Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование характеристик и условий применения гибких связей из стеклопластиковой арматуры (СПА) в трехслойных стеновых панелях Устинов Борис Валентинович

Исследование характеристик и условий применения гибких связей из стеклопластиковой арматуры (СПА) в трехслойных стеновых панелях
<
Исследование характеристик и условий применения гибких связей из стеклопластиковой арматуры (СПА) в трехслойных стеновых панелях Исследование характеристик и условий применения гибких связей из стеклопластиковой арматуры (СПА) в трехслойных стеновых панелях Исследование характеристик и условий применения гибких связей из стеклопластиковой арматуры (СПА) в трехслойных стеновых панелях Исследование характеристик и условий применения гибких связей из стеклопластиковой арматуры (СПА) в трехслойных стеновых панелях Исследование характеристик и условий применения гибких связей из стеклопластиковой арматуры (СПА) в трехслойных стеновых панелях Исследование характеристик и условий применения гибких связей из стеклопластиковой арматуры (СПА) в трехслойных стеновых панелях Исследование характеристик и условий применения гибких связей из стеклопластиковой арматуры (СПА) в трехслойных стеновых панелях Исследование характеристик и условий применения гибких связей из стеклопластиковой арматуры (СПА) в трехслойных стеновых панелях Исследование характеристик и условий применения гибких связей из стеклопластиковой арматуры (СПА) в трехслойных стеновых панелях Исследование характеристик и условий применения гибких связей из стеклопластиковой арматуры (СПА) в трехслойных стеновых панелях Исследование характеристик и условий применения гибких связей из стеклопластиковой арматуры (СПА) в трехслойных стеновых панелях Исследование характеристик и условий применения гибких связей из стеклопластиковой арматуры (СПА) в трехслойных стеновых панелях
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Устинов Борис Валентинович. Исследование характеристик и условий применения гибких связей из стеклопластиковой арматуры (СПА) в трехслойных стеновых панелях : дис. ... канд. техн. наук : 05.23.01 Новосибирск, 2006 158 с. РГБ ОД, 61:07-5/1180

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Опыт применеия композитных полимерных материалов (КПМ) в строительстве 7

1.1. Применяемые материалы 7

1.2. Применение КПМ в жилых зданиях 12

1.3. Использование КПМ в строительных конструкциях и мостах 18

1.4. Состояние вопросов проектирования конструкций с полимерными композитами 23

1.5. Общая цель и частные задачи исследования 26

Глава 2. Анализ программ и методик экспериментальных исследований КПМ 29

2.1. Обзор известных методик и результатов испытаний исходных материалов, композитов и изделий из них 29

2.2. Пути совершенствования программ и методик

испытаний КПМ, целесообразных в строительстве 33

2.3. Разработка методик для кратковременных прочностных и деформационных испытаний образцов из СПА 40

2.4. Методы испытаний стержней из СПА на сцепление с бетоном и выдергивание из него 49

2.5. Характеристики, обеспечивающие надежность и долговечность СПА 53

Глава 3. Результаты исследований физико-механических свойств СПА БЗС 60

3.1. Результаты испытаний СПА на осевое растяжение 60

3.2. Результаты испытаний СПА на осевое сжатие 71

3.3. Результаты испытаний СПА на поперечный изгиб 78

3.4. Результаты исследований СПА на надежность и долговечность 90

Глава 4. Особенности проектирования стеновых панелей со СПА 118

4.1. Основные проектные расчеты стеновых панелей для жилых и общественных зданий 118

4.2. Уточненные численные методы расчета стеновых панелей с гибкими связями 126

4.3. Пути обеспечения надежности и долговечности строительных конструкций со СПА 138

Заключение 146

Список использованных источников

Введение к работе

С началом третьего тысячелетия отчетливо наметилась тенденция к более эффективному использованию новых видов материалов, конструкций и технологий их изготовления, строительства и эксплуатации. Можно ожидать развития методов прогнозирования свойств и активного управления характеристиками этих материалов. Последние десятилетия характерны повышенным вниманием к возможности и целесообразности применения в строительстве композиционных полимерных материалов (композитов), основой которых являются стекло-, базальто-, арамидо- и углепластиковые волокна [62].

Здесь следует отметить, что каждый из композитов отличается своими физико-механическими показателями и областями рационального их применения. Наиболее высокими механическими характеристиками обладают углепластики, изготовленные с использованием высокопрочных волокон с плотностью у = \1Шкг1мг, прочностью при растяжении сг =2800М7а и модулем упругости Е = 300Г#а или высокомодульных волокон с / = 1950кг/л \ ар=\750МПа и Е = 500ГЯа [82]. По другим источникам эти характеристики достигают значений а = 3500МПа, Е = 640ГПа [62]. Наибольшее применение углепластики получили в Великобритании, Дании, Канаде, США, Швейцарии (было использовано в 1991 г. - 6 кг, в 1992 г. - 126 кг, а уже в 1998 г. - 60 т) и Японии (в 1993 г. - 6 т, а в 1997 г. - 250 т).

В нашей стране первый пик использования композитов приходится на 1950... 1960 годы, причем в основном из стеклопластика и при опытном строительстве. Позднее наступил спад в применении композитов, прежде всего из-за невысокого их качества и повышения стоимости материалов.

С начала 1990-х годов возобновилось внимание к композитам. В значительной степени этому способствовало установление новых требований СНиП Н-3-79 [100] в связи с необходимостью существенной экономии энергозатрат на отопление жилых и производственных зданий (с увеличением сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций \R™P) до 3,5 раз).

При решении этой проблемы одним из основных является переход на трехслойные (или двухслойные) стеновые панели с эффективным утеплителем. При этом для объединения этих слоев наиболее рациональным является устройство гибких связей (или дюбелей) из стекло- или базальтопластиковой арматуры (СПА или БПА), которая не является «мостиком холода», т.к. обладает очень низкими значениями коэффициентов теплопроводности.

Весьма сложной является проблема повышения качества строительства. В массовом производстве отечественные материалы часто существенно отстают от зарубежных. В частности, средние прочности бетонов России почти вдвое ниже, чем в США, и на 30...50 % ниже, чем в Европе [28].

В этом отношении весьма примечательным является ряд основных положений теории управления качеством Эдвардса Деминга, который убеждает и доказывает, что чем выше качество того, что вы делаете, тем дешевле оно обходится; что контроль уже готовой продукции с целью улучшения качества - это запоздалая, неэффективная, дорогостоящая мера; что, к сожалению, уже произошло почти официальное размежевание проектирования и возведения от эксплуатации, которое привело к отсутствию ответственности строителей за эксплуатационные качества построенных сооружений [16].

В 1999 г. в ЦНИИСе (г. Москва) были начаты работы по созданию новых норм проектирования мостов и труб [96], в которых впервые в качестве приоритетных критериев запроектированных и построенных сооружений приняты потребительские свойства этих сооружений в процессе эксплуатации. Имеется в виду их классификация но четырем группам, каждая из которых отражает определенную интегральную характеристику сооружения:

- функциональные (пропускная способность, грузоподъемность, безопасность и комфортность движения и др.);

- эксплуатационные (ремонтопригодность, доступность и безопасность для содержания и обслуживания);

- социально-экономические (планировочная целесообразность, технологичность, экологичность, архитектурная и цветовая выразительность);

- обеспечивающие живучесть (неразрушаемость целой части сооружения при повреждении отдельньїх элементов, сопротивляемость воздействию природных явлений, сейсмостойкость, огнестойкость).

В современных условиях возрастает приоритет требований к надежности сооружений: их безотказности, живучести, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости (при безусловном учете потребительских свойств). Вопросы надежности и прогнозирования долговечности в большей степени разработаны в космонавтике, авиации и машиностроении. В области строительства опубликовано много работ в этом направлении, но они не нашли выхода в практику проектирования, строительства и эксплуатации, прежде всеї о из-за отсутствия соответствующих нормативных документов.

В пп. 1.1 СЫиПа на бетонные и железобетонные конструкции [98] и СНиПа по мостам и трубам [99] отмечена необходимость выполнения требований но обеспечению надежности, долговечности и бесперебойной эксплуатации сооружений, но лишь декларативно, без прямых и конкретных рекомендаций их учета в последующем изложении. В этом смысле следует отметить как положительный факт введение впервые в нормы [96] дифференцированной системы значений нормативных сроков службы всех основных элементов мостов (в пределах от 10 лет - для деревянных элементов мостового полотна до 150 лет-для массивных опор и фундаментов).

Повышение надежности зданий и сооружений неразрывно связано с качеством строительно-монтажных работ. В нашей стране в условиях размельчения предприятий строительной индустрии, снижения в ряде случаев трудовой и технологической дисциплины, отсутствия научно-экспериментальной базы при изобилии новых материалов и технологий должно быть усилено значение системы сертификации материалов, элементов и целых объектов строительства, согласованной с международными стандартами. Решение проблем надежности должно проводиться комплексно, с учетом единого подхода на всех стадиях создания и существования сооружений (при проектировании, строительстве и эксплуатации) [54].

Применяемые материалы

Композитные полимерные материалы (КПМ или просто - композиты) отличаются большим разнообразием как по использованным исходным составляющим, так и по областям эффективного их использования в строительстве. Каждый композит состоит из армирующих волокон, расположенных в связующем (матрице) из синтетических смол. По своей структуре композиты бывают либо со свободно ориентированными короткими волокнами длиной не более 50 мм, либо с непрерывными длинными волокнами. В последнем случае их делят на волокнистые однонаправленные структуры, слоистые, как правило, с ортогональным расположением волокон и пространственно ориентированные, обычно в трех ортогональных направлениях.

По своей форме композиты разделяются на стержни (прямые или криволинейные, с прямоугольным или круглым поперечным сечением), пластины (полосы или плиты) и трехмерные пространственные элементы. В современных условиях из многих известных разновидностей армирующих волокон в наибольшей степени освоены промышленностью неорганические волокна: из алюмоборосиликатного стекла, цирконийсодержащего стекла, базальта, а в последние годы - из бора, высокопрочного или высокомодульного углерода (графита), а также из арамида (кевлара или армоса).

В Советском Союзе первые крупные научно-исследовательские работы в области применения композитов в виде стеклопластиков начались в 1959 г., а в 1963 г. в Полоцке был сдан в эксплуатацию цех по опытно-промышленному производству стеклопластиковой арматуры (СПА) [124]. Примерно в те же годы работы в этом направлении проводились также в ЮжНИИ (с 1958 г.), НИИЖБ, ВНИИ стекловолокна, НИИ пластмасс, ЦНИИ промзданий, ЦНИИС и др. Большой вклад в исследования стеклопластиков был сделан Институтом механики полимеров Латвийской ССР [95, 105, 106].

Большому объему исследований в области стеклопластиков способствовали положительные их свойства [27], в том числе широкое распространение в нашей стране природного сырья и относительно низкая стоимость армирующих стеклянных, прежде всего алюмоборосиликатных волокон.

Однако в нашей стране первый этап промышленного применения стеклопластиков оказался не совсем удачным из-за недостаточно четкой и устойчивой технологии их изготовления, что приводило в ряде случаев к относительно низкому их качеству и к большому разбросу получаемых физико-механических характеристик композитов. К тому же сказалось влияние мирового энергетического кризиса того времени, который вызвал существенное изменение конъюнктуры цен.

По этим причинам объем практического использования стеклопластиков не получил должного развития, хотя нельзя не отметить ряда публикаций об успешных теоретических и экспериментальных исследованиях в рассматриваемой области. В те годы защитили кандидатские диссертации Никула И. (1959 г.), Мильто А.А. (1963 г.), Смирнов Э.Н. (1966 г.), Вильдав-ский Ю.М. (1969 г.), Дулеба М.Т. (1973 г.), Юшка П.С. (1973 г.), Бондарь В.П. (1979 г.), Зайцева Л.П. (1980 г.), Вадбольский С.Л. (1982 г.), Асланова Л.Г. (1983 г.), и докторские диссертации - Сербии В.П. (1980 г.) и Кулиш В.И. (1993 г.). К числу наиболее крупных работ прикладного характера по стеклопластикам можно отнести монографии [38, 57, 92, 121, 125]. Особо следует отметить работы в области применения стеклопластиковой арматуры в полимербетонах [13,101].

Каждый композит волокнистой однонаправленной структуры состоит, как минимум, из двух разнородных материалов: армирующих волокон, прежде всего определяющих работу всего композита на растяжение, и связующего материала между ними (матрицы), обеспечивающего совместную работу всех волокон в сечениях композита по всей его длине.

Известна исключительно большая роль адгезии между волокнами и матрицей при работе композита на растяжение и на сжатие как вдоль направ ления волокон, так и особенно - в поперечном направлении к их оси, при изгибе, межслойном сдвиге и т.д. По этой причине многие исследователи выделяют в композите третий компонент - контактный слой между волокнами и матрицей, характеристики которого тесно связаны со свойствами матрицы.

В соответствии с терминологией, принятой в работе [128], основой связующего являются природные или искусственные высокомолекулярные соединения с многократно повторяющимися звеньями в структуре молекул. Такие соединения называют полимерами. Все синтетические высокомолекулярные соединения, получаемые из низкомолекулярных с помощью полимеризации или поликонденсации, принято называть синтетическими смолами. Пластмассы состоят из ряда разных материалов: связующего вещества - синтетической смолы, наполнителей, пластификаторов, стабилизаторов, катализаторов и др. Стеклопластиком называют полимерный материал с наполнителем из армирующих стеклянных волокон.

В качестве связующих могут быть использованы пять основных типов термореактивных полимерных материалов: полиэфирные, фенольные, эпоксидные, меламиновые, кремнииорганические смолы и их различные комбинации. Полиэфирные смолы широко применяют для изготовления стеклопластиков, особенно в судостроении, учитывая распространенность исходного сырья и невысокую его стоимость. Фенолформальдегидные смолы обладают высокой химической стойкостью, особенно в кислых средах, высокой теплостойкостью и значительной жесткостью, поэтому стеклопластики на их основе широко используются в авиации и ракетной технике.

Эпоксидные смолы отличаются высокой механической прочностью, водостойкостью и хорошими диэлектрическими свойствами. Они обладают исключительно высокой адгезией почти ко всем материалам - к стекловолокну, металлу, древесине, бетону, причем отверждение сопровождается очень малой усадкой (0,5... 1,0 %).

Обзор известных методик и результатов испытаний исходных материалов, композитов и изделий из них

Как известно, КПМ стали использовать прежде всего в аэрокосмической промышленности. Однако в последние десятилетия их широко применяют за рубежом в самых различных отраслях производства: 23 % - в судостроении, 21 % - в строительстве, 21 % - в машиностроении, 18 % - в авиакосмических аппаратах, 17 % - в наземном транспорте [78].

В России полимерные композиты применяются, в основном, для летательных аппаратов. В частности, на 1-м этапе применения КПМ в конструкциях маневренных самолетов (1960...1975 гг.) относительная масса КПМ к массе всего самолета была равна 1...5 %, на 2-м этапе (1975...1988 гг.) -5...30 %, а на 3-м этане (с 1988 г.) планировалась более 30 % [93].

В современном машиностроении наибольшее распространение получили композиты с армирующими элементами из стекло-, арамидо-, угле- и борного волокна. Физико-механические характеристики волокон обычно указываются в заводских сертификатах на такую поставляемую продукцию. Стандартные характеристики волокон приведены в табл. 2.1.

Данные, приведенные в табл. 2.1 и 2.2, следует рассматривать как первичную, необходимую, но не достаточную информацию для рационального проектирования КПМ. Количество требуемых характеристик зависит от многих факторов, но, прежде всего от назначения и условий эксплуатации композита в сооружении. Свойства композитов зависят от характеристик волокон и матрицы, от способов армирования и технологии, принятой на конкретном заводе-изготовителе КПМ. Заводы должны обеспечивать сертифицированные характеристики выпускаемой продукции с указанием условий и режимов ее изготовления. К сожалению, их значения получают по разным, зачастую неунифицированным методикам.

Необходимы, по возможности, единые четкие нормативы и методики проведения приемо-сдаточных испытаний (ПСИ) для малогабаритных моделей (образцов) на заводе-изготовителе композитных полимерных материалов (ЗКПМ), а также для периодических заводских испытаний (ПЗИ) собственной продукции с внесением необходимых уточнений в ТС и ТУ на конкрет ные виды изделий.В данной работе ограничимся лишь характеристиками некоторых композитов с базовой однонаправленной структурой, полученными по стандартным методикам и используемыми в авиации и машиностроении (табл. 2.3, 2.4, 2.5).

В табл. 2.1...2.5 система обозначений осей и характеристик материалов принята по п. 1.4 и рис. 1.7 данной работы. В табл. 2.1 приведены прочностные и деформативые свойства для волокон f( вдоль их осей, а в табл. 2.2 для связующих т1 в произвольном направлении. В табл. 2.3 данные относятся к слоистым пластикам с укладкой волокон вдоль оси х при G и П , относящихся к плоскости хоу. В табл. 2.4 значения Е+ = Е , ГГ = ГГ, П" = ГГ соответствуют трансверсальному направлению круглого изотропного тела, П - прочности материала при межслойном сдвиге в плоскости xoz, а а =аг и Я =Я, - перпендикулярно направлению волокон.

Из табл. 2.5 следует, что многие композиты слабо сопротивляются межслойному сдвигу (при больших значениях E /G и П /П ), поперечному отрыву (Е /Е.,), а также растяжению и сжатию перпендикулярно направлению волокон (ГГ/ГГ и ГР/ГГ). Существующие методики испытаний образцов из КПМ машиностроительных конструкций довольно подробно изложены в работах [36, 105]. Уровень исследований в области аэрокосмических и машиностроительных конструкций с применением КПМ уже достаточно высок. Направления дальнейших исследований в этой отрасли производства: - переход от феноменологического подхода к структурной теории прочности композитов; - постепенное ограничение детерминистических методов и расширение вероятностных методов расчета конструкций с исследованиями их надежности и долговечности; - необходимость индивидуальной диагностики состояния исходных материалов, композитов и элементов конструкций с использованием неразру-шающих методов контроля; - развитие прикладных вопросов механики композитов, доступных для широкого круга проектировщиков, строителей и эксплуатационников;

- создание соответствующих нормативных документов с методиками инженерного проектирования сооружений с композитами.

Результаты испытаний СПА на осевое растяжение

При испытаниях были использованы стержни из СПА 0 7,5 мм, имеющие защитную оболочку со спиральной крученой стеклянной нитью и анкеры по рис. 2.5. Практически все показатели прочности и деформативно-сти зависят от температуры Т,С. В дальнейшем за базовые будем принимать характеристики, полученные при Т =+20С.

Практически все испытанные на растяжение образцы из СПА начинали разрушаться в сечении у начала конусообразующего уширения с последующим распространением линии разрыва в сторону конца стержня в виде спиральной кривой под углом 45 к продольной оси. За счет перегиба осей стеклянных волокон, концентрации поперечных напряжений под захватами и напряжений сдвига в связующем между волокнами, зона у начала уширения оказывается менее прочной, чем на остальном протяжении [129].

В 1999 г. в СибНИА были проведены при Т «23С пробные испытания 4 образцов из СПА 0 7,2 мм, в результате которых два образца разрушились по конусу, а два - по конусу с расслоением при среднем значении П+ =1067М7я. Анкеры СибНИА и СГУПСа были аналогичными по кон х.обр струкции, но при запрессовке цемента другим лаборантом.

В Техническом свидетельстве Госстроя России № ТС-07-0296-2000 (п. 4, с. 4) отмечено, что обязательные требования ТС установлены на основе результатов комплексных исследований, выполненных СГУПСом совместно с БЗС [74]. При этом в СГУПСе основные исследования СПА БЗС проводил ИЦ СМИК «Стройэксперт» с участием соискателя - зам. руководителя ИЦ.

В общем случае основная характеристика СПА - условный предел текучести Rc m - принимается по формуле R = 0,8/?сэ . После согласования с БЗС и ФЦС Госстроя РФ в ТС-2000 включены значения браковочных минимумов с учетом данных табл. 3.1: [F]] =400(кгс 0,8х5104 = 4083кгс и [П5 = 1 ОООМЯа 0,8 х 1274 = 1019МЯа.

По ТС-2000 допускается применять СПА с диаметрами dx от 2 до 10 мм, но фактически с одним значением предела прочности К =Щос =const = \274Ml7a. На первом этапе применения СПА было бы целесообразно использовать линейную зависимость П 1 =П 5 +83(7,5- /,), полученную из данных работы Н.П. Фролова [125].

В процессе работ 1999 г. в БЗС были проведены выборочные контрольные испытания 15 партий образцов из СПА 0 7,5 мм. При значении браковочного минимума [F]] = 4000кгс = 39,24кН средние значения прочности стержней в партиях на растяжение были в пределах от Fc3 = 40,20Ш при cv = 2,9% до Fc p = 47,70Ш при cv =10,8% [74, кн. 1, с. 54].

В 2000 г. в Бийске были выполнены очередные периодические испытания СПА из 7 партий по 10 образцов при их маркировке 7,5-350-2Б (табл. 3.2). В процессе испытаний уделялось большое внимание изучению причин разбросов в показаниях прочности. 15 и 16 ноября 2001 г. в БЗС были проведены контрольные испытания 10 стержней СПА 7,5-350-2Б (из партии № 93/1) комиссией, включающей экспертов из СГУПСа, СибНИА и БЗС. Образцы из СПА содержали 20,1 % связующего (эпоксидного компаунда), находились в пропиточной камере при Гв=45±3С, а при термообработке в течение г = 4ч с Гб = 160С; Г = 22С; wu = 76%. Результаты испытаний 15.11.01 г.: средний диаметр стержней с/,7,5 = 7,37лш; F7 . = 45,07 Ш при cv=2,80%; П7т5об/, = 1149МЯа при cv =2,60%; Ej;5 10"3 = 52,45МПа при с =1,07%.

Другим предпочтительным значением диаметра стержней СПА БЗС является dx =5,5лш. При контрольных испытаниях 1999 г. в БЗС 33 партий образцов СПА 0 5,5 мм были получены значения прочностей стержней на растяжение в пределах от F = 23,1Ш при с, = 5,4% до F = 29,5кН при cv = 1,2%. Данные испытаний 2000 г. на растяжение СПА 0 5,5 мм приведены в табл. 3.3 (ср. с данными табл. 3.2 для СПА 0 7,5 мм).

Основные проектные расчеты стеновых панелей для жилых и общественных зданий

Общие вопросы проектирования стеновых панелей должны соответствовать СНиПу 2.03.01-84 [98], СНиПу 2.01.07-85 [97], ГОСТ 11024-84 [23]. Многочисленные конструктивные требования и ограничения приведены в рекомендациях ЦНИИЭПжилища [88] и СГУПСа [89].

Толщина наружного (фасадного) армированного слоя бетона должна быть не менее 60 мм. Подвески рекомендуется располагать в верхней половине стеновой панели. При площади панели до \0м2 должно быть не менее 4 подвесок, а при большей площади - не менее 6 подвесок. Суммарная площадь поперечного сечения всех распорок, подсчитанная по расчетным диаметрам du = dx- 0,3мм, должна быть не меньше 0,5 см2 на 1 м2 фасадной площади железобетонной стеновой панели при шаге распорок не более 0,8х0Дм, а в кирпичных 3-слойных стенах - 1,0 см2 на 1 м2 фасадной поверхности стены при шаге не более 0,65 x0,65л (при гибких связях из СПА с dx = 1,5мм). Расстояние между анкерами гибких связей в панели должно быть не менее 2,5hc, где hc 40лш - глубина заделки анкерного уширения связи в бетон. Конструкция швов между смежными панелями должна обеспечивать свободу перемещений торцов наружного (фасадного) слоя при температурных воздействиях.

В данном п.4.1 основное внимание уделяется особенностям расчета стеновых панелей, в которых гибкие связи выполняются из круглых стержней СПА 0 5,5 и 0 7,5 мм производства БЗС [42]. Соединение бетонных слоев панели осуществляется с помощью четырех типов связей - подвесок 1, сжатых распорок 2, рядовых распорок 3 и подкосов 4 (рис. 4.1).

Подвески 1 предназначены для передачи вертикального сдвигающего усилия от веса G, наружного слоя А панели на внутренний несущий слой Б, а основные сжатые распорки 2 - для восприятия горизонтальной составляющей N]Z = Nl sin а растягивающего усилия Nl =3 в подвеске 1 (рис. 4.2).

Рядовые распорки 3 (совместно с распорками 2) обеспечивают конструктивное единство 3-слойной панели и работают в основном на осевые растягивающие или сжимающие усилия от нагрузок при снятии панели с поддона и от ветровой нагрузки в стадии эксплуатации. Подкосы 4 обеспечивают горизонтальную жесткость панели и устойчивость ее связей.

В процессе исследований условий работы гибких связей, проводимых под руководством д.т.н. В.М. Круглова, сначала были рассмотрены приближенные расчетные схемы панелей, основанные на ряде допущений [42]. Размеры внутреннего несущего слоя Б определяются общей ее работой в составе пространственной конструкции здания. По отношению к наружному слою А ее изгибную жесткость можно принять Е3/3 = Ед/д = со. Сдвиговые вертикальные нагрузки от веса наружного слоя G, и слоя утеплителя G2 воспринимают только подвески 1 и наиболее сжатые распорки 2. Теплоизоляционный слой не участвует в восприятии каких-либо внешних нагрузок. Ветровые нагрузки передаются только на сжатые и рядовые распорки.

При изготовлении панелей в горизонтальном положении с облицовочным (фасадным) слоем снизу (для получения более благоприятного внешнего вида стеновых панелей) необходима проверка по прочности на сжатие утеплителя от веса верхнего слоя Б плиты. На стадии подъема панели с поддона ее можно рассматривать в виде изгибаемой плиты, опертой по двум сторонам при пролете, равном / или высоте панели Н (рис. 4.3). При этом интенсивность полной расчетной вертикальной нагрузки q для расчетов по прочности следует определять по формуле: q = rnil + ju) k-[lfyfgl-gl+y/p-p), (4.1) где уп = 0,95(0,90) - коэффициент надежности по назначению для зданий и сооружений нормальной (пониженной) ответственности; 1 + // = 1,40 - коэффициент динамичности, учитываемый для стадии подъема панели; к = 1,15 -коэффициент, учитываемый для слабоармированных элементов, в которых их несущая способность исчерпывается одновременно с образованием трещин в бетоне растянутой зоны; ук\ = У -U; У кг =1»2; yfp =1,3 - коэффициенты надежности по нагрузке; р&\50кгс/м2 - реактивная нагрузка от

прилипания нижней плиты к поддону (числовые значения в основном приняты по нормативным источникам [97, 98]).

Похожие диссертации на Исследование характеристик и условий применения гибких связей из стеклопластиковой арматуры (СПА) в трехслойных стеновых панелях