Конструирование и расчет клеефанерных плит покрытия

Конструирование плит.

Клеефанерные плиты покрытия рекомендуются для зданий с наружным отводом воды. Утеплённые плиты состоят из деревянного каркаса, фанерных обшивок, утеплителя и пароизоляции. Для крепления обшивок к каркасу рекомендуются следующие марки клеев: фенолформальдегидный ФР-12, фенолорезорциоовый ФРФ-50; алкилрезорциноформальдегидные ФР-100 и ДФМК.

Номинальная длина плит принимается шагу несущих конструкций в пределах от 3 до 6 м. Номинальная ширина назначается таким образом, чтобы на несущей конструкции уместилось целое число плит. При этом ширина назначается в пределах от 1,0 до 1,5 метров, кратно 100 мм. Обычно ширину плиты принимают 1500 мм, так как это связано с шириной стандартного фанерного листа. Фактические размеры принимаются с учетом монтажных зазоров между плитами, составляющими 20 – 40 мм с каждой стороны. Для удобства уплотнения продольных стыков ширина плит поверху принимается на 20 мм меньше, чем понизу.

Каркас плит состоит из продольных и поперечных ребер. Продольные элементы каркаса работают совместно с обшивками. Поперечные увеличивают поперечную жесткость плит, обеспечивают устойчивость сжатой обшивки (если их высота равна высоте продольных ребер), уменьшают расчетную длину каркаса в плоскости плиты. Элементы деревянного каркаса следует изготавливать из древесины хвойных пород 2-го сорта. Продольные ребра, сплошные по длине, ставятся на расстоянии не более 50 см. друг от друга. Поперечные ребра ставятся на расстоянии не более 1,5 м, прерываются в местах пересечения с продольными и крепятся к ним на гвоздях. Продольные ребра изготавливаются, как правило, из досок, поставленных на ребро. Для средних продольных ребер обычно принимают доски толщиной не менее 50 мм, а для крайних – примерно вдвое тоньше. Высота и толщина ребер принимается по сортаменту пиломатериалов по ГОСТ 24454-80 (см. приложение) с учетом острожки на 2 - 3 мм с каждой стороны. Ориентировочно высоту ребра можно принять в пределах 1/30 - 1/40 пролета панели.

Высота поперечных и торцевых ребер принимается равной высоте продольных ребер. Для удаления конденсационной влаги и создания в полости плит нормального температурно-влажностного режима поперечные и торцевые ребра каркаса выполняются с отверстиями. Допускается высоту поперечных ребер принимать меньше высоты продольных, но не менее толщины утеплителя. Минимальная толщина поперечных ребер 25 мм.

Обшивки плит выполняют из фанеры повышенной водостойкости марки ФСФ по ГОСТ 3916.1-96 , а в особых случаях - из фанеры бакелизированной марки ФБС по ГОСТ 11539-2014. Листы фанеры имеют толщину 3…10 мм с градацией 1мм и 12…18 мм с градацией 3 мм. Формат листов: 2440´1525, 2440´1220, 1525´1525, 1525´1220, 1525´725, 1220´1220, 1220´725 мм. Размеры бакелизированной фанеры 7700´1550, 5600´1550 и 5600´1250 мм. Толщина листов 5, 7, 10, 12, 14, 16 и 18 мм. Расчетные характеристики даны в разделе 3 [1].

Толщина фанерных обшивок должна быть не менее 6 мм в растянутой и не менее 8 мм в сжатой. В курсовом проекте рекомендуется принимать одинаковую толщину обшивок. Обшивки склеиваются с каркасом в таком положении, при котором направления наружных волокон фанеры и древесины продольных ребер совпадают для того, чтобы фанера работала в направлении в своей большей прочности и жесткости. Из-за ограничений размеров фанерных листов по длине соединение листов обшивки между собой должны осуществляться на «ус», с длиной уса не менее 10 толщин фанеры. Допускается соединение фанерных листов посредством зубчатого клеевого соединения с длиной шага 10 мм или впритык с помощью односторонних накладок на клею. Ширина полунакладки принимается по расчету и должна быть не более 15 толщин фанеры.

В качестве утеплителя рекомендуются несгораемые и биостойкие материалы, например, плиты из минераловатной ваты на синтетическом связующем по ГОСТ 9573-2012 или плиты из стеклянного штапельного волокна по ГОСТ 10499-95 с объемной плотностью не более 200 кг/м³. Утеплитель укладывается на внутреннюю обшивку по слою пленочной или окрасочной пароизоляции. Полиэтиленовая пленка для пароизоляции должна приниматься по ГОСТ 10354-82. Окрасочная пароизоляция устраивается из битумнорезиновой мастики, железного сурика или битумокартона. Во избежание смещения в процессе транспортирования и монтажа плитный утеплитель удерживается решеткой из деревянных брусков сечением 25´25 мм, располагаемых через 250 мм. В курсовом проекте не требуется выполнять теплотехнический расчет плиты покрытия. Студент может принять толщину утеплителя, воспользовавшись табл. 2.1 по данным (3). При этом средние суточные температуры наружного воздуха в зимнее время года следует определять по формуле (18) /2/:

t_ec = t₁ – D₁,

t₁ – принимаемая по карте 5 обязательного приложения 5 [2];

D₁ – отклонение средней температуры воздуха наиболее холодных суток от средней месячной температуры, принимаемые по карте 7 обязательного приложения 5 [2].

Например, в Саратове средняя месячная температура воздуха в январе t₁ = –10°. С учетом отклонения средней температуры воздуха наиболее холодных суток D₁ = 15°С средняя суточная температура в зимний период составит t_ес = –25°С.

Например, для здания с относительной влажностью воздуха помещения 65% в г. Саратове можно принять толщину минераловатных плит 100 мм.

Таблица 2.1.

Допустимая средняя суточная температура наружного воздуха в зимний период

Толщина утеплителя, м	Относительная влажность воздуха помещений, %
расчетная температура внутреннего воздуха помещений, °C
	-29	-28	-27	-25	-14	-13	-11	-10
	-40	-40	-39	-38	-23	-21	-20	-20	-16	-15	-13
	-54	-53	-52	-51	-31	-30	-29	-28	-23	-22	-21	-16	-14	-13
				-55	-40	-39	-37	-36	-30	-29	-28	-22	-20	-18

Сбор нагрузок

Нагрузка на плиту покрытия состоит из постоянной и временной. Сбор нагрузок удобно проводить в табличной форме (табл. 2.2).

При заполнении таблицы можно принять = 0,15 кН/м². Значения величин и получают путем умножения объемов на соответствующие плотности, значения которых можно принять по [1]. Значения снеговой нагрузки следует определять в соответствии с требованиями раздела 5 [2]. Значения коэффициентов надежности по каждой нагрузке определяют по соответствующим разделам [2].

Таблица 2.2.

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
1. Постоянная
- вес кровли		g1	q1 = q1н × g1
- вес ребер		g2	q2 = q2н × g2
- вес обшивок		g3	q3 = q3н × g3
вес утеплителя		g4	q3 = q3н × g4
2. Временная
- снеговая	Sн	g5	S = Sн × g5
Итого	qн		q