10716

Фокина В.А., Стефанова М.В.

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

ПРИМЕНЕНИЕ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЕЙ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

С каждым годом в мире появляются все больше новых технологий производства и новые материалы. Так, в 1930 году американский архитектор Франк Ллойд Райт впервые использовал сэндвич-панели с сотовым наполнителем в проекте одноэтажного коттеджа «Unsonian», который проектировался как пример экономичного жилья[1].

Сэндвич-панель – это строительный материал, состоящий из профилированных, оцинкованных и окрашенных стальных листов толщиной 0,5, 0,6 или 0,7 мм и слоя утеплителя из негорючей ламелированной минеральной ваты класса А1. Стандартная длина панелей 1000, 1200 мм, но по специальному заказу возможно изготовление панелей нестандартной ширины.

Таблица 1. Технические данные фасадных систем компании Trimo[2]

100

Различают два вида фасадных систем: горизонтальную (рис. 1) и вертикальную (рис. 2). Горизонтальная фасадная система обеспечивает высокую огнестойкость, хорошую тепло- и звукоизоляцию, а также оптимальные санитарно-гигиенические условия. В основном панели используются в качестве перегородок, навесных стен, противопожарных стен и потолков, они также подходят для использования в пищевой и химической промышленности.

Отсутствия сквозных отверстий обеспечивает вертикальным фасадам дополнительную защиту от неблагоприятного воздействия окружающей среды в области крепления, благодаря чему существенно увеличивается срок службы фасадов, а также защищает их от механических повреждений.

Как горизонтальную, так и вертикальную фасадную систему применяют для строительства административных, торговоразвлекательных, промышленных зданий, спортивных и других сооружений.

Для придания зданиям более эстетичного вида, применяется материал Qbiss One, который является одной из разновидностей сэндвичпанелей. Он обеспечивает максимальную свободу для самовыражения и предлагает практически безграничные возможности для реализации проектов. Сам фасадный элемент усовершенствован и имеет уникальные закругленные углы, что исключает необходимость в сгибах, резах или сварных швах, которые видны на обычном вентилируемом фасаде.[3]

101

Строительная практика показывает, что сэндвич-панели обладают следующими достоинствами: применение панелей позволяет существенно сократить сроки строительства за счет подбора оптимальных конструктивных решений и возможности монтажа ограждающих конструкций; применяемые в производстве материалы безопасны для человека и окружающей среды; готовые панели характеризуются высокой степенью огнестойкости; строительство может производиться в любое время года, практически вне зависимости от температуры; низкая нагрузка на фундамент постройки; отсутствие реакции на воздействие химически агрессивных веществ или биологических факторов (плесень, грибок); низкая цена по сравнению с аналогами (кирпич, бетон, дерево).

В заключении выше сказанного, хотим отметить, что на сегодняшний день применение сэндвич-панелей в строительстве активно развивается не только в зарубежных странах, но и в России(более 2000 реализованных проектов). Здания из этого материала долговечны и надёжны, имеют красивый и современный внешний вид, хорошую звуко- и теплоизоляцию, а система декоративных и доборных элементов формирует законченный вид здания в целом и каждого отдельного модуля.

Литература

1.Alden Ball Dow, Faia (1904—1983)

2.Технический каталог Trimoterm, 2005

3.Технический каталог Qbiss One, 2009

102

Шагин Н.Е., Петрушина О.Р., Савина Н.В.

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

ИСПЫТАНИЕ ТРЕХСЛОЙНОЙ СТЕНОВОЙ ПАНЕЛИ

Целью данной работы является испытание и дальнейшая возможность применения наружной трехслойной стеновой панели марки НСт 2 в серийном производстве. Испытание натурного образца панели проводилось летом 2017 г.

Контрольные испытания трехслойной стеновой панели заводского изготовления на сдвиг наружного бетонного слоя по отношению к внутреннему слою должны выполняться с целью проверки изделий на соответствие требуемым показателям их прочности, жесткости и трещиностойкости, предусмотренным в проектной документации на эти изделия. В результате испытаний должны определяться фактические значения разрушающих (контрольных) нагрузок при испытаниях панелей на сдвиг слоев (первая группа предельных состояний) и фактические значения вертикальных перемещений слоев относительно друг друга при контрольной нагрузке. Задачами испытания являлись:

-определение разрушающей сдвигающей нагрузки;

-определение несущей способности на сдвиг гибких связей;

-оценка конструкции гибких связей и схемы их размещения в панелях;

-определение величины вертикальных перемещений (сдвига) слоев относительно друг друга.

Конструкция трехслойных стеновых панелей разработана в ООО

«СинапсПлюс». Согласно паспорту, на наружную трехслойную стеновую

103

панель марки НСт 2 она имеет следующие характеристики, приведенные в таблице 1. В знаменателе приведен класс бетона внутреннего слоя. Соединение наружного и внутреннего бетонных слоёв панели производится с помощью гибких связей. Испытание панели производилось на специальном стенде.

Методика проведения испытаний трехслойных стеновых панелей на сдвиг слоев.

Испытание трехслойной стеновой панели марки НСт 2 проводилось согласно ГОСТ8829-94 «Методы испытания нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости».

Для трёхслойных стеновых панелей с гибкими связями высотой «на этаж» вертикальные нагрузки, вызывающие взаимный сдвиг наружного и внутренего бетонных слоёв, являются одним из основных силовых воздействий.

В период эксплуатации на систему гибких связей передаются вертикальные усилия от веса наружного слоя панели, при этом связи должны воспринимать сдвигающие усилия, препятствуя смещению наружного слоя.

Теоретическая расчетная сдвигающая нагрузка для трехслойных панелей с гибкими связями, по приведённым выше условиям, определяется по максимальному воздействию, предусмотренных нормами:

-динамического воздействия с учётом коэффициента f = 1,6 для веса внутреннего слоя;

-динамического воздействия с учётом коэффициента f = 1,6 для веса наружного слоя;

-воздействие от динамического пригруза панелью вышележащего

этажа:

( f = 1.6) от статического воздействия;

( f = 1.1) от собственного веса наружного слоя;

-статическое воздействие в эксплуатационной стадии от собственного веса наружного слоя.

Для панели марки НСт 2 теоретические величины сдвигающих усилия определялись для четырех возможных схем нагружения:

-от динамического воздействия веса внутреннего слоя:

Fдин1 вн.сл. = 1,36 1.6 = 2,176 тс = 21,76кН;

-от динамического воздействия веса наружного слоя:

Fстат.3 = 1,56 1.6 = 2,496 тс = 24,96кН;

-от динамического воздействия веса панели вышележащего этажа и статического нагружения собственным весом наружного слоя:

Fдин2 приг. = 2,98 1.6 + 1,56 1.1 = 6,484 тс = 64,84кН;

- от статического воздействия в эксплуатационной стадии от веса наружного слоя:

104

Fстат.3 = 1,56 1.1 = 1,716тс = 17,16кН.

За теоретическую расчетную сдвигающую нагрузку для панели марки НСт 2 принималась большая из четырех значений – 6,484 тс

(64,84кН).

Контрольная нагрузка по проверке на сдвиг слоев определялась умножением теоретической расчетной сдвигающей нагрузки на коэффициент безопасности, принимаемый согласно ГОСТ31310-2015 «Панели стеновые трехслойные железобетонные с эффективным утеплителем» и равным двум. Величина максимального смещения наружного слоя относительно внутреннего слоя при двойной расчетной нагрузке на наружный слой, включая его собственный вес, не должно превышать 2 мм. Значения контрольных нагрузок приведены в таблице 2.

Таблица 2. Контрольные значения сдвигающих нагрузок и смещений слоев

Была подготовлена программа испытания, включающая следующие положения:

-определена величина контрольной нагрузки по проверке на сдвиг наружного и внутреннего слоев отноносительно друг друга,

-определена величина контрольного значения максимального вертикального перемещения слоев друг относительно друга при контрольном значении сдвигающей нагрузки,

-разработана схема и этапы нагружения трехслойной стеновой панели марки НСт 2.

Для испытания натурного образца трехслойной стеновой панели был подготовлен специальный стенд. Образец панели устанавливался в стенд горизонтально. Внутренний слой панели опирался на два электронных тензорезисторных датчика ТВЭУ-200, которые в свою очерель опирались на жесткую траверсу стенда. Наружный слой был свободен и мог перемещаться по отношению внутреннего слоя. Сдвигающая нагрузка прикладывалась на простенки наружного слоя панели через металлические уголки ∟125×8 с помощью двух гидравлических домкратов ДГА100П150. Суммарная величина прикладываемой дократами сдвигающей нагрузки контролировалась с помощью монометра «Nuova Fima» класса точности 0,02. Величина нагрузки, передаваемая гибкими связями с наружного слоя панели на внутренний слой, измерялась элекиронными тензорезисторными датчиками ТВЭУ-200 с точностью 100кг. Перемещения наружного и

105

внутреннего слоев относительно друг друга измерялись индикаторами часового типа с точностью до 0.01мм.

Ступень нагрузки на панель принималась равной 1/10 – 1/15 от величины контрольной нагрузки по проверке на сдвиг. Отсчеты по приборам снимались на каждом этапе сразу после загружения и после выдержки в течение 15 минут.

При испытании панели величина суммарной сдвигающей нагрузки от двух домкратов была доведена до 15тс, что в 2,3 раза превышающей расчетную сдвигающую нагрузку, равную 6,484тс. При сдвигающей нагрузке равной 15,0тс деформации сдвига составили 0,76мм, что в 2,6 раза меньше максимального смещения, равного 2,0мм, установленного ГОСТ 31310-2015.

Выводы по результатам испытания наружной трёхслойной стеновой панелий марки НСт 2.

1.Опытная величина деформаций сдвига при контрольной нагрузки по проверке на сдвиг слоев равна 0,648мм, что значительно меньше контрольного значения максимального вертикального смещения, установленного ГОСТ31310-2015 равного 2,0мм.

2.Принятая схема армирования гибкими связями типовых трехслойных стеновых панелей марки НСт 2 достаточна для восприятия на сдвиг проектных нагрузок и может быть рекомендована для серийного производства панелей с гибкими связями.

Таблица 3.Опытные значения деформации вертикального смещения (сдвига) слоев в зависимости от величины нагрузки

Литература 1. ГОСТ 8829-94 «Методы испытания нагружением. Правила оценки

прочности, жесткости и трещиностойкости»

106

2.ГОСТ 31310-2015 «Панели стеновые трехслойные железобетонные

сэффективным утеплителем».

Ядрова А.А., Белкина А.А.

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ОТРАСЛИ БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫХ КЛЕЕНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ В РОССИИ

Клееная деревянная конструкция (КДК) — это совокупное, монолитное соединение деревянных элементов, которые соединены между собой клеевой прослойкой. Балки, рамы, фермы и арки из клееной древесины (БКДК) по эксплуатационным характеристикам не уступают бетонным и металлическим конструкциям. Они имеют малую объемную массу, высокую прочность и стойкость при эксплуатации в различных условиях, в том числе и агрессивных средах. БКДК возможно производить практически любых размеров и форм. Уникальностью БКДК является сочетание в них давно оправданных достоинств обычной древесины и уникальных технологических возможности клееной древесины. В настоящее время КДК всё больше применяются для создания несущих, ограждающих и декоративных изделий.

Анализ производств БКДК в России:

Впервые КДК в нашей стране были изготовлены в 1938 году, а в промышленном строительстве их стали применять после 1945 г. Изготовление БКДК началось на Костопольском и Витебском домостроительных комбинатах также в конце 40-ых годов.

Сейчас в нашей стране имеется достаточно большое количество предприятий по выпуску БКДК. Рассмотрим крупнейшие из них:

1. ЗАО «78 ДОК Н.М.»

Комбинат специализируется на производстве КДК и столярных изделий. Предприятие было создано в 1950 году в городе Горьком, и сегодня является одним из лидеров среди деревообрабатывающих предприятий нашей страны. Кроме того, предприятие ЗАО «78-й ДОК Н. М.» одним из первых в Нижегородской области получил лицензию Министерства культуры России на восстановление памятников культуры и архитектуры.

КДК − гордость предприятия. В марте 2004 года в эксплуатацию был введен цех по их производству. Для изготовления бруса применяется древесина хвойных пород: сосны или ели. Технологический процесс в цехе

107

КДК позволяет изготавливать конструкции широкого ассортимента. Таких предприятий в стране единицы.

Наглядным объектом, на котором применялись БКДК изготовленные на предприятии ЗАО «78 ДОК Н.М.» является:

Аквапарк развлекательного центра в Санкт-Петербурге.

Монтаж каркаса крупнейшего в стране купола из деревянных ребер сквозной конструкции был завершен в 2009 году. Этот проект уникален и не имеет аналогов в Европе. Высота купола аквапарка − 46 м, пролет между опорами − 90 м. Общий объем клееных деревянных конструкций каркаса − 1400 м3. Максимальная длина цельной клееной балки − 29,5 м.

Рис. 1. Деревянный купол из ребер сквозной конструкции

2. ООО «ПК КОНТИНЕНТАЛЬ» Предприятие располагается в городе Смоленск и занимается

изготовлением КДК с 2002 года. Комбинат оснащен современным оборудованием, позволяющим применять в производстве передовые технологии. Он специализируется на выпуске КДК, которые применяются в строительстве многих сооружений, в т.ч. большепролетных. Данное предприятие также является одним из лидеров среди производителей клееного бруса в России.

Наиболее ярким объектом с использованием БКДК произведенных на предприятии «ПК КОНТИНЕНТАЛЬ» является:

Дворец водных видов спорта в Казани.

Проектирование каркаса универсального спортивного сооружения было завершено в 2011 году. В каркасе Дворца водных видов спорта были применены большепролетные шпренгельные балки и стойки из клееной древесины.

108