Обрешетка и щитовой настил. Расчет и конструирование.

Ответ:

Настилы и обрешетки покрытий служат для поддержания кровли и утеплителя.

Конструкция настила зависит от типа кровли и теплоизоляции. Неутепленные покрытия в виде кровли из плоских или волнистых листов асбестоцемента, стеклопластика, кровельной стали и черепицы выполняют по обрешетке из брусков сечение не менее 50х50 мм с шагом, зависящим от размеров и прочности кровельных листов (рис. 4.4). При рулонной кровле настил должен иметь сплошную ровную дощатую или фанерную поверхность. Настилы, как правило, изготавливаются из древесины 3-го сорта, при этом расчетное сопротивление древесины изгибу принимается равным 13 МПа.

Настилы могут быть продольными (в этом случае доски рабочего настила располагаются перпендикулярно коньку кровли; Рис. 4.5, 4.6.).

 

 

Рис. 4.5. Продольный настил: а) схема приложения нагрузок; б) расчетная схема (1 - верхний пояс несущей конструкции; 2 – прогон; 3 – рабочий настил, защитный слой условно не показаны).

 

Рис. 4.6. Поперечный настил: а) схема приложения нагрузок; б) расчетная схема (1 – верхний пояс несущей конструкции; 2 – рабочий настил; 3 – защитный косой настил, кровля условно не показаны).

 

Поперечные настилы выполняют либо в виде однослойного, либо в виде двойного перекрестного.

Двойной перекрестный настил состоит из двух слоев: нижнего – рабочего и верхнего – защитного, защитный слой изготавливается из досок толщиной 16…20 мм шириной не менее 100 мм, укладываемых под углом 45…60 к рабочему слою и крепится к нему гвоздями. Рабочий слой для лучшего проветривания рекомендуется делать разреженным с шагом не менее 20 мм из досок толщиной 19…32 мм. Доски рабочего настила для повышения жесткости следует опирать на три или более опоры.

Для сокращения трудоемкости работ при возведении здания настилы и обрешетки изготавливают в виде щитов (Рис. 4.7, 4.8.).

 

Рис. 4.7. Щит разреженной брусчатой обрешетки

 

 

Рис. 4.8. Дощато-гвоздевые щиты настилов покрытий: а) щит двойного перекрестного настила; б) щит однослойного раскосного настила; 1 – доски; 2 – гвозди; 3 – косой защитный настил; 4 – разреженный рабочий настил; 5 – раскосы; 6 – поперечины.

 

 

Дощатый настил под мягкую кровлю рассчитывают как двух пролетную неразрезную шарнирно опертую балку (Рис. 4.6.).

Расчетную ширину настила условно принимают равной 1 м. В двойных настилах защитный настил не рассчитывается, его размеры назначаются по конструктивным соображениям. При незначительных уклонах кровли (до 10°) угол наклона в расчете обычно не учитывается.

При сплошном одинарном или двойном настиле скатной составляющей нагрузки обычно пренебрегают, и настил рассчитывается только на нагрузку, перпендикулярную к плоскости настила.

При расчете обрешеток ее элементы (бруски обрешетки) рассчитываются на действие сил в двух главных плоскостях (расчет на косой изгиб).

Расчет настилов ведется на два основных сочетания нагрузок (рис. 4.6.).

1 – сочетание: постоянная (g) и временная снеговая (s). Расчетный изгибающий момент в этом случае равен

где М ₁ – максимальный (расчетный) изгибающий момент;

– полная нагрузка на настил;

l – расчетный пролет настила.

Расчет ведется по формулам:

на прочность

где W – момент сопротивления поперечного сечения настила для полоски шириной 1 м;

R_u = 13 МПа – расчетное сопротивление древесины изгибу;

на жесткость

 

где f – максимальный прогиб настила; q^H – нормативная нагрузка; I – момент инерции сечения настила для полосы шириной 1 м; E – модуль упругости древесины; f_u = l/ 150 – предельно допустимый прогиб.

При втором сочетании нагрузок при расчете учитывают равномерно распределенную постоянную нагрузку gи монтажную сосредоточенную нагрузку (вес рабочего с инструментом). Нормативная монтажная нагрузка принимается равной P^H = 1 кН. С учетом коэффициента надежности по нагрузке 1,2 расчетная монтажная нагрузка P = 1,2 кН. Нагрузка от этого сосредоточенного груза при сплошном настиле передается на две доски при расстоянии между их осями S не более 15 см и на одну доску одиночного настила при расстоянии более 15 см. При двойном настиле этот груз считается распределенным на ширину 0,5 м настила.

Максимальный изгибающий момент M₂ при втором сочетании нагрузок возникает на расстоянии 0,43 l от крайней опоры (см. Рис. 4.6.) и равен

 

Расчет выполняется только на прочность по формуле:

где m _H= 1,2 – коэффициент, учитывающий кратковременность действия монтажной нагрузки.