Пример 1. Стеновая панель с асбестоцементными обшивками для жилого многоэтажного дома

Задание. Запроектировать навесную стеновую панель на комнату (с оконным проемом) многоэтажного жилого дома. Каркас дома железобетонный. Размеры панели 319×269 см, проем 183×140 см (рис. 26). Место строительства г. Караганда.

Выбор материалов и конструкций. Учитывая массовость конструкции, принимаем для нее наиболее доступные материалы. Обшивки панели выполняются из асбестоцементных листов, а средний слой - из крафтбумажного сотопласта, заполненного отходами мипоры, раздробленными до порошкообразного состояния. Для защиты от атмосферной влаги наружная поверхность внешней обшивки панели покрывается слоем напыленного стеклопластика толщиной 0,5 мм. Панель имеет обрамление и ребра из асбестоцементного швеллера. Опирание панели осуществляется по длинным сторонам.

Для склеивания элементов панели при изготовлении предусматривается применение дифенольнсго клея ДТ-1. Кроме того, для повышения огнестойкости соединения обрамляющих ребер с обшивками производится установка трубчатых заклепок диаметром 15 мм с шагом 300 мм. Заклепки заполняются расширяющимся цементным раствором (рис. 27).

Задаемся толщиной панели 100 мм при толщине обшивок 6 мм и среднего слоя 88 мм. Конструкцию панели с принятыми размерами проверяем по условиям обеспечения жесткости, прочности и теплотехнических требований.

Нагрузки. Ветровая нагрузка для IV района (СНиП П-А. -62):

нормативная q_N=cq₀ - 0,8×55 = 44 кГ/м²;

расчетная q = q_Hn = 44×1,2 = 53 кГ/м².

Рис. 26. Общий вид стеновой панели с асбестоцементными обшивками: 1 - асбестоцементные листы; 2 - напыление стеклопластиком; 3 - сотопласт; 4 - обрамление и ребра из профильного асбестоцемента; 5-пробки для крепления оконной коробки; 6 - закладные детали в панели для ее крепления; 7 - трубчатые заклепки; 8 - асбестоцементная накладка

Собственным весом, действующим в вертикальной плоскости, пвенебрегаем, так как усилия от него незначительны.

Проверка прогибов. Расчетная схема панели приведена на рис 28 Конструкция панели позволяет рассматривать ее как трехслойную сплошную. Производим проверку прогибов по схемеСплошной трехслойной плиты, считая, что обрамляющие ребра в работе не участвуют. Вычисляем относительный прогиб учетом работы среднего слоя на сдвиг по формуле (37)

где q_Н = 44×3,19 = 140кГ/м-интенсивность ветровой нагрузки на полной ширине панели;

l = 269 8 = 261 см- расчетный пролет;

b = 319 183 = 136 см-расчетная ширина панели в ослабленном сечении по оконному проему.

где Е и μ - модуль упругости с учетом условий эксплуатации и коэффициент Пуассона асбестоцемента соответственно (табл. 26, 27);

Рис. 27. Детали стеновой панели с асбестоцементными обшивками: а - примыкание оконных переплетов; б - крепление панелей к междуэтажному перекрытию; в - стыкование асбестоцементных обшивок: 1 - асбестоцементные листы; 2 - напыление стеклопластиком; 3 - сотопласт; 4 - обрамление и ребра; 5 - козырек; 6 - пороизол; 7 - штырь диаметром 16 мм; 8 - закладная деталь в панели; 9 - металлическая пластинка; 10 - закладная деталь в перекрытии; 11 - трубчатые заклепки; 12 - накладка из асбестоцементных полос на клею; 13 - наличники; 14 - клеевые швы

Рис. 28. Расчетная схема стеновой панели с асбестоцементными обшивками: а - сечение вертикальной плоскостью; б - сечение горизонтальной плоскостью в ослабленном оконным проемом месте

n_вр = 0,34 - временной деформационный коэффициент асбестоцемента (рис. 116). В связи с тем, что ползучесть асбестоцемента имеет незатухающий характер, тгвр принят для суммарного времени действия ветровой нагрузки, равного о годам, при повторяемости 0,1 (приложение 3) и продолжительности эксплуатации здания 50 лет;

G = 140 кГ/см² - модуль сдвига сотопласта (табл. 22);

n'_вр = 0,41 - временной деформационный коэффициент (рис. 102), принятый из условия продолжительности разового непрерывного действия ветра в течение ГО суток (приложение 3). При этом крафтбумажный сотопласт приравнен БСП.

Расчетный прогиб не превышает допускаемый.

Проверка несущей способности по прочности, а) По нормальным напряжениям в обшивках.

Рассматриваем сечение, ослабленное оконным проемом. Проверку прочности производим по формуле (34), куда входит q = 53×3,19 = 169 кГ/м - интенсивность расчетной нагрузки; R_и = 140×0,9 = 126 кГ/см² - расчетное сопротивление асбестоцемента с учетом условий эксплуатации (табл. 26, 27); k_дс = 0,56 - коэффициент, учитывающий снижение прочности асбестоцемента за время суммарного действия ветровой нагрузки в течение 5 лет (см. рис. 116).

б) По напряжениям сдвига в среднем слое по нейтральной плоскости. Проверку производим близ опоры и в сечении, ослабленном оконным проемом, по формуле (35).

В сечении близ опоры

В сечении, ослабленном оконным проемом,

В первом случае Q₁ : b₁ = 220 : 319 = 0,69 кГ/см, во втором случае Q₂: b₂= 151 : 136 = 1,11 кГ/см. Расчетным является второй случай.

R_ср = 4,2 кГ/см² - расчетное сопротивление сотопласта на срез (табл. 22); k_дс = 0,41 - коэффициент длительного сопротивления сотопласта, соответствующий продолжительности непрерывного действия ветровой нагрузки в районе строительства в течение 10 суток (см. рис. 102).

Расчетное сопротивление клеевого шва из клея ДТ-1 определяем по табл. 23 и рис. 115, приравнивая сотопласт, заполненный мипорой, пенопласту

Проверка теплоизоляционных качеств панели. Согласно СНиП П-А. 7-62 величина сопротивления панели теплопередаче R₀ должна быть больше требуемой R₀^тр. Выполнив необходимые подсчеты, получаем R₀ = 1,76 и

Сопротивление панели теплопередаче обеспечено.

Расчет стыка обшивки. Исходя из размеров выпускаемых промышленностью асбестоцементных листов, предусматриваем устройство стыков обшивки: горизонтальных на уровнях оконного проема, вертикального - посредине панели. Стыки перекрываются накладками из асбестоцементных листов шириной 100 мм и толщиной 6 мм (рис. 27, в). Накладки приклеиваются дифенольным клеем ДТ-1 с установкой трубчатых заклепок диаметром 15 мм через 300 мм.

Проверку несущей способности стыка производим по формуле

где

нормальное усилие от изгибающего момента в растянутой обшивке;

изгибающий момент в месте наиболее напряженного нижнего горизонтального стыка.

F - площадь клеевого шва

R_ср = 27 кГ/см²-расчетное сопротивление клеевого шва на срез (табл. 23);

k_дс = 0.68-коэффициент длительного сопротивления клеевого шва (рис. 115), соответствующий продолжительности непрерывного действия ветровой нагрузки в течение 10 суток.

Общий вид панели, детали стыков и крепления панели к междуэтажному перекрытию показаны на рис. 26 и 27. Конструкция крепления позволяет панелям свободно деформироваться при изменениях температуры, а применение для заделки стыков пороизола обеспечивает при этом надежную герметизацию.

Заключение. Запроектированная стеновая панель отвечает заданию и имеет достаточную несущую способность. Решающим для нее при расчете является величина прогиба.

Закажи незабываемое время с привлекательными спутницами на https://tumen.inditok.info и получи море удовольствия!