Расчёт панели покрытия. Проверка верхней обшивки на местный изгиб. Статический и конструктивный расчеты панели покрытия

3.  Расчёт панели покрытия

3.1.  Компановка панели перекрытия (рис.3.1.)

Панели покрытия укладываются непосредственно по несущим конструкциям, соответственно, длина панели с учетом припусков при изготовлении – 3480 мм при шаге несущих конструкций 3,5 м. Ширина панели принимается равной ширине стандартного листа фанеры (1525х1525) с учетом обрезки кромок – 1480 мм.

Обшивка выполняется из березовой водостойкой фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ ГОСТ 9573-72. Направление волокон наружных слоев фанеры следует располагать вдоль панели. Толщину нижней растянутой обшивки принимаем – 6 мм, верхней сжатой обшивки – 10 мм. Обшивки приклеиваются к деревянному каркасу на клее ФРФ-50.

Продольные ребра панели проектируем из цельной древесины размером сечения с учётом остружки 193х42 мм            ( 200´50 мм) по ГОСТ 24454-80.

В месте стыка фанерных листов ставим поперечные ребра и стыкуем фанеру «на ус» или микрошип, поперечные ребра устанавливаются и по торцам панели.

Каркас выполняется из древесины сосны 2-го сорта.

Пароизоляция – из полиэтиленовой плёнки 0,2 мм по наружной стороне нижней обшивки.

Утеплитель – пенополиуретан ( ТУ 67-87-75), g=40 кг/м³ , толщиной δ=150 мм.

Кровля – трехслойная рубероидная  (ГОСТ 10923 – 82) δ=15 мм на битумной мастике. Первый слой рубероида наклеивается на заводе с применением мастик повышенной теплостойкости.

Класс ответственности здания – II, коэффициент надежности по назначению γ_n=0,95.

Условия эксплуатации нормальные ( относительная  влажность  воздуха-60%,  температура внутреннего воздуха - +18⁰ С).

3.2.  Проверка верхней обшивки на местный изгиб.

       Шаг продольных ребер назначается из расчета верхней обшивки на местный изгиб поперек волокон от

       сосредоточенной силы Р=1,2 кН (вес человека с инструментом), как балки, защемленной по концам у ребер.

       Расстояние между продольными ребрами в осях: с = 677+42=719 мм. Толщина верхней обшивки δ_в =10 мм.

       Изгибающий момент в обшивке:

       Момент сопротивления обшивки шириной 100 см:

 

       Напряжения от изгиба сосредоточенной силой:

 <  

               где: - расчетное сопротивление фанеры изгибу из плоскости листа поперек волокон

                                            наружных слоев ( табл.10 [5] ).

                      - коэффициент условий работы для монтажной нагрузки.

       Таким образом, принятая расстановка продольных ребер по ширине сечения панели удовлетворяет

       требованиям изгибной прочности верхней обшивки.

3.3.  Сбор нагрузок на панель покрытия.

                                                                                                                                                         Таблица 3.1

Сбор нагрузок на панель покрытия, Н/м²

№ п/п	Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка	Коэффициент надежности по нагрузке γf	Расчетная нагрузка
1	Постоянные:
1.1	Собственный вес 3-х слойной рубероидной кровли	150	1,3	195
1.2	Собственная масса панели покрытия:
	- обшивки из фанеры ФСФ:
	(0,01+0,006)∙7000	112	1,1	123
	- продольные ребра:
	0,042∙0,193∙4∙6000/1,48	131	1,1	145
	- поперечные ребра:
	0,042∙0,143∙4∙6000/4,48	32	1,1	35
	- утеплитель γ=400Н/м3, δ=0,15м:    0,15∙400	60	1,1	66
	- полиэтиленовая плёнка δ=0,0002м	20	1,1	22
	Итого собственный вес панели:	355	–	391
	Всего постоянных:	505	–	586
2	Временные:
2.1	Снеговая: s=s0∙μ s0=1000 Н/м2 – нормативное значение веса снегового покрова на 1м2                         горизонтальной проекции земли для 3-го снегового района                         (табл.4[4]); μ=1 – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой                  нагрузке на покрытие(прил.3 п.2/ [4]). gнпок/s0=482,17/1000=0,482<0.8, следовательно γf=1,6	1000	1,6	1600
	Итого полная нагрузка:	1505	–	2186

3.4.  Статический расчет панели покрытия.

Полные погонные нагрузки при ширине панели 1,48 м:

-  нормативная: g_н=1505∙1,48=2227 Н/м;

-  расчетная:      g_р=2186∙1,48=3235 Н/м.

Ширина площадки опирания на верхний пояс несущих конструкций 6 см.

Расчетный пролет панели L_P= 448-6 = 442 см. Панель рассчитывается как балка на двух опорах.

Расчетный изгибающий момент:

.

Расчетная поперечная сила:

.

3.5.  Определение геометрических характеристик сечения панели.

Расчет клеефанерных конструкций выполняется по методу приведенного поперечного сечения в соответствии  с п. 4.25 [5].

Расчетная ширина фанерных обшивок определяется по формуле:

b_п=0,9∙1,48=1,332 м.

Геометрические характеристики панели приводим к фанере с помощью коэффициента приведения

                 где:=10000 МПа – модуль упругости древесины вдоль волокон ( п.3.5 [5] );

                       =9000 МПа – модуль упругости фанеры ФСФ вдоль волокон наружных слоев ( табл.11 п.1[5] ).

Поперечная площадь поперечного сечения:

                 см².

Приведенный статический момент поперечного сечения панели относительно нижней грани:

=

       см³.

Расстояние от нижней грани до нейтральной оси сечения панели:

                см.

Расстояние от нейтральной оси до верхней грани панели:

                 см.

Приведенный момент инерции плиты:

           =см⁴.

Приведенные моменты сопротивления сечения панели:

                 см³,   см³.

3.6.   Конструктивный расчет панели покрытия.

    а) напряжения в нижней растянутой обшивке:

                        Н/см² <  Н/см²

             где: R_ф.р.=14 МПа – расчетное сопротивление фанеры ФСФ растяжению ( табл