Несущая способность и деформативность трехслойных кровельных панелей со средним слоем из минеральной ваты на основе базальтового волокна

• Автор: Ильдияров, Евгений Викторович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 178 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ Стр.

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА.

1.1 Основные виды трсхслойпьтх конструкций, применяемых в строительстве.

1.2 Основные гипотезы расчета трехслойных панелей.

1.3 Цель работы.

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ ПАНЕЛИ

2.1 Определение физикомеханических характеристик материала

обшивок

2.2 Анализ результатов работы обшивок.

2.3 Определение физикомеханических характеристик минераловатного среднего слоя .

2.3.1 Определение прочности и модуля деформации при сжатии
2.3.2 Проведение испытаний и обработка данных эксперимента
2.3.3 Определение модуля деформации минеральной ваты на изгиб
2.3.4 Определение предела прочности и модуля сдвига минеральной ваты
2.3.5 Определение предела прочности и модуля сдвига заполнителя в составе панели.
2.3.6 Определение прочности и модуля деформации элемента панели на растяжение.
2.4 Анализ результатов испытания минеральной ваты и элементов
панели.
Выводы по главе.
3 РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНОЙ МОДЕЛИ И ИССЛЕДОВАНИЕ НАРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КРОВЕЛЬНЫХ ПАНЕЛЕЙ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДА КОНЕЧНЫХ
ЭЛЕМЕНТОВ.
3.1 Постановка задач и
3.2 Описание расчетной модели.
3.3 Анализ напряженнодеформированного состояния кровельной панели
3.3.1 Однопролетная схема работы панели.
3.3.2 Двухпролстная схема работы панели.
3.4 Местная устойчивость профилированного листа
Выводы по главе
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КРОВЕЛЬНЫХ
ПА ШЛЕЙ С МИНЕРАЛОВАТНЫМ СРЕДНИМ СЛОЕМ.
4.1 1 ланированис эксперимента
4.2 Нагрузочное устройство.
4.3 Измерительная аппаратура.
4.4 Подготовка панелей к испытаниям
4.5 Схема работы и нагружение панелей
4.6.1 Испытания панелей но однопролстной схеме
4.6.2 Анализ результатов.
4.7.1 Испытания панелейпо двухпролетной схеме
4.7.2 Анализ результатов.
5 АНАЛИЗ ЧИСЛЕННОГО И НАТУРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТОВ И РАЗРАБОТКА МЕТОДИК РАСЧЕТА ТРЕХСЛОЙНЫХ КРОВЕЛЬНЫХ ПАНЕЛЕЙ
5.1 Сравнение результатов натурного и численного экспериментов на основе метода конечных элементов.
5.2 Инженерная методика расчета
5.3 Эксплуатационные нагрузки
Выводы по главе
Основные выводы и результаты.
Список используемой литературы


В таких панелях обшивки воспринимают изгибающий момент, а утеплитель — сдвигающие усилия, обеспечивая совместную деформацию и целостность панели. Панели первого и второго типа изготавливаются на поточных линиях стендовым способом. Данные панели проектируются под определенные условия работы, тип местности и величину нагрузки. Панели третьего типа -«сэндвич» - производят на конвейерах, при этом варьируется толщина утеплителя и обшивок. Данные панели могут применяться в строительстве практически повсеместно. Рисунок 1. ЦНИИПСК им. Мельникова и ЦНИИСК им. В.А. Кучсрснко. Впервые такие панели применили в году при строительстве обогатительной фабрики в Якутии. Панели имели гладкие алюминиевые обшивки из сплава АМгП, средний слой из полистирольного пенопласта и комбинированное обрамление по контуру в виде фанерной полосы с приклепанными алюминиевыми уголками. С несколько измененным, 2-образным металлическим обрамлением и средним слоем из плитного пенополивинилхлорида аналогичные панели были применены [, ] в качестве покрытия купола телескопа Зеленчугской астрофизической обсерватории АН СССР (рисунок 1. Кроме того, трехслойные панели с преднапряженными гладкими алюминиевыми обшивками по проектам ЦНИИПСК были применены для покрытий Байкальской ТЭЦ [, ] и Селенгинского целлюлознокартонного комбината (рисунок 1. Для покрытий ряда сборно-разборных зданий в Магадане институтом «Дальстройпроект» совместно с ЦНИИСК им. В.А. Опыт применения первых трехслойных конструкций покрытий оказался, в целом, успешным. Однако в процессе строительства и эксплуатации зданий из таких конструкций был выявлен ряд недостатков. Во-первых, вследствие того, что обшивки, как правило, изготавливались из гладких листов, появилась необходимость в дополнительных мероприятиях по повышению их устойчивости. Во-вторых, обрамление из фанерной полосы и прикрепленных к ней двух металлических уголков требовали выполнения большого количества операций при изготовлении. В-третьих, для крепления обшивок к обрамляющим ребрам с помощью заклепок или самонарезающих винтов требуются большие трудозатраты, к тому же в этих местах была отмечена низкая герметичность. Кроме того, была отмечена малая производительность при вспенивании полистирольного пенопласта. Рисунок 1. Высоту гофров в обшивках приняли равной - мм. Испытания, проведенные в ЦНИИСК им. Кучеренко, показали, что применение гофрированных обшивок с высотой гофра порядка 2-3 мм повышает предельные напряжения в ней на -% по сравнению с гладкой обшивкой []. В качестве примера других конструкций трехслойных панелей покрытий можно привести панель, которую разработали в ЦНИИпромзданий [] с использованием опыта фирмы «Эрнст». От панелей, выпускаемых этой фирмой, отечественная конструкция (рисунок 1. Нижняя обшивка панели с одной боковой стороны имеет уступ, а с другой - сходный с ним по профилю выступ. Этим выступом нижняя обшивка крепится к прогону с помощью самонарезающих винтов, а верхняя - соединяется с помощью комбинированных заклепок с верхней обшивкой смежной панели. Рисунок 1. За рубежом трехслойные конструкции также нашли широкое применение: их выпускают как массовую продукцию десятки фирм в различных странах, в том числе, в США, Англии, Франции, Канаде, Голландии, Италии, ФРГ, Бельгии. Многие предприятия имеют многолетний опыт их производства и применения. ФРГ фирмой «Эрнст» (рисунок 1. Верхнюю обшивку таких панелей изготавливают из стальных профилированных листов с гофром высотой мм, нижнюю - из стальных профилированных листов с мелким гофром. Средний слой выполнен из пенополиуретана, получаемого на поточной технологической линии путем вспенивания компонентов в полости между обшивками. Крайний гофр по одной из боковых сторон панели оставляют не заполненным пенопластом для возможности соединения с соседней панелью внахлест. Перфриза» (Регйтэа) [9, ]. Такие панели (рисунок 1. Отгибы обшивок частично закрывают боковые грани панели так, что между обшивками остается зазор до мм. Длина панели -до м, ширина - см, толщина - и мм. Одним из недостатков данной конструкции является вероятность промерзания в местах установки анкерных болтов. Рисунок 1. Рисунок 1.