28.02.2014
С каждым годом растет количество зданий, возводимых из сэндвич-панелей. Это административные корпуса, торговые павильоны, складские помещения, производственные цеха, спортивные сооружения. Казалось бы, все прекрасно. Но все чаще и чаще из разных концов страны приходят тревожные сигналы, связанные с деформацией крыш этих строений в зимнее время.
Из-за чего возникла эта проблема? Что необходимо сделать для ее решения? Ведь в той же Европе, откуда к нам и пришли эти строительные конструкции, ее не существует. Мы попросили рассказать о причинах ее возникновения и путях решения начальника отдела промышленных и гражданских сооружений ЦНИИПСК им. Мельникова Владислава Беляева (фото слева).
— Сэндвич-панель - это композитная конструкция. Она состоит из металлических облицовок, соединенных клеем с сердечником, который состоит из минераловатных ламелей. Направление минеральных волокон в них ориентировано перпендикулярно плоскостям облицовок.
Возникает сразу несколько факторов, влияющих на несущую способность сэндвич-панелей, что определяет сложность их расчёта при проектировании. Во-первых, это взаимодействие стальных облицовок с подкрепляющими их сердечниками из минеральной ваты. Сами по себе облицовочные листы толщиной 0,6-0,75 мм практически не обладают несущей способностью на изгиб, но объединенные в эту единую панель и подкреплённые от потери устойчивости минераловатным сердечником, они достаточно хорошо работают, выдерживая поперечные нагрузки, которые воздействуют на сооружение при его эксплуатации.
Сложность расчёта этой конструктивной формы - во взаимодействии металла и сердечника из минеральной ваты. Возникает ряд вопросов к расчету этих конструкций. Во-первых, поведение этой панели под воздействием нагрузок, которые встречаются при эксплуатации ограждающих конструкций (стеновых и кровельных).
Во-вторых, это механические свойства материала сердечника. К ним должны предъявляться более высокие требования, чем к жёстким минераловатным плитам, которые используют исключительно в качестве утеплителя и не участвуют в исполнении несущих функций. По-видимому, назрела необходимость в разработке стандарта технических требований к минераловатным плитам, используемым в сэндвич-панелях.
Стеновые и кровельные панели отличаются по характеру воздействия и интенсивности эксплуатационных нагрузок, а, следовательно, и по конструктивному оформлению. Стеновые панели имеют плоские, мелкогофрированные облицовки. На панели, в основном, воздействуют кратковременные ветровые нагрузки, воздействие постоянных нагрузок незначительно, а длительные нагрузки отсутствуют. Поэтому эксплуатация стеновых панелей в течение многих лет показала, что практических изменений свойств этих панелей нет, или они очень незначительны.
Кровельные панели эксплуатируются в более жёстких условиях под воздействием постоянных нагрузок, длительных снеговых нагрузок и кратковременных нагрузок. Соответственно, конструкция их несколько иная. Внешние облицовки этих панелей имеют силовую гофрировку с гофрами высотой от 30 до 40 мм, что повышает несущую способность этой панели. При расчете этих конструкций надо учитывать длительность воздействия многих нагрузок. Первое - это постоянные нагрузки (собственный вес панели), и второе - это снеговая нагрузка. Она возникает периодически, когда выпадает снег и лежит на крыше длительное время. В северных районах страны воздействие снеговой нагрузки продолжается 4-5 месяцев. Оценить воздействие длительных нагрузок на механические характеристики кровельных панелей можно лишь экспериментальным путём. Подобные эксперименты в нашей стране практически не проводились.
В европейских стандартах длительность воздействия снеговых нагрузок за сезон оценивается в размере 2000 часов, или два-три месяца. Предложены также формулы для оценки этих воздействий при расчёте кровельных конструкций для длительных нагрузок, когда возникают определенные деформации, которые необходимо учесть при расчете.
При расчёте многопролётных стеновых, а также однопролётных, и многопролётных кровельных панелей большое влияние на уровень напряжений оказывает разность температур на внешней и внутренней облицовках.
В настоящее время проектирование этих панелей усложняется тем, что в нашей стране нет документа, регламентирующего расчет этих конструкций. Многие фирмы используют европейские нормы или основываются на данных испытаний небольших серий этих панелей собственного производства. В России крайне необходим такой документ. В разработке этого документа нам надо основываться на тех исследованиях, которые были проведены в этой области за рубежом. Но надо учитывать также особенности климатических воздействий в нашей стране. Поэтому нам необходимы собственные исследования.
Особое внимание следует обратить на кровельные панели, работа которых коренным образом отличаются от панелей стеновых именно тем, что в составе панели есть жесткая верхняя облицовка, и даже в однопролётном варианте панель представляет собой статически неопределимую систему. Чтобы рассчитывать такую конструкцию, надо либо иметь таблицы, либо считать эту конструкцию на машинах с помощью методов конечного элемента и условий подкрепляющего слоя в виде теплоизоляции. Для чего, в принципе, необходимо провести многочисленные эксперименты по единой согласованной методике.
Следовательно, напрашивается вывод, что необходим отечественный нормативный документ, основанный на единой методике расчёта, и государственные стандарты на трёхслойные панели при различных технологиях изготовления. Появление такого документа позволит предъявить единые требования к панелям, производимым разными изготовителями, и облегчит оценку качества панелей потребителями.
Источник: rcmm.ru
С каждым годом растет количество зданий, возводимых из сэндвич-панелей. Это административные корпуса, торговые павильоны, складские помещения, производственные цеха, спортивные сооружения. Казалось бы, все прекрасно. Но все чаще и чаще из разных концов страны приходят тревожные сигналы, связанные с деформацией крыш этих строений в зимнее время.
Из-за чего возникла эта проблема? Что необходимо сделать для ее решения? Ведь в той же Европе, откуда к нам и пришли эти строительные конструкции, ее не существует. Мы попросили рассказать о причинах ее возникновения и путях решения начальника отдела промышленных и гражданских сооружений ЦНИИПСК им. Мельникова Владислава Беляева (фото слева).
— Сэндвич-панель - это композитная конструкция. Она состоит из металлических облицовок, соединенных клеем с сердечником, который состоит из минераловатных ламелей. Направление минеральных волокон в них ориентировано перпендикулярно плоскостям облицовок.
Возникает сразу несколько факторов, влияющих на несущую способность сэндвич-панелей, что определяет сложность их расчёта при проектировании. Во-первых, это взаимодействие стальных облицовок с подкрепляющими их сердечниками из минеральной ваты. Сами по себе облицовочные листы толщиной 0,6-0,75 мм практически не обладают несущей способностью на изгиб, но объединенные в эту единую панель и подкреплённые от потери устойчивости минераловатным сердечником, они достаточно хорошо работают, выдерживая поперечные нагрузки, которые воздействуют на сооружение при его эксплуатации.
Сложность расчёта этой конструктивной формы - во взаимодействии металла и сердечника из минеральной ваты. Возникает ряд вопросов к расчету этих конструкций. Во-первых, поведение этой панели под воздействием нагрузок, которые встречаются при эксплуатации ограждающих конструкций (стеновых и кровельных).
Во-вторых, это механические свойства материала сердечника. К ним должны предъявляться более высокие требования, чем к жёстким минераловатным плитам, которые используют исключительно в качестве утеплителя и не участвуют в исполнении несущих функций. По-видимому, назрела необходимость в разработке стандарта технических требований к минераловатным плитам, используемым в сэндвич-панелях.
Стеновые и кровельные панели отличаются по характеру воздействия и интенсивности эксплуатационных нагрузок, а, следовательно, и по конструктивному оформлению. Стеновые панели имеют плоские, мелкогофрированные облицовки. На панели, в основном, воздействуют кратковременные ветровые нагрузки, воздействие постоянных нагрузок незначительно, а длительные нагрузки отсутствуют. Поэтому эксплуатация стеновых панелей в течение многих лет показала, что практических изменений свойств этих панелей нет, или они очень незначительны.
Кровельные панели эксплуатируются в более жёстких условиях под воздействием постоянных нагрузок, длительных снеговых нагрузок и кратковременных нагрузок. Соответственно, конструкция их несколько иная. Внешние облицовки этих панелей имеют силовую гофрировку с гофрами высотой от 30 до 40 мм, что повышает несущую способность этой панели. При расчете этих конструкций надо учитывать длительность воздействия многих нагрузок. Первое - это постоянные нагрузки (собственный вес панели), и второе - это снеговая нагрузка. Она возникает периодически, когда выпадает снег и лежит на крыше длительное время. В северных районах страны воздействие снеговой нагрузки продолжается 4-5 месяцев. Оценить воздействие длительных нагрузок на механические характеристики кровельных панелей можно лишь экспериментальным путём. Подобные эксперименты в нашей стране практически не проводились.
В европейских стандартах длительность воздействия снеговых нагрузок за сезон оценивается в размере 2000 часов, или два-три месяца. Предложены также формулы для оценки этих воздействий при расчёте кровельных конструкций для длительных нагрузок, когда возникают определенные деформации, которые необходимо учесть при расчете.
При расчёте многопролётных стеновых, а также однопролётных, и многопролётных кровельных панелей большое влияние на уровень напряжений оказывает разность температур на внешней и внутренней облицовках.
В настоящее время проектирование этих панелей усложняется тем, что в нашей стране нет документа, регламентирующего расчет этих конструкций. Многие фирмы используют европейские нормы или основываются на данных испытаний небольших серий этих панелей собственного производства. В России крайне необходим такой документ. В разработке этого документа нам надо основываться на тех исследованиях, которые были проведены в этой области за рубежом. Но надо учитывать также особенности климатических воздействий в нашей стране. Поэтому нам необходимы собственные исследования.
Особое внимание следует обратить на кровельные панели, работа которых коренным образом отличаются от панелей стеновых именно тем, что в составе панели есть жесткая верхняя облицовка, и даже в однопролётном варианте панель представляет собой статически неопределимую систему. Чтобы рассчитывать такую конструкцию, надо либо иметь таблицы, либо считать эту конструкцию на машинах с помощью методов конечного элемента и условий подкрепляющего слоя в виде теплоизоляции. Для чего, в принципе, необходимо провести многочисленные эксперименты по единой согласованной методике.
Следовательно, напрашивается вывод, что необходим отечественный нормативный документ, основанный на единой методике расчёта, и государственные стандарты на трёхслойные панели при различных технологиях изготовления. Появление такого документа позволит предъявить единые требования к панелям, производимым разными изготовителями, и облегчит оценку качества панелей потребителями.
Источник: rcmm.ru
