Порядок расчета клеефанерных панелей и щитов

Предварительно назначаются все геометрические размеры конструкции, руководствуясь выше изложенными рекомендациями. При этом, в первой стадии расчета высоту сечения конструкции, а также сечение обшивок и ребер целесообразно принимать минимальными, увеличивая их в случае необходимости (по результатам расчета). При определении необходимого количества продольных рёбер из условия обеспечения устойчивости верхней обшивки при действии сосредоточенной силы (вес человека с инструментом) можно руководствоваться следующей формулой:

n= , (2.6)

где b – полная ширина сечения панели в мм;

f_pm,90,d. – расчетное сопротивление фанеры изгибу поперек волокон наружных слоев в МПа;

k_mod – коэффициент условий эксплуатации при учёте кратковременного действия монтажной нагрузки;

– принятая толщина фанеры верхней обшивки в мм.

Расчет принятого сечения выполняется в следующей последовательности:

1. Определяются приведенные геометрические характеристики поперечного сечения:

A_d,ef=A_p+(Е₀/Е_p)´A_д (2.7)

I_d,ef =I_p+(Е₀/Е_p)´A_д (2.8)

где A_p, I_p, E_p – соответственно площадь, момент инерции и модуль упругости фанеры верхней обшивки;

A_д, I_д, E₀ – то же, для древесины продольных ребер.

При этом расчетная ширина панели или щита принимается b_d=0,9´b при l³6´a и b_d=0,15´(b/a)´l при l<6´a,

где b – полная ширина сечения панели;

а – расстояние между осями продольных рёбер.

2. Определяются приведенные моменты сопротивления сечения относительно нижней и верхней грани сечения:

(2.9)

(2.10)

где y₀=S_d,ef/A_d,ef – расстояние от центра тяжести приведенного сечения до его нижней грани;

h – полная высота сечения панели или щита.

3. Принятое поперечное сечение проверяется из условия прочности:

— для панели – на растяжение нижней обшивки:

s_f,t,d=М_max/ £k_p´f_pt,0,d; (2.11)

— для щита – на растяжение нижней кромки ребра:

s_t,0,d=М_max/ £f_t,0,d, (2.12)

где: М_max – максимальный изгибающий момент;

f_pt,0,d – расчетное сопротивление фанеры на растяжение;

k_p=0,6 – при наличии в фанере обшивок стыков “на ус” (п. 7.3.1.9 [1]);

f_t,0,d – расчетное сопротивление древесины ребер на растяжение (табл. 6.5 [1]).

4. Верхняя сжатая обшивка проверяется:

а) на устойчивость:

s_f,c,d=М_d/( ´k_pf)£f_pc,0,d, (2.13)

где: k_pf=1–(а₁/ )²/5000 при а₁/ <50, k_pf=1250/(а₁/ )² при а₁/ ³50;

а₁ – расстояние между продольными ребрами в свету;

– толщина фанеры сжатой обшивки;

f_pc,0,d – расчетное сопротивление сжатию в плоскости листа фанеры.

б) на местный изгиб от действия сосредоточенной силы (монтажной нагрузки) P_k=1 кН с g_f=1,2. При этом фанерная обшивка рассчитывается как балка шириной b_d=100 см, защемленная в местах приклейки к ребрам (рис. 2.5.в):

s_f,m,d=M_d/W_d£ f_pm,90,d, (2.14)

где: М_d=P_d´a/8;

f_pm,90,d – расчетное сопротивление фанеры изгибу поперек волокон наружных слоев.

5. Проверяются клеевые швы между шпонами фанеры на скалывание (в пределах ширины продольных ребер):

£f_pv,0,d, (2.15)

где V_d – максимальная поперечная сила;

S_sd – статический момент верхней обшивки относительно центра тяжести приведенного сечения панели или щита;

åb_w – суммарная ширина сечения продольных ребер;

f_pv,0,d – расчетное сопротивление скалыванию клеевых швов между шпонами фанеры.

6. Определяется относительный прогиб панели или щита от нормативной нагрузки:

, (2.16)

где: F_k – суммарное значение постоянной и снеговой нормативной нагрузки;

0,7 – коэффициент, учитывающий снижение жесткости клеефанерного элемента (вследствие длительности нагрузки и ползучести клеевых соединений);

– предельный относительный прогиб (табл. 19 [3] ).

Пример 5

Рассчитаем и запроектируем клеефанерную панель под рулонную кровлю по сегментным фермам пролётом L=20 м. Шаг несущих конструкций В=3,2 м. Утеплитель плотностью r_h=150 кг/м³ и толщиной d_h=50 мм. Класс условий эксплуатации – 2, класс ответственности здания – II, район строительства по снегу – II. Древесина каркаса – пихта 2-го сорта, обшивки из березовой фанеры марки ФСФ, сорта В/ВВ.