Дощатые и клеефанерные настилы покрытий

Лекция №4

Дощатые и клеефанерные настилы покрытий

Различают сплошные и разряженные дощатые настилы.

При рулонной кровле в неутепленных покрытиях применяют сплошные дощатые настилы. В утепленных покрытиях поверх этих настилов укладывают твердый плитный утеплитель, непосредственно по которому или по выравнивающему слою наклеивают рулонный ковер. Возможен вариант, когда утеплитель укладывают между прогонами с подшивкой потолка из гипсокартона.

При чешуйчатой кровле из асбестоцементных или стеклопластиковых листов в неутепленных покрытиях применяют разреженные дощатые настилы (обрешетки).

Чешуйчатая кровля является непроницаемой благодаря неплотностям стыков, поэтому разряженный настил обеспечивает проветривание полостей под ней и высыхание древесины в процессе эксплуатации. Разряженный настил может служить так же основанием черепичной кровли и кровли из стальных листов.

Дощатые настилы изготавливают из досок на гвоздях и укладывают на прогоны или основные несущие конструкции покрытий при расстоянии между ними не более 3 м. Рабочие доски настилов должны иметь длину, достаточную для опирания их не менее чем на три опоры для увеличения их изгибной жесткости по сравнению с однопролетным опиранием.

Разряженный настил

Рекомендуемые материалы

Разряженный настил, называемый так же обрешеткой, представляет собой несплошной ряд досок, уложенных с шагом, определяемым типом кровли и расчетом. Зазоры между кромками досок для их лучшего проветривания должны быть не менее 2 мм.

Для ускорения сборки этот настил целесообразно собирать из заранее изготовленных щитов, соединенных снизу поперечинами и раскосами.

Сплошные настилы

Из сплошных настилов наиболее распространенным является двойной перекрестный, который состоит из двух слоев – нижнего рабочего и верхнего защитного.

Рабочий настил представляет собой разряженный или сплошной ряд более толстых досок и несет на себе все нагрузки, действующие на покрытие.

Защитный настил представляет собой сплошной ряд досок минимальной толщиной 16 мм. Он укладывается на рабочий настил под углом 45^о – 60^о и крепится к нему гвоздями.

Двойной перекрестный настил имеет значительную жесткость в своей плоскости и служит надежной связью между прогонами и основными несущими конструкциями покрытия. Этот настил целесообразно собирать тоже из заранее изготовленных крупных щитов.

Применяют так же настилы из сплошных однослойных щитов, соединенных внизу раскосами и поперечинами, имеющими меньшую жесткость, чем двойные.

Расчет дощатых настилов производят по прочности и прогибам при изгибе на действие расчетных и нормативных нагрузок:

- постоянных от собственной массы покрытия g, кН/м²

^1. временные от массы снега р, кН/м²

2. от веса человека с грузом Р, кН

Нагрузки определяются с учетом формы покрытия и коэффициентов перегрузки.

Сосредоточенная нагрузка от массы человека с грузом имеет величины:

Р^н=1 кН (100 кг.),а с учетом коэффициента перегрузки: Р=1,2 кН (120 кг).

Расчет настилов и обрешеток, работающих, как правило, на поперечный изгиб, производят по схеме двухпролетной балки при двух сочетания нагрузки:

1) нагрузка от собственного веса покрытия и снеговая нагрузка (g+p)

- на прочность:

σ=, где

;

- по прогибам:

, где

=

2) нагрузка от собственного веса покрытия и сосредоточенной нагрузки в одном пролете от веса человека с грузом Р – только на прочность

Максимальный момент находится под сосредоточенной нагрузкой:

.

Расчет по прочности в этом случае производится по той же формуле, что и в предыдущем

Расчет удобно вести приняв ширину настила b=100 см.

При сплошном настиле или обрешетке при расстоянии между осями досок или брусков не более 15 см принимают, что сосредоточенный груз передается двум доскам или брускам, а при расстоянии более 15 см – одной доске или бруску.

При двух настилах (рабочем и защитном, направленном под углом к рабочему) или при однослойном настиле с распределительным бруском, подшитым снизу в середине пролета, а так же при уложении поверх настила плитного утеплителя сосредоточенный груз Р_н=1 кН принимают распределенным на ширину 0,5 м рабочего настила.

Дощатые настилы перекрытий, подшивки и обшивки стен

Настилы перекрытий

Представляют собой сплошные ряды досок, служащие основанием чистого пола или самим чистым полом. Их укладывают по промежуточным брускам – лагам или прямо по балкам и прибивают к ним гвоздями. Доски настила чистого пола соединяют кромками в шпунт. Настилы перекрытий работают и рассчитывают на изгиб от действия нагрузок от собственной массы, полезных нагрузок, равных 1,5 кН/м². в жилых, и не менее 2 кН/м² (200 кг/м²) в производственных зданиях и сосредоточенных грузов, равных 1,5 кН (150 кг). Максимальный прогиб настила не должен превышать 1/250 пролета. Дополнительно проверяют зыбкость настила. Проверки заключаются в том, что прогиб его от сосредоточенного груза 0,6 кН не должен превышать 0,1 мм.

Подшивки потолков

Представляют собой сплошные ряды тонких досок прибитых к балкам внизу гвоздями. При отсутствии штукатурки доски соединяются кромками в шпунт для исключения сквозных щелей. Подшивки работают на изгиб, а гвозди – на выдергивание,  как правило, с избыточным запасом прочности при нагрузке от собственной массы.

Обшивка стен

Представляет собой сплошные вертикальные ряды тонких досок, расположенных горизонтально и соединенных кромками в четверть или в шпунт. Обшивки стен работают на изгиб от давления и отсоса ветра, как правило, с избыточным запасом прочности.

Клеефанерные настилы

Клеефанерные настилы являются наиболее эффективным и перспективным видом ограждающих конструкций. Плиты состоят из дощатого каркаса и фанерных обшивок, соединенных клеем Они имеют длину l=3 – 6 м, ширину b=1 – 1,5 м, соответствующую размерам фанерного листа.

Каркас панелей состоит из продольных и поперечных досок-ребер, которые могут быть цельными или клееными. Продольные рабочие ребра, сплошные по длине, ставятся на расстоянии не более 50 см друг от друга. Поперечные ребра жесткости ставятся на расстоянии не более 1,5 м, как правило, в местах расположения стыков фанеры, и прерываются в местах пересечения с продольными ребрами. Обшивки панелей состоят из листов фанеры повышенной водостойкости марки ФСФ, толщиной не менее 8 мм, состыкованных по длине «на ус». Обшивки склеиваются  с каркасом таким образом, чтобы направление наружных волокон фанеры совпадало с направлением древесины продольных ребер для того, чтобы фанера работала в направлении своей большей прочности и жесткости. Клеефанерные панели выполняют функции настила, прогонов, водо- и пароизоляции. Они характеризуются малой массой при значительной несущей способности, имеют большую жесткость в своей плоскости. Поверхности панелей, обращенные внутрь помещения, покрывают огнезащитными составами для повышения их степени огнестойкости.

По форме поперечного сечения клеефанерные панели могут быть следующих видов:

1) коробчатые;

2) ребристые, обшивкой вверх;

3) ребристые, обшивкой вниз

Коробчатую клеефанерную панель применяют в утепленных покрытиях с рулонной кровлей и гладким потолком Она имеет двухсторонние обшивки, образующие вместе с ребрами ряд полостей, в которые по слою пароизоляции укладывают утеплитель. Полости всех панелей настила соединяются отверстиями в единую вентилируемую прослойку (осушающий продух), сообщающуюся с наружным воздухом, которая обеспечивает осушающий режим работы настила.

Ребристую клеефанерную панель обшивкой вверх применяют в холодных и утепленных покрытиях с рулонной кровлей без гладкого потолка. Она имеет только одну верхнюю обшивку, поверх которой укладывают утеплитель и рулонный ковер.

Ребристую клеефанерную панель обшивкой вниз применяют в утепленных и холодных покрытиях с кровлей из волнистых асбестоцементных листов. Она имеет только одну нижнюю обшивку. Листы кровли укладываются по продольным ребрам, а утеплитель размещают по обшивке между ребрами.

Наиболее распространенными являются коробчатые клеефанерные панели, которые используют не только в качестве ограждающих конструкций покрытия, но и в качестве стеновых панелей.

Клеефанерные панели опираются на основные несущие конструкции при ширине опорных площадок не менее 5,5 см Их прикрепляют к опорам шурупами или гвоздями.

Для обеспечения совместных прогибов всего настила панели соединяют между собой по кромкам. Соединять можно глухими нагелями, которые ставят через 1,5 – 2 м или гвоздями, пробиваемыми через соединительную планку через 50 см.

Расчет клеефанерных панелей

Расчет производят по прочности и прогибам при изгибе по схеме однопролетной свободно опертой балки на нормальные состовляющие нагрузок от собственной массы g_x и снега p_x. От суммы этих двух нагрузок определяют расчетный изгибающий момент, поперечные силы и максимальные прогибы. Верхнюю обшивку дополнительно проверяют на местный изгиб от сосредоточенной силы Р=1·1,2=1,2 кН, условно распределенной на ширине 1 м, как жестко заделанную в местах присоединения к ребрам.

Фанерные обшивки и продольные ребра работают совместно благодаря жесткости клеевых соединений.

Сечение коробчатой панели считают условно двутавровым, а ребристых – тавровым полкой вверх или вниз.

При этом ширина стенки равна сумме ширин ребер (b_ст=Σb_реб), а расчетная ширина обшивок принимается равной:

b_расч=0,9b, при l=6a,

b_расч=0,9, при l<6a, где

b – полная ширина сечения панели;

l – пролет панели;

a – расстояние между продольными ребрами в осях.

Геометрические характеристики сечений панели определяют с учетом различных величин модулей упругости древесины E_д и фанеры E_ф. В результате определяют приведенные геометрические характеристики сечения. Приведение выполняется к тому материалу, в котором определяется напряжение.

Так, площадь сечения, приведенного к фанере:

Приведенный момент инерции:

Приведенный к фанере момент сопротивлдения:

,
 где Z_ф – расстояние от фанерной обшивки до центра тяжести расчетного сечения, для коробчатых панелей с одинаковыми верхней и нижней обшивками:

.

В общем случае .

Сечения клеефанерных панелей подбирают методом попыток, при котором предварительно задаются сечениями, а затем производят все необходимые проверки и определяют способность по прочности и прогибам

При расчете клеефанерной панели производят следующие проверки:

1) растянутой обшивки на прочность:

σ=, где

М – расчетный изгибающий момент;

W_пр.ф. – момент сопротивления, приведенный к фанере;

R_фр – расчетное сопротивление фанеры растяжению;

k_ф=0,6 для фанерымарки ФСФ ( 0,8 – для бакелизированной фанеры) – коэффициент, учитывающий ослабление сечения стыком «на ус».

2) сжатой обшивки на устойчивость:

, где

φ_ф – коэффициент продольного изгиба

, при а/δ≥50,

, при а/δ<50, где

а – расстояние между ребрам в свету,

δ – толщина фанеры.

3) верхней обшивки на местный прогиб от сосредоточенной силы Р=1,2 кН:

, где

.

4) на скалывание по клеевому шву (в местах приклейке ребер к обшивкам):

, где

b_ст – суммарная ширина ребер каркаса;

R_фск – расчетное сопротивление фанеры скалыванию.

Рекомендуем посмотреть лекцию "Советская этническая психология".

5) по прогибам:

, .

Клеефанерные панели стен рассчитывают на изгиб от вертикальной нагрузки и собственного веса. Предельный прогиб =.

Панели с деревянным каркасом и плоскими асбестоцементными обшивками имеют такую же конструкцию и размеры, как и клеефанерные панели. Их применяют в холодных и утепленных покрытиях и помещениях с асбестоцементной и рулонной кровлей, потолок которых должен быть несгораемым.

Обшивки соединяются с каркасом шурупами, которые обладают податливостью, необходимой для соединения разнородных материалов. Эти панели работают и рассчитываются по прочности асбестоцементной обшивки на растяжение при изгибе, по прочности соединений и по прогибам, как балки составного сечения на податливых связях (об этом мы будет говориться позже).