RU2018599C1 - Панель ограждения - Google Patents
Панель ограждения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2018599C1 RU2018599C1 SU5063230A RU2018599C1 RU 2018599 C1 RU2018599 C1 RU 2018599C1 SU 5063230 A SU5063230 A SU 5063230A RU 2018599 C1 RU2018599 C1 RU 2018599C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insulation
- panel
- holder
- sheathing
- compression
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Building Environments (AREA)
Abstract
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении легких индустриальных ограждений промышленных и общественных зданий и сооружений. Цель - снижение материалоемкости панели, обеспечение возможности использования не только трудносгораемых, но и сгораемых утеплителей, обладающих наиболее высокой хрупкостью. Панель включает профилированную обшивку, утеплитель, держатели с полкой, отгибами и стенками, защитный слой, паротеплоизолирующий слой в зазорах между блоками утеплителя, заклепочные, болтовые, винтовые или сварные соединения. Держатели
Description
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении легких индустриальных ограждений промышленных и общественных зданий и сооружений.
Известна панель ограждения, включающая несущую профилированную, а также гидроизоляционную эластичную обшивки и расположенный между ними утеплитель, приклеенный или припаянный к несущей обшивке, причем эластичная обшивка прикреплена к утеплителю в отдельных точках посредством анкеров из эластичного материала в виде выпусков из обшивки [1].
Недостатком такой конструкции при хрупком малопрочном утеплителе является малая надежность соединения утеплителя с несущей обшивкой, что ограничивает область применения такой конструкции.
Известна панель ограждения, включающая несущую профилированную обшивку и прикрепленный к ней плитный утеплитель с помощью подкрепляющей связи, жестко соединенной элементами крепления с несущей обшивкой в отдельных точках [2].
Недостатком такого решения является возможность использования только отдельно изготовленного плотного утеплителя, к тому же разрезаемого на малоштучные пластины, что обуславливает высокую трудоемкость изготовления и отсутствие возможности использования индустриальных методов изготовления панелей. Кроме того эта панель обладает пониженными теплоизоляционными свойствами из-за наличия многочисленных "мостиков холода".
Наиболее близким техническим решением является панель ограждения, содержащая несущую профилированную обшивку, хрупкий и малопрочный утеплитель, прикрепленный к ней дискретно расположенными крепежными связями в виде полосовых элементов, гидроизоляционный ковер или наружную эластичную обшивку, причем полосовые элементы расположены в срединной части утеплителя поперек продольной оси панели и прикреплены к несущей профилированной обшивке через отгибы полосовых элементов [3].
Недостатком такого конструктивного решения является использование держателей с нерациональной формой поперечного сечения, а также то, что в этом случае несущая способность панели часто определяется несущей способностью малопрочного хрупкого усилителя. Это вызывает необходимость использования более жесткой и, следовательно, более материалоемкой несущей обшивки (профилированного листа).
Цель изобретения - снижение материалоемкости панели, обеспечение возможности использования не только трудносгораемых, но и несгораемых утеплителей обладающих наиболее высокой хрупкостью, на реализацию легких пожаробезопасных панелей.
Сущность изобретения заключается в том, что в панели ограждения, включающей несущую профилированную обшивку, защитный слой и малопрочный хрупкий утеплитель, прикрепленный к обшивке держателями, расположенными поперек панели, держатели выполнены в виде стержней -образного поперечного сечения, причем расстояние "а" между смежными держателями удовлетворяет условиям:
a ≅ 2,8 (1)
a ≅ 0,2/, (2) где |R1,2/E1,2 ˙ Z1,2 |мин- минимальная абсолютная величина отношения расчетного сопротивления материала утеплителя при растяжении R1 либо при сжатии R2 к модулю его продольной упругости, соответственно при растяжении Е1 или при сжатии Е2 и к расстоянию от собственной нейтральной оси поперечного сечения блока утеплителя до крайних фибр по высоте утеплителя в зоне растяжения Z1 либо сжатия Z2; x - функция от координаты х прогиба блока утеплителя при действии нагрузки на панель.
a ≅ 2,8 (1)
a ≅ 0,2/, (2) где |R1,2/E1,2 ˙ Z1,2 |мин- минимальная абсолютная величина отношения расчетного сопротивления материала утеплителя при растяжении R1 либо при сжатии R2 к модулю его продольной упругости, соответственно при растяжении Е1 или при сжатии Е2 и к расстоянию от собственной нейтральной оси поперечного сечения блока утеплителя до крайних фибр по высоте утеплителя в зоне растяжения Z1 либо сжатия Z2; x - функция от координаты х прогиба блока утеплителя при действии нагрузки на панель.
Панель может быть выполнена так, что утеплитель образует по длине панели отдельные блоки, разделенные между собой зазорами, а держатель располагается в середине длины каждого блока, и в зазорах между блоками размещен эластичный паротеплоизоляционный материал, причем модули Е1,2 ипродольной упругости материала паротеплоизоляции удовлетворяют условиям:
E ,2≅ lR ,2/ [(- ) + (γi- γj) + 60 (αl + αиlи)] мин (3)
Е1,2 u ≅ 0,3Е1,2 мин/(a/lu - 1) (4) где Е1 u и Е2 u - модули упругости при растяжении и сжатии материала паротеплоизоляции, соответственно; lu - длина паротеплоизоляции; R1 u и R2 u - расчетные сопротивления материала паротеплоизоляции при растяжении и сжатии соответственно; и - углы наклона касательной к изогнутой нейтральной оси профилированной обшивки в местах крепления к ней, соответственно смежных блоков i и j утеплителя при действии нагрузки на панель; и - углы поворота соседних торцов смежных блоков i и j утеплителя; - расстояние от собственной нейтральной оси поперечного сечения профилированной обшивки до крайних фибр по высоте паротеплоизоляции в зоне растяжения или сжатия ; z1,2 u - расстояние от собственной нейтральной оси поперечного сечения утеплителя до крайних фибр про высоте паротеплоизоляции в зоне растяжения z1 u или сжатия z2 u; α и α u - коэффициенты линейного расширения материала, соответственно утеплителя и паротеплоизоляции (1/oC). Выражение в фигурных скобках принимается по его минимальному значению.
E
Е1,2 u ≅ 0,3Е1,2 мин/(a/lu - 1) (4) где Е1 u и Е2 u - модули упругости при растяжении и сжатии материала паротеплоизоляции, соответственно; lu - длина паротеплоизоляции; R1 u и R2 u - расчетные сопротивления материала паротеплоизоляции при растяжении и сжатии соответственно; и - углы наклона касательной к изогнутой нейтральной оси профилированной обшивки в местах крепления к ней, соответственно смежных блоков i и j утеплителя при действии нагрузки на панель; и - углы поворота соседних торцов смежных блоков i и j утеплителя; - расстояние от собственной нейтральной оси поперечного сечения профилированной обшивки до крайних фибр по высоте паротеплоизоляции в зоне растяжения или сжатия ; z1,2 u - расстояние от собственной нейтральной оси поперечного сечения утеплителя до крайних фибр про высоте паротеплоизоляции в зоне растяжения z1 u или сжатия z2 u; α и α u - коэффициенты линейного расширения материала, соответственно утеплителя и паротеплоизоляции (1/oC). Выражение в фигурных скобках принимается по его минимальному значению.
Кроме того, держатели могут иметь возможность перемещения относительно профилированной обшивки, причем величина продольного перемещения держателя относительно мест крепления держателя к профилированной обшивке от действия продольного усилия удовлетворяет условию:
3 Δ ≥ U ( T ) ≥ Δ (5)
Δ= n, где U(T) - величина продольного перемещения; Т - продольное усилие, приложенное к стенке держателя; Т == 0,01Е˙а˙h2˙l˙b x xId4y/dx4 I;
- максимальный угол наклона касательной к изогнутой нейтральной оси профилированной обшивки; h - расстояние между собственными нейтральными осями профилированной обшивки и утеплителя;
Е = (Е + Е)/2; l - величина пролета панели или максимального из пролетов панели; b - ширина держателя. - функция от координаты прогиба профилированной обшивки при действии нагрузки на панель.
3 Δ ≥ U ( T ) ≥ Δ (5)
Δ= n, где U(T) - величина продольного перемещения; Т - продольное усилие, приложенное к стенке держателя; Т == 0,01Е˙а˙h2˙l˙b x xId4y/dx4 I;
- максимальный угол наклона касательной к изогнутой нейтральной оси профилированной обшивки; h - расстояние между собственными нейтральными осями профилированной обшивки и утеплителя;
Е = (Е + Е)/2; l - величина пролета панели или максимального из пролетов панели; b - ширина держателя. - функция от координаты прогиба профилированной обшивки при действии нагрузки на панель.
На фиг.1 и 2 изображена панель, вид сбоку (фрагменты); на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1 и 2; на фиг.4 - узел I на фиг.1 и 2; на фиг.5, 6, 7 и 8 - различные компоновки положения держателя и виды его крепления.
Панель ограждения включает профилированную обшивку 1, утеплитель 2, держатели 3 с полкой 4, отгибами 5 и стенками 6, защитный слой 7, паротеплоизолирующий слой 8 в зазорах между блоками 9 утеплителя 2, заклепочные, болтовые, винтовые или сварные соединения 10.
В качестве материала профилированной обшивки 1 могут использоваться металлы (сталь, алюминий) и полимерные конструкционные композиты пониженной горючести, например, фенолформальдегидные, фосфатные стеклопластики.
Держатели -образной конфигурации поперечного сечения изготовляются в виде стержней и крепятся к профилированной обшивке 1 соединениями в одном или нескольких местах. В качестве материала держателя 3 могут использоваться также композитные материалы или металлы. При обеспечении требования относительно продольных перемещений u держателя 3 оно может выполняться за счет сдвига держателя 3 относительно профилированной обшивки 1 вследствие того, что в полке 4 держателя 3 сделаны продольные пазы так, что держатель 3 может перемещаться относительно болтового соединения 10, крепящего держатель 3 в этом месте к обшивке 1. При этом продольные зазоры в пазе между держателем 3 и стержнем болта в месте соединения 10 должны составлять каждый величину не менее Δ и не более 3 Δ . Требование относительно перемещения u может также выполняться за счет упругих свойств (изгиба) конструкции держателя 3, а также за счет поворота конструкции держателя 3 относительно мест его соединения с профилированной обшивкой.
Утеплитель 2 образуется из полимерной, полимерминеральной или минеральной композиции при его формовании и отверждении непосредственно из профилированной обшивке 1 панели. При этом утеплитель 2 соединяется с держателями 3, ранее прикрепленными соединениями 10 к профилированной обшивке 1, за счет замоноличивания держателя 3 в объеме утеплителя 2. Утеплитель 2 может быть цельноформованным (фиг.1) или отформованным в виде отдельных блоков 9 с зазорами между ними (фиг.2). В качестве утеплителя 2 используются трудносгораемые и несгораемые пенопласты, обладающие повышенной хрупкостью. Например, полистиролцемент плотностью 180-110 кг/м3.
Зазоры ориентированы поперек панели и выполнены на все поперечное сечение утеплителя 2. Зазоры заполняют эластичными материалами (прокладками, герметиками и др.) в процессе формования или после отверждения утеплителя 2 с образованием паротеплоизоляционного слоя 8.
В качестве защитного слоя 7 могут применяться рубероид на битумной мастике, в том числе защищенный гравием, полимерные материалы, например армогидробутил, кровлелон, а также металлические защитные слои и др.
Цель достигается за счет выбора рациональной формы поперечного сечения держаталей и мест их расположения, а также за счет снижения напряжений в утеплителе при работе панели на эксплуатационные нагрузки при поперечном изгибе.
Форма поперечного сечения держателя диктуется условиями его работы и требованиями технологичности его изготовления. Держатели работают на поперечный изгиб из плоскости панели от усилий отрыва утеплителя, а также на поперечный изгиб в плоскости панели от сдвигающих усилий вдоль панели. Отрыву утеплителя препятствуют отгибы и полки держателей, воспринимающие усилия от местного поперечного сжатия (смятия) утеплителя. Продольному сдвигу утеплителя препятствуют стенки держателей, воспринимающие усилия от местного продольного сжатия (смятия) утеплителя. При этом должны быть обеспечены прочность и устойчивость элементов держателя (отгибов, полок, стенок), его жесткость при поперечном изгибе и прочность закрепления держателя на профилированной обшивке.
Шаг держателей "а" определяют из условий (1) и (2), основанных на требованиях по прочности и жесткости утеплителя при его работе на поперечный изгиб при заданном пролете.
За счет выбора более рациональных формы и мест расположения держателей по сравнению с держателями из полосы, применяемых в конструкции панели-прототипа, экономится материал держателя. Так, для стальных держателей расход стали снижается на 0,5 кг/м2 панели.
Снижение напряжений в утеплителе рационально в случаях, когда несущая способность при поперечном изгибе двухслойных панелей с цельноформованным утеплителем, соединенным с обшивками жесткими связями сдвига, например, клеевым составом или малоподатливыми на сдвиг держателями, определяется прочностью утеплителя. Это прежде всего прочность на изгиб (на растяжение и сжатие), то есть снижения требуют продольные нормальные напряжения в утеплителе.
Снижение этих напряжений осуществляется за счет уменьшения в утеплителе продольных сдвигающих усилий при поперечном изгибе панели. Конструктивно это достигается либо за счет растяжения утеплителя на отдельные по длине панели части (блоки) с расположением держателя посередине блока, либо - при цельноформованном (неразрезном) утеплителе - за счет определенной податливости держателей на сдвиг. В этих случаях снижение максимальных напряжений в утеплителе происходит за счет того, что утеплитель изгибается уже не относительно нейтральной оси всего поперечного сечения панели, а относительно собственной нейтральной оси, Держатели, как и в панели-прототипе, располагаются в зоне нейтральной оси блока утеплителя и поэтому ослабление поперечного сечения утеплителя стенкой держателя является не существенным.
Основным требованием к материалу паротеплоизоляционного слоя, расположенному в зазорах между блоками утеплителя, является требование к повышенной по сравнению с утеплителем его деформативности. Это требование является прямым следствием разделения утеплителя на автономно работающие блоки и определяется условием (4) для модуля упругости Е1,2 u. Другое условие (3) основано на требовании к необходимой прочности материала паротеплоизоляции.
Требование к необходимой податливости на сдвиг держателя, характеризуемой величиной продольного перемещения u, определяется условием (5).
Соблюдение условий (3), (4) и (5) позволяет уменьшить материалоемкость панелей за счет возможности использования менее жестких, а следовательно, и более легких профилированных листов. Например, для панелей с обшивками из стальных профилированных листов по ГОСТ 24045-86 экономия стали при применении вместо листов Н75-750-0,8 и Н75-750-0,9 листов Н57-750-0,7 и Н60-845-0,7 составляет, соответственно, примерно 30 и 40%.Основные области применения панелей предлагаемой конструкции: элементы покрытия, стен и перегородок здания с ориентацией утеплителя внутрь или наружу помещения. При использовании трудносгораемого утеплителя - здания преимущественно с каркасной конструктивной схемой, относящиеся к IIIa степени огнестойкости. Предел огнестойкости панелей 0,25 ч, предел распространения огня - менее 25 см (для панелей покрытия и менее 40 см для стеновых панелей; при использовании несгораемого утеплителя - здания, относящиеся к II степени огнестойкости. Предел огнестойкости панелей 0,25 ч, предел распространения огня 0.
Claims (2)
1. ПАНЕЛЬ ОГРАЖДЕНИЯ, включающая несущую профилированную обшивку, защитный слой и малопрочный хрупкий утеплитель, прикрепленный к обшивке держателями, расположенными поперек панели, отличающаяся тем, что держатели выполнены в виде стержней -образного поперечного сечения, причем расстояние между держателями a удовлетворяет условиям
a ≅ 2,8 ;
a ≅ 0,2/ ,,
где R1,2/E1,2·Z - минимальная абсолютная величина отношения расчетного сопротивления материала утеплителя при растяжении (R1), либо при сжатии (R2) к модулю его продольной упругости при растяжении (E1), либо при сжатии (E2) и к расстоянию от собственной нейтральной оси поперечного сечения утеплителя до крайних фибр по высоте утеплителя в зоне растяжения (Z1) либо сжатия (Z2);
y - функция от координаты x прогиба утеплителя при действии нагрузки на панель.
a ≅ 2,8 ;
a ≅ 0,2/ ,,
где R1,2/E1,2·Z - минимальная абсолютная величина отношения расчетного сопротивления материала утеплителя при растяжении (R1), либо при сжатии (R2) к модулю его продольной упругости при растяжении (E1), либо при сжатии (E2) и к расстоянию от собственной нейтральной оси поперечного сечения утеплителя до крайних фибр по высоте утеплителя в зоне растяжения (Z1) либо сжатия (Z2);
y - функция от координаты x прогиба утеплителя при действии нагрузки на панель.
2. Панель ограждения по п.1, отличающаяся тем, что утеплитель по длине панели образован из отдельных блоков, разделенных между собой зазорами, держатель расположен в середине длины каждого блока, а в зазоры между блоками помещена эластичная паротеплоизоляция, причем модули E1,2 и продольной упругости материала паротеплоизоляции удовлетворяют условиям
E ,2≅ lR ,2/ [(- ) + (γi- γj) + 60 (αl + αиlи)];
E ,2≅ 0,3 E / (α/lи-1),
E1,2 и ≅ 0,3E1,2 min / (α / l и - 1) ,
где Ei и - модуль упругости материала паротеплоизоляции при растяжении;
Ej и - то же при сжатии;
lи - длина паротеплоизоляции;
R1,2 и - расчетное сопротивление материала паротеплоизоляции при растяжении (R1) либо при сжатии (R2);
, - углы наклона касательной к изогнутой нейтральной оси профилированной обшивки в местах крепления к ней соответственно смежных блоков i и j утеплителя при действии нагрузки на панель;
γi , γj - углы поворота соседних торцов смежных блоков i и j утеплителя;
- расстояние от собственной нейтральной оси поперечного сечения профилированной обшивки до крайних фибр по высоте паротеплоизоляции в зоне растяжения или сжатия ;
- расстояние от собственной нейтральной оси поперечного сечения утеплителя до крайних фибр по высоте паротеплоизоляции в зоне растяжения ( Z1 и ) или сжатия ( Z2 и ) ;
α,αи - коэффициенты линейного расширения материала соответственно утеплителя и паротеплоизоляции (1/oС);
3. Панель ограждения по п.1, отличающаяся тем, что держатель закреплен к обшивке с возможностью перемещения относительно нее, причем величина продольного перемещения держателя U(T) относительно мест крепления держателя к профилированной обшивке от действия продольного усилия, приложенного к стенке держателя, удовлетворяет условию
3Δ ≥ U(T) ≥ Δ ,
где Δ= n ;
T = 0,01 E·α·n2·l·bd4y/dx ;
T - продольное усилие, приложенное к стенке держателя;
- максимальный угол наклона касательной к изогнутой нейтральной оси профилированной обшивки;
n - расстояние между собственными нейтральными осями профилированной обшивки и утеплителя;
E = (E1 + E2) / 2;
l - величина пролета панели или максимального из пролетов панели;
b - ширина держателя;
- функция от координаты прогиба профилированной обшивки от действия нагрузки на панель.
E
E
E1,2 и ≅ 0,3E1,2 min / (α / l и - 1) ,
где Ei и - модуль упругости материала паротеплоизоляции при растяжении;
Ej и - то же при сжатии;
lи - длина паротеплоизоляции;
R1,2 и - расчетное сопротивление материала паротеплоизоляции при растяжении (R1) либо при сжатии (R2);
, - углы наклона касательной к изогнутой нейтральной оси профилированной обшивки в местах крепления к ней соответственно смежных блоков i и j утеплителя при действии нагрузки на панель;
γi , γj - углы поворота соседних торцов смежных блоков i и j утеплителя;
- расстояние от собственной нейтральной оси поперечного сечения профилированной обшивки до крайних фибр по высоте паротеплоизоляции в зоне растяжения или сжатия ;
- расстояние от собственной нейтральной оси поперечного сечения утеплителя до крайних фибр по высоте паротеплоизоляции в зоне растяжения ( Z1 и ) или сжатия ( Z2 и ) ;
α,αи - коэффициенты линейного расширения материала соответственно утеплителя и паротеплоизоляции (1/oС);
3. Панель ограждения по п.1, отличающаяся тем, что держатель закреплен к обшивке с возможностью перемещения относительно нее, причем величина продольного перемещения держателя U(T) относительно мест крепления держателя к профилированной обшивке от действия продольного усилия, приложенного к стенке держателя, удовлетворяет условию
3Δ ≥ U(T) ≥ Δ ,
где Δ= n ;
T = 0,01 E·α·n2·l·bd4y/dx ;
T - продольное усилие, приложенное к стенке держателя;
- максимальный угол наклона касательной к изогнутой нейтральной оси профилированной обшивки;
n - расстояние между собственными нейтральными осями профилированной обшивки и утеплителя;
E = (E1 + E2) / 2;
l - величина пролета панели или максимального из пролетов панели;
b - ширина держателя;
- функция от координаты прогиба профилированной обшивки от действия нагрузки на панель.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5063230 RU2018599C1 (ru) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Панель ограждения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5063230 RU2018599C1 (ru) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Панель ограждения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018599C1 true RU2018599C1 (ru) | 1994-08-30 |
Family
ID=21613786
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5063230 RU2018599C1 (ru) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Панель ограждения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2018599C1 (ru) |
-
1992
- 1992-06-25 RU SU5063230 patent/RU2018599C1/ru active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 661083, кл. E 04C 2/24, 1977. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 662678, кл. E 04B 1/76, 1978. * |
3. Авторское свидетельство СССР N 1664988, кл. E 04C 2/22, 1988. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5390466A (en) | Buildings and building components | |
US4206267A (en) | Composite structural material | |
US4517782A (en) | Construction element | |
US4059936A (en) | Panel construction for roofs and the like | |
EP0544419B1 (en) | Insulated duct | |
CA2485804C (en) | Wood-concrete-composite systems | |
US4507901A (en) | Sheet metal structural shape and use in building structures | |
US4114335A (en) | Sheet metal structural shape and use in building structures | |
EP0006756B1 (en) | Load bearing composite panel | |
US6405509B1 (en) | Lightweight structural element, especially for building construction, and construction technique thereon | |
EP3342949B1 (en) | Roof structure | |
WO1995018897A1 (en) | Cantilevered roof construction | |
US4572857A (en) | Insulating board of composite material | |
CA2273282C (en) | Building element | |
CN112982782A (zh) | 一种装配式免拆模钢筋桁架楼承板 | |
JP6281713B2 (ja) | 高断熱の建物を構築する方法ならびにその方法により構築された建物 | |
EP3115524A1 (en) | Insulating wall element for load bearing walls | |
EP0102120B1 (en) | Floor for use in off-shore technology and ship building | |
CN214614896U (zh) | 一种装配式免拆模钢筋桁架楼承板 | |
WO1994021867A1 (en) | Load supporting beam and support therefor | |
RU2018599C1 (ru) | Панель ограждения | |
CA2368813C (en) | A building structure element and stiffening plate elements for such an element | |
SU1664988A1 (ru) | Панель ограждени | |
JP2954619B2 (ja) | 建築用パネル | |
EP1518972B1 (en) | Element for cladding or covering a lattice work for walls and roofs of buildings |