Ограждающие конструкции покрытия

Конструктивное решение покрытия зависит от назначения здания и его температурного режима (отапливаемое или неотапливаемое), типа несущих конструкций и материала кровли.

Для отапливаемых зданий рекомендуется применять либо совмещенную кровлю построечного изготовления по щитовому дощатому настилу, опирающемуся на деревянные прогоны, либо клеефанерные плиты заводского изготовления.

Для зданий с холодным температурным режимом необходимо спроектировать светопрозрачное покрытие из листового полиэфирного стеклопластика волнистого профиля или в виде светопрозрачных плит заводского изготовления.

Клеефанерные плиты следует рассчитывать на постоянные и снеговую нагрузки в соответствии с п. 6.25-6.29 СП 64.13330.2011 по приведенным геометрическим характеристикам поперечного сечения. В расчете прочности учитывается снижение расчетного сопротивления растянутой фанерной обшивки в местах стыкования листов коэффициентом m_ф = 0,6. В плитах, имеющих верхнюю фанерную обшивку, шаг продольных несущих ребер не должен превышать 0,5 м. Он уточняется расчетом верхней обшивки на действие сосредоточенной силы Р ^н = 1 кН с коэффициентом надежности по нагрузке 1,2, вызывающей изгиб фанеры поперек волокон рубашечных слоев. При этом считается, что действие сосредоточенной силы распределяется на полосу обшивки шириной 100 см.

Толщина нижней обшивки принимается не менее 6 мм, верхней – не менее 8 мм. В расчете прочности возможная потеря устойчивости сжатой обшивки учитывается коэффициентом j_ф, принимаемым в зависимости от шага ребер и толщины фанеры. В расчете прогибов жесткость плиты принимается равной 0,7 ЕI_пр. Расчетные сопротивления и упругие характеристики фанеры приведены в приложении, таблицы П12 и П13.

Светопрозрачные плиты из полиэфирного стеклопластика выполняются при пролетах до 3 м со средним слоем из колец, стеклопластиковых фасонных профилей или гофрированных листов. При бóльших пролетах целесообразно изготавливать плиты с продольными несущими деревянными ребрами.

Расчет плит следует производить только на постоянные и снеговые нагрузки по двум предельным состояниям. По специальному заданию руководителя курсового проектирования может также выполняться расчет на температурно-влажностные воздействия. Расчетные характеристики и сортамент листов волнистого полиэфирного стеклопластика приведены в приложении, таблицы П6 и П19.

Неутепленное покрытие из волнистых листов стеклопластика по разрезным брусчатым прогонам предусмотрено заданием для двух типов несущих конструкций: стрельчатой арки с переменным уклоном покрытия и фермы на металлических зубчатых пластинах с постоянным уклоном. Во втором случае деревянные прогоны целесообразно выполнять дощатыми неразрезными. Собственный вес стеклопластиковых листов пренебрежимо мал по сравнению со снеговой нагрузкой, поэтому в расчетах достаточно учесть только вес снега.

Листы следует проектировать двухпролетными неразрезными. Шаг прогонов для покрытия по стрельчатым аркам принимается равным 0,75-1,5 м в зависимости от расчетного значения снеговой нагрузки. В покрытиях по фермам на МЗП прогоны лучше опирать в узлах верхнего пояса. Волнистые стеклопластиковые листы следует проверять по прочности растянутых волокон при изгибе, по устойчивости волны в сжатой зоне, по жесткости. Прочность на скалывание листа при изгибе обычно обеспечивается с большим запасом. В расчете должен учитываться коэффициент условий работы полиэфирных стеклопластиков, эксплуатируемых: в атмосферных условиях m_f, значения которого приведены в приложении, табл. П20.

Разрезные прогоны по стрельчатым аркам работают на косой изгиб. Сечение прогонов следует подбирать по сортаменту, приведенному в приложении, таблица П1. Необходимо рассчитать прогон в месте, где действует наибольшая снеговая нагрузка. В покрытиях по аркам, для которых по СП 20.13330.2011 требуется учитывать снеговую нагрузку с распределением по треугольнику, таким будет прогон на участке, где угол наклона касательной к оси арки составляет около 50° к горизонту. Прогон должен быть подобран с таким сечением, чтобы обеспечить минимальную разницу между напряжением и расчетным сопротивлением.

Дощатый настил по неразрезным прогонам бывает одинарным или двойным с разреженным рабочим слоем и сплошным защитным. Рекомендуется проектировать сборный щитовой настил из обрезных досок 3-го сорта с подшивными диагональными брусками или досками. Такой настил в наибольшей мере удовлетворяет требованиям индустриализации строительства и быстроты монтажа при обеспечении жесткости и пространственной неизменяемости покрытия.

Щит настила работает по двухпролетной схеме и воспринимает постоянные нагрузки от многослойной утепленной кровли и временные - снеговую и монтажную от веса человека с инструментом Р^н = 1 кН с коэффициентом надежности по нагрузке g_f = 1,2. Эта монтажная нагрузка при наличии распределительных брусков считается распределенной на полосу щита шириной 0,5 м.

Расчет производится на две комбинации нагрузок:

1) постоянная и временная от снега (расчет на прочность и жесткость);

2) постоянная и кратковременная монтажная (только расчет на прочность).

С учетом пониженной ответственности дощатых настилов расчетное сопротивление для пиломатериалов 3-го сорта принимается как для 2-го: R_и = 13 МПа для сосны или ели, примеч. 5 к табл. 3 СП 64.13330.2011. В расчете на вторую комбинацию нагрузок кратковременность действия монтажного груза учитывается коэффициентом m_н = 1,2 к этому расчетному сопротивлению.

Спаренные неразрезные прогоны из досок на ребро выполняют по равнопрогибной схеме со стыкованием досок вразбежку на расстоянии 0,21 длины пролета от опоры. Для уменьшения прогиба в первом от торца пролете и наибольшего изгибающего момента над первой промежуточной опорой длину крайних пролетов целесообразно уменьшить на 20 %. Можно не укорачивать крайние пролеты, а вместо этого прибить в них третью доску.

Прогоны несут нагрузку от собственного веса покрытия и снега. При наличии жесткого дощатого настила их рассчитывают на составляющую нагрузки, перпендикулярную к кровле. Скатная составляющая воспринимается настилом. При нежесткой кровле возникает напряженное состояние косого изгиба. Расчет прогонов производится на прочность и жесткость, подбирается необходимое количество гвоздей у стыка. Конструктивно доски объединяются гвоздями с шагом 0,5 м. Толщина досок должна быть не менее четырех диаметров гвоздя. Размеры поперечного сечения досок следует принимать по сортаменту без учета острожки.