Рекомендации по расчету трехслойных панелей с металлическими обшивками и заполнителем из пенопласта
К-ЖБИ осуществляет проектирование, производство и монтаж трехслойных наружных стеновых панелей до 8 – 9 метров длинной с применением технологии PEIKKO.
Для армирования используются диагональные связи из нержавеющей стали (что исключает возможность развития коррозийных процессов), которые воспринимают и перераспределяют не только нагрузки внешнего воздействия на плиту, но и собственное давление бетонных слоев панели, что приводит к значительному возрастанию ее несущей способности.
Благодаря применению инновационного утеплителя марки «Теплекс» была полностью решена проблема образования точки росы, что приводило к накоплению влаги во внешнем слое бетона и утеплителя. Данные мероприятия позволили увеличить коэффициент теплотехнической однородности панели в 1,5 раза, а применение специальных уплотнителей из вспененного полиэтилена при строительстве здания позволило увеличить коэффициент теплотехнической однородности на 15%.
Применение тяжелых бетонов марок В20-В40 увеличивает несущую способность панели, сбалансированное армирование и применение пластификаторов бетона позволяют избежать образования трещин. Стоимость таких изделий конкурентно-способна и приемлема, не говоря уже о возможности экономии времени и средств на монтажных работах.
Панели от производителя К-ЖБИ можно формовать любым способом, с облицовкой и без неё. Наружную поверхность можно оставить в её естественном виде или обнажить заполнитель (гравий, щебень), окрасить, отшлифовать, опескоструить, облицевать тонким кирпичом, отделать вспененной штукатуркой или любым иным способом. Возможности архитектурных решений при формовке панелей не ограничены. Рельефы, выступающие элементы рам и любая фактура поверхности – это лишь малая доля возможных примеров.
Панели К-ЖБИ прошли ряд натурных испытаний, по которым были произведены анализ и оценка результатов, о чем свидетельствуют следующие документы:
— комплексные исследования прочности и деформативности протокол испытаний №3568/3 от 24.08.2015г. выдан ИЦ МИВ «СибНИИстрой»;
— сертификат соответствия №0907162 выдан федеральным агентством «Тест сертификация»;
— пожарный сертификат №000414 выдан ООО «Пожарная сертификационная компания».
Панельное домостроение можно назвать старым новым трендом в жилищном строительстве. В нашей стране именно с данной технологии началось массовое возведение жилья в 1950-е годы. Это было большим шагом вперед в социально-экономическом развитии страны, поскольку позволяло решить жилищные проблемы многих людей, которые жили в коммунальных квартирах и общежитиях. Кроме того, данная технология была экономически выгодна государству, благодаря следующим достоинствам:
— скорость возведения за счет поточного производства панелей в заводских условиях;
— экономичность и простота исполнения благодаря массовому внедрению производства изделий из бетона и железобетона;
— достижение заданного качества бетонных и железобетонных изделий в заводских условиях;
— гибкость: возможность организовать производство панелей любой конфигурации, ограниченная лишь возможностями их транспортировки и доставки на стройплощадку;
Завод изготавливает стеновые и цокольные железобетонные панели исходя из требований ГОСТ 13015-2003 «Конструкции и изделия бетонные и железобетонные сборные» и серии 1.432.1-21 «Железобетонные трехслойные стеновые панели длиной до 6м для отапливаемых жилых и производственных зданий».
Трехслойные утепленные железобетонные стеновые панели или стеновые сэндвич-панели.
Однослойные стеновые и цокольные железобетонные панели.
Утеплённые стеновые сэндвич-панели представляют собой трехслойную конструкцию в которой между плоскими железобетонными слоями, соединенными между собой стальными гибкими связами расположен слой эффективной теплоизоляции в качестве которой может выступать пенопласт высоких марок или минераловатные плиты.
Трехслойные железобетонные стеновые сэндвич-панели имеют разную ширину в зависимости от применения, расчетных нагрузок, отдельных требований и теплопроводности взводимых зданий:
Ширина наружного слоя от 800 до 120 мм.
Ширина внутреннего слоя от 100 до 200 мм.
Ширина теплоизоляционного слоя от 50 до 150 мм.
Возможно изготовление железобетонных стеновых трехслойных панелей с проемами, углублениями и разной геометрической конфигурации для удобства последующего монтажа к ним различного оборудования и создания оконных и дверных проемов.
Материалы изготовления трехслойных стеновых панелейЖелезобетонные панели ГОСТ выпускаются в условиях современного завода К-ЖБИ с внедренным контролем качества исходных материалов, готовой продукции перед отгрузкой потребителю. Для изготовления трехслойных конструкций используются:
— тяжелые бетоны прочностью класса В25 и выше (внутренняя оболочка);
— тяжелые и бетоны специального назначения класса прочности В30 и выше (внешняя стенка);
— стальная арматура в виде сварных сеток и каркасов: согласно ГОСТ и расчетным данным применяется арматурная сталь:
— горячекатаная – профиль А500С (свариваемая);
— холоднодеформируемая – профиль В500С.
Для создания прочных связей в производстве железобетонных стеновых панелей используются ребра жесткости из нержавеющей стали, в том числе поставляемые ООО «Пейкко». В качестве теплоизолятора сборных конструкционных элементов для возведения стен применяются эффективные материалы (с теплопроводностью до 0,08 Вт/м)· 0C), устойчивые к типичным воздействиям. Они заполняются жесткими негорючим стекловолокном – матами Isover OL-E или каменной ватой марки Paroc Cos 5. На стенках ЖБИ (не во всех модификациях) предусматриваются лотки для отвода влаги, по которым изнутри удаляется конденсат. Цокольная панель стеновая наружная железобетонная утепляется пенополистиролом. Толщина изолятора определяется теплотехническими расчетами, зависит от района строительства.Защитно-декоративный слой детали воспринимает на себя климатические условия, обеспечивает презентабельный вид. Лицевая поверхность может быть выполнена в нескольких типах. Она может быть гладкой или шероховатой, иметь стальной блеск или быть матовой.
Вида трехслойных стеновых панелей (железобетонных сендвич-панелей)Производственная компания изготавливает два типа железобетонных стеновых панелей для жилых зданий, объектов коммерческого, производственного, общественного назначения:
С одной рабочей стенкой: силовой частью плиты является внутренняя оболочка, к которому с помощью нержавеющих диагональных связей прикреплен внешний защитно-декоративный слой.
С двумя рабочими стенками: обе части конструкции несут совокупную нагрузку. За распределение растягивающих и срезающих воздействий отвечают жесткие диагональные связи.
Предельная нагрузка термоплит второго типа выше. Они востребованы при возведении объектов, к которым предъявляются повышенные требования по стойкости к нагрузкам.
Многослойные стеновые элементы поставляются готовыми, их сборка полностью завершена в заводских условиях или сборно-разборными. Вторые монтируются путем раздельной установки лицевой и внутренней оболочки. Толщина ЖБ стеновых панелей в этом случае зависит не только от расчетов по утеплителю, но и от профиля объекта.
ЖБИ для возведения стен по статической схеме могут быть несущими, поэтажно несущими, самонесущими или ненесущими. Последние не предназначены для опирания на них значимых элементов здания, не считая дверные и оконные блоки.
Приобретение и доставка трехслойных стеновых панелейМы предлагаем купить железобетонные трехслойные панели с доставкой по Москве и Московской области автомобильным транспортом, а также купить сендвич-панели железобетонные с доставкой по России железнодорожным транспортом по наилучшим ценам.
содержание .. 91 92 ..§ 50. РАСЧЕТ ТРЕХСЛОЙНЫХ ПЛИТ И ПАНЕЛЕЙ ИЗ ДЕРЕВА И ПЛАСТМАСС
Общие сведения
. Расчет трехслойных плит выполняется по несущей способности (по прочности обшивок, среднего слоя, обрамления, клеевых швов и по устойчивости обшивок) и по жесткости. При эксплуатации в переменном температурно-влажностном режиме в элементах плиты возникают дополнительные напряжения, вызываемые различием температурно-влажностных деформаций элементов, выполнен-
ных из разнородных материалов. Проверка прочности и деформатив-ности производится по формулам:
Рис. 98. Узлы крепления плит покрытия: а — светопроницаемых; б — стеклопластиковых; в — клеефанерных; г — асбестоцементных; д — с алюминиевыми обшивками; 1 — прогон; 2 — панель; 3 — шурупы (винты, болты); 4 — гвозди; 5 — листовая накладка; 6 —^крепежные детали; 7 — деревянные бобышки; 8 — штыри для крепления двух панелей; 9 — утеплитель или уплотнение; 10 —компенсатор; 11 — антисептированная доска
Рис. 99. Углы крепления стеновых панелей: а — панелей с фанерными обшивками; б — панелей о асбестоцементными обшивками; в — панелей с алюминиевыми обшивками; 1 — панель; 2 — закладная деталь; 3 — уплотнение (пористая резина, мастика, стиропор и пр.); 4 — нащельник; 5 — крепежные детали; 6 — антисептированная доска
Здесь рассмотрен расчет трехслойных плит только на силовые внешние воздействия, учет температурно-влажностных воздействий следует проводить в соответствии с Рекомендациями по проектированию и расчету строительных конструкций с применением пластмасс или по учебным пособиям [5, 61. Расчеты показывают, что температурно-влажностные воздействия более существенно отражаются на деформациях трехслойных плит и меньше на напряжениях.
Так, в плитах с алюминиевыми обшивками температурные деформации дают до 30% увеличения прогиба, а напряжения при этом увеличиваются до 10%; в плитах с фанерными обшивками прогиб увеличивается до 10%, а напряжения незначительно; в плитах со стеклопластиковыми обшивками увеличение и прогибов и напряжений незначительно. В алюминиевых плитах со средним слоем из пенопласта это объясняется повышенной сдвиговой податливостью пенопласта, в стеклопластиковых плитах — малыми температурными линейными деформациями материалов, а при деревянном каркасе — деформациями древесины при изменении влажности. Асбестоцемент, обладающий высокой гигроскопичностью и высоким коэффициентом линейных деформаций, применяемый без гидрофобной защиты, вызывает высокие влажностные напряжения в ребрах среднего слоя.
Трехслойные плиты по конструкции среднего слоя и характеру работы отдельных элементов разделяются на четыре типа: I и II — ребристые плиты, III и IV — плиты со сплошным средним слоем (рис. 100).
Рис. 100. Типы трехслойных плит: а — часторебристая; б —. редкоребристая; в — со сплошным средним слоем и обрамлением; г — со средним слоем без обрамления
Расчет ребристых плит
. Несущие ребра каркаса располагаются вдоль пролета плиты с распорками между ними для обеспечения устойчивости самих ребер и сжатой обшивки. Оптимальный шаг распорок равен 1,4… 1,5 расстояния между продольными ребрами.
Расчет плит со сплошным средним слоем
. Они могут быть с контурным обрамлением типа III и без обрамления —типа IV.
содержание .. 91 92 ..
Трехслойные панели со сплошным слоем. Конструкции панелей , применение и расчет.
Общие сведения.
В ограждающих конструкциях зданий пластмассы применяют в покрытиях в виде панелей и подвесных потолков. Основным преимуществом ограждающих конструкций из пластмасс является их малая масса. Благодаря уменьшению массы ограждающих конструкций снижается нагрузка, передающаяся на несущие конструкции, что уменьшает расход материала. Кроме того, снижаются расходы на транспорт и монтаж конструкций, для которого используются механизмы меньшей грузоподъемности. Все это во многих случаях снижает стоимость здания (несмотря на высокие цены некоторых пластмасс).
Панели на основе пластмасс являются высокоиндустриальными конструкциями, они изготовл5ются максимальной заводской готовности, что уменьшает объем работ на месте строительства. Панели могут бить свегопрозрачными и непрозрачными, утепленными и неутепленными. Для покрытий неотапливаемых зданий применяют волнистые или плоские листы толщиной 1,5—2,5 мм из светопрозрачиого стеклопластика на полиэфирных» смолах.
Рис. VI.8. Крепление волниаых листов из стеклопластика к металлическим (а) и деревянным (б) прогонам
J — болт; 2—металлическая шайба с эластичной прокладкой; 3 — деревянные подкладки; 4 — шуруп
Рис. VI.9. Схемы трехслойных светопроницаемых панелей
1 — плоские листы стеклопластика; 2—волнистые листы: 3 — швеллер обрамления панели из стеклопластика типа АГ-4С
Рекомендуется использовать свегопрозрачные стеклопластики, которые пропускают до 90 % спектра и имеют в своем составе светостабилизаторы, предохраняющие стеклопластик от старения при действии ультрафиолетовых лучей. Для изготовления светопропускаю-щих участков можно использовать также листовое органическое стекло и органическое светотехническое стекло (рассеивающее свет, окрашенное). Волнистые стекло-пластиковые листы следует изготовлять тех же профилей, что и асбестоцементные листы. Ограждения покрытий из стеклопластиков могут быть либо сплошными по всей поверхности, либо отдельными участками.
Крепление волнистых листов по гребням волн к металлическим и деревянным элементам оцинкованными болтами н шурупами показано иа рис. VI.8. Диаметр применяемых болтов и шурупов не менее. 6 мм. Для свободы перемещения листов стеклопластика При темпера- турных воздействиях отверстия под болты и шурупы делают на 2 мм больше их диаметров.
Светопрозрачные панели для отапливаемых зданий выполняют, как правило, трехсло^ыми и реже четырехслойными, плоской (рис. VI.9) или криволинейной формы. Они состоят из одного или двух слоев волнистого стеклопластика, склеенных между собой, к которым с обеих сторон приклеивают еще по плоскому листу. Средний слой такой панели может быть выполнен также в виде решетки или ребер из стеклопластика. По контуру панели устраивают обрамление из металлических профилей или из стеклопластика.
Трехслойные свегопрозрачные ребристые панели могут быть изготовлены также цельноформованными, что исключает процесс склеивания.
Классификация панелей. Трехслойные панели могут быть разделены на четыре конструктивных типа (рис. VI.10).
Панели I типа. Нормальные усилия в этих панелях воспринимаются жесткими ребрами (из металла, дерева, пластмасс и т. д.) и обшивками. Для панелей I типа необходимо выполнение условия, чтобы отношение суммарной жесткости ребер к жесткости двух обшивок было больше 0,8 alL, где а—шаг продольных ребер, см; L— расчетный пролет панели, см.
Панели II типа. К этому типу относятся ребристые панели с малой изгибной жесткостью ребер, для которых отношение жесткостей ребер и обшивок меньше или равно 0,8а/L. При расчете панелей II типа можно принять, что нормальные усилия воспринимаются только обшивками.
Панели III типа имеют ребра и сплошной средний 1 слой из пенопласта, приклеиваемый к верхней и нижней обшивкам.
Панели IV типа имеют сплошной средний слой, но выполняются без ребер, поэтому они характеризуются большой деформативностью.
В панелях III и IV типа обшивки воспринимают нормальные напряжения, вызванные изгибающим моментом, при этом в панели, работающей по схеме простой балки, верхняя обшивка сжата, а нижняя — растянута (рис. VI.11). Металлические и стеклопластиковые обшнвки также выполняют роль гидро- и пароизоляции.
Для среднего слоя рекомендуется применять пено-пласты беспрессового изготовления, вспениваемые непосредственно в полости панели или в виде готовых блоков размером на панель или часть панели.
Рис. VI.11. Схема работы трех’ слойных ребристых панелей
В панелях III и IV типов средний слой обеспечивает совместность работы обеих обшивок, повышает устойчивость сжатой обшивки из тонких металлических и стеклопластиковых листов, участвует совместно с обшивкой в восприятии местных сосредоточенных нагрузок, выполняет роль тепло- и звукоизоляции.
Сдвигающие усилия в панелях I, II и III типов воспринимаются ребрами, в панелях IV типа — сплошным средним слоем.
Ребристые светопрозрачные панели рассчитывают как панели I или II типов. Они отличаются значительной деформативностью вследствие низкого модуля упругости полиэфирного стеклопластика, из которого обычно выполняются. Для повышения несущей способности и уменьшения прогибов рекомендуется эти плиты закреплять на опорах.
При расчете трехслойных панелей применяют обычные методы строительной механики, но дополнительно учитывая отношение жесткостей обшивок и ребер. При расчете панелей особое внимание следует уделять неравномерности распределения нормальных напряжений в обшивках. Максимальные значения нормальных напряжений, определенные методами теории упругости, превышают средние значения. Эта разница тем больше, чем больше шаг ребер.
Трехслойные панели рассчитывают по двум предельным состояниям (по прочности и деформативности). Кроме этого, обшивку проверяют на устойчивость и местный изгиб от кратковременного действия сосредоточенной нагрузки 1000 Н, с коэффициентом перегрузки 1,2 распределенной равномерно по площадке 10X10 см.
При расчете на поперечный изгиб трехслойные панели рассматривают как плиты, свободно опертые по двум сторонам или по контуру. Расчетными нагрузками для панелей покрытия будут собственный вес и снег, а для стеновых панелей — собственный вес (при расчете в их плоскости) и ветер (при расчете из плоскости).
Расчет по прочности. При расчете по прочности следует учитывать напряжения, возникающие в элементах панелей от нагрузки, влияния влажности и температуры
Напряжения от влияния влажности и t появляются в связи с тем, что панели, соединенные между собой и прикрепленные к несущей конструкции, лишены свободной деформации.
Напряжения и усилия от расчетных нагрузок (панели I, II и Ш типов). Средние нормальные напряжения в обшивках панелей определяют по формуле
гдеМ — изгибающий момент на единицу ширины панели; W — момент сопротивления сечения панели на единицу ширины.
Сдвигающие напряжения в ребрах определяют по формуле
Напряжения и усилия от температурно-влажностных воздействий. Кроме внешних нагрузок на прочность панелей влияют температурно-влажностные воздействия, которые вызывают изменения начальной температуры и влажности ее элементов (обшивок, срединки), имеющих различные коэффициенты линейного температурного расширения и линейной влажностной деформации; в результате в элементах панели могут возникнуть значи-* тельные напряжения. Напряженное состояние панелей от этих воздействий зависит в основном от физико-механических свойств материалов, из которых они выполнены.
В общем случае значение относительных деформаций материала складывается из температурных и влажностных деформаций. Изменение влажности на деформацию металлов не влияет и расчет производят только на температурные воздействия. Для таких материалов, как асбестоцемент, фанера и т. д. температурными деформациями можно пренебречь, так как они малы по сравнению с влажностными деформациями. При этом обеспечивается точность, достаточная для практических целей.
Расчет по деформациям.
Прогиб от равномерно распределенной нормативной нагрузки панелей всех четырех типов при свободном опирании по двум противоположным сторонам определяют по формуле