Сборное утепленное панельное покрытие клеефанерной конструкции
Спроектировать унифицированное утепленное безметальное бесчердачное покрытие из крупноразмерных панелей заводского изготовления для производственных помещений предприятий химической промышленности в IV районе территории СССР по весу снегового покрова.
Кровля из рулонных материалов (рубероид) трехслойная. Первые два слоя рубероида наклеиваются на заводе с применением мастик повышенной теплостойкости и механизированной плотной прикатки каждого слоя. Уклон кровли от 5 до 40%.
В качестве утеплителя используются вспученный перлит, вермикулит или другие несгораемые засыпные материалы, заготавливаемые на базе местного сырья и имеющие объемный вес 200 - 350 кг/м3. Следует предусмотреть возможность заполнения бесчердачной конструкции засыпным утеплителем на деревообрабатывающем предприятии или в районе строительства.
Размеры и вес утепленных панелей должны быть такими, чтобы их можно было доставлять по грунтовым дорогам на 5-тонном грузовом автомобиле с прицепом. Монтаж панелей предусмотрено производить с использованием автомобильного крана.
При сборке и креплении панелей должна предусматриваться возможность в случае необходимости полного демонтажа покрытия и повторного использования панелей на другом строительстве.
Требования универсальности применения панелей при различных, даже весьма малых, уклонах кровли, а также сборности и разборности конструкции бесчердачного утепленного покрытия существенно усложняют решение. Однако заводское поточное производство всегда ориентировано на массовое или серийное изготовление; лишь в условиях широкой унификации и типизации заводской продукции оправдываются затраты на оборудование комплексной механизации и автоматизации.
1. Компоновка рабочего сечения панели
На основании предварительных соображений, изложенных в § 12, и нижеприведенных подсчетов принимаем рабочее сечение панели, показанное на рис. 1.1, с. Длина панели 6000 мм.
При компоновке конструкции учтены следующие положения. Ширина панели 6П=1500 мм соответствует нормальной ширине листа фанеры марки ФСФ [2]. Если в данном районе выпускается фанера шириной не 1525, а 1220 мм, то и ширина панели должна быть уменьшена до 1200 мм. Толщина фанеры принимается > 8 мм, чтобы исключить опасность местного повреждения фанеры при перевозке и монтаже, а также во избежание коробления ее в направлении поперек волокон наружных шпонов. Направление волокон наружных шпонов (рубашек) фанеры как в верхнем, так и в нижнем поясе панели должно быть продольным для обеспечения полноценного стыкования «на ус» листов фанеры при склеивании из них непрерывной ленты.
Рис. 1.1. Рабочие элементы панели
а — рабочее сечение панели: б — расчетная схема: в — деталь фанерного пояса со стыком «на ус» и крайнего ребра с дубовым нагелем и эластичной прокладкой (показанной пунктиром); 1 — фанерный пояс; 2 — клеевой шов; 3 — ребро каркаса; 4 — глухой нагель
В данном примере высота ребер (ширина досок) 170 мм принята по условию необходимого сопротивления теплопередаче. Ширину ребер (толщину досок) рекомендуется назначать 42,5—46 мм.
Наименьшему расходу материала в изгибаемых составных балках или панелях двутаврового или коробчатого сечения соответствуют вполне определенные соотношения площадей сечения ребер и сечения. Но в данном примере при компоновке ребер из досок и поясов из водостойкой фанеры приходится считаться с большей стоимостью фанеры (ориентировочно в 5 раз) и с дефицитностью ее. Поэтому наиболее экономичным будет такое решение, при котором расход фанеры минимальный и максимально вовлекается в работу на изгиб древесина дощатых ребер. Кроме того, в данном примере возможности изменять высоту сечения панели в большой мере ограничены теплотехническими требованиями и необходимостью сплошного заполнения теплоизоляционной засыпкой всей высоты пустот (170 мм) во избежание неравномерного смещения засыпки при транспортировании и монтаже панелей.
Выбор экономически оптимального решения в значительной мере зависит от полноты использования несущей способности конструкционных материалов. В данном примере каждому из заданных по второму предельному состоянию относительных прогибов свободно лежащего покрытия соответствует лишь одна минимальная высота панели, при которой еще может быть полностью использована несущая способность фанерных поясов.