Настилы

Конструирование настилов.Конструкции деревянных настилов зависят от вида кровли. Настилы могут состоять из отдельных досок, уложенных плашмя вплотную или с зазорами, и из брусков, расположенных на некотором расстоянии друг от друга (такие настилы называют обрешеткой).

Настилы могут быть одинарными или двойными, в последнем случае настилы состоят из верхнего слоя, называемого защитным, и нижнего, называемого рабочим (рис.4.3.а).

 

 

Рис. 4.3. Настилы и обрешетки под кровлю:

а – рулонную, б – асбоцементную,

в - утепленную

 

Двойные настилы применяют в качестве основания под рулонные кровли. Нижний- рабочий настил делают разреженным для лучшего использования несущей способности досок и облегчения проветривания обоих слоев настила. Толщину досок рабочего настила принимают 2,5¸4,0 см, ширину 10¸15 см. Зазоры между досками назначают от 3 до 15 см. Защитный настил выполняют из досок толщиной 1,6¸1,9 см, шириной 6,0¸7,5 см, прибиваемых под углом к рабочему настилу. Такая конструкция обеспечивает настилам повышенную жесткость, а нижележащим элементам - надежное пространственное раскрепление.

В качестве основания под кровлю из листовых материалов (асбоцементные, металлические листы и т.д.) применяют обрешетку из брусков сечением не менее 5´5 см², с шагом b, зависящим от вида материала (25¸50 см) рис.4.3.б.

В покрытиях различных отапливаемых зданий (рис.4.3.в) для укладки утеплителя применяют одинарный рабочий настил. Доски соединяют впритык или четверть. Они скрепляются поперечными досками и раскосами из досок.

Расчет настилов.Настилы и обрешетку кровли рассчитывают на прочность и прогиб:

а) от собственного веса и веса снега,

б) от собственного веса сосредоточенного груза 100 кгс (вес человека с инструментом).

При двух настилах - рабочем и защитном, направленном под углом к рабочему, - или при однослойном настиле с распределительным бруском, подшитым снизу в середине пролета, сосредоточенный груз считают распределенным на ширину 0,5 м рабочего настила.

При сплошном настиле или при расстоянии между осями досок или брусков не более 15 см сосредоточенный груз считают распределенным на две доски или на два бруска.

При обрешетке из досок, брусков, расположенных на расстоянии более 15 см в осях, сосредоточенный груз считают приложенным к одной доске или бруску.

Для расчета настила обычно рассматривают полосу настила шириной 1 м, но можно принимать и другую произвольную ширину.

Проверку прочности настилов производят по обычной для поперечного изгиба формуле:

где М – изгибающий момент в рассматриваемом сечении,

W_нт - момент сопротивления расчетной полосы настила, при разреженном настиле или обрешетке вводят коэффициент заполнения - вычитают зазоры,

R_и - расчетное сопротивление древесины изгибу.

Проверку жесткости производят по формуле:

где k – коэффициент, зависящий от вида нагрузки,

- нормативная нагрузка на элемент,

l – пролет элемента,

Е – модуль упругости древесины,

I_бр - момент инерции брутто,

- предельное значение прогиба элемента.

Расчет настилов и обрешеток производят с учетом их неразрезности. Расчетную схему условно принимают в виде двухпролетной неразрезной балки с пролетами, равными расстоянию между стропильными ногами (или прогонами, в случае опирания настила на прогоны).

При загружении двухпролетной балки собственным весом и снегом наибольший изгибающий момент на средней опоре составит (рис.4.4а):

,

где g – расчетная погонная нагрузка от собственного веса,

Р – расчетная погонная нагрузка от веса снега,

l – расстояние между стропилами (прогонами).

Рис. 4.4. Расчетные схемы загружения настила

 

 

Максимальный прогиб:

,

где - нормативная погонная нагрузка от собственного веса,

- нормативная погонная нагрузка от веса снега.

Для сплошного рабочего настила из досок толщиной (для полосы шириной 100 см):

(см³); (см⁴).

При загружении балки собственным весом и сосредоточенным грузом (весом человека) наибольшее значение момента при наиневыгоднейшем загружении будет в пролете на расстоянии 0,432l от опоры (рис.4.4б):

,

где - расчетная сосредоточенная нагрузка от веса человека, приходящаяся на полосу настила шириной 1 м.

Расчетная нагрузка от веса человека определяется умножением 1 кН (100 кгс) на коэффициент надежности по нагрузке 1,2. При двойном настиле действие сосредоточенной нагрузки распространяется на ширину 0,5 м, следовательно, =Р/0,5; при сплошном одиночном настиле действие сосредоточенного груза распространяется на две доски, следовательно, =Р/2b, где b – ширина доски в м, при обрешетке из брусков вес человека передается на один брусок, следовательно, =Р/S, где S – расстояние между брусками в м.

Проверку на прогиб для этого загружения не производят.

При расчете двойных настилов защитный настил не рассчитывают, размеры его берут по конструктивным соображениям, и его работа заключается лишь в распределении нагрузки на несколько досок или брусков рабочего (рассчитываемого) настила.

При незначительных уклонах кровли (до ) угол наклона к горизонту в расчете обычно не учитывают, и расчет ведут на вертикальные нагрузки. При больших уклонах кровли влияние угла должно быть учтено.

Собственный вес кровли и настила вычисляют сначала на 1 м² поверхности кровли. Снеговую нагрузку по действующим нормам определяют на 1 м² горизонтальной проекции кровли – p_c. При наклонных кровлях все действующие нагрузки должны быть приведены к одному измерению. Снеговая нагрузка на 1 м² поверхности кровли :

=.

Полная нагрузка на 1кровли:

,

где g – постоянная нагрузка на 1 м² поверхности кровли,

- снеговая нагрузка на 1 м² горизонтальной проекции кровли.

Вертикальные силы при расчете наклонной кровли раскладывают на два направления (рис.4.5.):

- нормальное к скату (нормальная составляющая),

- параллельное скату (скатная составляющая).

 

Рис. 4.5. Влияние угла наклона на расчетную нагрузку

 

 

При сплошном одинарном или двойном настиле скатной составляющей обычно пренебрегают и рассчитывают рабочий настил только на нормальную составляющую.

Погонную нагрузку (нагрузку на единицу длины полосы настила) получают умножением нагрузки q на ширину полосы настила (обычно 1 м).