торые должны быть достаточно жесткими, полностью восприни мающими нормальные и сдвигающие усилия и изгибающие мо менты. Для соединения блоков можно использовать монтажную сварку, болты, накладки на клею и др. На рис. 130 показан один из возможных вариантов решений стыка гнутых блоков про странственных конструкций.
Расчет трехслойных пространственных конструкций ведется по обычным методам строительной механики.
§ 63. РАСЧЕТ ТРЕХСЛОЙНЫХ ПЛИТ И ПАНЕЛЕЙ
Общие сведения. Расчет трехслойных панелей выполняется согласно СНиП по несущей способности (прочности и устойчиво сти) и деформациям. В первом случае расчет производится на действие расчетных нагрузок, во втором — на действие норматив ных нагрузок.
Прочность элементов панелей и их соединений проверяется на неблагоприятные сочетания нагрузки и температурно-влажно- стных воздействий. Для панелей с обшивками из металла и стек лопластика прочность обшивок на температурно-влажностные воздействия не проверяется. Прогибы панелей от совместного действия нагрузок и температурно-влажностных воздействий при наиболее неблагоприятных их сочетаниях не должны превосхо дить предельных прогибов, приведенных в табл. 34.
Табл. 34. Предельные прогибы изгибаемых элементов
|
|
|
|
|
Прогиб в долях |
пролета |
Наименование элементов |
конструкций |
для производ |
для жилых |
ственных и |
|
|
|
|
|
общественных |
зданий |
|
|
|
|
|
зданий |
|
|
|
|
|
|
1. Стеновые панели с проемами, |
заполнен |
|
|
ными силикатным |
стеклом, |
а также |
подокон |
1 |
1 |
ные и надоконные |
вставки |
|
|
200 |
350 |
|
|
|
|
|
2. Стеновые панели, |
кроме |
указанных в п. 1 |
1 |
1 |
настоящей таблицы |
|
|
|
|
|
|
125 |
350 |
|
|
|
|
|
3. Панели покрытий |
и подвесных потолков |
1 |
|
150 |
— |
|
|
|
|
|
|
4. Светопрозрачные волнистые листы:
|
при |
пролете |
до |
1,5 |
м |
1 |
|
75 |
|
|
|
|
|
|
|
при |
пролете |
до |
3,0 |
м |
1 |
|
125 |
|
|
|
|
|
|
Точный расчет трехслойных плит приводит к сложным фор мулам, что значительно затрудняет применение его на практике.
Поэтому для упрощения расчетных формул принят ряд допуще ний, позволяющих с достаточной для практических целей точно стью производить расчеты конструкций.
Трехслойные плиты и панели в расчетном отношении (по упрощенному методу — «Указания по проектированию и расчету строительных конструкций с применением пластмасс». М., 1963)* могут быть разделены на две основные группы:
1) плиты и панели с жестким несущим обрамлением 2, вос принимающим сдвигающие усилия при изгибе (рис. 131, а).
/
=. =. -. — |
|
:ООО0'О 13 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
У?. |
/ |
/ |
\~frrv/ |
|
|
М ч |
• Ik |
P^TTvVv..-. |
1 |
>..t...*'~v .'• t'.'.\ |
. \ . \ •. ' |
i |
•А |
Л |
L |
|
ь |
Рис. 131. |
Схемы |
конструкций |
плит |
(панелей). |
Средний слой выполняет теплоизоляционные функции, предохра
няет тонкие сжатые |
обшивки |
/ от выпучивания и участвует |
в работе обшивок на |
местный |
изгиб, а также плиты и панели |
с ребристым средним слоем в виде крупных сот 3 из древесно волокнистых плит (рис. 131,6) при расстоянии между продоль ными сотами а ^ 0 , 0 5 / . В этом случае сдвигающие усилия при из гибе воспринимают продольные ребра сот;
2) плиты и панели со сплошным средним слоем 4 (пено пласт, сотопласт), прочно склеенным с обшивками и восприни мающим сдвигающие усилия при изгибе. Обрамление в этом
случае является ограждающим |
элементом |
(рис. 131, в), а |
также |
* Расчет трехслойных панелей по |
рекомендации |
ЦНИИСК (1969) |
приве |
ден на стр. 278. |
|
|
|
плиты и панели с ребристым средним слоем в виде крупных сот
из древесноволокнистых плит (рис. 131, б) при расстоянии |
между |
продольными сотами а < 0 , 0 5 / . В этом случае сдвигающие |
усилия |
при изгибе также воспринимают продольные ребра сот. |
|
Нормальные усилия при изгибе плит и панелей восприни мают только обшивки.
При расчете плит и панелей 1-й группы пользуются обыч ными формулами сопротивления материалов, но с учетом воз
можной концентрации напряжений в тонкой обшивке и неравно мерного их распределения по ширине плиты Ь. Неравномерность распределения нормальных напряжений в обшивке и концентра ция напряжений у мест примыкания жесткого обрамления учи тываются введением в расчетные формулы приведенной ширины плиты-панели 6 п р вместо действительной ширины Ь.
Приведенная ширина плиты определяется по формуле
|
|
Ьщ,=кЬ, |
|
|
(156) |
где k — коэффициент |
неравномерности; |
|
|
b — фактическая ширина плиты, |
см. |
|
|
Коэффициент k находится по графику |
(рис. 132). |
По полученному |
значению Ьпр |
определяются |
приведенные |
характеристики |
сечения плиты — момент |
инерции |
/П р, момент |
сопротивления |
WBp и статический момент 5 п р . |
|
Расчет на прочность. Максимальные нормальные |
напряже |
ния в обшивке |
|
|
|
0 = - J L |
^ Я и ; |
Г п р = _ ^ Р — |
(157) |
W N |
P |
с |
|
где 1^Пр — приведенный момент |
сопротивления. |
|
Напряжение сдвига |
|
|
|
|
T = - ^ f 4 |
(158) |
|
|
1 пр°ск |
|
где Ьск— ширина скалываемой части (при определении напря жения в клеевом шве и месте примыкания обшивки к полке уголка Ьск равна ширине двух полок, а при определении скалывающих напряжений в стенках об рамления ЬСк равна двум толщинам стенок обрамле ния), см.
Расчет по деформациям. Прогиб при равномерно распреде ленной нагрузке
' = ^ i k r « l f t |
( , 5 9 ) |
где qH — нормативная нагрузка на единицу длины плиты; Е — модуль упругости материала обшивок.
При пустотном среднем слое (см. рис. 124, 6) верхняя сжа тая обшивка проверяется на местный изгиб от сосредоточенного груза Р = 1 0 0 кг с коэффициентом перегрузки 1,2.
Обшивка на местный изгиб работает совместно с подклеен ным к ней слоем пенопласта (см. рис. 124, б). Напряжение растя жения в подкрепляющем слое пенопласта проверяется по фор муле
где М — максимальный изгибающий момент от местной нагрузки:
|
М = 0,2Ра; |
|
й^г0,05/ — расстояние между |
осями |
брусков (см. рис. 124,6) |
или ребер |
(см. рис. 131,6); |
d — толщина подкрепляющего слоя, см; |
б — толщина обшивки, см; |
|
Rp — расчетное сопротивление |
растяжению пенопласта; |
6 П — ш и р и н а |
полосы, |
условно принимаемая равной |
50 см. |
|
|
|
Напряжение сжатия в обшивке от местной нагрузки
При расчете плит и панелей 2-й группы пользуются обыч ными формулами сопротивления материалов. В этих плитах и панелях ввиду сплошного среднего слоя, прочно склеенного с об
шивками |
(рис. |
131, б), |
или |
часто |
расположенных |
продольных |
ребер ( а < 0 , 0 5 / , |
рис. 131,6), |
также прочно склеенных с |
обшив |
ками, распределение нормальных напряжений по ширине |
плиты |
Ь принимается |
равномерным |
(в |
последнем случае |
допускается |
некоторое |
упрощение). |
|
|
|
|
|
|
Расчет на прочность. Геометрические характеристики сече |
ния плиты-панели: |
|
|
|
|
|
|
/ = |
Ь б 1 ^ Л ; |
S = b8 |
( С |
1 " 6 ) ; W=bb(c+b), |
|
(162) |
где b — ширина плиты, см;
б— толщина обшивки, см;
с— толщина среднего слоя, см.
Нормальные напряжения в обшивках (растяжение и сжа тие) от изгиба
а = = Л - ^ и |
|
(163) |
или, подставляя значения М и W, |
|
|
|
Ш ( с + 6 ) |
:/?и, |
(164) |
|
|
|
где Rn — расчетное сопротивление растяжению |
или сжатию |
об |
шивок. |
|
|
|
Расчет на сдвиг. Скалывающее напряжение |
в среднем |
слое |
и в клеевых швах, соединяющих обшивки со средним слоем, про
веряется по известной |
формуле |
|
|
|
|
- |
Q |
S |
-R |
|
|
|
/ б ек |
|
|
или, подставляя значения |
Q, S |
и /, |
получим |
|
т |
= |
тазг |
< * - |
( 1 6 5 ) |
где Q — наибольшая поперечная сила от расчетной нагрузки;