Расчет ограждающей конструкции. Конструктивное решение панели. Расчет панели на общий изгиб. Конструкция стыков панели

1. Расчет ограждающей конструкции.

1.1. Конструктивное решение панели.

Поперечное сечение панели принимаем коробчатой формы (рис.1.1.).

Каркас панели выполняем из древесины сосны II категории элементов; обшивка- из плоских листов фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ. при стандартной ширине листов фанеры 1525мм с учетом обрезки кромок ширину панелей по верхней и нижней поверхностям принимаем равной 1490мм, что обеспечивает зазор между панелями 10мм.

Зазор перед укладкой теплоизоляционного ковра уплотняется теплоизоляционными материалами, а бруски, образующие четверть в стыке, соединяются гвоздями ⌀5мм через 300мм.В продольном направлении длина панели принимается 2980 мм при зазоре между панелями 20мм.

В качестве утеплителя принимаем твердые минераловатные плиты на битумной связке (объемная масса ), коэффициент теплопроводности .

Теплоизоляционные плиты приклеиваются к нижней обшивке панелей на слое битума, который одновременно выполняет роль пароизоляционной прослойки. Для сохранения положения теплоизоляционного слоя и предотвращения его смещения при перевозке панелей по верху теплоизоляции укладывается слой картона, края которого отгибаются и прибиваются к ребрам каркаса панели.

1.2. Расчет обшивок панели.

Верхняя обшивка.

Основной нагрузкой на верхнюю фанерную обшивку является сосредоточенная монтажная нагрузка P=1 (1.2) кН. Принимаем для верхней обшивки березовую фанеру сорта В/ВВ семислойную, толщиной . Для нижней обшивке принимаем фанеру пятислойную толщиной .

Расчетные сопротивления семислойной фанеры: сжатию  и растяжению ; то же, изгибу вдоль волокон наружных слоев и поперек волокон. Модуль упругости семислойной фанеры вдоль волокон ; то же, поперек волокон . Для пятислойной фанеры: , . Стыки листов вдоль обшивки устраиваются «на ус». При длине стыка ослабление фанеры стыком учитывается коэффициентом  (см. СНиП II-В.4-71, п. 4.23).

Расстояние c между ребрами определим исходя из расчетного сопротивления фанеры изгибу поперек волокон для настилов при действии монтажной нагрузки .

Тогда

.

Принято c=304мм.

Напряжение

.

где n=1.2- коэффициент перегрузки для монтажной нагрузки; b=1000мм-расчетная ширина настила; -толщина листов обшивки.

Нижняя обшивка.

Нижняя обшивка работает на изгиб от собственного веса и веса утеплителя.

Учитывая, что нагрузка от собственного веса утеплителя и нижней обшивки небольшая, расчет последней на прочность и жесткость не производим. Конструктивно нижнюю обшивку принимаем толщиной равной 6мм.

1.3. Расчет панели на общий изгиб.

Поперечное сечение панели показано на рис. 1.1. Небольшим наклоном панели пренебрегаем в запас прочности. Нормативная и расчетная нагрузки приведены в таблице 1.1.

В соответствии в 12 при , учитывая неравномерность распределения напряжений по ширине панели, уменьшаем расчетную ширину фанерной обшивки путем введения в расстоянии между ребрами коэффициента 0.9. Получаем (рис.1.1)

.

Приведенная к семислойной фанере площадь сечения панели

где -коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления в стыках фанерной обшивки и принимаемый равным для фанеры марок ФСФ и ФК-0.6; толщина верхней обшивки (семислойной); -толщина нижней обшивки (пятислойной);-модуль упругости семислойной фанеры; то же, пятислойной фанеры; то же, древесины ребер; -толщина ребра панели; -ширина доски ребра с учетом острожки; n-количество ребер.

Определение положения нейтральной оси и приведенный к фанере момент инерции сечения. Приведенный статический момент сечения относительно нижней плоскости

;

.

Приведенный к фанере верхней обшивки момент инерции

Проверяем прочность панели на изгиб:

в растянутой обшивке

в сжатой обшивкеa

, здесь 0.8-коэффициент сжатой обшивки при ;,

,  -нагрузка на 1м длины при ширине панели 1.5м.

Относительный прогиб панели от нормативной нагрузки без учета ослабления обшивок стыками определим по формуле:

, где 1.5 м-ширина панели.

Проверку скалывающих напряжений производим по клеевому шву между шпонами фанеры

, где Q=1.5*3.42*2.21=11.337 кН- поперечная сила у опоры; -статический момент верхней полки