Выбор конструктивного решения плиты.

РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ АСБЕСТОЦЕМЕНТНОЙ ПЛИТЫ С ДЕРЕВЯННЫМ КАРКАСОМ

Пример расчета асбестоцементной плиты покрытия.

Требуется запроектировать асбестоцементную утепленную плиту покрытия сельскохозяйственного здания под рулонную кровлю с уклоном 0,1. Шаг несущих конструкций рам составляет 6 м. Здание расположено в III снеговом районе.

Выбор конструктивного решения плиты.

Асбестоцементные плиты с деревянным каркасом выпускают длиной 3 – 6 м, шириной соответственно 1 – 1,5 м. Они предназначены для совмещенных бесфонарных покрытий, в основном одноэтажных зданий промышленного назначения с кровлей из рулонных материалов с наружным отводом воды.

Принимаем плиту размером 1,5х6 м для верхней и нижней обшивок принимаем по 5 листов размером 1500х1200 мм. Стыкование листов обшивок принимаем впритык. Верхнюю сжатую обшивку назначаем толщиной δ₁=10 мм как наиболее нагруженную, нижнюю растянутую – толщиной δ₂=8 мм. Объемная масса листов составляет 1750 кг/м³.

В качестве крепежных элементов используем оцинкованные стальные шурупы диаметром d=5 мм и длиной 40 мм с потайной головкой. Расстояния между их осями принимают не менее 30d (где d - диаметр шурупа, болта или заклепки), но не менее 120 мм, и не более 30δ (где δ – толщина асбестоцементной обшивки). Расстояние от оси шурупа, болта или заклепки до края асбестоцементной обшивки должно быть не менее 4d и не более 10d.

Ширину плит по верхней и нижней поверхностям принимаем равной 1490 мм с зазором между плитами 10 мм. В продольном направлении зазор между плитами предусматриваем 20 мм, что соответствует конструктивной длине плиты 5980 мм. Продольный стык между плитами осуществляется при помощи образующих четверть деревянных брусков, прибиваемых гвоздями к продольным граням плит. Образованный зазор между плитами перед укладкой рубероидного ковра уплотняется теплоизоляционным материалом (мипорой, пороизолом, вспененным полиэтиленом и др.), а деревянные бруски, образующие стык, соединяются гвоздями диаметром 4 мм с шагом 300 мм.

Каркас плит предусматриваем из древесины сосны 2 сорта, плотностью 500 кг/м³. Длину опорной части плит определяют расчетом, но предусматривают не менее 4 см.

Расчетное сопротивление асбоцемента изгибу R_и.а=16МПа.

Модули упругости соответственно древесины и асбоцемента составляют Е_g=10000 МПа, E_а=10000 МПа.

Расчетное сопротивление асбоцемента сжатию R_c.а=22,5 МПа.

Расчетное сопротивление асбоцемента изгибу поперек листа R_wt.а=14 МПа.

Расчетное сопротивление древесины сосны изгибу R_и.д=13 МПа.

Для каркасных плит используют минераловатный или стекловатный утеплитель на синтетическом связующем, а также другие теплоизоляционные материалы. В данном случае используем жесткие минераловатные плиты на синтетическом связующем по ГОСТ 22950-95 плотностью 175 кг/м³. Теплоизоляционные плиты приклеиваются к нижней обшивке асбестоцементных плит на слое битума, который выполняет одновременно роль пароизоляции. Толщину утеплителя принимаем конструктивно равной 50 мм.

Несущими элементами плит являются продольные ребра из прямоугольных деревянных брусьев. Принимаем их высоту равной 200 мм, что соответствует 1/30 пролета; ширину ребра – 60 мм. С учетом острожки (для выравнивания поверхностей):

см ,

.

Рисунок 1. Поперечное сечение асбестоцементной плиты

При расчете асбестоцементных каркасных плит учитывают особенность, связанную с податливостью соединений обшивок с каркасом. В этой связи при определении геометрических характеристик обшивок учитывают часть их площади поперечного сечения. Ширину сжатых обшивок принимают равной b₁=18δ₁ в каждую сторону от вертикальной оси ребра каркаса, где δ₁ – толщина верхней сжатой обшивки; ширину растянутых обшивок – соответственно b₂=25δ₂, где δ₂ – толщина растянутой обшивки (рисунок 2). Значение b₂ не должно превышать половины расстояния между ребрами каркаса.

b b b

b b b

Рисунок 2. Поперечное сечение каркасной плиты

В соответствии с изложенным выше и рисунком 2 расстояние между продольными ребрами назначаем равным 463 мм, т.к.

b₂= = 200 < 463/2 = 231 мм, т.е. принимаем 4 продольных ребра каркаса сечением 55х195 мм.