Клеефанерная плита покрытия

Клеефанерная плита покрытия.dwg

П а н е л ь п о к р ы т и я М 1:10
Воздушная прослойка 65 мм
Деревянные конструкции изготовить из древесины хвойных пород. 2.Качество древесины должно соответствовать требованиям п.2.2
СНиП II-25-80. 3. При изготовлении панели следует выполнять требования изложенные в: - ГОСТах и рабочих чертежах
а также технических условиях на изготовление конструкции -"Руководстве по изготовлению и контролю качества деревянных клееных конструкций" 4.Пиломатериалы должны иметь влажность во время изготовления 8-12% и удовлетворять требованиям ГОСТ 20850-75 5.Все деревянные элементы покрытия обработать огнебиозащитным составом КСД-А.
Клеефанерная плита покрытия
Фанерный лист 3000*725
полиэтиленовой пленки
Для удержания утеплителя
в проектном положении

Контрольная работа.doc

Министерство образования и науки РФ
Государственного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
“Санкт-Петербургская государственная
лесотехническая академия имени С.М.Кирова”
Кафедра «Дорожное промышленное и гражданское строительство»
по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс»
Теплотехнический расчет толщины утеплителя
Выбор конструктивной схемы
Сбор нагрузок на плиту
Расчет клеефанерной плиты покрытия
Район строительства: г. Архангельск
Расчетная температура наружного воздуха равная средней температуре наиболее холодной пятидневки по СНиП «Строительная климатология»: tH =-31°C
Средняя температура и продолжительность суточного периода со среднесуточной температурой ниже или равной 8°C по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология и геодезия»: tот = -44°C
Величина расчетной снеговой нагрузки: 24 кНм2 (кПа) (240 кгсм2).
Величина нормативной ветровой нагрузки: 03 кНм2 (кПа) (30 кгсм2).
Условия эксплуатации конструкции: B1 (сухая зона).
Параметры одноэтажного промышленного здания:
Тип поперечной однопролетной рамы каркаса — из прямоугольных блоков.
Высота ключевого шарнира (низа фермы) — 6 м.
Размеры клеефанерной плиты покрытия в плане: 0725х 60 м
Теплотехнический расчет
Район строительства – г. Архангельск. По формуле (3) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» определяем требуемое сопротивление теплопередаче стены исходя из санитарно-гигиенических условий.
tint – расчетная температура внутреннего воздуха °C
text - расчетная температура наружного воздуха °C равная средней температуре наиболее холодной пятидневки по СНиП «Строительная климатология»
n – коэффициент принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху по таблице 6 СНиП 23-02-2003
tn – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции по таблице 5 СНиП 23-02-2003
int – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции по таблице 7 СНиП 23-02-2003
Rreq = ((+ 20 - (-31)) * 1 ) 45 * 87 =1303
Определяем Rreq исходя из условия энергосбережения по таблице 4 СНиП 23-02-2003. Для этого по формуле 2 СНиП 23-02-2003 находим градусосутки отопительного периода ( Dd °С·сут)
tnt и Znt – соответственно средняя температура и продолжительность суточного периода со среднесуточной температурой ниже или равной 8°C по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология и геодезия»
Dd = (+20-(- 44))* 253 = 6173°С·сут
По таблице 4 СНиП 23-02-2003 методом интерполяции находим Rreq
Согласно п. 5.3 СНиП 23-02-2003 приведенное сопротивление теплопередачиограждающих конструкций следует принимать не менее большего из двух выше найденных значений. В данном случае принимаем Rreq ≥ 30519 м2 ·°CВт
С учетом формулы 4 СНиП II-3-79* определяем необходимую толщину утеплителя
Rreq = 1αВ + Rк + 1αН где
αН – коэффициент теплоотдаче наружной поверхности охлаждающей конструкции. По таблице 6* СНиП СНиП II-3-79*
Rк – термическое сопротивление ограждающей конструкции. Для многослойной конструкции:
λ - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя по приложению СНиП СНиП II-3-79*
Характеристика слоев покрытия:
Наружный слой: лист фанеры толщиной 1 = 12 мм λ1= 018.
Внутренний слой: лист фанеры толщиной 3 = 12 мм λ3= 018.
Слой замкнутой воздушной прослойки: R в.н = 017 (м²)·°С Вт
(для толщины воздушной прослойки 50 мм и λв.н = 03).
Слой утеплителя из пенопласта ПХВ-1: λ2 = 005 2 -?
Rк = 1 λ1+ 2 λ2+3 λ3+ R в.н
519 = 2*0012 018+ 2 005 + 017 + 187 + 123
Следовательно необходим слой утеплителя из пенопласта ПХВ-1 130 мм (кратно 10мм).
Таким образом общую толщину плиты получаем равной 204 мм.
Принимаем ребристую плиту размером в плане 6000 * 725 мм с тремя продольными и пятью поперечными ребрами. Материалы плиты: древесина – сосна 2-ого сорта по ГОСТ 8486 – 86Е фанера марки ФСФ по ГОСТ 3916 – 69*.
Листы фанеры стыковывают на “ус” в местах по длине плиты. Поперечные ребра также устраиваются и под стыками фанеры. Верхняя полка толщиной 12 мм нижняя – 12 мм. Для удержания утеплителя в проектном положении установлена решетка из брусков 25×25 мм прикрепленных к ребрам.
Принимается предварительно сечение продольных ребер b1 * h1 =195*27 мм из досок сечением 200*32 мм по ГОСТ 24454 – 80 остроганных по кромкам.( на стружку по 5 мм: b1 = 200 – 5 = 195 мм h1 = 32 – 5 = 27 мм.)
h = 219 6000 = 1 27 > 1 30.
Условие по высоте плите выполняется.
СБОР НАГРУЗОК НА ПЛИТУ
Для г. Архангельск согласно СНиП 2.01.07 – 85* «Нагрузки и воздействия» с учетом последних изменений расчетная нагрузка qs = 24 кНм². Согласно п.5.7 СНиП 2.01.07 – 85* «Нагрузки и воздействия» нормативное значение снеговой нагрузки определяется умножением расчетного значения на коэффициент 07 (Sо = 24 кНм² = 1).
Таким образом получаем для снеговой нагрузки γ = 1741218 = 143.
Полная нагрузка с учетом уклона конструкции покрытия
q = g cos α + Рсн = 0404 09997 + 1218 = 162 кНм.
q = g cos α + Рсн = 0473 09997 + 174 = 2213 кНм
где α — угол ската покрытия (α = 0025); cos α = 09997;
Проверим на прочность сечение коробчатой клеефанерной плиты утепленного настила покрытия. Плита имеет длину L = 60 м ширину В = 0725 м две фанерные обшивки толщиной по 12 мм каждая 3 продольных и 5 поперечных ребер. Плита опирается концами на клеедеревянные балки и несет равномерные распределенные и сосредоточенные нагрузки нормальные к ее поверхности следующих нормативных и расчетных значений: от собственного веса и веса снега qн = 163 кНм q = 222 кНм; от веса человека с грузом Рн= 10 кН Р= 14 кН (с учетом коэффициента перегрузки 14).
Изначально сечение продольных ребер принимаем: b1*h1 = 27*195 мм.
Расчетная схема плиты — однопролетная шарнирно опертая балка пролетом l = 60 — 005 = 595 м. Расчетная схема верхней обшивки — однопролетная заделанная на опорах балка пролетом равным расстояниям между пластами соседних продольных ребер: l1 = (В — 3b1)2 = (0725 —3*0027)2 = 0322 м.
Расчетные усилия в сечениях плиты:
изгибающий момент М = q*
поперечная сила Q = q*l 2 = 222*595 2 = 66 кН = 00066 МН.
Верхнюю обшивку плит дополнительно следует проверять на местный изгиб от сосредоточенного груза Р (с коэффициентом перегрузки n = 14) как заделанную в местах приклеивания к ребрам пластинку.
Местный изгибающий момент в верхней обшивке:
M1 = P l18 = 14*03228 = 0056 кН*м = 0056*10-3 МН*м.
Требуемая толщина фанерной обшивки:
тр = М (06Вh0Rф.с) = 000982(06*0725*0207*12) = 0009 м = 09 см
где h0 = h1+=195+12 = 207мм.
Принимаются фанерные обшивки одинаковой толщины = 12 см.
Геометрические характеристики сечения плиты:
расчетная ширина обшивок b = 09В = 09*725 = 6525 см;
общее сечение продольных ребер bрhр= 3* b1 * h1 = 3*27*195 = 158 см2;
полная высота сечения h = h1+2 = 195 + 2*12 = 219 см.
Положение нейтральной оси сечения: z = h2 = 2192 = 1095 см.
Момент инерции сечения: I= Iф + Iд= b(z — 2)2 + bрhр312 = 6525*12*(1095 — 122)2+ 81*195312 = 6626 см4 = 000006626 м4.
Момент сопротивления сечения W =I(05h) = 00000662605*0219 = 00006 м.
Статический момент обшивки относительно нейтральной оси:
S = b (z — 2)= 6525*12*(1095—122)= 810 см3 = 000081 м3.
Момент сопротивления сечения обшивки расчетной шириной b = 1 м:
Wф = b 28 = 100*1228 = 18 см3 = 18* 10-6 м3.
Расчетные сопротивления фанеры сжатию растяжению вдоль наружных волокон изгибу поперек волокон и скалыванию:
Rф.с = 12 МПа; Rфр = 14 МПа Rфн = 65 МПа и Rф.ск = 08 МПа.
П р о в е р к и н е с у щ е й с п о с о б н о с т и п л и т ы .
Проверка несущей способности верхней обшивки при сжатии и устойчивости при
изгибе: отношение а = 32212 = 268 где а = l1 = 322 см – расстояние между продольными ребрами.
Т.к. 268 50 коэффициент устойчивости рассчитываем по формуле:
φ = 1 — (а)25000 = 1 – 26825000 = 086.
Напряжение = M(W*φ) = 000982(00006*086) = 1903 МПа> Rф.с = 12 МПа (проверка не сошлась).
Проверка несущей способности нижней обшивки при растяжении от изгиба с учетом ее ослабления стыками на ус: mф= 06.
Напряжение = М W*mф= 000982(00006*06) = 2728 МПа > Rф.р = 14 МПа
(проверка не сошлась).
Проверка обшивок при скалывании от изгиба: ширина площади скалывания b = bР= 81 см = 0081 м;
= QS(Ib) = 00066*000081(000006626*0081) = 0996 МПа > Rф.ск = 08 МПа (проверка не сошлась).
Проверка обшивки при местном изгибе:
напряжение = M1Wф = 0056*10-3 (18* 10-6) = 31 МПа Rфн = 65 МПа
Проверка относительного прогиба плиты от нормативной нагрузки qH = 163 кНм = 000163 МНм.
Модуль упругости фанеры Eф=9000 МПа; fl= (5384) [qн l3(07EI)] = (5384) [000163*5953(07*9000*000006626)] = 193 > [fl]=1250
Четыре проверки из пяти не сошлись. Значит необходимо увеличить площадь сечения ребер и сделать перерасчет плиты. Принимаем доски для ребер b1xh1 = 55x195 мм (из досок 60х200).
Расстояниям между пластами соседних продольных ребер: l1 = (В — 3b1)2 = (0725 —3*0055)2 = 028 м.
M1 = P l18= 14*0288 = 0049 кН*м = 0049*10-3 МН*м.
общее сечение продольных ребер bрhр= 3* b1*h1=165*195 = 322 см2;
Момент инерции сечения I = Iф + Iд = b(z — 2)2 + bрhр 3 12 = 6525*12*(1095 — 122)* 2 + 165*195312 = 11816 см4 = 00001182 м4.
Момент сопротивления сечения W =I(05h) = 0000118205*0219 = 000107 м.
изгибе: отношение а = 2812 = 23 где а = l1 = 28 см – расстояние между продольными ребрами.
Т.к. 23 50 коэффициент устойчивости рассчитываем по формуле:
φ = 1 — (а)25000 = 1 – 2325000 = 089.
Напряжение = M(W*φ) = 000982(000107*089) = 103 МПа Rф.с = 12 МПа (проверка сошлась).
Напряжение = М W*mф= 000982(000107*06) = 153 МПа > Rф.р = 14 МПа
Проверка обшивок при скалывании от изгиба: ширина площади скалывания b = bР = 165 см = 0165 м;
= QS(Ib) = 00066*000081(00001182*0165) = 0274 МПа Rф.ск = 08 МПа (проверка сошлась).
напряжение = M1Wф = 0049*10-3 (18* 10-6) = 27 МПа Rфн = 65 МПа
Модуль упругости фанеры Eф=9000 МПа; fl= (5384) [qн l3(07EI)] = (5384) [000163*5953(07*9000*00001182)] = 1167 > [fl]=1250
Т.к. теперь не сошлись две проверки еще раз увеличим площадь сечения продольных ребер: принимаем доски для ребер b1xh1 = 95x195 мм (из досок 100 х 200мм).
Расстояниям между пластами соседних продольных ребер: l1 = (В — 3b1)2 = (0725 —3*0095)2 = 022 м.
Местный изгибающий момент в верхней обшивке
M1 = P l18= 14*0228 = 00385 кН*м = 00385*10-3 МН*м.
общее сечение продольных ребер bрhр= 3* b1* h1 = 285
Момент инерции сечения I= Iф + Iд= b (z — 2)2 + bрhр 3 12 = 6525*12*(1095 — 122) 2+ 285*195312 = 19231 см4 = 00001923 м4.
Момент сопротивления сечения W =I(05h) = 0000192305*0219 = 00017 м.
изгибе: отношение а = 2212 = 18 где а = l1 = 22 см – расстояние между продольными ребрами.
Т.к. 18 50 коэффициент устойчивости рассчитываем по формуле:
φ = 1 — (а)25000 = 1 – 1825000 = 094.
Напряжение = M(W*φ) = 000982(00017*094) = 615 МПа Rф.с = 12 МПа (проверка сошлась).
Напряжение = М W*mф= 000982(00017*06) = 963 МПа Rф.р = 14 МПа
Проверка обшивок при скалывании от изгиба: ширина площади скалывания b = bР = 285 см = 0285 м;
= QS(Ib) = 00066*000081(00001923*0285) = 01 МПа Rф.ск = 08 МПа (проверка сошлась).
напряжение = M1Wф = 00385*10-3 (18* 10-6) = 214 МПа Rфн = 65 МПа
Модуль упругости фанеры Eф=9000 МПа; fl= (5384) [qн l3(07EI)] = (5384) [000163*5953(07*9000*00001923)] = 1271 > [fl]=1250
Окончательно принимаем сечение деревянных ребер b1 xh1 = 95 x 195 мм (из досок 100х200мм).
СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»
СНиП II-25-80. Деревянные конструкции. - М.: Минстрой РФ 1995.
Зубарев Г.Н. Конструкции из дерева и пластмасс: Учебное пособие для студентов вузов обучающихся по спец. «Промышленное и гражданское строительство». - М.: Высш.школа 1990
«Пособие по проектированию деревянных конструкций» к СНиП II – 25-80 Москва Стройиздат 1986.
«Руководство по проектированию клееных деревянных конструкций» Москва Стройиздат 1977.