыковки фанеры и деревянных поясов.

4) Проверка по прогибам , где если J_пр^ф, то должен быть и Е_ф, и наоборот.

Особенности работы и расчета балок с волнистой стенкой:

Волнистая стенка включается в пазы, которые предварительно выполняются в поясах, и препятствуют потере устойчивости из плоскости. Расчет таких балок выполняется как для составных балок на податливых связях (сдвиг по нейтральной оси): ; , где К _f и К _w – по СНиПу (но <1) в зависимости от пролетов, видов конструкций, степени податливости.

Клеедеревянные балки армированные стальными стержнями:

Представляют собой клеедеревянные элементы прямоугольного сечения из досок, склеенных по пластям. В сжатую и растянутую зону которых вклеены стальные стержни. Арматура класса АII и АIII, % армирования в сечении ≈ 2-4 %.

Работа и расчет: Такие балки работают на изгиб с учетом совместной работы древесины и арматуры, расчет ведут для приведенных сечений. Проверяется: 1) нормальные напряжения в древесине и арматуре ;

2) касательные напряжения в древесине и клеевом шве: ;

3) прогиб: .

Составные балки: Расстановка связей приводит к тому, что напряжения на краях уменьшаются. Связи расставляются на расстоянии l/4 от опоры. Несущая способность должна быть Т≥1,5N, где Т=(МS)/J

;