Rabota Masterat [310165]

Trehsloynye konstruktsii v nastoyashchee vremya poluchili shirokoe rasprostranenie v sovremennom stroitelstve v vide paneley razlichnyh razmerov. Trehsloynye konstruktsii mogut izgotavlivatsya iz lyubyh materialov (drevesiny, metallov, plastmass), odnako naibolee shirokoe rasprostranenie oni poluchili pri ispolzovanii otsinkovannyh ili okrashennyh metallicheskih i [anonimizat]. Zapolnitel v [anonimizat], [anonimizat], penopoliizotsianurata ili iz bazaltovoy mineralnoy vaty. Soedinenie obshivok i zapolnitelya drug s drugom obespechivaetsya skleivaniem ili za schet adgezii materialov pri vspenivanii srednego sloya.

[anonimizat]- i teploizolyatsiya, vodo- i paronepronitsaemost, a takzhe vysokaya stoykost k [anonimizat], chto osobenno aktualno v stroitelstve.

[anonimizat] v praktike avia- i sudostroeniya, v proektirovanii elementov kosmicheskih apparatov. No shemy raboty stroitelnoy konstruktsii i trebovaniya k [anonimizat] v [anonimizat] v osnovnom tryohsloynye paneli s tonkimi ploskimi obshivkami.

V praktike inzhenernogo proektirovaniya stroitelnyh obektov vybor paneley sten i pokrytiy v [anonimizat], v [anonimizat], [anonimizat]. V bolshinstve sluchaev v etih katalogah ukazyvaetsya tolko ravnomerno raspredelyonnaya nagruzka dlya odnoprolyotnyh ili mnogoprolyotnyh shem s ravnymi prolyotami, a metodika rascheta paneley otsutstvuet. Isklyuchenie sostavlyaet Evrokod. No i ego metodika pozvolyaet provesti raschyot tryohsloynyh paneley s odnoy iz obshivok zhestkoy na izgib tolko po odnoprolyotnoy sheme. Raschyot po mnogoprolyotnym shemam vozmozhen lish dlya teh paneley, u [anonimizat], a kolichestvo prolyotov ne prevyshaet tryoh.

[anonimizat], chto v kachestve materialov zapolnitelya v [anonimizat]-[anonimizat]. Pod deystviem nagruzki sredniy sloy poluchaet znachitelnye deformatsii sdviga. [anonimizat] s uchetom sdviga. Dlya tryohsloynyh paneley s [anonimizat], harakterno izmenenie svoystv srednego sloya po to tolshchine secheniya. [anonimizat] v otechestvennoy, ni v zarubezhnoy literature.

Evropeyskie normy rekomenduyut rasschityvat mnogoproletnye paneli metodom konechnyh elementov. Odnako eto trebuet sozdaniya slozhnyh spetsificheskih raschetnyh modeley s vklyucheniem v nih eksperimentalno opredelennyh svoystv materialov. Postroenie i «otladka» raschetnoy modeli s uchyotom otmechennyh osobennostey stroeniya raboty realnoy konstruktsii yavlyaetsya trudoyomkoy zadachey, trebuyushchey znachitelnyh zatrat vremeni i vysokoy kvalifikatsii. Vse eto zatrudnyaet proektirovanie i sozdanie novyh ratsionalnyh konstruktsiy paneley. Razrabotka metodiki raschyota napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya «sendvich»-paneley, uchityvayushchey otmechennye osobennosti i dostupnoy ryadovomu proektirovshchiku, pozvolit obespechivat ratsionalnoe proektirovanie, povysit nadezhnost ih ekspluatatsii pri lyubyh proektnyh shemah raboty i znachitelno us­ korit protsess proektirovaniya.

Poetomu razrabotka metodiki raschyota i proektirovaniya tryohsloynyh paneley s obshivkami iz metallicheskih i kompozitsionnyh materialov i legkimi zapolnitelyami tipa penoplastov i mineralo-vatnyh plit yavlyaetsya aktualnoy zadachey.

1.1 Istoriya vozniknoveniya i opyt primeneniya

tryohsloynyh paneley v stroitelstve

Proobrazom «sendvich»-paneley, primenyaemyh v sovremennom stroitelstve, posluzhili konstruktsii, izobretyonnye i vpervye realizovannye

V proekte «Usonian» 30-h godov proshlogo veka, avtorom kotorogo stal amerikanskiy arhitektor i inzhener Frenk Lloyd Rayt (Frank Lloyd Wright)

Reshaya zadachu sozdaniya komfortnogo i dostupnogo maloetazhnogo zhilya, Rayt vpervye predlozhil vypolnyat steny v vide sloyonoy konstruktsii, sostoyashchey iz tryoh sloev dosok, prolozhennyh pergaminom, i montirovat ih iz zaranee izgotovlennyh shchitov i blokov. Pohozhee reshenie bylo primeneno 1933 godu amerikanskoy firmoy «Silotaks Korporeyshn» pri stroitelstve v Long-Aylende zdaniya s naruzhnymi navesnymi panelyami iz asbestotsementnyh listov, prikleennyh k drevesnovoloknistoy plite [57].

Predlozhennoe v 1950 godu Oldenom B. Dou konstruktivnoe reshenie tryohsloynyh paneley iz dvuh ploskih fanernyh obshivok, prikleennyh srednemu sloyu iz penoplasta, pozvolilo znachitelno povysit teplo- i zvukoizolyatsionnye harakteristiki konstruktsiy pri obespechenii otnositelno nizkoy stoimosti i prostoty ekspluatatsii [176].

1960-h – 1970-h godah v praktike stroitelstva naibolshee rasprostranenie poluchili karkasnye paneli rebristogo tipa i paneli s obramleniem [62]. Za schyot vklyucheniya v obshchuyu rabotu prodolnyh ryober, pri sopostavimoy trudoyomkosti izgotovleniya (v usloviyah razrabotannyh na tot moment tehnologiy proizvodstva, preimushchestvenno stendovogo) eti konstruktsii obladali bolshey nesushchey sposobnostyu po sravneniyu s prostymi «sendvichami» – beskarkasnymi panelyami. Krome togo, nalichie reber obramleniya pozvolyalo sravnitelno prosto obespechit stykovku konstruktsiy i zakreplenie ih na oporah.

V zavisimosti ot konkretnogo konstruktivnogo resheniya, materialami obshivok rebristyh paneley i paneley s obramleniem sluzhili tonkolistovaya stal i alyuminievye splavy, listy stekloplastika, asbesto­tsementa, vodostoykoy fanery ili drugih tvyordyh listovyh drevesnyh materialov. Dlya zashchity ot atmosfernogo vozdeystviya vneshnie poverhnosti obshivok paneley pokryvalis emalyu ili raznogo roda polimernymi sostavami. Rebra paneley imeli profilirovannoe sechenie iz metalla ili kompozitsionnyh materialov, takih kak fanera, asbestotsementnye profili ili plastmassy, ili vypolnyalis iz derevyannyh brusev propitannyh antiseptikami. Na baze karkasnyh paneley bez dopolnitelnogo utepleniya byli razrabotany i primenyalis svetoprozrachnye konstruktsii, chastichno ili polnostyu vypolnennye iz stekloplastikov, orgstekla i vini­ plasta [70]. Konstruktsiya paneley s obramleniem krome obramlyayushchih ryober vklyuchala v svoy sostav zapolnitel sploshnogo ili diskretnogo tipa, imeyushchiy stseplenie srazu s obeimi obshivkami. V kachestve diskretnogo zapolnitelya primenyalis volnistye listy i sotovye struktury iz metallicheskoy folgi, raznogo roda plastikov, kraft-bumagi i tkaney, propitannyh fenolformaldegidnymi smolami i ognezashchitnymi sostavami, a takzhe drugie materialy [77], [97], [101]. Materialami sploshnogo zapolnitelya chasto sluzhili polistirolnye, fenolnye i penopoliuretanovye penoplasty, penosteklo, pressovannaya probka i fibrolit [57]. V otlichie ot karkasnyh paneley, sredniy sloy v panelyah s obramleniem vypolnyal konstruktivnuyu funktsiyu — vklyuchal v sovmestnuyu rabotu obshivki po vsey shirine konstruktsii i obespechival ih mestnuyu ustoychivost. Sushchestvennym nedostatkom paneley karkasnogo tipa yavlyalos otsutstvie spetsializirovannoy tehnologii dlya krupnogo proizvodstva hotya by odnogo varianta iz prinyatyh konstruktivnyh resheniy. Bolshinstvo operatsiy pri ih izgotovlenii vypolnyalos vruchnuyu, chto obuslavlivalo vysokuyu trudoyomkost proizvodstva i sposobstvovalo neizbezhnomu povrezhdeniyu zashchitnogo pokrytiy metallicheskih obshivok.

Razvitie potochnoy tehnologii proizvodstva paneley beskarkasnogo tipa (<<sendvich»-paneley) pozvolilo sushchestvenno snizit trudoemkost i vremya na ih izgotovlenie, chto naryadu s dostatochno vysokimi ekspluatatsionnymi kachestvami sposobstvovalo bystromu rostu ih populyarnosti po vsemu miru.

Dlya izgotovleniya obshivok pervyh beskarkasnyh paneley primenyalis te zhe materialy, chto i pri izgotovlenii karkasnyh. V kachestve uteplitelya v panelyah s asbestotsementnymi obshivkami shirokoe primenenie nashli penoplasty, penosteklo, fibrolit obemnym vesom 400 kg/m , pustotnye drevesnostruzhchatye plity obemnym vesom 350 kg/m . V panelyah s metallicheskimi obshivkami predpochtenie otdavalos ognestoykim materialam, takim kak asbestolyuks, penosteklo, sotoplasty i penoplasty ognestoykih marok. V sravnenii s panelyami karkasnoy konstruktsii beskarkasnye paneli pri ispolzovanii teh zhe materialov pozvolyali poluchat vyigrysh po masse do 15-20 % [32].

V otlichie ot karkasnyh paneley, imeyushchih neskolko printsipialno otlichayushchihsya resheniy, beskarkasnye paneli imeyut odnotipnuyu konstruktsiyu, realizuyushchuyu ideyu Oldena B. Dou [176]. Obshchim dlya etih paneley yavlyaetsya to, chto pri vospriyatii izgibayushchego momenta v rabote uchastvuyut, kak obshivki, tak i obespechivayushchiy ih sovmestnuyu rabotu uteplitel. Naibolee sushchestvennye otlichiya proyavlyayutsya lish v gabaritnyh razmerah konstruktsiy, vybore materialov dlya ih izgotovleniya, tolshchine srednego sloya i profile secheniy obshivok (risunok 1.1). Takie paneli otvechayut bolshinstvu trebovaniy, predyavlyaemyh k ograzhdayushchim konstruktsiyam zdaniy. Ih osnovnymi preimushchestvami yavlyayutsya otnositelno vysokiy uroven nesushchey sposobnosti i izolyatsionnyh svoystv, ponizhennaya metalloyomkost i trudoyomkost izgotovleniya.

Risunok 1.1 – Primery resheniy «sendvich» – paneley, predlagaemyh na sovremennom rynke stroitelnoy produktsii. a, v, z- s penoplastovym srednem sloe; b, g, d, e, zh- s mineralovatnym srednem sloem, sostavlennym iz otdelnyh elementov

1-metallicheskaya obshivka (ploskaya ili profilirovannaya); 2- sploshnoy sredniy sloy iz penoplasta; 3- sredniy sloy iz mineralovatnyh lameley vplotnuyu ulozhennyh drug k drugu; 4- kleevyy sloy: 5- perforirovannaya obshivka; 6- obshivka iz tsementno- struzhchatoy plity

K 1970-m godam byli provedeny obshirnye issledovaniya raboty trehsloynyh konstruktsiy so srednim sloem iz penoplastov.

Osushchestvleno eksperimentalnoe stroitelstvo s ih primeneniem. Po rezultatam provedyonnyh issledovaniy razrabotany normativnye doku­ menty, ukazaniya i rekomendatsii po proektirovaniyu, raschyotu i izgotovleniyu tryohsloynyh paneley [41], [42], [43], [44], [45], [141], [142], [143], [144], [145]. Bolshoy vklad v razrabotku etih dokumentov vnesli rezul­ taty issledovaniy, provedyonnyh V.N.Nasonovym, V.M.Bobryashovym, F.V.Rassom, K.V.Panfyorovym, B.Ya.Lashchenikovym, S.B.Ermolovym, S.S.Karmilovym, P.V.Godilo, L.M.Kovalchukom, A.M.Chistyakovym, V.V.Gurevym, K.A.Chapskim i drugimi avtorami. Neobhodimost uchyota imeyushcheysya v nalichii materialno-syrevoy bazy dlya proizvodstva konstruktsiy i bolee surovyh klimaticheskih usloviy rayonov stroitelstva nalozhilo svoy otpechatok na razrabotannye i primenyonnye v otechestven­ noy praktike konstruktivnye resheniya togo vremeni.

Iz-za menshey defitsitnosti, povyshennoy ognestoykosti i ryada drugih preimushchestv asbesta v 1960-e gody primenenie asbestotsementa dlya obshivok tryohsloynyh paneley bylo naibolee predpochtitelno po sravneniyu, s bolee dorogostoyashchimi metallami ili stekloplastikami. V nashey strane etot period proektirovaniya paneley harakterizuetsya popytkami maksimalnogo ukrupneniya konstruktsiy, privyazkoy ih razmerov k tipovomu shagu nesushchih konstruktsiy (6 i 12 m dlya promyshlennyh zdaniy), uvelicheniem tolshchiny paneley (vsledstvie uvelicheniya velichiny prolyota i bolee surovyh klimaticheskih usloviy ekspluatatsii), povyshennym vnimaniem k predotvrashcheniyu vozmozhnosti obrazovaniya «mostikov holoda».

Primenenie paneley s uvelichennymi razmerami prolyotov privelo k snizheniyu effektivnosti primeneniya obshivok iz asbestotsementa. Ukrupnyonnye paneli s metallicheskimi obshivkami, naprotiv, v tselom pokazali svoyu perspektivnost [57].

Krome polozhitelnyh kachestv, otechestvennyy opyt primeneniya tryohsloynyh paneley s metallicheskimi obshivkami takzhe vyyavil ih osnovnye nedostatki, v tom chisle svyazannye s bolee surovymi klimaticheskimi usloviyami rayonov stroitelstva. Poiski resheniya problem, svyazannyh s rassloeniem konstruktsii i nepolnym vklyucheniem v rabotu materiala tonkih obshivok rebristyh paneley, vyyavlennyh pri ekspluatatsii pervyh trehsloynyh paneley na obogatitelnoy fabrike v g. Mirnom (Yakutiya) i na drugih obektah [57], [62], [130], privelo k sozdaniyu tryohsloynyh paneley s predvaritelno napryazhennymi tonkimi metallicheskimi obshivkami.

1968-m godu v TsNIISK V.I.Trofimovym byla razrabotana konstruktsiya karkasnoy stenovoy paneli s membrannymi obshivkami predvaritelno napryazhennymi v dvuh napravleniyah za schyot styagivaniya obshivok drug k drugu boltami [62], [129]. Razrabotannye paneli vpervye byli primeneny pri stroitelstve Yakutskoy GRES i Bilibinskoy AES v 1969-1971 godah [135]. V 1970 godu TsNIISK i Uralskim Promstroyniiproek-tom byla predlozhena konstruktsiya paneli s predvaritelnym natyazheniem obshivok za schyot energii vspenivaniya penoplasta v eyo polosti. Avtorami razrabotannoy paneli stali A.B.Gubenko, V.I.Trofimov, F.F.Tamplon i P.V.Godilo [10], [62]. Eyo vazhnym preimushchestvom stala vozmozhnost primeneniya fenolnogo penoplasta marki FRP-1, szhimaemogo v protsesse vspenivaniya mezhdu obshivkami, imeyushchego maluyu prochnost pri rastyazhenii, no bolee vysokiy predel ognestoykosti, chem polistirolnyy zapolnitel. Nesmotrya na bolee polnoe ispolzovanie prochnostnyh svoystv materialov, iz-za vysokoy trudoyomkosti izgotovleniya vvidu bolshogo kolichestva kleezaklyolochnyh soedineniy [62], privedyonnye resheniya konstruktsiy ne poluchili shirokogo rasprostraneniya.

K nachalu 1970-h godov dlya potochnogo proizvodstva beskarkasnyh paneley so vspenivaemym srednim sloem iz penopoliuretana bylo razrabotano dva tipa vysokoproizvoditelnyh ustanovok: ustanovki tsiklicheskogo i nepreryvnogo deystviya [129], [149], chto pozvolilo v bolshoy stepeni avtomatizirovat ves protsess proizvodstva tryohsloynyh konstruktsiy. K 1974 godu TsNIIpromzdaniy pri uchastii TsNIISK byli razrabotany pervye otechestvennye beskarkasnye paneli tipa «sendvich» s metallicheskimi obshivkami i penopoliuretanovym srednim sloem (albomy chertezhey s shifrom 773-74) [62], [148]. V 1978 godu postanovleniem Gosudarstvennogo komiteta SSSR po delam stroitelstva dlya ustroystva sten proizvodstvennyh zdaniy byli odobreny tri tipa metallicheskih pane­ ley, razlichayushchihsya glavnym obrazom vidom stykov [44]. Konstruktsiya paneley sostoyala iz metallicheskih obshivok tolshchinoy ot 0.8 mm (iz otsinkovannoy stali ili alyuminievogo splava marki AMg2) i srednego sloya iz vspenivaemogo penopoliuretana obemnym vesom 40-60 kg/m i tolshchinoy ot 46.6 do 100 mm. Nominalnaya shirina paneley sostavlyala 1000 mm, dli­ na – ot 2980 do 11280 mm. Razrabotannye paneli mogli izgotavlivatsya, kak na ustanovkah nepreryvnogo deystviya, tak i stendovym metodom [129].

Osnovnym nedostatkom, ogranichivshim oblast primeneniya beskarkasnyh paneley so srednim sloem iz penopoliuretana, stal ih nizkiy predel ognestoykosti, kotoryy dlya stenovogo ograzhdeniya sostavlyal vsego 15 minut, pri predele rasprostraneniya ognya po konstruktsiyam bolee 40 sm [100], [129]. Drugim seryoznym takih paneley bylo snizhenie nadyozhnosti raboty konstruktsii pri narushenii tehnologii protsessa proizvodstva ili nesoblyudeniya himicheskogo sostava ishodnyh komponentov dlya formirovaniya srednego sloya [129].

Razrabotkoy beskarkasnyh paneley povyshennoy ognestoykosti v na­ shey strane zanimalis TsNIISK im. V.A.Kucherenko, TsNIILMK, GPO «Mosmetallokonstruktsiya» i drugie organizatsii. V ih resheniyah sredniy sloy chasto vypolnyaetsya iz fenolformaldegidnyh ili karbamidnyh penoplastov plotnostyu 80 kg/m i bolee, vvedeniem v sostav penopoliuretanovgo zapolnitelya nesgoraemyh dobavok iz perlita, penostekla ili mineralnoy vaty. Ispolzovanie penoplastov etih tipov pozvolilo povysit predel ognestoykosti tryohsloynoy «sendvich»-paneli do 0.25 chasa, pri predele rasprostraneniya ognya menee 40 sm. Odnako soputstvuyushchee etomu povyshenie hrupkosti srednego sloya privelo k neobhodimosti vneseniya v konstruktsiyu paneli ryober obramleniya iz polivinilhlorida ili tonkolistovogo metalla, uslozhnyayushchih tehnologiyu protsessa izgotovleniya [129], [135]. Avtorami ukazannyh konstruktivnyh resheniy stali V.V.Gurev, A.N.Dmitriev, A.Yu.Glazunov, I.L.Bihnevich i A.M.Chistyakov [11], [12], [13].

V poiskah resheniya problemy nizkogo predela ognestoykosti metallicheskih «sendvich»-paneley s penoplastovym zapolnitelem byli razrabotany konstruktsii so srednim sloem iz zhestkoy mineralnoy vaty na osnove bazaltovogo volokna. V otlichie ot zapolniteley penoplastovogo tipa, yavlyayushchimisya izotoropnymi materialami, dlya mineralovatnyh zapolniteley harakterno voloknistoe stroenie s silno vyrazhennoy orto-tropiey. Osnovnym preimushchestvom mineralovatnyh zapolniteley yavlyaetsya ih negoryuchest v sochetanii s dostatochno vysokimi pokazatelyami teplo- i shumoizolyatsii, biologicheskoy i himicheskoy stoykosti, ekologichnosti.

Konstruktivno mineralovatnyy sredniy sloy formiruetsya iz ot­ delnyh bruskov pryamougolnogo secheniya (lameley), ulozhennyh vplotnuyu drug k drugu bez prikleivaniya po obshchim granyam (sm. risunok 1.1 b, g, d, e, zh). Pri izgotovlenii paneley lameli ustanavlivayut tak, chtoby volokna mineralnoy vaty v nih byli orientirovany perpendikulyarno ploskosti obshivok.

Na segodnyashniy den na rossiyskom rynke prisutstvuet mnozhestvo otechestvennyh i zarubezhnyh proizvoditeley stroitelnyh «sendvich»-paneley, v absolyutnom bolshinstve sluchaev vypuskayushchih svoyu produktsiyu po inostrannym tehnologiyam, kotorye ne vsegda otvechayut klimaticheskim usloviyam Rossiyskoy Federatsii. Pri etom dlya proizvodstva pane­ ley chasto ispolzuyutsya otechestvennye utepliteli s malo izuchennymi fiziko-mehanicheskimi svoystvami. S tselyu povysheniya urovnya zvukoizolyatsii nekotorye proizvoditeli predlagayut resheniya beskarkasnyh paneley

perforatsiey odnoy iz metallicheskih obshivok ili s obshivkami iz raznyh materialov – naruzhnoy iz metalla, a vnutrenney iz listov TsSP (risunki 1.1 zh i z). Drugoy otlichitelnoy osobennostyu sovremennyh beskarkasnyh paneley, primenyaemyh v stroitelstve, yavlyaetsya sochetanie v ih konstruktsii tonkolistovogo metalla i nizkomodulnogo i effektivnogo uteplitelya. Podobnaya kombinatsiya parametrov sloev privodit k povysheniyu deformativnosti poperechnogo secheniya paneli na szhatie po tolshchine v nad opornyh zonah [74], [104]

Harakter deystviya vneshney mehanicheskoy nagruzki mozhet byt vesma raznoobraznym: ot sosredotochennyh sil, peredayushchihsya cherez sravnitelno nebolshuyu ploshchadku, do raspredelyonnyh nagruzok po vsey ploshchadi verhney poverhnosti konstruktsii. Dlya krovelnyh paneley, ekspluatiruemyh v zone snegovyh meshkov, harakternym yavlyaetsya deystvie na­ gruzki raspredelennoy neravnomerno po ploshchadi pokrytiya. Pri etom, v sootvetstvii s ukazaniyami SP 20.13330.2011 «Nagruzki i vozdeystviya» [128], maksimalnaya velichina vesa snegovogo pokrova mozhet znachitelno otlichatsya ot velichiny nagruzki na ostalnoy ploshchadi pokrytiya. Neravnomernyy harakter raspredeleniya vetrovoy nagruzki imeet mesto i dlya stenovyh paneley pri ih vertikalnoy raskladke. Odnako zdes ono nosit menee vyrazhennyy harakter po sravneniyu s raspredeleniem vesa snegovogo pokrova na pokrytii v zone obrazovaniya snegovyh meshkov. Nesmotrya na bolshoe raznoobrazie shem vozdeystviya nagruzok na tryohsloynye konstruktsii sten i pokrytiy, sootnosheniy mezhdu prolyotami pri ih mnogo­ prolyotnyh shemah raboty v prakticheskih rukovodstvah proektirovaniya i rekomendatsiyah k primeneniyu rassmotreny lish naibolee rasprostranyonnye: ravnoprolyotnye shemy s kolichestvom prolyotov ne bolee tryoh pri ravnomernom raspredelenii nagruzok i absolyutno zhestkih oporah.

Osnovnoe otlichie mezhdu mehanicheskimi nagruzkami, deystvuyushchimi na stenovye i krovelnye paneli, sostoit v ih prodolzhitelnosti. Dlya krovelnyh paneley nagruzka nosit, kak pravilo, postoyannyy ili vremennyy dlitelnyy harakter s yarko vyrazhennym nesimmetrichnym tsiklom v techenie goda i polozhitelnym koeffitsientom asimmetrii. Pri etom pod deystviem postoyannyh ili dlitelnyh nagruzok obychno nablyudaetsya narastanie progibov konstruktsii vo vremeni za schet polzuchesti materiala srednego sloya. Vetrovaya nagruzka, deystvuyushchaya na stenovye paneli, yavlyaetsya kratkovremennoy i takzhe mozhet nosit tsiklicheskiy harakter, no uzhe v osnovnom s otritsatelnym koeffitsientom asimmetrii.

Obespechenie germetichnosti konstruktsii ograzhdeniya yavlyaetsya odnim iz osnovnyh trebovaniy k panelyam pri ih ekspluatatsii. Germetichnost stykov stroitelnyh «sendvich»-paneley dostigaetsya kak za schyot dopolni­ telnogo profilirovaniya prodolnyh kromok ih obshivok, tak za schyot i umensheniya kolichestva poperechnyh stykov v ograzhdenii putyom primeneniya konstruktsiy maksimalno vozmozhnoy dliny. Poslednee privelo k tomu, chto osnovnymi shemami raboty takih konstruktsiy stali nerazreznye mnogoprolyotnye shemy, kotorye, s tochki zreniya provedeniya raschyotov, yavlyayutsya neskolko raz staticheski neopredelimymi. Kak izvestno, na raspredelenie usiliy v takih sistemah sushchestvennoe vliyanie okazyvayut neravnomernye osadki opornyh secheniy konstruktsii. Eta osadka opredelyaetsya, kak smeshcheniem samih opor (progibami progonov, balok, ferm), tak obzhatiem secheniy paneley po tolshchine ot lokalnogo deystviya opornyh reaktsiy na tonkuyu obshivku, podkreplyonnuyu malozhestkim srednim sloem.

Krome vneshnih mehanicheskih vozdeystviy na napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie «sendvich»-paneley takzhe okazyvayut vliyanie temperaturno-vlazhnostnye usloviya ekspluatatsii. Prichyom vliyanie etih faktorov proyavlyaetsya bolee silno, chem v odnosloynyh plitah [70]. V zavisimosti ot ispolzuemogo nabora materialov v konstruktsii, voznikayushchie napryazheniya i deformatsii, vyzvannye temperaturno-vlazhnostnymi vozdeystviyami, mogut prinimat znacheniya sopostavimye s urovnem napryazheniy i deformatsiy ot mehanicheskoy nagruzki [129]. Voprosam uchyota vliyaniya etih vozdeystviy na napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie tryohsloynyh konstruktsiy dostatochno horosho izucheny i izlozheny v rabotah V.S.Kogana [78], F.V.Rassa [116], F.F.Tamplonai I.V.Chuvatova [129].

Osobennosti stroeniya srednego sloya sovremennyh paneley, vypolnennogo iz vspenivaemyh v polosti mezhdu eyo obshivkami penoplastov, ili sformirovannogo iz predvaritelno narezannyh bruskov poluzhestkoy ili zhestkoy mineralnoy vaty, vnosyat opredelennye trudnosti pri raschyote napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya konstruktsii. Eti trudnosti, prezhde vsego, svyazany s opredeleniem fiziko-mehanicheskih harakteristik materiala zapolnitelya i razrabotkoy raschyotnyh modeley, v tom chisle i sostavlennyh s primeneniem metoda konechnyh elementov. Tak, v srednem sloe iz vspenivaemogo penoplasta znacheniya etih harakteristik zavisyat ot ego plotnosti, kotoraya menyaetsya po vysote secheniya konstruktsii [70], [146]. V sluchae mineralovatnogo srednego sloya, slozhnost vybora znacheniy harakteristik zaklyuchaetsya v tom, chto ego material imeet voloknistuyu strukturu vyrazhennoy ortotropiey, narushennuyu prodolnymi i poperechnymi stykami po granitsam bruskov, formiruyushchih massiv zapolnitelya. Drugim faktorom, oslozhnyayushchim raschyot trehsloynyh paneley, rabotayushchih po ne­ razreznym shemam, yavlyaetsya neobhodimost uchyota vliyaniya povyshennoy sdvigovoy podatlivosti srednego sloya i neravnomernoy osadki opor na raspredelenie usiliy po dline konstruktsii pri eyo izgibe.

Otsutstvie universalnoy avtomatizirovannoy metodiki dostovernogo opredeleniya napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya tryohsloynyh paneley, primenimoy pri lyuboy sheme prilozheniya nagruzok, zatrudnyaet dalneyshee rasprostranenie oblasti primeneniya rassmatrivaemyh konstruktsiy. Provedenie naturnyh ispytaniy s tselyu opredeleniya nesushchey sposobnosti «sendvich»-paneley pri izmenenii teh ili inyh eyo parametrov bez dostovernoy predvaritelnoy otsenki rezultatov yavlyaetsya dorogostoyashchey operatsiey i ne mozhet ohvatit ves spektr vozmozhnyh sochetaniy sosredotochennyh i raspredelyonnyh nagruzok. V svete izlozhennogo, razrabotka dostovernoy modeli i metodiki raschyota napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya elementov sovremennyh beskarkasnyh paneley s uchetom osobennostey raboty samoy konstruktsii yavlyaetsya aktualnoy zadachey.

Reshenie etoy zadachi dlya sluchaya rascheta beskarkasnyh paneley, rabotayushchih po nerazreznym shemam v usloviyah deystviya staticheskoy nagruzki, predlagaetsya v nastoyashchey rabote.

1.2 Kratkiy istoricheskiy obzor osnovnyh napravleniy razvitiya raschyotnyh modeley v teoreticheskih issledovaniyah raboty tryohsloynyh konstruktsiy s lyogkim zapolnitelem

Pervye issledovaniya, posvyashchennye izucheniyu raboty sostavnyh konstruktsiy, byli provedeny v kontse XIX veka. S kontsa 40-h, nachala 50-h godov proshlogo veka, v pervuyu ochered pri reshenii zadach primeneniya novyh kompozitnyh materialov v praktike aviastroeniya, voprosy raschyota i proektirovaniya etih konstruktsiy poluchili impuls k intensivnomu raz­ vitiyu [37], [57], [63], [149].

Otlichitelnoy osobennostyu beskarkasnyh tryohsloynyh paneley yavlyaetsya to, chto, v silu bolshoy sdvigovoy podatlivosti srednego sloya, dopushchenie o «neizmennom normalnom elemente», sootvetstvuyushchee gipoteze Kirhgofa-Lyava (ili gipoteza ploskih secheniy Bernulli pri vozmozhnosti predstavleniya raboty konstruktsii po balochnoy sheme), vo mnogih sluchayah stanovitsya nepriemlemym. Dostovernoe opredelenie napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya takih konstruktsiy vozmozhno lish s uchyotom ponizhennoy zhestkosti materiala srednego sloya (ili struktury, ego obrazuyushchuyu) na szhatie i sdvig.

Pervye teoreticheskie i eksperimentalnye issledovaniya sostavnyh konstruktsiy byli v osnovnom svyazany s izucheniem ih raboty na ustoychivost. V rabote [121] A.R.Rzhanitsynym otmecheno, chto eti opyty pozvolili pokazat snizhenie nesushchey sposobnosti takih sterzhney pri uvelichenii podatlivosti soedinitelnyh elementov.

nyayushchiy netochnost, vyzvannuyu zamenoy «istinnogo» kvadratichnogo za­ kona raspredeleniya napryazheniy po vysote na ravnomernyy.

Obobshchenie gipotezy Timoshenko na raschet tolstyh plastin bylo predlozheno E.Reysnerom (E.Reissner) v 1945 godu [190]. Raschyot mnogosloynyh konstruktsiy po metodike Timoshenko-Reysnera osnovan na prinyatii kinematicheskoy gipotezy dlya vsego paketa v tselom – zakon Guka v ney vypolnyaetsya ne potochechno dlya kazhdogo sloya, a integralno dlya vseh sloev

Uchityvaya eto, primenenie gipotezy Timoshenko k raschyotu tryohsloynyh stroitelnyh konstruktsiy napryamuyu stanovitsya vozmozhnym tolko v tom sluchae, kogda zhestkosti vseh sloev imeyut odin i tot zhe poryadok ili dlya konstruktsiy s vesma tonkimi obshivkami, dlya kotoryh, v kakoy-to mere, vozmozhno prenebrezhenie izlomom normali na granitsah sloev. Per­ vyy iz privedyonnyh sluchaev imeet mesto pri raschyote sloistyh konstruktsiy iz zhelezobetona. Vtoroy, v opredelennoy mere, mozhno primenit lish k raschyotu beskarkasnyh stenovyh paneley s tonkimi ploskimi obshivkami. Tem ne menee, gipoteza Timoshenko nashla shirokoe primenenie dlya raschyota mnogosloynyh plastin i obolochek, primenyaemyh v tehnike. Eyo dalneyshee razvitie i obobshchenie na raschet mnogosloynyh konstruktsiy mozhno nayti v rabotah V.I.Korolyova [82], A.T.Vasilenko, G.P.Golub i Ya.M.Grigorenko [24], E.I.Grigolyuka i G.M.Kulikova [50], [51], [52], [53], E.A.Korol [83], S.A.Ambartsumyana [9], Yu.Golas, A.Podhoretskoy, M.Delyavskogo, i M.Kravchuka [34] i drugih avtorov.

1938 g. A.R.Rzhanitsshym bylo nachato razvitie sobstvennoy teorii sostavnyh sterzhney s uprugopodatlivymi svyazyami sdviga i poperechnymi svyazyami. Pervye poluchennye rezultaty byli opublikovany v rabotah [117], [118], [122], [124] v period s 1938 po 1940 g. V 1948 godu A.R.Rzhanitsynym byla vypushchena monografiya [123], v kotoroy avtor pred­ stavil svoyu teoriyu v polnom razvitii. V monografii byli rassmotreny voprosy raschyota sostavnogo sterzhnya, kak na izgib, tak i na obshchuyu ustoychivost.

E.G.Davydovoy [61], R.Rosman [193], B.Lewicki [172], B.Goshi [46], M.Endele i I.Sheynoga [67] i drugimi.

1976 godu A.R.Rzhanitsynym bylo provedeno obobshchenie razrabotannoy teorii sostavnyh sterzhney s zhestkimi poperechnymi svyazyami na mnogosloynye plastinki [119]. V rabote A.R.Hechumova [140] provedeno rasprostranenie poluchennyh v [119] uravneniy na anizotropnye sostavnye plastinki i na ih dinamiku. V rabote V.V.Filatova [138] i V.V.Filatova i S.Mussa [139] rassmotreno primenenie teorii A.R.Rzhanitsyna k raschyotu sostavnyh plastin na vinklerovskom osnovanii.

Issledovanie vozmozhnosti primeneniya teorii A.R.Rzhanitsyna k raschyotu na ustoychivost tryohsloynyh paneley s lyogkim nearmirovannym zapolnitelem privedeno v rabote R.F.Gabbasova i V.V.Filatova [29]. Sopostavlenie rezultatov raschyota ustoychivosti tryohsloynyh plastin, poluchennyh s ispolzovaniem sostavlennogo avtorami v [28] differentsialnogo uravneniya, i eksperimentalnyh dannyh, privedennyh v rabote A.Ya.Aleksandrova [5], v tselom podtverdilo adekvatnoe otrazhenie teoriey A.R.Rzhanitsyna deystvitelnoy raboty szhatoy sostavnoy konstruktsii. Odnako stoit otmetit, chto, kak pokazano Yu.V.Chinenkovym [147] na pri­ mere raschyota paneley iz lyogkih betonov, v sluchae raschyota konstruktsiy s zhestkostyami sloev odnogo poryadka eta teoriya mozhet zametno snizit tochnost rezultatov.

V sovremennyh issledovaniyah sostavnyh sterzhney, plastin i obolochek teoriya A.R.Rzhanitsyna poluchila svoyo razvitie v rabotah Yu.E.Yakubovskogo i O.N.Konovalovoy [152], [153] i S.V.Yakubovskoy, B.A.Gulyaeva i I.Yu.Ovchinnikovoy [151]. V rabote [152] na osnove liney­ noy teorii sostavnyh sterzhney i plastin Rzhanitsyna i eyo diskretnogo varianta razvitiya dlya zadach izgiba sostavnyh pologih obolochek razvivaetsya novaya forma predstavleniya matematicheskoy modeli raschyota pologih mnogosloynyh tonkostennyh obolochek na izgib. Predlozhennyy variant razvitiya teorii pozvolyaet umenshit kolichestvo razreshayushchih uravneniy, a takzhe svesti raschyot k resheniyu differentsialnyh uravneniy tehnicheskoy teorii odnosloynyh obolochek s uchyotom raboty shva. Yu.E. Yakubovskim, N.A. Krivchunom, M.T. Babshanovym v [154] model Rzhanitssha razvivaetsya v primenenii k zadacham raschyota sostavnyh plastin iz raznomodulnyh pri rastyazhenii i szhatii materialov.

Na osnove teorii sostavnyh sterzhney Rzhanitsyna Yu.Ts.Gohbergom i S.B.Ermolovym byli rassmotreny voprosy raschyota tryohsloynyh paneley na temperaturno-vlazhnostnye vozdeystviya. Rezultaty prodelannoy raboty byli polozheny v razrabotannuyu inzhenernuyu metodiku raschyota bes­ karkasnyh paneley s tonkimi obshivkami, izlozhennuyu v knige A.B.Gubenko [57]. Analogichnye voprosy sovmestno s voprosami raschyota mnogoprolyotnyh paneley s gofrirovannymi obshivkami na deystvie ravnomerno raspredelyonnoy nagruzki byli rassmotreny R.M.Novikovym i F.F.Tamplonom [129].

Stoit takzhe otmetit, chto razrabotannaya A.R.Rzhanitsynym teoriya pozvolyaet pri neobhodimosti uchest sblizhenie sloev sostavnogo sterzhnya pri izgibe ot szhatiya uprugih poperechnyh svyazey. Uchyot etogo vliyaniya privodit k uslozhneniyu raschyota, svyazannogo s povysheniem poryadka differentsialnogo uravneniya.

V rabote V.I. Kolchunova, Ya.E. Kolchina i M.I. Stadolskogo [80] privedeny rezultaty eksperimentalnyh issledovaniy po opredeleniyu zhestkostnyh parametrov na sdvig shva v zhelezobetonnyh elementah sostavnogo secheniya. Privedeny rezultaty chislennyh issledovaniy po opredeleniyu etogo parametra.

Opredelenie koeffitsienta zhestkosti, kotoryy svyazyvaet poperechnuyu silu s osrednyonnoy na tolshchine deformatsiey transversalnogo sdviga v utochnyonnyh teoriyah plastin rassmotreno H.Altenbach v [156], [157].

V rabote V.I. Korobko, A.V. Turkovym i P.A. Gvozkovym [81] rassmotreny odnoprolyotnye sostavnye balki s absolyutno zhestkimi poperechnymi svyazyami, imeyushchimi beskonechno maluyu dlinu. Osobyy interes k rabote predstavlyaet predpolozhenie o tom, chto kazhdyy iz sloev balki mozhet imet sobstvennye usloviya zakrepleniya. Avtorami raboty predlozhen metod vychisleniya zhestkosti dvuhsloynoy konstruktsii cherez koeffitsient, opredelyaemyy po osnovnoy chastote kolebaniy sostavnoy balki.

Drugim napravleniem razvitiya teorii tryohsloynyh konstruktsiy stalo primenenie k ih raschyotu metoda raschyota tolstyh plit po sposobu B.G.Galyorkina. V obzornoy rabote [86] L.M.Kurshinym otmecheno, chto sushchestvennym preimushchestvom takogo podhoda yavlyaetsya rassmotrenie sred­ nego sloya konstruktsii kak tryohmernogo tela, k kotoromu ne primenyayutsya kakie-libo dopushcheniya o napryazhenno-deformirovannom sostoyanii.

1937 godu I.P.Erohinym bylo vpervye polucheno reshenie zadachi izgiba svobodno opyortoy tryohsloynoy balki v tochnoy postanovke s ispolzovaniem dlya srednego sloya uravneniy teorii uprugosti [69]. Eta zhe zadacha v 1951 godu byla reshena v rabote G.Gerard [167], no s vvedeniem dopushcheniya o sopryazhenii srednego sloya i vneshnih sloev po osevoy linii poslednih. V dalneyshem poluchennye v etih rabotah vyvody byli ispolzovany pri razrabotke mnogih priblizhennyh metodov raschyota tryohsloynyh plastin.

1957 godu L.E.Bryukkerom v [20] bylo predstavleno reshenie zadachi izgiba svobodno opyortoy tryohsloynoy balki i plastinki s ortotropnym srednim sloem i provedeny otsenki primenimosti razlichnyh dopushcheniy v priblizhyonnyh metodah raschyota tryohsloynyh plastin na poperechnyy izgib.

Primenenie metoda raschyota tolstyh plit k analizu napryazhyonno-de­ formirovannogo sostoyaniya tryohsloynyh konstruktsiy vstretilo seryoznye trudnosti pri reshenii zadach, v kotoryh usloviya opiraniya, otlichny ot svobodnogo zakrepleniya [86]. Resheniya nekotoryh zadach izgiba i ustoychivosti tryohsloynyh konstruktsiy po ukazannomu metodu byli polucheny v rabotah J.N.Goodier [168], H.Neuber [181], [182], V.V.Vasileva i V.G.Nazarenko [25], A.F.Ulitko, V.G.Grinchenko i A.D.Kovalenko [136], Yu.Gu [56].

V rabote N.A.Niyazovoy i M.K.Usarova [98] predlagaetsya teoriya tryohsloynyh plastin s ortotropnym, szhimaemym v poperechnom napravlenii zapolnitelem.

Pri etom zapolnitel schitaetsya tryohmernym ortotropnym telom, v kotorom uchityvayutsya vse komponenty tenzora napryazheniy i deformatsiy i bez prinyatiya kakih-libo gipotez. Peremeshcheniya i progib zapolnitelya po koordinate vdol normali plastiny razlagayutsya v beskonechnyy ryad i s pomoshchyu variatsionnogo uravneniya tryohmernoy teorii uprugosti poluchena sistema shesti dvumernyh uravneniy otnositelno shesti kontaktnyh peremeshcheniy i napryazheniy.

V rabote F.Reutter [191] rassmotren tryohsloynyy sterzhen s zapolnitelem, modul uprugosti kotorogo v predelah tolshchiny izmenyaetsya po eksponentsialnomu zakonu, chto harakterno dlya penoplastovyh zapolniteley, poluchaemyh vspenivaniem v polosti tryohsloynyh konstruktsiy.

Slozhnosti v reshenii zadach tryohsloynyh konstruktsiy, osnovannyh na metode raschyota tolstyh plit, podtolknuli issledovateley k razvitiyu uproshchyonnyh teoriy i metodov raschyota, obespechivayushchih neobhodimyy uroven tochnosti poluchaemyh rezultatov. V ramkah razrabatyvaemyh teoriy prinimalis gipotezy v otnoshenii srednego sloya, svyazannye kak s mehanicheskimi svoystvami ego materiala, tak i s harakterom de­ formirovaniya. V rabote E.I.Grigolyuka i P.P.Chulkova [54], na primere teorii odnorodnogo tonkogo sterzhnya, dano obosnovanie togo, chto pervyy podhod k postroeniyu gipotez na osnove prinyatoy modeli materiala (ego mehanicheskih svoystv) yavlyaetsya naibolee obshchim.

Naibolee rasprostranyonnym dopushcheniem o mehanicheskih svoystvah materiala lyogkogo srednego sloya stalo prenebrezhenie v nyom normalnymi kasatelnymi napryazheniyami v ploskostyah parallelnyh vneshnim sloyam. Eto dopushchenie pri opisanii modeli materiala zapolnitelya mozhet byt predstavleno v sleduyushchem vide :

Zdes i dalee v rabote prinyaty sleduyushchie napravleniya osey: os X sovpadaet s napravleniem naibolee dlinnoy konechnyh razmerov storony konstruktsii (ili po napravleniyu prodolnoy osi balki); os )' napravlena vverh iz ploskosti konstruktsii perpendikulyarno k osi X; napravlenie osi Z perpendikulyarno ploskosti XY.

V kontse 1940-h godov A.L.Rabinovichem v [112], [113] byli predstavleny rezultaty teoreticheskih i eksperimentalnyh issledovaniy raboty szhatyh i izgibaemyh sterzhney. S primeneniem tolko dopushcheniya (1.3) byli polucheny rezultaty raspredeleniya normalnyh napryazheniy v srednem sloe, napravlennyh iz ploskosti plastiny, m vyyavlena ih kontsentratsiya v priopornyh zonah.

Dopushchenie, zapisannoe v forme (1.3), bylo ispolzovano i v rabotah E.Reissner [187], [188], [189] pri raschyote tryohsloynoy plastiny. Krome togo, E.Reissner v rabotah [188], [189] dopolnitelno k (1.3) vvyol gipotezu o prenebrezhenii poperechnymi deformatsiyami v srednem sloe pri poperechnom izgibe konstruktsii

gipotezu o ravnomernosti raspredeleniya napryazheniy po tolshchine obshivok pri izgibe, prenebregaya ih tsilindricheskoy zhestkostyu, polozhiv

V 1950 godu G.Gerard v rabote [166] provyol analiz dopushcheniy, zapisannyh v forme (1.3) i (1.4), primenitelno k raschyotu tryohsloynyh plastin. V rabotah L.E.Bryukkera [20], [21] byli ustanovleny predely primenimosti usloviy (1.3), (1.4) i (1.5). Rezultaty issledovaniy L.E.Bryukkera byli primeneny v rabotah [5] i [7], vypolnennyh pod rukovodstvom A.Ya.Aleksandrova. Analiz usloviy primenimosti k raschyotu tryohsloynyh plastin i obolochek razlichnyh teoriy, razrabotannyh k 1960 godu, tak zhe byl vypolnen H.M.Mushtari v rabotah [94], [95].

Reshenie zadach poperechnogo izgiba svobodno opyortyh tryohsloynyh sterzhney i plastin sosredotochennoy i raspredelyonnoy nagruzkoy s ispolzovaniem dopushcheniy (1.3) i (1.4) polucheno v rabotah V.M.Plehanova [106], N.N.Nazarova [96], K.T.Yen, S.Gunturkin, F.V.Pohles [201].

V rabotah L.M.Kurshina [86] i A.S.Volmira [26] otmecheno, chto raz­ vitiyu teorii raschyota sostavnyh konstruktsiy na baze gipotezy A.Van der Neyta posvyashcheny issledovaniya avtorov A.P.Voronovicha, H.L.Cox,

Posle podstanovki T'(h), vyrazhennogo iz poslednego sootnosheniya cherez u(h), vo vtoroe uravnenie sistemy (1.1) i posleduyushchego differentsirovaniya etogo uravneniya budem imet vtoroe uravnenie sistemy (1.6), poluchennoy na baze gipotezy A.Van der Neyta.

Stoit zametit, modeli tryohsloynyh konstruktsiy, postroennye i na osnove gipotezy A.Van der Neyta, i na osnove teorii sostavnyh sterzhney A.R.Rzhanitsyna predusmatrivayut predelnyy perehod kak k monolitnoy konstruktsii, sostavlennoy iz zhyostkih sloev, raznesyonnyh na zadannoe rasstoyanie po ih osyam (sootvetstvuet beskonechno zhestkomu na sdvig sred­ nem sloyu), tak i k konstruktsii, sostavlennoy iz sloev, nichem mezhdu so­ boy ne skreplyonnyh (pri nulevoy sdvigovoy zhestkosti srednego sloya). Ne­ smotrya na raznye podhody k postroeniyu raschyotnyh modeley, ochevidno, chto dlya raschyota tryohsloynyh beskarkasnyh paneley s lyogkim zapolnitelem obe metodiki yavlyayutsya ravnotsennymi.

V rabote [48] E.I.Grigolyuk ukazal na to, chto dlya opisaniya deformirovannogo sostoyaniya trehsloynyh obolochek simmetrichnogo stroeniya ne­ obhodima sistema iz chetyreh uravneniy, kotoraya mozhet byt svedena k sisteme iz treh uravneniy pri ravenstve dlya vseh sloev koeffitsientov Puassona. M.A.Ilgamovym i H.M.Mushtari v rabote [72] dlya resheniya chastnyh zadach, svyazannyh s raschyotom pologih tryohsloynyh obolochek nesimmetrichnogo stroeniya, predlozhena bolee udobnaya forma zapisi uravneniy, postroennyh na baze gipotez, prinyatyh v rabotah E.I.Grigolyuka [48] i A.P.Prusakova [109].

Raschyot mnogosloynyh konstruktsiy po modelyam, postroennym s primeneniem gipotezy o lineynom zakone izmenenii peremeshcheniy po tolshchine zapolnitelya, pozvolyaet poluchat dostovernye rezultaty pri reshenii dolno bolshogo kruga zadach, vklyuchaya raschyot konstruktsiy s konstruktivno neodnorodnym po tolshchine lyogkim zapolnitelem. Tem ne menee, v nekotoryh sluchayah vydvinutaya gipoteza ne dayot udovletvoritelnyh resheniy. Syuda v pervuyu ochered otnosyatsya zadachi, svyazannye s opisaniem

E.I.Grigolyuka i P.P.Chulkova [54], V.V.Bolotina, Yu.N.Novichkova [19] i N.K.Galimova, i H.M.Mushtari [31] ukazany chislennye kriterii dlya zapolnitelya, v sootvetstvii so znacheniyami kotoryh gipoteza A.Van der Neyta ostayotsya spravedlivoy. V rabote [54] dlya vybora zakona raspredeleniya sdvigov po tolshchine zapolnitelya ispolzuetsya lish odin kriteriy, vyrazhennyy cherez znachenie bezrazmernoy zhestkosti srednego sloya. V rabote [31] vozmozhnost primeneniya gipotezy A.Van der Neyta k raschyotu tryohsloynyh konstruktsiy ustanavlivaetsya cherez proverku dvuh sootnosheniy: otnosheniya zhestkostey obshivok na prodolnoe szhatie i otnoshenie ih tolshchin. V rabote [19], posvyashchennoy raschyotu mnogosloynyh konstruktsiy, zhestkost sloev harakterizuetsya chetyrmya otsenochnymi kriteriyami poryadkov velichin, vhodyashchih v vyrazhenie plotnosti potentsialnoy energii deformatsii kazhdogo sloya.

V rabote B.G.Gazizova i E.V.Oblezova [30] byli predstavleny resheniya nekotoryh zadach ustoychivosti tryohsloynyh konstruktsiy, v kotoryh byli prinyaty: dlya obshivok gipoteza Kirhgofa-Lyava; dlya srednego sloya – gipoteza o neszhimaemosti po tolshchine (1.4) i gipoteza o raspredelenii tangentsialnyh peremeshcheniy po zakonu kubicheskoy paraboly (sdvigi – po zakonu kvadratichnoy paraboly). Dlya tryohsloynyh plastin i obolochek s simmetrichnym secheniem otnositelno sredinnoy poverhnosti i lyogkim zapolnitelem provedena otsenka rezultatov raschyota, provedyonnyh na baze prinyatoy modeli s resheniyami, poluchennymi ishodya iz gipotezy lomanoy linii. Pokazano, chto dlya rassmotrennyh zadach pri otnoshenii tolshchiny lyogkogo srednego sloya k tolshchine obshivok bolee 10 razlichie v rezultatah raschyotov ne prevyshaet 5%.

Postroenie asimptoticheski «tochnyh» modeley rascheta sloistyh konstruktsiy predlozheno v rabotah Yu.I.Butenko [22], [23] i G.L.Gorynina, Yu.V.Nemirovskogo [39], [40], [98]. V etih rabotah baze prinyatyh pred­ polozheniy razrabotana teoriya opredeleniya napryazhennogo sostoyaniya dlya mnogosloynogo sterzhnya s lyubymi svoystvami sloev.

V rabote G.L.Gorynina i Yu.V.Nemirovskogo [38] privedeno obosnovanie printsipa Sen-Ve-nana dlya sloistyh sterzhney.

Voprosy raschyota obshivok paneley na mestnuyu ustoychivost rassmotreny v rabotah A.Ya.Aleksandrova i L.M.Kurpshna [2], A.Ya.Aleksandrova, G.S.Savinovoy i G.M.Talanovoy [4], V.I.Korolyova, I.L.Bihnevicha [16], S.B.Ermolova [68], V.E.Koysina [79], N.J.Hoff i S.E.Mautner [170], S.Yusuff [202], [203], C.B.Norris i W.J.Commers [183], C.B.Norris [184], R.Hakmi [169], J.M.Davies [162], i J.M.Davies, P.Hassinen i R.Hakmi [163], J.Romanoff [192]. Obshchim podhodom dlya mnogih avtorov v raschyotah na ustoychivost szhatoy obshivki, podkreplyonnoy sploshnym srednim sloem, bylo eyo rassmotrenie kak konstruktsii, podkreplyonnoy uprugim vinklerovskim osnovaniem. V rabote [114] V.D.Rayzera i B.B.Kirillova reshaetsya zadacha raschyota nadyozhnosti tryohsloynyh stenovyh paneley s ton­ kimi metallicheskimi obshivkami i lyogkim zapolnitelem pri tsiklicheskom deystvii mesyachnyh maksimumov vetrovoy nagruzki. V kachestve kriteriya otkaza prinyata poterya ustoychivosti szhatoy obshivki s uchyotom otryva eyo ot zapolnitelya. Na baze razreshayushchego uravneniya, privedennogo V.D.Rayzerom

N.V.Tretyakovym v [115] dlya szhatoy obshivki na uprugom osnovanii, ustanovlena svyaz mezhdu raschyotnymi parametrami paneli i veroyatnostyu eyo bezotkaznoy raboty za zadannyy srok ekspluatatsii.

Izuchenie vliyaniya defektov soedineniya sloev na nesushchuyu sposobnost i napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie izgibaemyh sloistyh konstruktsiy provedeno v rabotah E.I.Grigolyuka, E.A.Kogana i V.I.Mamay [49], S.N.Ahalkatsi, D.O.Kipiani i R.G.Tsurtsumiya [14], K.M.Ierusalimskogo i V.P.Fomina [71], V.A.Gordona i E.A.Kravtsovoy [36], K.A.Matveevym i Yu.Byao [90], L.Librescu, R.Schmidt [173], W.Q.Chen, J.Ying i J.Cai [159], Mioa Changqing i Zhang Xing [177], [178]. Voprosu raschyota prochnosti zapolnitelya paneli s uchyotom otryva ot eyo obshivok posvyashchena rabota A.Ya.Aleksandrova [3].

Voprosy raschyota i konstruirovaniya tryohsloynyh plit i paneley so skvoznymi tehnologicheskimi vyrezami rassmotreny v rabotah G.O.Kipiani i E.P.Machaidze [76], K.Bemer i U.Pfaff [158] i A.V.Sarabi i M.Mofid [194], J.M.Davies [161], v evropeyskih normativnyh dokumentah i v razrabotannyh na ih osnove U.Ilinym [75] i V.F.Belyaevym [91] posobiyah. Rezultaty issledovaniya napryazhennogo sostoyaniya v uglovyh tochkah sloistyh plastin analiticheskimi i chislennymi metodami privedeny v rabote C.Mittelstedt i W.Becker [180]. Rezultaty izucheniya haraktera raspredeleniya poperechnyh normalnyh i kasatelnyh napryazheniy elementah «sendvich»-paneley, kontsentratsii napryazheniy v zone lokalnogo prilozheniy nagruzki provedeno v rabotah V.A. Polyakova, I.G.Zhiguna, R.P.Shlipy, i V.V.Hitrova [107], [108].

V knige J.M.Davies [161] privodyatsya metody raschyota opornyh uzlov paneley na lokalnoe smyatie i ih zakrepleniya samonarezayushchimi vintami oporam. Nesmotrya na to, chto v etoy rabote ukazyvaetsya na vozmozhnost neravnomernogo smeshcheniya opor konstruktsii, etot faktor ne otrazhen v predlozhennoy metodike raschyota. V rabote A.A. Levchuka [88] s primeneniem metoda konechnyh elementov pokazana neobhodimost uchyota vliyaniya dopolnitelnyh usiliy v elementah tryohsloynyh konstruktsii ot neravnomernogo smeshcheniya opor.

Rezultaty eksperimentalnyh issledovaniy izgibaemyh tryohsloynyh konsolnyh balok i tryohsloynyh balok s dvuhstoronnim zashchemleniem predstavleny v rabote O.M.Ustarhanova, V.N.Kobeleva, A.I.Bulgakova, i Sh.S.Kulisheva [137]. Provedyonnye ispytaniya pokazali neobhodimost uchyota kraevyh effektov na napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie v opornyh zonah rassmotrennyh konstruktsiy i zonah prilozheniya lokalnyh nagruzok.

Voprosy povysheniya effektivnosti sloistyh ograzhdayushchih konstruktsiy s primeneniem plastmass rassmotreny v rabote [59] V.V.Gureva i A. N.Dmitrieva.

Opisanie mehanizmov razrusheniya odnoprolyotnyh tryohsloynyh balok provedeno avtorami C.A.Steeves i N.A.Fleck [196], [197] i V.L.Tagarielli, N.A.Fleck i V.S.Deshpande [199]. V privedyonnyh issledovaniyah rassmotreny odnoprolyotnye tryohsloynye balki s polivinilhloridnym zapolnitelem i steklotkanevymi obshivkami pri zhestkom i sharnirnom zakreplenii na oporah. Izuchenie ih raboty provedeno chislennym modelirovaniem (metodom konechnyh elementov) s proverkoy rezultatov naturnymi ispytaniyami. Avtorami predstavleny nomogrammy dlya optimizatsii konstruktsiy po vesu s uchyotom usloviy zakrepleniya na oporah. Voprosy optimizatsii odnoprolyotnyh tryohsloynyh balok pri bolee shirokom vybore materialov dlya obshivok i zapolnitelya rassmotreny v rabote C.A.Steeves

N.A.Fleck [198]. Osnovnye rezultaty provedyonnyh pri neposredstven­ nom uchastii avtora nastoyashchego issledovaniya naturnyh ispytaniy stenovyh i krovelnyh «sendvich»-paneley izlozheny v statyah [104], [105].

Opredelenie chislennymi, analiticheskimi i eksperimentalnymi metodami mehanicheskih harakteristik raznyh tipov yacheistyh zapolniteley tryohsloynyh paneley vypolneno v rabotah A.Ya.Aleksandrova i E.P.Trofimovoy [1], A.Ya.Aleksandrova, L.E.Bryukkera i L.M.Kurshina [6], L.M.Mirkina, Yu.S.Nayshtuta i S.A.Pavlovich [92], V.F.Panina i Yu.A.Gladkova [101], F.Meraghni, F.Desrumaux i M.L.Benzeggagh [175], C.C.Foo, G.B.Chai i L.K.Seah [165], K.Beomkeun i R.M.Christensen [171], C.W.Schwingshackl, G.S.Aglietti i P.R.Cunningham [195]. V.V.Gurevym v

privedeny rezultaty issledovaniy ustalostnoy prochnosti i deformativnosti penoplastov, primenyaemyh v sloistyh ograzhdayushchih konstruktsiyah s tonkimi metallicheskimi oblitsovkami. Pokazana vzaimosvyaz struktury penoplastov i ih fiziko-mehanicheskih harakteristik v usloviyah tsiklicheskih mehanicheskih i temperaturnyh vozdeystviy. Na osnovanii provedyonnyh issledovaniy avtorom vyskazano mnenie o vozmozhnom snizhenii plotnosti penoplastov, primenyaemyh v trehsloynyh panelyah, s tselyu povysheniya ih teplotehnicheskih pokazateley.

Rezultaty opredeleniya fiziko-mehanicheskih harakteristik mineralovatnogo zapolnitelya «sendvich»-paneley po rezultatam ispytaniy ego fragmentov privedeny v rabote E.V.Ildiyarova, S.M.Petrova, N.V.Popkova i I.S.Holopova [73]. V rabote avtorom nastoyashchego issledovaniya predlozheno eksperimentalnoe opredelenie privedyonnogo modulya sdviga srednego sloya paneley po rezultatam ispytaniy tseloy konstruktsii po sheme tryohtochechnogo izgiba.

privedyonnom obzore osnovnoy upor sdelan na analiz osnovnyh na­ pravleniy rabot, posvyashchennyh zadacham raschyota izgibaemyh tryohsloynyh balok i plit s lyogkim zapolnitelem pri deystvii poperechnoy nagruzki, i ne pretenduet na ischerpyvayushchuyu polnotu. V nyom prakticheski oboydeny storonoy voprosy, neposredstvenno svyazannye s raschyotom sloistyh obolochek, voprosy, kasayushchiesya raschyota tryohsloynyh plastin, forma kotoryh otlichna ot pryamougolnoy plane, a raboty po mnogosloynym konstruktsiyam upomyanuty lish vskolz. Tem ne menee, obyom informatsii v vypolnen­ nom obzore sostoyaniya voprosa pozvolyaet opredelit osnovnye problemy, voznikayushchie v protsesse raschyota i proektirovanii sovremennyh stroi­ telnyh paneley-«sendvich», primenyaemyh, kak pravilo, v usloviyah raboty po nerazreznym mnogoprolyotnym shemam, v tom chisle i pri deystvii nagruzok, otlichnyh ot ravnomerno raspredelyonnyh.

Soderzhanie

Vvedenie

1. Nomenklatura produktsii

Tehnicheskaya harakteristika sendvich paneley

2. Tehnologicheskaya chast

Syre i polufabrikaty

Vybor sposoba proizvodstva

Tehnologicheskaya shema proizvodstva

Opisanie tehnologicheskoy shemy

Vybor osnovnogo tehnologicheskogo i transportnogo oborudovaniya

Novoe v tehnologii proizvodstva sendvich paneley

Vvedenie

Otdelochnye materialy v stroitelstve, primenyaemye dlya povysheniya ekspluatatsionnyh i dekorativnyh kachestv zdaniy i sooruzheniy, a takzhe dlya zashchity stroitelnyh konstruktsiy ot atmosfernyh i drugih vozdeystviy. V sovremennom stroitelstve k osnovnym Otdelochnye materialy otnosyat: prirodnye i iskusstvennye kamennye materialy, otdelochnuyu keramiku, materialy i izdeliya na osnove drevesiny, bumagi, stekla, plastmass, metallov, lakokrasochnye materialy i drugie [1].

Otdelochnye materialy obychno prednaznachayutsya dlya vnutrenney ili naruzhnoy otdelki. Nekotorye materialy ispolzuyutsya kak vo vnutrennih, tak i naruzhnyh otdelochnyh rabotah (naprimer, prirodnyy dekorativnyy kamen, keramicheskie materialy, arhitekturno-stroitelnoe steklo i t.d.). Osobuyu gruppu otdelochnye materialy sostavlyayut materialy i izdeliya dlya pokrytiy polov, kotorye dolzhny otvechat ryadu spetsificheskih trebovaniy (neznachitelnaya istiraemost, vysokaya udarnaya prochnost i t.p.). K otdelochnym materialam otnosyat takzhe nekotorye akusticheskie materialy, ispolzuemye odnovremenno v kachestve zvukopogloshchayushchih pokrytiy i dlya dekorativnoy otdelki intererov zrelishchnyh sooruzheniy (teatry, kontsertnye zaly, kinoteatry i dr.) [2].

Bolshuyu gruppu sredi otdelochnye materialy sostavlyayut oblitsovochnye materialy i izdeliya, vypuskaemye v vide listov, plit i plitok (naprimer, sendvich paneli, asbestotsementnye oblitsovochnye listy, stemalit, keramicheskie mozaichnye plity i plitki, dekorativnyy bumazhno-sloistyy plastik i dr.) i otlichayushchiesya, kak pravilo, vysokimi ekspluatatsionnymi i arhitekturno-dekorativnymi kachestvami. V usloviyah sovremennogo industrialnogo stroitelstva ratsionalno proizvodit oblitsovku stroitelnyh konstruktsiy v protsesse zavodskogo izgotovleniya sbornyh elementov, dostavlyaya ih k mestu montazha s oblitsovannymi poverhnostyami (naprimer, keramicheskie mozaichnye plitki ukladyvayut v formu i betoniruyut vmeste so stenovymi panelyami ili lestnichnymi ploshchadkami) [3].

V dannoy kursovoy rabote rassmatrivaetsya tseh po proizvodstvu sendvich paneley.

Chto zhe predstavlyayut soboy sendvich paneli? Sendvich paneli – slozhnaya mnogosloynaya sistema.

Sredniy sloy sendvich paneli, otvechayushchiy za teplo – i shumoizolyatsiyu, chashche vsego predstavlyaet iz sebya penopolisterol ili mineralovatnyy uteplitel. Dlya oblitsovki srednego sloya proizvoditeli takih materialov, kak sendvich paneli, primenyayut otsinkovannyy stalnoy list, imeyushchiy zashchitno-dekorativnoe pokrytie.

Esli otbrosit arhitekturnye i esteticheskie trebovaniya k stroitelnym obektam, to sendvich paneli mozhno bylo by nazvat idealnym stroitelnym materialom.

Vo-pervyh, sendvich paneli po teplotehnicheskim harakteristikam prevoshodyat traditsionnye stroitelnye materialy (kirpich, derevo, beton) primerno v 10 raz!

Vo-vtoryh, massa sendvich paneley v 10 – 20 raz menshe, chem u traditsionnyh materialov. To est mozhno znachitelno snizit nagruzki na fundament, a v kakih-to sluchayah obhoditsya i vovse bez nego. Znachitelno snizhayutsya i rashody na transportirovku – net neobhodimosti v perevozke tyazhelyh zhelezobetonnyh paneley ili kirpicha.

V-tretih, sendvich paneli – nedorogie i nadezhnye konstruktsii, oni pozvolyayut ekonomit bukvalno na kazhdom etape stroitelstva, prichem ne tolko dengi, no i vremya. Naprimer, kreplenie sendvich paneli k karkasu proizvoditsya ochen bystro pri pomoshchi samonarezayushchih boltov po metallu ili derevu – v zavisimosti ot togo, iz chego sdelan karkas. Kstati, blagodarya etomu mozhno pri neobhodimosti dazhe demontirovat konstruktsiyu i perevezti zdanie v drugoe mesto.

V-chetvertyh, sendvich paneli ne trebuyut dopolnitelnoy otdelki. Ih poverhnosti – tonkolistovaya otsinkovannaya stal – eshche na zavode okrashivayutsya nadezhnoy kraskoy ili pokryvayutsya sloem polimera.

Dostoinstva sendvich paneley dlya stroiteley mozhno perechislyat i dalshe. No zametim, chto i dlya ekspluatatsionnikov oni tozhe problem ne sozdayut. Ved ih obolochka, kak bylo skazano vyshe, izgotavlivaetsya s horoshim i nadezhnym antikorrozionnym pokrytiem, material uteplitelya obladaet nizkoy teploprovodnostyu, minimalnym vlagopogloshcheniem, dostatochnoy mehanicheskoy prochnostyu, vysokoy dolgovechnostyu. A sama sendvich panel ustoychiva k vrednomu ultrafioletovomu izlucheniyu, atmosfernym i mehanicheskim vozdeystviyam. Krome togo, cherez sendvich paneli legko prokladyvayutsya lyubye kommunikatsii: sverlit ili rezat etu konstruktsiyu ne v primer legche, chem zhelezobetonnye paneli.

Primenyayutsya sendvich paneli pri stroitelstve kak zhilyh, tak i proizvodstvennyh zdaniy. Unikalnaya konstruktsiya i malyy ves takih izdeliy, kak sendvich paneli – eto osnovnye ih preimushchestva, kotorye vlekut za soboy bolshoy zapas prochnosti i malye zatraty na transportirovku, pogruzku i montazh.

Doma iz sendvich paneley izgotavlivayutsya na zavode, posle chego ih ostaetsya tolko dostavit i sobrat. Etot faktor pozvolyaet provesti stroitelstvo v kratchayshie sroki, a takzhe znachitelno sekonomit na otdelke doma. Posledniy faktor obuslovlen tem, chto sendvich paneli obladayut poverhnostyu, ne trebuyushchey dopolnitelnoy obrabotki – shpatlevki ili shtukaturki, i vypuskayutsya uzhe okrashennymi v vybrannyy zakazchikom tsvet.

1. Nomenklatura produktsii

Tehnicheskaya harakteristika sendvich paneley

Stenovye i krovelnye sendvich paneli s uteplitelem iz mineralnoy vaty i penopolistirola.

Trehsloynye stenovye sendvich paneli proizvodyatsya na oborudovanii i po tehnologii avstraliyskoy firmy, garantiruyushchey vysokoe kachestvo i otlichnye ekspluatatsionnye svoystva paneley.

Paneli predstavlyayut soboy trehsloynuyu konstruktsiyu s oblitsovkami iz stalnogo okrashennogo lista (libo tolko otsinkovannogo) i srednego sloya – uteplitelya iz mineralovatnyh ili penopolistirolnyh plit.

Oblitsovochnyy material:

Stalnye otsinkovannye ili okrashennye profilirovannye listy tolshchinoy 0,5-0,7mm v shirokoy tsvetovoy gamme po katalogu RAL. Okraska otsinkovannyh rulonov proizvoditsya na sovremennoy avtomaticheskoy linii okraski FATA, chto pozvolyaet okrashivat otsinkovannuyu rulonnuyu stal ne tolko v standartnye, no i v redkie i eksklyuzivnye tsveta (vklyuchaya metallik).

Stenovye sendvich paneli [7].

Soedinenie paneley osushchestvlyaetsya v zamok Z-LOCK.

Spetsialnaya konfiguratsiya zamka Z-LOCK obespechivayut vysokuyu ognestoykost i vlagonepronitsaemost paneley v konstruktsii (Risunok 1).

Risunok 1 – Konfiguratsiya zamka

Tablitsa 1

Harakteristiki sendvich paneley

Tehnicheskie harakteristiki sendvich paneley:

Soprotivlenie teploperedache sendvich paneley:

R0= 3.7 m2S0/Vt,

R0= 4.7 m²S0/Vt.

Mozhno sravnit nekotorye stroitelnye materialy, kotorye ispolzuyutsya dlya vozvedeniya naruzhnyh sten:

Kirpich stroitelnyy keramicheskiy 510 mm. R0=1,4 m²S0/Vt.

Brus 150 mm + obshivka vagonkoy. R0=1,04 m²S0/Vt.

Brus 150 mm + obshivka kirpichom. R0=1,28 m²S0/Vt.

Penobeton 400 mm. R0=2,06 m²S0/Vt.

Kirpich 380 mm + minvata 75 mm + obshivka vagonkoy. R0=2,03 m²S0/Vt.

Sendvich paneli znachitelno prevoshodyat po svoim teplosberegayushchim svoystvam traditsionnye stroitelnye materialy. A sledovatelno zatraty na otoplenie budut znachitelno menshe v zimnee vremya, a letom dom ne budet nagrevatsya ot solnechnyh luchey.

Tablitsa 2

Predelnaya osevaya nagruzka na naruzhnuyu stenu v zavisimosti ot sily vetra [kg/m²]

Tablitsa 3

Raschetnaya nagruzka na panel perekrytiya [kg/m²]

Steny prevyshayut na 12%, a perekrytiya na 36% trebovaniya stroitelnyh norm dlya individualnyh domov.

Tablitsa 4

Raschetnye harakteristiki paneley EcoPan po zvukoizolyatsii

Tablitsa 5

Predelnye urovni shuma

Tablitsa 6

Tehnicheskie harakteristiki sendvich paneley [4].

Raspolozhenie stenovyh sendvich paneley na ploskosti zdaniya:

vertikalnoe – kreplenie osushchestvlyaetsya k tsokolnoy paneli i k rigelyam fahverka;

gorizontalnoe – kreplenie proizvoditsya k kolonnam i stoykam karkasa. Pri etom sposobe krepleniya ne trebuetsya dopolnitelnyh elementov fahverka i umenshaetsya nomenklatura paneley.

Kreplenie paneley k karkasu osushchestvlyaetsya s pomoshchyu soedinitelnyh elementov i samonarezayushchih vintov (Risunki 2, 3, 4,5).

1 – panel stenovaya; 2 – germetik silikonovyy; 3 – fasonnyy element; 4 – pena montazhnaya; 5 – vint samonarezayushchiy; 6 – element tsokolnogo rigelya

Risunok 2 – Kreplenie paneley k karkasu

1 – panel stenovaya; 2 – element fasonnyy; 3,4 – vint samonarezayushchiy; 5 – pena montazhnaya; 6 – uplotnyayushchaya lenta; 7 – germetik; 8 – element karkasa

Risunok 3 – Kreplenie paneley k karkasu

1 – stenovaya panel; 2 – kolonna karkasa; 3 – samosverlyashchiy, samonarezayushchiy vint; 4 – mineralnaya vata; 5 – samosverlyashchiy shurup; 6 – uplotnitel; 7 – fasonnyy element

Risunok 4 – Kreplenie paneley k karkasu

1 stenovaya panel; 2 – samosverlyashchiy shurup; 3 – samosverlyashchiy, samonarezayushchiy vint; 4 – rigel fahver; 5 – fasonnyy element; 6 – mineralnaya vata; 7 – uplotnitel

Risunok 5 – Kreplenie paneley k karkasu

K preimushchestvam sendvich paneley otnositsya:

kachestvo ograzhdayushchih konstruktsiy;

horoshaya teploizolyatsiya;

otlichnaya vlagostoykost;

legkost i prochnost;

korrozionnaya stoykost;

dolgovechnost;

udobnyy i nedorogoy montazh;

shirokaya tsvetovaya gamma;

sovremennyy dizayn.

Modulnye bystrovozvodimye zdaniya iz sendvich paneley imeyut nebolshoy ves i edinyy gabarit dlya transportirovki, takzhe paneli imeyut vozmozhnost soedinyatsya mezhdu soboy – eto znachitelno oblegchaet stroitelstvo bystrovozvodimyh zdaniy, i delaet ego universalnym [1].

Proizvodstvo takih materialov, kak sendvich paneli, predpolagaet sozdanie gotovogo bystrovozvodimogo zdaniya po proektu zakazchika. Ili rabotu po tipovomu proektu, chto znachitelno sokrashchaet srok stroitelstva v tselom i udeshevlyaetsya za schet togo, chto vy ne platite za proekt. Proizvoditeli sendvich paneley gotovyat razrabotki, kotorye i stanovyatsya osnovoy dlya plan-shemy ili proekta klienta. Takzhe zakazchik predostavlyaet tehnicheskoe zadanie na proekt: naznachenie obekta, razmery, vysotnost, kolichestvo vorot, okon, dverey, nalichie kranovogo oborudovaniya ili konsolnyh etazhey i pr. Posle etogo proizvoditeli sendvich paneley provodyat raschet stoimosti bystrovozvodimogo zdaniya v tselom ili sendvich paneley otdelno, t.e. sendvich paneli prodazha. Dostavka i montazh sendvich paneley takzhe osushchestvlyayutsya proizvoditelyami materialov sendvich paneli.

Bystrovozvodimye modulnye zdaniya iz sendvich paneley po zhelaniyu zakazchika mogut byt srazu osnashcheny vsemi vidami neobhodimoy santehniki i dazhe konditsionerami. Bystrovozvodimye zdaniya dostavlyayutsya razlichnym transportom – i zheleznodorozhnym, i avtomobilnym.

Bystrovozvodimye zdaniya – eto i promyshlennye sooruzheniya, i doma sendvich paneley. Naznachenie takih sooruzheniy, kak bystrovozvodimye zdaniya, prakticheski neogranichenno.

A eshche, sendvich paneli (v tom chisle i sendvich panel PVH) i bystrovozvodimye zdaniya – eto ochen ekologichnyy material. V nastoyashchee vremya, kogda tak narushena ekologiya nashey planety, etot faktor, podtverzhdennyy mnogochislennymi issledovaniyami, krayne vazhen.

Takim obrazom, uchityvaya vse preimushchestva takih izdeliy, kak sendvich paneli, ekonomicheskuyu tselesoobraznost ispolzovaniya bystrovozvodimyh zdaniy, stroitelstvo bystrovozvodimyh zdaniy stanovitsya naibolee populyarnym i dostupnym, a shirota ispolzovaniya sendvich paneley – neogranichennoy.

2. Tehnologicheskaya chast

Syre i polufabrikaty

Dlya proizvodstva sendvich paneley ispolzuyutsya importnye materialy izvestnyh evropeyskih kompaniy:

mineralnaya vata plotnostyu 120 kg/m3;

tonkolistovaya goryacheotsinkovannaya stal tolshchinoy 0,5 mm;

dvuhkomponentnyy poliuretanovyy kley.

Risunok 6 – Paneli s mineralnoy vatoy – negoryuchie sendvich paneli (NG).

Blagodarya ispolzovaniyu poslednih innovatsionnyh resheniy, realizovannyh v linii, poluchaemaya produktsiya sootvetstvuet samym vysokim trebovaniyam [4].

V proizvodstvennoy linii osushchestvlyaetsya avtomaticheskaya zagruzka i podacha v zonu skleivaniya materiala dlya teploizoliruyushchego srednego sloya sendvich paneli, chto polnostyu isklyuchaet poyavlenie pustot.

Dlya skleivaniya materialov realizovana odna iz luchshih tehnologiy naneseniya kleevogo sostava lentochnym sposobom. Dannyy metod naneseniya obespechivaet polnoe smeshivanie komponentov kleya i ego ravnomernoe raspredelenie po vsey poverhnosti.

Protsess pressovaniya paneley v linii realizovan s pomoshchyu pressa gusenichnogo tipa, kotoryy obespechivaet ravnomernoe davlenie na panel na vsem protyazhenii polimerizatsii kleya, chto pozvolyaet poluchit kleevoe soedinenie vysokogo kachestva po vsey ploshchadi skleivaniya.

V rezultate konstruktsiya, izgotovlennaya iz sendvich paneley, vyglyadit privlekatelno – vse steny i ugly poluchayutsya idealno rovnymi.

Proizvodstvo sendvich paneley, postavlyaemyh nashey kompaniey, osushchestvlyaetsya iz vysokokachestvennogo syrya. Izgotovlenie sendvich paneley proizvoditsya na sovremennom oborudovanii pri nepreryvnom kontrole kachestva. Imenno poetomu sendvich paneli idealno podhodyat dlya stroitelstva i otlichayutsya prevoshodnymi ekspluatatsionnymi harakteristikami.

Sendvich paneli predstavlyayut soboy bolshie, no pri etom legkie konstruktsii, kotorye vypolnyayut ograzhdayushchuyu funktsiyu. Oni yavlyayutsya universalnym stroitelnym materialom i sochetayut v sebe vse samye luchshie kachestva dereva, kirpicha i betona.

Sostoyat sendvich paneli iz treh sloev. Vneshnie sloi – eto oblitsovochnye profilirovannye listy. Vnutrenniy – teploizoliruyushchiy material. Mezhdu soboy sloi skreplyayutsya pri pomoshchi vysokokachestvennogo kleya.

U sendvich paneley est mnozhestvo preimushchestv. Vo-pervyh, eto bystryy montazh, ekonomiya tepla i universalnost, vo-vtoryh, privlekatelnyy vneshniy vid, i, v-tretih, nalichie velikolepnoy protivopozharnoy zashchity.

Oblast primeneniya u sendvich paneley neobyknovenno shiroka, eto sklady, porty, terminaly, selskohozyaystvennye stroeniya, administrativnye i proizvodstvennye zdaniya i mnogoe drugoe. Takzhe oni primenyayutsya dlya utepleniya i shumoizolyatsii razlichnyh zdaniy i stroeniy.

Sendvich paneli otnosyatsya k sovremennym stroitelnym materialam, kotorye imeyut ne tolko velikolepnye tehnicheskie dannye, no i obladayut dovolno bolshim srokom ekspluatatsii.

Materialami dlya proizvodstva stroitelnyh sendvich paneley poelementnoy sborki yavlyayutsya:

tonkolistovaya stal s polimernym pokrytiem tolshchinoy 0,7-1,0 mm;

uteplitel – mineralnaya vata. Dlya sten k uteplitelyu predyavlyaetsya dopolnitelnoe trebovanie – ne davat usadku.

tonkolistovaya stal s polimernym pokrytiem tolshchinoy 0,45-0,70 mm (dlya izgotovleniya kryshnogo i stenovogo profilirovannogo nastila).

dobornye detali (vse samorezy, vse uplotniteli, vetrozashchitnaya membrana).

Vybor sposoba proizvodstva

Segodnya rynok sendvich paneley stal bolee emkim, chem eshche vchera! No zavtra on stanet bolshe i trebovatelnee. Vyigrayut te zakazchiki i postavshchiki, kotorye po vsem pozitsiyam budut rabotat na dolzhnom urovne i sledovat takim pokazatelyam, kak priemlemaya tsena, vysokoe kachestvo, operativnost, nadezhnost i uverennost v partnere [3].

Po teplotehnicheskim harakteristikam sendvich paneli znachitelno prevoshodyat traditsionnye materialy. Paneli tolshchinoy 100mm zamenyayut kirpichnuyu kladku v dva s polovinoy kirpicha, chto podtverzhdaet seryoznoe energosberezhenie zdaniya v tselom i obespechivayut vysokuyu stepen komfortnosti.

Skorost stroitelstva iz sendvich paneley na neskolko poryadkov vyshe, chem iz penoblokov, kirpicha i zhelezobetona. Poetomu paneli ispolzuyutsya prezhde vsego pri stroitelstve bystrovozvodimyh zdaniy. Ochevidno, chto skorost stroitelstva zdaniy i sooruzheniy v nashe vremya ochen vazhna, osobenno pri stroitelstve skladov, proizvodstvennyh, selskohozyaystvennyh i torgovyh zdaniy, gde vremya – dengi, v pervuyu ochered. Chem bystree obekt budet postroen, tem ranshe i bolshe budet na nem zarabotano, tem skoree on okupitsya i nachnet davat vam vashu zarabotannuyu pribyl.

Pri ispolzovanii sendvich paneley v stroitelstve nagruzki na fundament v desyatki raz menshe, chem pri primenenii betona i kirpicha.

Panelyam prisushchi vysokie ekspluatatsionnye harakteristiki, v tom chisle i iz-za umensheniya metalloemkosti konstruktsiy, chto nemalovazhno v stroitelstve i ego obshchey stoimosti.

Dannye sendvich paneli otlichayutsya horoshey ekologichnostyu i biologicheskoy stoykostyu: ne imeyut zapaha, ne vyzyvayut razdrazheniya kozhi, uteplitel v nih na 98% sostoit iz vozduha. Oni ochen ustoychivy k gnieniyu i razrusheniyu; ne plesneveyut i ne predstavlyayut sovershenno nikakoy opasnosti dlya cheloveka i okruzhayushchey ego sredy.

Polimernoe pokrytie obladaet vysokim soprotivleniem k istiraniyu, ustoychivo k vzaimodeystviyu s kislotnymi sredami, a takzhe k ultrafioletovomu izlucheniyu.

Poverhnost paneley idealno podhodit dlya primeneniya v kachestve naruzhnyh i vnutrennih sten, tak kak ne trebuet nikakoy dopolnitelnoy otdelki.

Sendvich paneli obladayut vysokim urovnem stoykosti k shirokomu krugu himikatov, masel i rastvoriteley, k korrozionnomu vozdeystviyu okruzhayushchey sredy.

Paneli mehanicheski prochny. Oni sluzhat horoshey ograzhdayushchey zashchitoy ot razlichnyh vneshnih faktorov.

Paneli s uteplitelem penopolistirol ekspondirovannyy samozatuhayushchiy ochen legkie (semimetrovuyu panel vruchnuyu podnimayut dva cheloveka), chto daet sushchestvennuyu ekonomiyu na fundamente, karkase, stroitelnoy tehnike i rabochey sile.

Legkost sendvich paneley s uteplitelem penopolistirol, po sravneniyu s traditsionnymi materialami i panelyami s drugimi uteplitelyami, oblegchaet obrashchenie s nimi, delaet prostymi i udobnymi ih skladirovanie, transportirovku, obrabotku i montazh.

Nemalovazhnym preimushchestvom nashih sendvich paneley yavlyaetsya ih vysokaya vlagostoykost, samym pryamym obrazom svyazannoe s kachestvom paneley v protsesse montazha i dalneyshey mnogoletney ekspluatatsii: isklyucheno popadanie vlagi v uteplitel i zaderzhanie ee v serdechnike paneli, a, sledovatelno, znachitelno snizhen risk otsloeniya metalla ot uteplitelya. Penopolistirolu svoystvenno postoyanstvo obema, to est soprotivlenie samouplotneniyu i usadke v protsesse ekspluatatsii.

Pokrytiya.

V obshivkah sendvich paneley ispolzuetsya otsinkovannaya stal, alyutsink i okrashennaya otsinkovannaya stal s polimernym pokrytiem poliester. Otsinkovannaya stal.

Eto material, privlekayushchiy zakazchikov svoey nevysokoy tsenoy, legkostyu v obrashchenii i rasprostranennostyu na rynke stroitelnyh materialov. Dolgovechnost stali s tsinkovym pokrytiem opredelyaetsya, v pervuyu ochered, tolshchinoy sloya tsinkovogo pokrytiya. Dannyy zavod primenyaet otsinkovannuyu stal s tsinkovym pokrytiem tolshchinoy 23-24mkm (275 – 278 g/kv. m.), dolgovechnost kotoroy sostavlyaet ne menee 10-15 let.

Utepliteli [7].

Mineralnaya vata.

Dlya sendvich paneley primenyaetsya tolko tverdaya mineralnaya vata plotnostyu ne menee 100-115 kg/m3. Pri menee plotnom uteplitele paneli poluchayutsya nedostatochno zhestkimi. Uteplitel raspolagayut takim obrazom, chtoby ego volokna byli perpendikulyarny ploskosti obshivki (poperechno-orientirovannye volokna), dlya etogo mineralnaya plita rezhetsya na polosy (lameli). Etim obespechivayutsya vysokie prochnostnye harakteristiki paneley.

Osnovnoe polozhitelnoe preimushchestvo mineralnoy vaty pri primenenii ee v kachestve uteplitelya dlya sendvich paneley – negoryuchest. Etim obyasnyaetsya populyarnost napolnitelya u zakazchikov. K nedostatkam mozhno otnesti nizkuyu vlagostoykost mineralnoy vaty (paneli s etim uteplitelem dolzhny byt nadyozhno zashchishcheny ot atmosfernyh osadkov pri transportirovke i hranenii), a takzhe eyo ves (v srednem – 20 kg/m2 pri krovelnoy paneli tolshchinoy 200 mm).

Penopolistirol samozatuhayushchiy.

Penopolistirol – eto zhestkiy vspenennyy termoplast, sostoyashchiy iz splavivshihsya granul s ravnomerno raspredelennymi v nih mikroskopicheskimi plotnymi kletkami, zapolnennymi vozduhom. Penopolistirol na 98% sostoit iz nepodvizhnogo vozduha, zaklyuchennogo v ego zakrytoy yacheistoy strukture. Staticheskiy vozduh, kak izvestno, yavlyaetsya samym luchshim prirodnym teploizolyatorom. Soderzhanie polistirolovogo plastika v materiale sostavlyaet 2% – takaya kombinatsiya i obespechivaet plitam PSB-S zamechatelnye teploizoliruyushchie svoystva. Prichem teploizoliruyushchie svoystva penopolistirol sohranyaet, kak i vo vlazhnyh usloviyah, tak i pri nizkih temperaturah. Na nepodvizhnosti vozduha v strukture materiala osnovany ego prevoshodnye mehanicheskie i teploizolyatsionnye harakteristiki. Kratkovremennaya i dolgovremennaya stoykost k nagruzkam yavlyaetsya odnim iz vazhneyshih svoystv penopolistirola. I ona znachitelno vyshe, chem u mineralnoy vaty.

Dannyy uteplitel ostaetsya stabilnym v ograzhdayushchih konstruktsiyah, prichem v techenie vsego sroka ekspluatatsii stroeniya: ne saditsya, ne umenshaetsya v razmerah i ne sdvigaetsya v konstruktsii. V techenie vsego sroka zhizni stroeniya kachestvo svoystv uteplitelya PSB-S ne uhudshaetsya. Minimalnaya vlagopogloshchaemost materiala obespechivaet sohranenie stoykosti k nagruzkam i teploizoliruyushchuyu sposobnost vo vlazhnyh usloviyah. Penopolistirol ne obrazuet na svoey poverhnosti pitatelnoy sredy dlya rosta mikroorganizmov, ne gniet, ne plesneveet i ne preet, yavlyaetsya himicheski stoykim. Penopolistirol imeet vysokuyu stoykost k raznym veshchestvam, vklyuchaya morskuyu vodu, solevye rastvory, tsement i drugoe. On ne usvaivaetsya zhivotnymi i mikroorganizmami, i ne sozdaet pitatelnoy sredy dlya gribkov i bakteriy. Blagodarya malomu vesu penopolistirolnye plity PSB-S udobny i legki v obrashchenii, ih legko mozhno narezat na kuski nuzhnyh razmerov s pomoshchyu obychnyh instrumentov. Dlya stroitelya krayne vazhnym yavlyaetsya tot fakt, chto ispolzuya v rabote penopolistirol, ne trebuetsya primenyat sredstv zashchity: on ne yadovit, ne imeet zapaha, ne vydelyaet pyl pri obrabotke, ne vyzyvaet razdrazheniya kozhi. Vse teploizolyatsionnye materialy PSB-S izgotovleny iz syrya, soderzhashchego ognestoykiy material. Temperatura ekspluatatsii penopolistirola sostavlyaet ot – 200 do +85° S. Esli kontakt s otkrytym plamenem prekrashchen, prekrashchaetsya i gorenie penoplasta. Uchityvaya chto, penopolistirol ispolzuetsya kak sredniy sloy konstruktsii, ego pozharoopasnost ne bolshe, chem u drugih materialov. Protivopozharnaya sluzhba klassifitsiruet ego kak samozatuhayushchiy. Plotnost penopolistirola 16-17 kg/m 3. Penopolistirol idealno podhodit dlya ispolzovaniya v kachestve serdechnika trehsloynyh paneley, kak vlagostoykiy, legkiy, teplyy, udobnyy v montazhe, effektivnyy v ekspluatatsii vygodnyy uteplitel.

Penopoliuretan.

Penopoliuretan – eto zhestkaya neplavkaya termoaktivnaya plastmassa s plotnoy setchatoy strukturoy. On ne razrushaetsya, imeet neytralnyy zapah, ne porazhaetsya gribkom i gnilyu, stoek k rastvoritelyam, kislotam i shchelocham, ekologicheski bezopasen. Penopoliuretan eto material poluchaemyy vspenivaniem dvuh komponentov (Poliol i Izotsionat) i primenyayushchiysya kak pravilo dlya stroitelstva holodilnyh kamer. On yavlyaetsya liderom po pokazatelyu sohraneniya teplopoter. V tele napolnitelya soderzhitsya gaz, zanimayushchiy do 97% obema, kotoryy zameshchaetsya vozduhom s techeniem vremeni. Poryadok zameshcheniya 1-2% v god.

Dlya poliuretanovoy teploizolyatsii harakterno sleduyushchee:

samyy nizkiy koeffitsient teploprovodnosti;

vysokaya adgeziya k razlichnym materialam;

termicheskaya prochnost;

nizkaya plotnost;

nizkaya paropronitsaemost;

maloe vodopogloshchenie;

antikorrozionnaya zashchita;

ustoychivost formy;

legkost;

ekologicheskaya bezopasnost;

dolgovechnost pokrytiya.

Sohranenie ekspluatatsionnyh harakteristik pri starenii (dolgovechnost) yavlyaetsya odnim iz vazhneyshih pokazateley lyubogo materiala. Struktura penopoliuretana sostoit iz zakrytyh por, v kotoryh otsutstvuyut vozduh i vlaga, chto isklyuchaet obrazovanie kondensata vnutri teploizolyatsionnogo sloya. Etim obyasnyaetsya dovolno vysokiy pokazatel dolgovechnosti materiala, period ekspluatatsii. Uzhe segodnya imeyutsya nadezhnye dannye o povedenii poliuretana v techenie 20 let ekspluatatsii, a rezultaty laboratornyh ispytaniy na uskorennoe starenie podtverzhdayut dolgovechnost materiala. K chislu neosporimyh dostoinstv etogo materiala otnositsya sposobnost sohranyat nizkuyu teploprovodnost v techenie dlitelnogo vremeni. Plotnost penopoliuretana, ispolzuemogo v sendvich panelyah 35 – 40 kg/ m 3.

Penopoliuretan rekomenduetsya v kachestve uteplitelya v sendvich panelyah pri stroitelstve bystrovozvodimyh metallicheskih konstruktsiy, ispolzuemyh v holodilnyh i morozilnyh kamerah, promyshlennyh holodilnikah – skladah i t.p.

Dobornye elementy.

Dobornye elementy predstavlyayut soboy metallicheskie izdeliya, s pomoshchyu kotoryh zakryvayutsya tortsy, styki i prochie konstruktivnye uzly sten i krovli dlya pridaniya zdaniyu ili sooruzheniyu nuzhnogo kolorita i zavershennogo esteticheskogo vida. Dobornye elementy takzhe sluzhat dlya dopolnitelnoy zashchity protiv proniknoveniya vlagi. Oni yavlyayutsya elementami pokrytiya krovli ili otdelki fasada. Primenyayutsya dlya komplektatsii zdaniy i sooruzheniy, stroyashchihsya s primeneniem sendvich paneley, profilnyh listov i profnastila. Dlya oformleniya peregorodok, stykov i primykaniy ograzhdayushchih konstruktsiy, parapetov, karnizov, okonnyh blokov i t.d. Dlya krovli – konki, endovy, vetrovye i soedinitelnye nashchelniki. Dlya fasadov – naruzhnye i vnutrennie ugly, tortsevye, verhnie i nizhnie nashchelniki, a takzhe bokovye nashchelniki dlya okon, parapetnye, tsokolnye i perehodnye dobornye elementy.

Dobornye elementy igrayut nemalovazhnuyu rol v stroitelstve sooruzheniy iz sendvich paneley i profnastila. Pri izgotovlenii ispolzuyutsya sleduyushchie materialy: otsinkovannaya stal (0.5 – 0.7mm), alyutsink (0.5mm), otsinkovannaya okrashennaya stal s polimernym pokrytiem (0.5 – 0.7mm). Konfiguratsiya dobornyh elementov opredelyaetsya gabaritami zdaniy i mozhet byt opredelena kak po proektu, tak i po naturnym izmereniyam na stroitelnoy ploshchadke. Dobornye elementy po zhelaniyu Zakazchika mogut izgotavlivatsya iz togo zhe materiala, chto i sendvich paneli, profnastil ili profilnye listy. Tsvet pri etom mozhet byt vybran iz shirokoy tsvetovoy gammy po katalogu RAL ili RR.

Tehnologicheskaya shema proizvodstva

Shema 1 – Tehnologicheskaya shema proizvodstva sendvich paneley,

Opisanie tehnologicheskoy shemy

Tehnologicheskiy protsess sborki sendvich paneley sostoit iz sleduyushchih etapov:

.Rulon metalla pomeshchaetsya v spetsialnoe ustroystvo razmotki/podachi metalla (razmatyvayushchiy baraban).

. Dalee list metalla cherez spetsialnoe vvodnoe ustroystvo, gde na list metalla nanositsya zashchitnaya plenka (ustroystvo naneseniya zashchitnoy plenki), podaetsya v profiliruyushchee ustroystvo (prokatnyy stan). Prokatnyy stan pozvolyaet izgotovit obkladku sendvich paneli trebuemoy dlinny s neobhodimym glavnym profilem (risunkom) i zamkami.

.Sprofilirovannyy list metalla pomeshchaetsya na sborochnyy stol neokrashennoy (grunt) storonoy vverh.

.Na list metalla nanositsya kley v avtomaticheskom rezhime (ustroystvo avtomaticheskogo naneseniya kleya) ili vruchnuyu. Kley aktiviruetsya melkodispersionnoy vodoy.

.Pri proizvodstve paneley ispolzuyutsya maty mineralnoy vaty, raspilennye spetsialnym obrazom na lameli pri pomoshchi ustroystva porezki lameley.

.Lameli primykayushchie pri sborki k zamku frezeruyutsya (ustroystvo vybora shcheli, frezerovki lameley).

.Lameli ukladyvayutsya vdol lista metalla na kley. Volokna mineralnoy vaty dolzhny byt orientirovany perpendikulyarno obkladke. Lameli ukladyvayutsya plotno drug k drugu, bez zazorov. V sluchae obrazovaniya zazora rezhetsya kompensatsionnaya panel neobhodimoy shiriny na ustroystve vybora shcheli v lameli.

.Pri pomoshchi ustroystva avtomaticheskogo naneseniya kleya nanositsya kley i voda na ulozhennye lameli.

.Ranee izgotovlennaya obkladka sendvich paneli pomeshchaetsya vruchnuyu na lameli ili izgotovlennaya na parallelnom prokatnom stane obkladka sendvich paneli zahvatyvaetsya pri pomoshchi perevorotnogo ustroystva perevorachivaetsya i pomeshchaetsya na ulozhennye lameli.

.Sobrannaya sendvich panel podaetsya v press. V presse proishodit skleivanie paneli pod vozdeystviem temperatury i davleniya.

.Iz pressa gotovaya sendvich panel podaetsya na priemnyy stol otkuda dalee transportiruetsya na sklad gotovoy produktsii (vozmozhno cherez ustroystvo upakovki sendvich paneley).

Vybor osnovnogo tehnologicheskogo i transportnogo oborudovaniya

Tablitsa 7

Vedomost oborudovaniya [8].

Novoe v tehnologii proizvodstva sendvich paneley

Proizvodstvo takoy produktsii, kak sendvich paneli – eto slozhnyy mnogostadiynyy protsess. Proizvodstvo sendvich paneley osnovano na primenenii sovremennogo oborudovaniya i noveyshih tehnologiy.

Stenovye sendvich paneli razlichayut po funktsionalnomu naznacheniyu. Byvayut stenovye sendvich paneli dlya ograzhdayushchih konstruktsiy, potolochnye sendvich paneli, sendvich paneli dlya peregorodok, oblitsovochnye stenovye sendvich paneli i sendvich paneli dlya nizkotemperaturnyh i holodilnyh kamer.

Oborudovanie sendvich paneley krayne raznoobrazno, otvechaet poslednim trebovaniyam tehnologiy i standartov. Odna iz poslednih razrabotok (firma Hilleng Pty) – klassicheskiy zamok dlya sendvich paneli Z-Lock. Spetsialno proschitannaya forma pozvolyaet dobitsya plotnogo i nadezhnogo soedineniya sendvich paneley za schet labirintnogo profilya elementov. Zamok sendvich paneli obespechivaet nadezhnost i prochnost konstruktsii i ne dopuskaet proniknovenie vlagi v sredniy sloy.

A eshche, sendvich paneli – eto ochen ekologichnyy material. V nastoyashchee vremya, kogda tak narushena ekologiya nashey planety, etot faktor, podtverzhdennyy mnogochislennymi issledovaniyami, krayne vazhen.

Takim obrazom, uchityvaya vse preimushchestva takih izdeliy, kak sendvich paneli, ekonomicheskuyu tselesoobraznost ispolzovaniya bystrovozvodimyh zdaniy, stroitelstvo bystrovozvodimyh zdaniy stanovitsya naibolee populyarnym i dostupnym, a shirota ispolzovaniya sendvich paneley – neogranichennoy.

Nesushchaya sposobnost paneley

«Rekomendatsii po opredeleniyu nesushchey sposobnosti krovelnyh i fasadnyh sendvich-paneley» vypolneny TsNIIPSK im. Melnikova.

1. Raschetnye geometricheskie harakteristiki profiley.

Poperechnye secheniya profiley MP SP i elementov zhestkosti MP EZh privedeny v Albome Tehnicheskih Resheniy (Prilozhenie 2) na listah 4, 5, 15.

Raschetnye harakteristiki profiley MP SP predstavleny v tablitse1, elementov zhestkosti MP EZh – v tablitse 2.

Pri opredelenii raschetnyh harakteristik profiley uchityvalos vozmozhnoe snizhenie ploshchadi rabochego secheniya profilya, ego momentov inertsii i soprotivleniya za schet mestnoy poteri ustoychivosti prodolno szhatyh polok i stenki v predelah ih uprugoy raboty pri szhatii i izgibe.

Tablitsa 1. Raschetnye geometricheskie harakteristiki sendvich- profiley

Tablitsa 2. Raschetnye geometricheskie harakteristiki elementa zhestkosti MP EZh

2. Nagruzki i vozdeystviya.

Dlya stenovyh konstruktsiy

Na sendvich-paneli, ispolzuemye dlya fasada deystvuyut sleduyushchie nagruzki:

postoyannye nagruzki: sobstvennyy ves sendvich-profiley, ves oblitsovki i teploizolyatsii;

vremennye nagruzki: vetrovye nagruzki;

Ne dopuskaetsya peredavat na sendvich-profil nagruzki ot reklamy, osvetitelnyh priborov, obsluzhivayushchih ploshchadok, dopolnitelnogo oborudovaniya i t.p. Pri neobhodimosti krepleniya podobnogo oborudovaniya k fasadu, v sootvetstvii s poluchennym ot zakazchika zadaniem na proektirovanie razrabatyvaetsya spetsialnyy usilennyy karkas, libo ispolzuyut drugie konstruktivnye resheniya.

Postoyannye nagruzki

Sobstvennyy ves profiley i razlichnogo vida oblitsovok prinimaetsya v sootvetstvii s dannymi tablitsy 3.

Tablitsa 3.

Koeffitsient nadezhnosti po nagruzke γf prinyat po tabl.1 SNiP 2.01.07-85*

«Nagruzki i vozdeystviya» [1].

Opredelenie vesa teploizolyatsii, a takzhe ves algoritm sbora nagruzok osushchestvlyaetsya po primeru, privedennomu v punkte 4.1 nastoyashchih rekomendatsiy.

Vremennye nagruzki

Vetrovye nagruzki opredelyayut v sootvetstvii s trebovaniyami SP 20.13330.2011. Aktualizirovannaya redaktsiya SNiP 2.01.07-85* «Nagruzki i vozdeystviya» [1].

Vetrovuyu nagruzku sleduet opredelyat kak summu sredney i pulsatsionnoy sostavlyayushchih.

Normativnoe znachenie vetrovoy nagruzki w sleduet opredelyat kak summu sredney wm i pulsatsionnoy wr sostavlyayushchih vetrovoy nagruzki

w = wn + wp (1)

Normativnoe znachenie sredney sostavlyayushchey vetrovoy nagruzki wm v zavisimosti ot ekvivalentnoy vysoty ze nad poverhnostyu zemli sleduet opredelyat

wm +(-) = w0 ·k(ze)· cp,+(-) kPa (kgs/m2) (2)

gde w0 – normativnoe znachenie davleniya vetra prinimaetsya v zavisimosti ot vetrovogo rayona po tablitse 1 dannyh rekomendatsiy (sm.tablitsu 4 nastoyashchih rekomendatsiy);

ze – ekvivalentnaya vysota;

k(ze) – koeffitsient, uchityvayushchiy izmenenie davleniya vetra na vysote ze;

c –aerodinamicheskiy koeffitsient polozhitelnogo davleniya (+) ili otsosa (-);

Tablitsa 4. Normativnoe znachenie vetrovogo davleniya

Tablitsa 5. Normativnoe znachenie vetrovogo davleniya

Prinimayutsya sleduyushchie tipy mestnosti:

A — otkrytye poberezhya morey, ozer i vodohranilishch. pustyni, stepi, lesostepi, tundra;

V — gorodskie territorii, lesnye massivy i drugie mestnosti, ravnomerno pokrytye prepyatstviyami vysotoy bolee 10 m; Tip mestnosti S – gorodskie ray-

ony s plotnoy zastroykoy zdaniyami

k(ze) = k10 (ze /10)2α (3) vysotoy bolee 25 m.

Znacheniya parametrov k10 i α dlya razlichnyh tipov mestnostey privedeny v tablitse

6.

T a b l i ts a 6

Sooruzhenie schitaetsya raspolozhennym v mestnosti dannogo tipa, esli eta mestnost sohranyaetsya s navetrennoy storony sooruzheniya na rasstoyanii 30h – pri vysote sooruzheniya h do 60 m i na rasstoyanii 2 km – pri h>60 m. (Tipy mestnosti mogut byt razlichnymi dlya raznyh raschetnyh napravleniy vetra).

Normativnoe znachenie pulsatsionnoy sostavlyayushchey vetrovoy nagruzki wr

na ekvivalentnoy vysote ze sleduet opredelyat po formule:

wp = wnÇ(ze)u (3)

Ç (ze) – koeffitsient pulsatsii davleniya vetra, prinimaemyy po tablitse 7 ili po formule 4 dlya ekvivalentnoy vysoty ze

– ν – koeffitsient prostranstvennoy korrelyatsii pulsatsiy davleniya vetra sleduet opredelyat po tablitsam 9 i 10 dlya raschetnoy poverhnosti steny blizkoy k

pryamougolniku, orientirovannomu tak, chto ego storony parallelny osnovnym osyam (risunok 2).

Ta b l i ts a 7

Ç (ze) = Ç 10 (ze /10)-α (4)

– znacheniya parametrov Ç 10 i α dlya razlichnyh tipov mestnostey privedeny v tablitse 6;

– se – znacheniya aerodinamicheskih koeffitsientov polozhitelnogo davleniya (+)

ili otsosa (-) v zavisimosti ot konfiguratsii zdaniya sleduet prinimat po risunku

1. Dlya vertikalnyh sten pryamougolnyh v plane zdaniy znacheniya se privedeny v tablitse 8.

T a b l i ts a 8

Plan

Bokovaya stena

V

E

Risunok 1 Zony aerodinamicheskih koeffitsientov dlya polnorazmernyh konstruktsiy

Pri opredelenii normalnogo davleniya prilozhennogo k vnutrennim poverhnostyam pronitsaemoy steny µ (otnoshenie summarnoy ploshchadi imeyushchihsya v ney proemov k polnoy ploshchadi steny) Pri µ ≤ 5 % – si = ± 0,2. Pri µ ≥ 30 % – si1 = – 0,5 (veter sleva); si2 = + 0,8 (veter sprava).

Risunok 2 – Osnovnaya sistema koordinat pri opredelenii koeffitsienta korrelyatsii ν

T a b l i ts a 9

T a b l i ts a 10

Raschetnaya vetrovaya nagruzka

w = (we + wi) ∗ yƒ (5)

we = wne + wp (6)

wi = wni (7)

– γf – koeffitsient nadyozhnosti dlya vetrovoy nagruzki ravnyy 1,4.

Dlya rascheta stenovyh paneley raspolozhennyh v ploskosti zoy pri b=40 m

raschetnye znacheniya vetrovyh nagruzok privedeny v tablitsah 13 – 15.

Dlya konstruktivnyh elementov ograzhdeniya, gruzovaya ploshchad kotoryh pri sbore vetrovoy nagruzki menee 20 m2 i elementov ih krepleniya prinimayutsya pikovye znacheniya vetrovyh nagruzok

w+(-) = w0 ·k(ze)·[1+ Ç(ze) ]cp,+(-)·ν+(-) ·γf kPa (kgs/m2) (9)

gde w0 – normativnoe znachenie davleniya vetra prinimaetsya v zavisimosti ot vetrovogo rayona po tablitse 4 dannyh rekomendatsiy (tablitsa 11.1[1]);

ze – ekvivalentnaya vysota;

k(ze) i Ç(ze) – koeffitsienty, uchityvayushchie, sootvetstvenno, izmenenie davleniya i pulsatsiy vetra na vysote ze;

cp – pikovye znacheniya aerodinamicheskih koeffitsientov polozhitelnogo davleniya (+) ili otsosa (-);

ν+(-) – koeffitsient korrelyatsii vetrovoy nagruzki, sootvetstvuyushchie polozhitelnomu davleniyu (+) ili otsosu (-);

γf – koeffitsient nadezhnosti po nagruzke.

– sr,+(-) – pikovye znacheniya aerodinamicheskih koeffitsientov polozhitelnogo davleniya (+) ili otsosa (-).

Dlya sten pryamougolnyh v plane zdaniy pikovoe polozhitelnoe znachenie aerodinamicheskogo koeffitsienta sr,+ = 1,2.

Pikovye znacheniya otritsatelnogo aerodinamicheskogo koeffitsienta sr,- dlya razlichnyh zon sten i ploskih pokrytiy v sootvetstvii s risunkom 3 privedeny v tablitse 11.

T a b l i ts a 11

Plan krovli

Ctena

e/5 e/5

e/10 e/10

S D S

D E D

e/10

S D S

l

Risunok 5 Zony aerodinamicheskih koeffitsientov dlya sten i krovli zdaniya

– ν+(-) – koeffitsienty korrelyatsii vetrovoy nagruzki, sootvetstvuyushchie polozhitelnomu davleniyu (+) i otsosu (-); znacheniya etih koeffitsientov privedeny v tablitse 12 [11.8] v zavisimosti ot ploshchadi ograzhdeniya A, s kotoroy sobiraetsya vetrovaya nagruzka.

T a b l i ts a 12

– γf – koeffitsient nadyozhnosti dlya vetrovoy nagruzki ravnyy 1,4.

Pikovoe raschyotnoe davlenie vetra, s uchetom koeffitsienta nadezhnosti po vetrovoy nagruzke opredelyaetsya po formule:

2 (10)

w r  wmγf , kgs/m

gde wm – normativnoe znachenie vetrovoy nagruzki (s uchetom pulsatsionnoy sostavlyayushchey, esli trebuetsya ee uchityvat);

γf – koeffitsient nadezhnosti po vetrovoy nagruzke ravnyy 1,4.

Pikovye raschetnye vetrovye nagruzki s koeffitsientom korrelyatsii – ν=1 dlya tipov mestnosti A, V, S sm. tablitsy 13 – 15.

Tablitsa13 Raschetnaya pikovaya vetrovaya nagruzka, kgs/m2 , opredelennaya v sootvetstvii s SP 20.13330.2011

Tablitsa 14 Raschetnaya pikovaya vetrovaya nagruzka, kgs/m2 , opredelennaya v sootvetstvii s SP 20.13330.2011

Tablitsa 15 Raschetnaya pikovaya vetrovaya nagruzka, kgs/m2 , opredelennaya v sootvetstvii s SP 20.13330.2011

Risunok 1

Rayonirovanie territorii Rossiyskoy Federatsii po davleniyu vetra

karta 3 Prilozheniya 5 SNiP 2.01.07-85* «Nagruzki i vozdeystviya»

Risunok 2

Rayonirovanie territorii Rossiyskoy Federatsii po raschetnomu znacheniyu vesa snegovogo pokrova zemli

karta 1 Prilozheniya 5 SNiP 2.01.07-85* «Nagruzki i vozdeystviya»

Dlya krovelnyh konstruktsiy

Na sendvich-paneli ispolzuemye dlya krovli deystvuyut sleduyushchie nagruzki:

postoyannye: sobstvennyy ves sendvich-profiley, ves oblitsovki, ves shlyapnyh profiley ili Z-progonov, ves teploizolyatsii;

kratkovremennye: snegovye, vetrovye

vremennye dlitelnye (ponizhennye kratkovremennye nagruzki): nagruzka ot cheloveka, tehnologicheskie nagruzki snegovaya nagruzka (dlya raschyota po 2-omu predelnomu sostoyaniyu p. 4.1 SP)

.

Postoyannye nagruzki

Raschetnaya postoyannaya nagruzka dlya krovelnyh konstruktsiy iz SP PS zavisit ot konkretnogo sostava krovli. Sobstvennyy ves sendvich-profiley i razlichnogo vida krovelnyh oblitsovok prinimaetsya v sootvetstvii s dannymi tablitsy 3. Ves Z-progonov, profiley KPSh, teploizolyatsii, a takzhe summarnaya postoyannaya nagruzka opredelyaetsya po primeru, privedennomu v punkte 4.3 nastoyashchih rekomendatsiy.

Kratkovremennye nagruzki

Snegovye nagruzki. Polnoe raschetnoe znachenie snegovoy nagruzki na gorizontalnuyu proektsiyu pokrytiya sleduet opredelyat po formule:

2 (4)

S  Sg  µ , kgs/m

gde Sg – raschetnoe znachenie vesa snegovogo pokrova na 1 m2 gorizontalnoy poverhnosti zemli s uchetom koeffitsienta nadezhnosti po nagruzke γf=1,4, prinimaemoe po tablitse 15 nastoyashchih rekomendatsiy (v sootvetstvii s tablitsey 4 SNiP 2.01.07-85*). Rayony stroitelstva, privedennye v tabl.9 sootvetstvuyut rayonam po karte raspredeleniya snegovogo pokrova na territorii Rossii (karta 1 Prilozheniya 5 SNiP 2.01.07-85*).

µ – koeffitsient perehoda ot vesa snegovogo pokrova zemli k snegovoy nagruzke na pokrytie, zavisyashchiy ot formy krovli i prinimaemyy v sootvetstvii s pp.5.3-5.6 i prilozheniem 3* SNiP 2.01.07-85* .

Tablitsa 15.

Dlya odnoskatnyh i dvuhskatnyh krovel prostogo secheniya, s uklonom α ne bolee 25°, bez perepadov vysot koeffitsient µ =1. Dlya pokrytiy s uklonom bolee 25° snegovaya nagruzka snizhaetsya i pri uklone krovli 60° i bolee stanovitsya ravnoy nulyu. Dlya promezhutochnyh uklonov krovli v diapazone α ot 25° do 60° znachenie snegovoy nagruzki izmenyaetsya proportsionalno ot 1 do 0 i rasschityvaetsya po formule:

Sα  S

60   α

g 60   25 

(5)

gde Sα – raschetnaya snegovaya nagruzka dlya krovli s uklonom v diapazone α=25°÷60°; Sg – raschetnaya snegovaya nagruzka dlya krovli s uklonom v diapazone ot 0° do 25° v sootvetstvii s tabl.9.

Dlya bolee slozhnyh vidov krovel koeffitsient µ opredelyaetsya v sootvetstvii s pp.5.3-5.6 i prilozheniem 3 SNiP 2.01.07-85* .

Vetrovye nagruzki. Raschyotnye vetrovye nagruzki, deystvuyushchie na krovlyu, opredelyayutsya analogichno vetrovym nagruzkam, deystvuyushchim na fasad po formulam 1-3 nastoyashchih rekomendatsiy. Aerodinamicheskiy koeffitsient davleniya

ce dlya zdaniy s dvuskatnymi pokrytiyami priveden v tablitse 6 nastoyashchih rekomendatsiy. Dlya drugih tipov zdaniy aerodinamicheskiy koeffitsient davleniya prinimaetsya po prilozheniyu 4 SNiP 2.01.07-85*

Vremennye dlitelnye nagruzki Nagruzka ot cheloveka.

R  R nγ  100 1,2  120

kgs (6)

gde Rn – normativnaya nagruzka ot cheloveka;

γf – koeffitsient nadezhnosti ravnyy 1,2.

Tehnologicheskaya nagruzka

q  q n γ

kgs/m2 (7)

teh teh f

gde qnteh – normativnaya tehnologicheskaya nagruzka – naznachaetsya tehnologom ili zakazchikom: nagruzki ot oborudovaniya (vent koroba, truby vodosnabzheniya, svetilniki).;

γf – koeffitsient nadezhnosti ravnyy 1,3.

Snegovaya nagruzka

S = 0, 7 ∙ S0

Dlya rayonov so sredney temperaturoy yanvarya minus 50S i nizhe ponizhennoe normativnoe znachenie snegovoy nagruzki opredelyaetsya umpozheniem eyo normativnogo znacheniya na koeffitsient 0,7.

Sochetanie nagruzok

Pri uchete sochetaniy, vklyuchayushchih postoyannye i ne menee dvuh vremennyh nagruzok, raschetnye znacheniya vremennyh nagruzok sleduet umnozhat na koeffitsienty sochetaniy ψs1; ψs2, ravnye:

dlya vremennyh dlitelnyh nagruzok ψs1 = 0,95;

dlya kratkovremennyh ψs2 = 0,9 (p.1.12 SNiP2.01.07-85*).

Ves algoritm sbora nagruzok osushchestvlyaetsya po primeru, privedennomu v punkte 4.3 nastoyashchih rekomendatsiy

3. Raschetnaya nesushchaya sposobnost profiley.

Raschetnaya nagruzka na sendvich-profili po usloviyam prochnosti.

Raschet profilya na prochnost pod deystviem vetrovoy ili snegovoy nagruzki vypolnyaetsya po sleduyushchim formulam:

a) dlya odnoproletnoy shemy

q  l 2

 R

(8)

8 Wx

gde qr – raschetnaya vetrovaya ili snegovaya nagruzka; kgs/m

Wx – raschetnyy moment soprotivleniya profilya po tablitse 1;

l – prolet profilya; sm3

Ry= 2250 kgs/sm2 – raschetnoe soprotivlenie stali 08PS po predelu tekuchesti;

b) dlya dvuhproletnoy shemy na opore –

q

0,125 p

 l 2

 R

(9)

y

x

v prolete –

q

0,07 p

 l 2

 R

(10)

y

x

v) dlya trehproletnoy shemy na opore –

q

0,1 p

 l 2

 R

(11)

v prolete –

0,08

Wx

q  l 2

 R

(12)

y

x

d) dlya chetyrehproletnoy shemy i bolee na opore –

q

0,107 p

 l 2

 R

(13)

y

x

v prolete –

q

0,077 p

 l 2

 R

(14)

y

x

Normativnaya nagruzka na sendvich-profili po usloviyam dopuskaemogo progiba.

Progib profilya ot vetrovoy ili snegovoy nagruzki proveryaetsya po formulam:

a) dlya odnoproletnoy shemy

5 q  l 4 1

f1 n 

384 E  Jx

l

200

(15)

gde qn – normativnaya vetrovaya ili ponizhennaya normativnaya (vremennaya dlitelnaya) snegovaya nagruzka; kgs/m

E=2,1·106 kgs/sm2 – modul uprugosti stali;

Jx – raschetnyy moment inertsii profilya po tablitse 1; sm4

l – prolet profilya; m

b) dlya dvuhproletnoy shemy

q  l 4 1

f1  0,0052 n 

E  Jx

l

200

(16)

v) dlya trehproletnoy shemy

q  l 4 1

f1  0,00675 n 

E  Jx

d) dlya chetyrehproletnoy shemy i bolee

l

200

(17)

q  l 4 1

f1  0,0063 n 

E  Jx

l

200

(18)

Dopustimye vetrovye i snegovye nagruzki na sendvich-profili v sostave stenovyh i krovelnyh konstruktsiy sootvetstvenno po usloviyam prochnosti i progiba privodyatsya v tablitsah i grafikah razdela 3.3. nastoyashchih rekomendatsiy.

Raschet na prochnost i deformativnost profiley pri izgibe v vertikalnoy ploskosti ne vypolnyaetsya v svyazi s tem, chto moment soprotivleniya otnositelno osi Y v 4,7 raza bolshe, chem otnositelno osi H pri znachitelno menshih vertikalnyh nagruzkah.

Tablitsy i grafiki dopustimyh nagruzok po usloviyam prochnosti i progiba.

STENOVYE KONSTRUKTsII

Odnoproletnaya shema

q

Dopustimye raschetnye vetrovye nagruzki q, kgs/m2

Dvuhproletnaya shema

q

Dopustimye raschetnye vetrovye nagruzki q, kgs/m2

Primechanie.

Trehproletnaya shema

q

Dopustimye raschetnye vetrovye nagruzki q, kgs/m2

Primechanie.

Chetyrehproletnaya shema

q

Dopustimye raschetnye vetrovye nagruzki q, kgs/m2

Primechanie.

Odnoproletnaya shema

q

Dopustimye raschetnye snegovye nagruzki q, kgs/m2

Dvuhproletnaya shema

q

Dopustimye raschetnye snegovye nagruzki q, kgs/m2

Primechanie 1.

Trehproletnaya shema

q

Dopustimye raschetnye snegovye nagruzki q, kgs/m2

Primechanie 1.

Chetyrehproletnaya shema

q

Dopustimye raschetnye snegovye nagruzki q, kgs/m2

Primechanie 1.

Ustoychivost profiley na oporah pri mnogoproletnoy sheme.

Mestnaya ustoychivost polok profiley na oporah pri mnogoproletnoy sheme raboty profilya obespechena pri sleduyushchih usloviyah:

Q   (1  0,1

)  (0,5 

)  (2,4  (  )2 ;

90 o

(19)

gde: Q – dopustimoe znachenie poperechnoy sily na opore profilya; kgs

b – shirina polki opornogo elementa (progon; rigel):

dlya MP SP-100h595 prinyato b = 60 mm;

dlya MP SP-150h595 prinyato b = 80 mm

t – tolshchina stenki profilya; mm

r = 5mm – vnutrenniy radius profilya;

φ = 90o – ugol naklona polki profilya;

E=2,1·106 kgs/sm2 – modul uprugosti stali;

Ry= 2250 kgs/sm2 – raschetnoe soprotivlenie stali 08PS po predelu tekuchesti;

Dopustimoe znachenie poperechnoy sily Q pri shirine opory 60 mm i 80 mm dlya MP SP-100h595 i dlya MP SP-150h595 sootvetstvenno privedeno v tablitse 11.

Tablitsa 11.

Pri drugih shirinah opor trebuetsya pereschet Q po formule 19.

Dlya mnogoproletnyh shem neobhodimo sravnit fakticheskoe znachenie poperechnoy sily s dopustimym po formulam:

a) dlya dvuhproletnoy shemy

b) dlya trehproletnoy shemy

1,25  q  l  Qdop

1,1 q  l  Qdop

(21)

(22)

v) dlya chetyrehproletnoy shemy i bolee

1,143  q  l  Qdop

gde: q – raschetnaya vetrovaya ili snegovaya nagruzka na pm steny ili krovli; kgs/m

l- prolet profilya; m

(23)

(q i l opredelyayutsya po tablitsam i grafikam razdela 3.4. nastoyashchih rekomendatsiy)

Pri nevypolnenii usloviy po formulam 21-23 polku profilya sleduet usilit vkladyshem MP EZh. Pri usilenii vkladyshem MP EZh dopuskaemaya poperechnaya sila Q1 privedena v tablitse 12.

Tablitsa 12.

Ustoychivost stenki profilya.

Pri vertikalnoy nagruzke na profil ego stenku sleduet rasschityvat na ustoychivost, t.k. ee uslovnaya gibkost dazhe pri maksimalnoy tolshchine t=1 mm

λm  

 19,47  3,5

(24)

ne otvechaet trebovaniyam SNiP II-23-81. Zdes: h=595 mm – vysota stenki profilya; t = 1 mm – tolshchina stenki profilya; E=2,1·106 kgs/sm2 – modul uprugosti stali;

Ry= 2250 kgs/sm2 – raschetnoe soprotivlenie stali 08PS po predelu tekuchesti;

V svyazi s etim szhimayushchie napryazheniya v stenke ne dolzhny prevyshat kriticheskih, opredelyaemyh po formule Karmana

1 π 2  E  t 2

σ kr  3 1  ν 2  0,5h 

 σ szh .

(25)

gde: ν – koeffitsient Puassona (dlya stali – 0,25);

h = 0,595 m – vysota stenki sendvich-profilya.

Dlya profiley MP CP-150h595 iz stali tolshchinoy t=1 mm

3,142  2,1 106  1

σ 

  83,18, kgs/sm2

(26)

kr 3 1  0,25 2 

 297,5 

Takim obrazom, maksimalnaya ravnomernaya nagruzka na verhnyuyu polku profilya MP CP-150h595 (t=1 mm) pri prolete l= 6 m ne dolzhna prevyshat

ili 33 kgs/m.

q  8 Wy  σ kr

1 l 2

 8 176,8  83,18  0,33, kgs/sm 6002

(27)

Pri sobstvennoy masse etogo profilya 8,3 kg/m poleznaya ravnomernaya nagruzka po usloviyu ustoychivosti ego stenki ne dolzhna prevyshat 24,7kg/m.

Pri usilenii verhney polki profiley vkladyshami MPEZh ee zhestkost vozrastaet i predelnaya vertikalnaya nagruzka opredelyaetsya iz usloviya kriticheskih szhimayushchih napryazheniy v stenke

q  8 (Wy  Wy1 )  σkr

(28)

1 l 2

Gde: Wy – moment soprotivleniya sendvich-profilya (sm tabl.1); sm3

Wu1 – moment soprotivleniya elementa zhestkosti (sm. Wu tabl.2); sm3 Predelnaya vertikalnaya nagruzka v kg/m pri prolete l= 6 m privedena v

tablitse 13.

Tablitsa 13.

Progib polki profilya.

Progib polki profilya ot sobstvennogo vesa okonnyh blokov i ustanovlennyh vyshe profiley proveryaetsya po formule

q b 4 1

f  1 

8 E Jx1

100 b

(29)

gde q1 – ravnomernaya nagruzka v kgs/m na verhnyuyu polku profilya pri konsolnoy raschetnoy sheme (ris. 3);

Jx1 – moment inertsii prodolnogo secheniya polki na pogonnoy dline 1,0 m; sm4

b – shirina polki profilya; sm

J x1

 100

12

(t 3

 t 3 )

(30)

gde t1 – tolshchina vkladysha MP EZh, sm

t2 – tolshchina polok profilya, sm.

Risunok 3

Raschet soedineniy profiley.

Soedineniya profiley na samosverlyashchih samonarezayushchih vintah (samorezah) rasschityvayutsya na smyatie (srez), prodavlivanie i vydergivanie (otryv).

Raschetnoe usilie na smyatie Nsm kotoroe mozhet byt vosprinyato odnim samorezom rekomenduetsya opredelyat po formule:

Nsm

 Rbr  γ b  d  Σt

(31)

Rbp – raschetnoe soprotivlenie smyatiyu elementov, soedinyaemyh boltami Rbp=4600

kgs/sm2;

γb – koeffitsient usloviy raboty soedineniya γb=0,8

d – naruzhnyy diametr sterzhnya samoreza, sm

Σt – naimenshaya summarnaya tolshchina elementov, sminaemyh v odnom napravlenii, sm

Raschetnoe usilie na otryv P, kotoroe mozhet byt vosprinyato odnim samorezom, rekomenduetsya opredelyat po formule:

Pc  0,8  d t0 Rbp

gde t0 – tolshchina bolee tolstogo iz soedinyaemyh profiley;

Rbp i d – to zhe, chto i v formule (30).

(32)

Kolichestvo vintov n v soedinenii pri deystvii prodolnoy sily N sleduet opredelyat po formule

n  N 0,8  Nmin

(33)

gde Nmin – menshee iz znacheniy raschetnogo usiliya dlya odnogo vinta, vychislennyh po formulam 27-28.

Pri deystvii na soedinenie momenta, vyzyvayushchego sdvig soedinyaemyh profiley, raspredelenie usiliya na samorezy sleduet prinimat proportsionalno rasstoyaniyu ot tsentra tyazhesti soedineniya do rassmatrivaemogo samoreza.

Samorezy, rabotayushchie odnovremenno na srez i rastyazhenie, sleduet proveryat otdelno na srez i rastyazhenie.

V raschetnyh krepleniyah odnogo profilya k drugomu cherez prokladki tolshchinoy ne bolee 30 mm, a takzhe v krepleniyah s odnostoronney nakladkoy, kolichestvo samorezov dolzhno byt uvelicheno na 15% po sravneniyu s raschetnym.

Prochnost soedineniy profiley s oporami pri sovmestnom deystvii sreza i rastyazheniya (otryva) proveryaetsya po formule:

 P

  1

(34)

 P1 

gde Nx i Ny – raschetnye srezayushchie usiliya na odin krepezhnyy element, napravlennye parallelno glavnym osyam ego poperechnogo secheniya (t.e. raschetnaya vetrovaya nagruzka i ves oblitsovki sootvetstvenno), opredelyayutsya po formulam 34- 35;

P – raschetnoe usilie na otryv na odin krepezhnyy element;

N1  i P1 

– dopuskaemye usiliya na odin krepezhnyy element pri sreze i

rastyazhenii, privedennye v tablitsah 14 i 15.

Nx  Wo  a  b  k ner

(35)

N  Q  b

y l

(36)

Zdes Wo – raschetnaya vetrovaya nagruzka, kgs/m2 a – rasstoyanie mezhdu samorezami po vysote, m b – rasstoyanie mezhdu samorezami po shirine, m Q – ves oblitsovki, kgs

l – privedennaya shirina, ravnaya 1 m

Tablitsa 14. Raschetnye usiliya soedineniya profiley na vydergivanie P1

Tablitsa 15. Raschetnye usiliya soedineniya profiley na srez (smyatie) N1

Nesushchaya sposobnost profiley, usilennyh elementami zhestkosti v sostave krovelnyh konstruktsiy (dlya proletov 5 m i bolee).

Raschetnye snegovye nagruzki dlya profiley MP SP-100, MP SP-150 s uchetom elementov zhestkosti MP EZh-100, MP EZh-150 sootvetstvenno opredelyalis dlya proletov 6 i bolee metrov po odnoproletnoy sheme. Shag elementov zhestkosti prinimalsya ravnym: 600, 1200, 1800 mm (ris.5), t.e s ustanovkoy v kazhdyy sendvich- profil (shag 600 mm), v kazhdyy vtoroy (1200 mm) ili v kazhdyy tretiy (1800 mm).

Risunok 5

Raschetnaya snegovaya nagruzka opredelyalas iz usloviya prochnosti i iz usloviya deformativnosti secheniya.

Proverka prochnosti secheniya opredelyalas ishodya iz formuly:

σ  (L W

M

MPSP  W

MPEZh

)  Ru

, kgs/sm 2

(37)

gde L – shag elementa zhestkosti

 q  l 2

M  – raschetnoe usilie, l – prolet sendvich-profilya

8

 q  (  q r  q r )  L, kgs/m – raschetnaya pogonnaya nagruzka (zdes  q r  summarnaya

p sn p

postoyannaya nagruzka, skladyvayushchayasya iz sobstvennogo vesa profilya, vesa EZh,

teploizolyatsii (ρ=20 kg/m3), krovelnoy oblitsovki (profnastil);

snegovaya nagruzka)

r raschetnaya

WMPSP – moment soprotivleniya 1 metra shiriny sendvich-profilya (sm. v tabl.1 Wh

po osi 1-1);

WMPEZh – moment soprotivleniya elementa zhestkosti (sm. v tabl.2 Wh)

Ry= 2250 kgs/sm2 – raschetnoe soprotivlenie stali 08PS po predelu tekuchesti.

Proverka deformatsii secheniya opredelyalas ishodya iz formuly:

5   qn  l 4

f 

384  E  (L  JMPSP  JMPEZh ) 100

 l

200

,sm

(38)

gde L i l kak dlya formuly (32)

JMPSP – moment inertsii 1 metra shiriny sendvich-profilya (sm. v tabl.1 Jh po osi 1- 1);

JMPEZh – moment inertsii elementa zhestkosti (sm. v tabl.2 Jh)

Dopustimye snegovye nagruzki r dlya profiley MP SP-100, MP SP-150 s uchetom

elementov zhestkosti MP EZh-100, MP EZh-150 dlya proletov 5 m i bolee privedeny v tablitse 16.

Tablitsa 16.

Raschet elementov usileniya MP EU i ih soedineniy s sendvich- profilem i oblitsovkoy.

Pri ispolzovanii sendvich-profiley v stenovyh konstruktsiyah s variantom utepleniya Sever i Arktika primenyaetsya element usileniya P-obraznoy formy (MP EU-145, MP EU-195 ili MP EU-245), krepyashchiysya k gorizontalnoy polke sendvich- profilya MP SP pri pomoshchi samonarezayushchih vintov 4,2h16 mm. K kolonne elementy usileniya krepyatsya samonarezayushchimi vintami 5,5h32 mm. Oblitsovka krepitsya k polke elementa usileniya MP EU pri pomoshchi samonarezayushchih vintov 4.8h28, a k polkam sendvich-profilya MP SP mezhdu elementami usileniya – pri pomoshchi spetsialnyh samorezov s uporom 5.5hL (naprimer, SDC2 proizvodstva SFS). Shema krepleniya predstavlena na risunke 6. Samorezy s uporom 5.5hL obespechivayut fiksirovannoe rasstoyanie 50 ili 100 mm mezhdu sendvich-profilem i oblitsovkoy.

Risunok 6. Shema ustanovki samorezov v variantah Sever i Arktika.

Dlina elementov usileniya 3 m. Pri proletah sendvich-profilya bolee 3 m elementy usileniya stykuyutsya pri pomoshchi samorezov 4,2h16 plastinami iz otsinkovannoy stali tolshchinoy 2 mm:

plastinami razmerom 30h200 mm – po polkam;

plastinami razmerom 140h200 mm – po stenke;

Risunok Stykovka elementov usileniya

Raschet elementa usileniya proizvoditsya:

na deystvie vertikalnyh nagruzok: ves oblitsovki, ves uteplitelya i sobstvennyy ves elementa usileniya;

na deystvie vetrovoy nagruzki, opredelyaemoy po SNiP 2.01.07-85* «Nagruzki i vozdeystviya».

Risunok 8. Raschetnaya shema elementa usileniya

Sbor nagruzki:

vertikalnaya nagruzka

qP  qobl  qEU  qtepl

qobl  Gobl  a, kgs/m

qEU

 GEU , kgs/m

qtepl  γtepl  δ  a, kgs/m

gde Gobl – ves oblitsovki, kgs/m2;

Geu – ves elementa usileniya, kgs/m2; γtepl – obemnyy ves uteplitelya, kg/m3;

δ – tolshchina uteplitelya, m;

a – shag elementov usileniya, m

gorizontalnaya nagruzka

qw  W0  a1 k ner , kgs/m

gde W0 – raschetnaya vetrovaya nagruzka, kgs/m2;

kner – koeffitsient nerazreznosti pri peredache vetrovoy nagruzki s oblitsovki na element usileniya po nerazreznoy sheme;

a1 – vysota sendvich-profilya – 0,6 m

Proverka prochnosti secheniya elementa usileniya proizvoditsya po formule:

σ  Mh

Wx

My

Wy

 Ru

, kgs/sm2 (39)

gde Mh i Mu – momenty ot vertikalnoy i gorizontalnoy nagruzok sootvetstvenno, kgs·sm (opredelyayutsya po raschetnoy sheme na ris.8);

Wx i Wu – summarnyy moment soprotivleniya elementa usileniya i sendvich-profilya v vertikalnoy i gorizontalnoy ploskosti sootvetstvenno, sm3 (po tabl. 1 i tabl.16);

Tablitsa 17. Raschetnye geometricheskie harakteristiki elementa usileniya

Dopolnitelno trebuetsya proverka elementa usileniya na otgib ot deystviya vertikalnoy i gorizontalnoy nagruzok po sleduyushchey sheme:

Risunok 9. Tablitsa 18. Znacheniya koeffitsientov dlya raznyh variantov

Proverka prochnosti secheniya elementa usileniya MP EU na krayu gorizontalnoy polki sendvich-profilya:

σ  R1  e1  R2  e2

EU

 Ru , kgs/sm2 (40)

Proverka prochnosti secheniya sendvich-profiley i elementa usileniya MP EU na peresechenii gorizontalnoy polki so stenkoy sendvich-profiley:

σ  R1  e3  R3  e4  P4  e4

 Ru , kgs/sm2 (41)

P1  qobl  v  Gobl  a  v,

WEU

kgs

 WSP  WSP

P2  qtepl  v  γtepl  δ1  a  v,

kgs

P3  qtepl 2  v  γtepl  δ2  a1  v,

kgs

P4  qeu  v,

kgs

t 2  v

WEU

 EU 100, 6

sm3

t 2  v

WEU

 EU 100, 6

sm3

t 2  v 3

WSP

 SP 100, sm

6

Gde: R1 – nagruzka ot vesa oblitsovki s shiriny 1 m, kgs

R2 ; R3 – nagruzka ot vesa uteplitelya s shiriny 1 m, kgs

R4 – nagruzka ot vesa elementa usileniya s shiriny 1 m, kgs

γtepl – obemnyy ves uteplitelya, kg/m3

δ1 – tolshchina uteplitelya ot oblitsovki do polki sendvich-profilya, m

δ2 – tolshchina uteplitelya vnutri sendvich-profilya, m

a – shag elementov usileniya, m

a1 – vysota sendvich-profilya, 0.6 m

v – privedennaya shirina, ravnaya 1 m

tEU – tolshchina metalla elementa usileniya, sm

tSP – tolshchina metalla sendvich-profilya, sm

Proverka prochnosti secheniya elementa usileniya MP EU na krayu gorizontalnoy polki sendvich-profilya s uchetom vetrovoy nagruzki:

R1  e  R1  e Q  e 2

σ  1 1 2 2  w 5  R

, kgs/sm

P1  R

S4 ,

3

kgs

Weu s4

Weu s4

(42)

1 1 v

P1  R

S4 ,

v

kgs

Qw  Wo  S1  S4  k ner , kgs

t 2 S 3

Weu s4

 EU 4 100 , sm

6

Gde: R 1 – nagruzka ot vesa oblitsovki s shiriny S , kgs

1 4

R 1 – nagruzka ot vesa uteplitelya s shiriny S , kgs

2 4

S1 – rasstoyanie mezhdu samorezami krepleniya oblitsovki k polke sendvich-profilya po vysote (samorezy s uporom 5.5hL), m

S4 – rasstoyanie mezhdu samorezami 4.8h28 krepleniya oblitsovki k elementu usileniya, m

v – privedennaya shirina, ravnaya 1 m

Qw – vetrovaya nagruzka na samorez, kgs

kner – koeffitsient nerazreznosti pri peredache vetrovoy nagruzki s oblitsovki na element usileniya po nerazreznoy sheme

kner=1,0 – odnoproletnaya shema kner=1,25 – dvuhproletnaya shema kner=1,1 – trehproletnaya shema kner=1,143 – chetyrehproletnaya shema

Proverka elementa usileniya na progib vychislyaetsya ot vesa oblitsovki i uteplitelya po formule:

f  R1  e3  R3  e4 δ 2 

3  E  JEUh1

1 δ , kgs/sm2

20

(43)

J  100 (t 3  2t 3

) , sm4

EUh1 12 eu sp

Gde: R1 – nagruzka ot vesa oblitsovki s shiriny 1 m, kgs

R3 – nagruzka ot vesa uteplitelya s shiriny 1 m, kgs

E =2,1*106 kgs/sm2 – modul uprugosti stali,

teu- tolshchina stali elementa usileniya, sm

tsp – tolshchina stali sendvich-profilya, sm

δ – shirina gorizontalnoy polki elementa usileniya, sm

Kolichestvo (shag) samorezov s uporom 5,5xL proveryaetsya sravneniem raschetnoy vetrovoy nagruzki, prihodyashcheysya na odin samorez, s nesushchey sposobnostyu samoreza.

Qw  Wo  S1  S  k ner

Qw  γs

n1

 Nsm , kgs (44)

Gde: n1 – kolichestvo samorezov, sht.

γs=1,2 – koeffitsient usloviya raboty na soedinenie

S i S1– rasstoyanie mezhdu samorezami s uporom 5,5hL po shirine i po vysote sootvetstvenno, m

kner – to zhe, chto i v formule (41);

Nsm – smyatie metalla oblitsovki, kgs

Smyatie metalla oblitsovki opredelyaetsya po formule:

N sm  Rbr  γ b  d  Σt  101

kgs

Zdes: Rbp =4600 kgs/sm2 – raschetnoe soprotivlenie smyatiyu elementov, soedinyaemyh boltami;

γb =0,8 – koeffitsient usloviy raboty soedineniya;

d=0,55 sm – naruzhnyy diametr sterzhnya bolta;

Σt = tobl= 0,05 sm – naimenshaya summarnaya tolshchina elementov, sminaemyh v odnom napravlenii.

Kolichestvo (shag) samorezov 4,8h28 dlya krepleniya oblitsovki k elementu usileniya proveryaetsya sravneniem raschetnoy vetrovoy nagruzki ili vesa oblitsovki, prihodyashcheysya na odin samorez, s nesushchey sposobnostyu samoreza.

Q  γ R1  γ

Qw  Wo  S4  S1  k ner

w s

n2

 Nsm

ili

1 s

n2

 Nsm

, kgs

(45)

P1  R

S

4 , kgs

1 1 v

Gde: n2 – kolichestvo samorezov, sht.

R 1 – nagruzka ot vesa oblitsovki s shiriny S , kgs

1 4

S1 – rasstoyanie mezhdu samorezami s uporom 5,5hL, m

S4 – rasstoyanie mezhdu samorezami 4,8h28, m

v – privedennaya shirina, ravnaya 1 m

Smyatie metalla oblitsovki:

N sm  Rbr  γ b  d  Σt  88 , kgs

Zdes naruzhnyy diametr sterzhnya bolta d=0,48 sm.

Kolichestvo (shag) samorezov 4,2h16 dlya skrepleniya gorizontalnyh polok sendvich-profiley MP SP i krepleniya k nim elementa usileniya proveryaetsya sravneniem raschetnoy vetrovoy nagruzki, prihodyashcheysya na odin samorez, s nesushchey sposobnostyu samoreza.

Qw  Wo  a1 S2  k ner

Qw  γs

n3

 Nsm

, kgs

(46)

Gde: n3 – kolichestvo samorezov, sht.

S2 – rasstoyanie mezhdu samorezami 4,2h16 skrepleniya gorizontalnyh polok sendvich-profiley, m

a1 – vysota sendvich-profilya, 0,6 m

Smyatie metalla polok sendvich-profilya ili elementa usileniya

Nsm=216 kgs – dlya tSP=0,7 mm, Nsm=247 kgs – dlya tSP=0,8 mm, Nsm=310 kgs – dlya tSP=1,0 mm.

Zdes naruzhnyy diametr sterzhnya bolta d=0,42 sm, a naimenshaya summarnaya tolshchina elementov, sminaemyh v odnom napravlenii t  2  tsp

Kolichestvo (shag) samorezov 5,5h32 dlya krepleniya stenki sendvich- profilya i elementa usileniya k kolonne proveryaetsya sravneniem opornoy reaktsii ot raschetnoy vetrovoy nagruzki s nesushchey sposobnostyu samoreza.

Qw  Wo

S3

L  k 2

ner

Qw  γs

n4

 Nsm

, kgs

(47)

Gde: n4 – kolichestvo samorezov, sht.

S3 – rasstoyanie mezhdu samorezami 5,5h32 dlya krepleniya stenki sendvich-profilya i elementa usileniya k kolonne, m

L – prolet sendvich-profilya (rasstoyanie mezhdu kolonnami), m

Smyatie metalla polok sendvich-profilya ili elementa usileniya:

Nsm=141 kgs – dlya tSP=0,7 mm, Nsm=162 kgs – dlya tSP=0,8 mm, Nsm=202 kgs – dlya tSP=1,0 mm, Nsm=405 kgs – dlya tEU=2,0 mm.

Zdes naruzhnyy diametr sterzhnya bolta d=0,55 sm

Shema krepleniya oblitsovki pokazana na ris.10 Rekomenduemyy maksimalnyy shag ustanovki elementov usileniya i samorezov pri prolete sendvich-profilya 6 metrov priveden v tablitsah 19, 20.

Risunok 10. Ustanovka elementov usileniya pri kreplenii oblitsovki k polkam sendvich-profilya

4,8h 28

4,2 h16

5,5 h L

4,2 h 16

5,5 h L

4,2h 16

5,5 h L

4,8h 28

4,2 h16

5,5 h L

4,8h 28

4,8 h28

a) pri kreplenii oblitsovki k polkam sendvich-profilya b) pri kreplenii oblitsovki k vertikalnym napravlyayushchim

Tablitsa 19. Maksimalnyy shag elementov usileniya i samorezov pri kreplenii oblitsovki k polkam sendvich-profilya pri prolete 6 metrov

Dopuskaemaya raschetnaya vetrovaya nagruzka poluchena iz usloviya progiba secheniya profilya MP SP.

Tablitsa 20. Maksimalnyy shag elementov usileniya i samorezov pri kreplenii oblitsovki k vertikalnym napravlyayushchim pri prolete 6 metrov

Dopuskaemaya raschetnaya vetrovaya nagruzka poluchena iz usloviya progiba secheniya profilya MP SP.

4. Primery raschetov.

Raschet stenovoy konstruktsii iz SP PS s oblitsovkoy proflistom.

Ishodnye dannye:

Rayon stroitelstva – Moskva

Vysota zdaniya – 20 m

Vetrovoy rayon – I, tip mestnosti V, (Wo =23 kgs/m2)

Gololednyy rayon – II

Zdanie pryamougolnoe v plane

Variant utepleniya – Yug

Sbor nagruzki.

a) raschetnaya postoyannaya nagruzka – ves konstruktsii:

qn  Σqr  h 19,760,595 11,76 kgs/m b) Vremennaya nagruzka – vetrovaya.

Na otmetke 20 m dlya I-go vetrovogo rayona po tabl.6 nastoyashchih rekomendatsiy:

aktivnyy veter Wm+ = 53,1 kgs/m2

reaktivnyy veter (otsos) dlya tsentralnoy chasti zdaniya Wm- = 58,4 kgs/m2

reaktivnyy veter (otsos) dlya uglovoy chasti zdaniya Wm- = 106 kgs/m2

Opredelyaem velichinu proleta (shag opor). Dlya etogo po grafiku nesushchey sposobnosti profilya MP SP-150h595-0,8 podbiraem prolet, dlya kotorogo poschitannaya nagruzka ne budet prevyshat dopustimogo raschetnogo znacheniya. Odnoproletnaya shema s shagom kolonn 6 metrov udovletvoryaet etomu usloviyu (134 kgs/m2>106 kgs/m2). Prinimaem shag kolonn – 6 metrov.

Proverka ustoychivosti sendvich-profiley na opore ne trebuetsya, t.k. shema odnoproletnaya.

Raschet stenki profilya na ustoychivost (punkt 3.5 nastoyashchih rekomendatsiy): Kriticheskoe napryazhenie v stenke, rasschitannoe po formule (26) dlya MP CP- 150h595 iz stali tolshchinoy t=0,8 mm

1 π 2  E  t

σ 

 3,142  2,1 106 

 

0,8

  53,28 kgs/sm2.

kr 3 1  ν 2  0,5h 

3 1  0,25 2 

 297,5 

Maksimalnaya ravnomernaya nagruzka na verhnyuyu polku profilya MP CP-150h595 – 0,8 v sootvetstvii s formuloy (27) pri prolete l= 6 m ne dolzhna prevyshat

q  8 Wy  σ kr

1 l 2

 8 137,5  53,28  0,16 kgs/sm

6002

ili 16 kgs/m.

qn  Σqr  h 19,760,595 11,76 16 kgs/m, chto udovletvoryaet raschetu na ustoychivost.

Progib polki profilya ot sobstvennogo vesa i ustanovlennyh vyshe profiley proveryaetsya po formule (29) (punkt 3.6 nastoyashchih rekomendatsiy)

f2 

q b 4

8 E J x1

 1 b

100

Jx1

 b (2t 3 )  100  2  0,08 3  0,0085, sm 4

12 12

f2 

11,76 154

8  2,1 106  0,0085 100

 0,042 sm  0,15 sm

gde q1 – ravnomernaya nagruzka v kgs/m na verhnyuyu polku profilya pri konsolnoy raschetnoy sheme (q1=qp=11,76 kgs/m);

Jx1 – moment inertsii prodolnogo secheniya 2-uh polok sendvich-profilya na pogonnoy dline 1,0 m (po formule (29).

b – shirina polki profilya, sm

t – tolshchina metalla MP SP, sm

Vyvod: progib polki udovletvoryaet raschetu.

Sbor nagruzok na krovelnye SP PS i opredelenie shaga progonov.

Ishodnye dannye:

Rayon stroitelstva – Moskva;

Vysota zdaniya – 10m;

Krovlya dvuhskatnaya s uklonom 20o;

Vetrovoy rayon – I, tip mestnosti V, (Wo =23 kgs/m2);

Snegovoy rayon – III (S =180 kgs/m2);

Krovelnoe pokrytie – MP SP-150h595-0,8 s oblitsovkoy proflistom NS- 35h1000-0,5 (ris. 11);

Risunok 11. Sostav krovli

Profnastil NS -35

Krepezhnyy profil shlyapnyy KPSh -50

Termorazdelyayushchaya polosa

Gidrovetrozashchitnaya membrana TYVEK

Uteplitel ISOVER Karkas P-37 Sendvich-profil MP SP Krovelnyy progon

Sbor nagruzki na proflist NS-35h1000-0,5

a) postoyannaya nagruzka:

qn  Gpl γf

 4,6 1,05  4,83 kgs/m

gde Gpl – massa p. metra proflista NS-35h1000-0,5;

γf – koeffitsient nadezhnosti po nagruzke.

Primer rascheta stenovoy konstruktsii iz SP PS s oblitsovkoy keramogranitnoy plitkoy.

Ishodnye dannye:

Rayon stroitelstva – g. Moskva;

Vysota zdaniya 15 m;

Vetrovoy rayon – I, tip mestnosti V, (Wo =23 kgs/m2)

Gololednyy rayon – II;

Oblitsovka keramogranitnaya plitka 600h600mm, t=10mm;

Vertikalnaya napravlyayushchaya KPSh-90h20 s shagom 600 mm (0,6 m);

Uteplitel – mineralovatnaya plita ρ=17kg/m3 tolshchinoy 150 mm;

Nesushchiy profil MP SP-150h595-0,8;

Shag kolonn – 6m

Dva okna v prolete s razmerami 1,8(h)h1,5m

Risunok 12. Raschetnaya shema

q3

R R

q2 q2

q1

Sbor nagruzki na sendvich-profil, nahodyashchiysya pod oknami.

a) postoyannaya nagruzka:

Summarnaya postoyannaya nagruzka (sm. raschetnuyu shemu ris.12):

q  q r

SP

r utep

r ker

r napr

 0,6  h  11,87  3,06  27,5  0,97  0,6  26,04 kgs/m

r

2 okn

h1

 72 1,8  129,6 kgs/m

q  q r

SP

r utep

r ker

r napr

 0,6  h

 11,87  3,06  27,5  0,97 1,8  78,12 kgs

R  q r

SP

r utep

r ker

r napr

 0,6  h

 a1  11,87  3,06  27,5  0,97 1,8  0,75  58,59 kgs

b) kratkovremennaya nagruzka:

Veter reaktivnyy:

Po tabl.5 nastoyashchih rekomendatsiy dlya I-go vetrovogo rayona mestnosti tipa V na vysote 15 m dlya tsentralnoy chasti zdaniya qw=53,5 kgs/m2.

qw1  qw  h  53,5  0,6  32,1 kgs/m

P  q  h1   a1  a2   53,5  1,8  0,75  1,5   54,17 kgs

w w 2  2 2  2  2 2 

qw2

 qw

h1

2

 53,5  1,8

2

 48,15 kgs

Usilie v sendvich-profile:

a) postoyannye nagruzki:

q  l  1 l  P  a  q

a  (a

1 a

)  q

a  (a  a

 1 a )

Qp  2

1 1 2 2

1 2 2

l

3 3 1

2 2 3 

q2  a4



 (a1

a2

a3

1 a

2 4

)  P1

 (a1

a2

a3

 a4 )



l

 26,04  62  0,5  58,59  0,75  129,6 1,5 1,5  78,12 1,5  3 

6

 129,6 1,5  4,5  58,59  5,25  389,7 kgs

6

M  Q

1 l  q

 1 l  1 l  P  a  q

a  (a

1 a

)  q

1 a

 (a  a

 1 a ) 

p p 2

1 2 4

1 1 2 2

1 2 2

3 2 3 1

2 2 3

 389,7  3  26,04  4,5  58,59  0,75 129,6 1,5 1,5  78,12  0,75  3  540,61 kgs  m

b) kratkovremennye nagruzki:

Qw 

qw1

l  1 l  R

2 w

a1

qw2

 a3

 (a1

a2

l

1 a

2 3

)  Rw

 (a1

a2

a3

 a4 )



 32,1 18  54,17  0,75  48,15 1,5  3  54,17  5,25  186,58 kgs

6

M  Q  1 l  q

 1 l  1 l  R

 a  q  1 a  (a  a

 1 a ) 

w w 2

w1 2 4

w 1 w2 2 3 1

2 2 3

 186,58  3  32,1  4,5  54,17  0,75  48,15  0,75  3  266,325 kgs  m

Geometricheskie harakteristiki profilya MP SP-150h595-0,8 v sootvetstvii s dannymi tablitsy.1:

Jx=298,5 cm4; Wx=28,6 cm3 Ju=6040 cm4; Wx=137,5 cm3

V pereschete na vysotu profilya (0,595 m):

Jxh

 Jx

 hSP

 298,5  0,595  178 sm 4

Wxh

 Wx

 hSP

 28,6  0,595  17 sm 3

Jyh

 Jy

 hSP

 6040  0,595  3594 sm 4

Wyh

 Wy

 hSP

 137,5  0,595  81,8 sm 3

Proverka prochnosti profilya.

σ  Mp

Mw

 540,61 100  266,325 100  2227,5 kgs/sm2  2250 kgs/sm2

Wuh

Whh

81,8

17,0

Zdes 2250 kgs/sm2 – Ry raschetnoe soprotivlenie stali.

Proverka progiba profilya

v vertikalnoy ploskosti ot deystviya postoyannyh nagruzok:

1 M  l 2

540,61100 6002

600

f p 

 0,18 sm 

 3 cm

10 E  Jyh  kn

10  2,1 106  3594 1,4

200

v gorizontalnoy ploskosti ot deystviya kratkovremennyh nagruzok:

1 M  l 2

266,325 100  6002

600

f w 

 1,8 sm 

 3 cm

10 E  Jyh  kn

10  2,1 106 178 1,4

200

Zdes kn=1,4 koeffitsient nadezhnosti pri pereschete raschetnoy nagruzki na normativnuyu.

Proverka otgiba polki profilya ot deystviya postoyannyh nagruzok pod oknom na shirine 1 metr proveryaetsya v sootvetstvii s p. 3.3 nastoyashchih rekomendatsiy:

q  b4

f 

8  E  Jx1

 1 b ;

100

Gde:

1 b 100

– dopuskaemyy progib polki;

b – shirina polki profilya;

E – modul uprugosti;

Jx1 – moment inertsii prodolnogo secheniya polki na pogonnyy metr

Jx1 

100

12

3 100  0,083

SP 12

 0,0043 sm4

tSP – tolshchina polki profilya, sm

qn  h

 b4

0,01  60 1,8 154 15

f  okn okn 

8  E  Jx1

8  2,1 106  0,0043

 0,75 sm 

100

 0,15 sm

Sledovatelno trebuetsya usilenie profilya elementom zhestkosti MP EZh. Togda moment inertsii polki profilya s uchetom MP EZh:

100 3 3 100 (0,083  0,23 ) 4

Jx1 

12 (tSP  tEZh )  12

 0,07 sm

Otgib polok sendvich-profilya i elementa zhestkosti:

qn  h

 b4

0,01  60 1,8 154 15

f  okn okn 

8  E  Jx1

8  2,1 106  0,07

 0,046 sm 

100

 0,15 sm

Vyvod: sechenie sendvich-profilya s usileniem verhney polki zhestkim elementom sootvetstvuet proverkam po prochnosti, deformatsiyam i otgibu polki.