Расчет элементов холодного кровельного настила под рулонную кровлю. Проектирование клеефанерной панели под холодную рулонную кровлю

Исходные данные на проектирование

Схема поперечника – 4

Пролет , м – 21

Высота рамы до карнизного узла Н, м – 4

Пролетная конструкция – дощатоклееная армированная балка

Материал кровли – рубероид

Шаг рам (арок) в м – 4,5

Порода древесины – сосна

Длина здания, м – 90

Расчетная температура воздуха в

отапливаемом сооружении, 8С – не тапливаемое сооружение

Район строительства – г. Игарка (V район)

Расчетная схема:

Конструктивная схема рамы:

1. Расчет элементов холодного кровельного настила под рулонную

кровлю

Исходные данные. Состав кровли: трехслойный рулонный ковер из стеклорубероида на битумной мастике, защитный косой настил толщиной 16 мм, рабочий разреженный поперечный настил из досок 150 ´ 40 (h) мм, уложенный на прогоны, расположенные с шагом 1,5 м, шаг стропильных односкатных балок 4,5 м, уклон кровли 1: 10, район строительства – г. Игарка

Схема кровли рисунок 1.

Рисунок 1. Холодная рулонная по двойному настилу

Эскизный расчет рабочего настила

Нагрузки на рабочий настил собираем с полосы 1 м при соs α = 1:

нормативная -  кН/м;

расчетная- кН/м, где  кПа для 5-го района по снегу и α = 5,71º.

Изгибающие моменты:

при 1-ом загружении

(3,444ּ1,5² )/8 = 0,9686 кН·м;

при 2-ом загружении 

(0,24ּ1,5² )/ 14 + 0,21ּ2ּ1,2ּ1,5=0,795 кН·м.

Требуемые моменты сопротивления рабочего настила

 см³/м,

 см³/м.

где = 0,95, для КУЭ-2 и = 1,2;

Требуемая суммарная ширина досок разреженного рабочего настила  на один погонный метр.

 см/м.

Требуемый шаг досок рабочего настила при ширине досок b = 12,5 см

м  ≤ a_max,

что сравниваем с максимально допустимым пролетом для досок защитного настила толщиной  16 мм, вычисленный по формулам при = 12350 кПа и = 15600 кПа

 м ;    

 м;        = 0,95 м

 м. 

При косом защитном настиле максимально допустимый шаг досок рабочего разреженного настила  м.

Окончательно принимаем шаг досок  150 × 40 (h) рабочего настила  равным 0,5 м.

Проверочные расчеты  рабочего настила

Нагрузка на 1 м² рабочего настила с учетом собственного веса:

нормативная - кПа;

расчетная -  кПа.

Здесь cos α = cos 5,71º = 0,996.

Изгибающие моменты с  полосы шириной  1 м:

 кН·м;

кН·м.

Геометрические характеристики рабочего настила из досок 150 × 40 (h) с шагом а = 0,5 м:

см³/м;

 см⁴/м.

Напряжение изгиба при 1-ом загружении

 кН/см² = 11,8 МПа < = 12,35 МПа.

То же при 2-ом загружении

 кН/см² = 9,93 МПа <  = 15,6 МПа.

Проверка жесткости рабочего настила:

 < .

Подбор сечения прогона

При шаге балок 4,5 м и жестком  в своей плоскости двойном настиле можно применить более экономичные неразрезные дощато-гвоздевые спаренные прогоны  из досок на ребро.

Нормальная составляющая нормативной нагрузки на прогон при                 α = arctg i = arctg 1:10 = 5,71º  и шаге а = 1,5 м

 кН/м,

где cos α = 0,996;

расчетная нагрузка на прогон

кН/м.

Изгибающий момент в неразрезном дощато-гвоздевом спаренном прогоне при равных пролетах l = 4,5 м  при 1-ом загружении  в крайнем пролете составит:

 кН·м = 1047 кН·см,

то же  в среднем пролете - кН·м = 872 кН.см.

Требуемые моменты сопротивления составного прогона в крайнем пролете

 см³,

в средних пролетах - см³.

В крайнем пролете принимаем четыре доски толщиной 6 см, в среднем – три доски.

Требуемая высота досок

 см;

 см.

Принимаем доски шириной 175 × 60.

Проверочные расчеты неразрезного прогона

Моменты сопротивления прогона в крайнем и среднем пролетах :

 см³ ;     см³ .

Проверка прочности прогона при плоском поперечном изгибе :

в крайнем пролете -

 кН/см² = 8,55 МПа<=12,35МПа,

в среднем пролете –

 кН/см² = 9,5 МПа < = 12,35 МПа .

Жесткость прогона проверим только в крайнем пролете, где относительный

прогиб наибольший

=1/542 <  = 1/200 при  см⁴ .

    

      2. Проектирование клеефанерной панели под холодную рулонную кровлю

Исходные данные. Номинальные размеры панели в плане–1,5´4,5 м; верхняя обшивка из водостойкой фанеры марки ФСФ из берёзы толщиной 12 мм; продольные рёбра из сосны 2-го сорта; район строительства– г.Игарка   (5-й район по снегу); уклон кровли– 1:10.

Эскизный расчёт панели

Определим предельное расстояние в свету между рёбрами:

см.

Требуемое число продольных рёбер n_p=b_пан/а+1=1,5:1,248+1=2,2 шт. Принимаем 3 продольных ребра шириной 50 мм. Определим ориентировочную высоту рёбер h_p из условия устойчивости сжатой верхней обшивки при а/d=67:1,2=55,8>50, где а=(149-3.5):2=67 см;                     k_pf=1250 : 55,8² = 0,4; =0,9 × 149=134,1 см. Требуемая высота рёбер           при a=0,9

 h_p=aM/(k_pff_p,0,dd_в)=0,9×1360/(0,4×1,2×134,1×1,2)=15,85см,                                где