книги из ГПНТБ / Муравьев, Ю. А. Новые облегченные конструкции для возведения производственных сельскохозяйственных зданий

Г л а в а III. ПАНЕЛИ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ

СПЛАВОВ, ПЛАСТМАСС И ДРУГИХ ЭФФЕКТИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. ТРЕХСЛОЙНЫЕ ПАНЕЛИ С ОБШИВКАМИ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ (ПРИМЕНЕНИЕ И НОМЕНКЛАТУРА)

Применение алюминиевых сплавов в сочетании с пластмассами в трехслойных панелях позволяет інаилучшим образом использовать такие положительные свой­ ства этих материалов, как малая объемная масса при

эффективность слоя 'теплоизоляции и др. Анализ имею­ щегося опыта сельского строительства показывает, что различаются два направления применения профилиро­ ванных алюминиевых и стальных листов в ограждающих конструкциях: панели полистовой сборки с плитными эф­ фективными утеплителями из мипераловатных .материа­ лов, пенопластов и др., а также панели, состоящие из двух профилированных обшивок и утеплителя на основе пенополиуретана, фенольного пенопласта или пенополис­ тирола.

Трехслойные панели с обшивками из алюминиевых сплавов изготовляют на специализированных линиях с высоким уровнем механизации и автоматизации произ­ водства. Рассмотрим примеры применения алюминиевых сплавов для ограждающих конструкций сельских произ­ водственных зданий.

В нашей стране находит 'широкое применение алюми­ ний в экспериментальном строительстве сельских произ­ водственных зданий. В конце пятилетия 1971—1975 гг. предполагается строительство завода алюминиевых кон­ струкций для Минсельстроя СССР. С этого завода на объекты строительства будут поставляться готовые ог­ раждающие панели или листовые заготовки для оборки панелей в производственных условиях. Однако в настоя­ щее время нет специализированных предприятий по из-

40

готовленшо алюминиевых ограждающих конструкций. Поэтому конструкции построечного изготовления с при­ менением профилированных алюминиевых листов (по­ листовая сборка), панели стен и покрытий с обшивками из алюминия изготовляют на действующих предприяти­ ях — деревообрабатывающих заводах ряда строительных трестов Минсельстроя СССР.

В различных районах УССР в течение 1970—'1971 гг. построено более ста птичников с 'Піримшением в стено­ вых панелях профилированных алюминиевых листов. Первые здания такой конструкции построены трестом Киевсельстрой на комплексе ‘Богдановской птицефабри­ ки Броварскосо района Киевской обл. (рис. 1, 2).

Рис. 1. Фрагмент конструкции птичника на Богдановской птицефабрике Киевской об-

‘ ласти

41

Ка.ркас птичника металлический, состоит из стоек двутаврового сечения и ферм треугольного очертания с шагом колонн 3 м. Ограждение стен выполнено из сбор­ ных панелей, которые обшиты на строительной площад­ ке изнутри и снаружи волнистыми алюминиевыми лис­ тами толщиной 0,8 мм (высота волны 27 мм). Стеновая панель представляет собой конструкцию с деревянным каркасом, с заполнением из полистирольного самозатухающего пенопласта ПСБ-С. Паронзоляция обеспечива­ ется нанесением на внутреннюю поверхность панели двух

•слоев холодной 'битумной мастики по слою мешочной бу­ маги. Бумагу и плиты пенопласта крепят к каркасу полнвинила'цетатной эмульсией. Максимальный размер па­ нели 2980X2400 мм.

Панели подвесного потолка выпускают размером 2990X50 мм и массой около 20 кг. Они состоят из дере­ вянного каркаса и плитного пенопласта ПСБ-С толщи­ ной 50 мм. Со стороны помещения панели оклеивают крафт-бумагой и алюминиевой фольгой с помощью поли­ винил ацетатной эмульсии [3, 20].

Для строительства птицеводческих зданий Минсельстроем УССР рекомендовано применять алюминиевые конструкции, используемые для сборно-разборных зда­ ний, строящихся по проекту Укрпроектстальконструкции. Конструкция представляет собой полигональную арку из четырех элементов в виде Ѵ-образиых складок шириной 1000 мм и высотой профиля 300 мм. В заводских услови­ ях из алюминиевых листов толщиной 1,5—2 мм изготов­ ляют элементы из двух складок для монтажа здания-по-. луарки. Для большей жесткости узел сопряжения двух листов усиливают ребром из гнутого уголка. Полуарки собирают на оцинкованных болтах. Масса 1 м2 такого покрытия составляет 16,5 кг. Птичники утепляют панеля­ ми типа подвесного потолка 3390X1290 мм на деревян­ ном каркасе с вкладышами из пенопласта или стеклово­ локнистых плит. Панель со стороны помещения оклеена алюминиевой фольгой и закреплена подвесками, введен­ ными в зазор между складками. Масса таких панелей

55 кг [19].

В Калужской области в совхозе Бебелево трестом Калугасельетрой построено два экспериментальных птичника. Каркас здания состоит из железобетонных

•свай-колонн с шагом З л и металлических ферм проле­ том 12 м. Ограждения выполнены из облегченных кон­

42

струкций с применением алюммнибвых сплавов. Произ­ водство панелей стен и покрытий с обшивками из алюми­ ния организовано на заводе «Стройдеталь». Панель со­ стоит из деревянного каркаса, обшитого с внутренней сто­ роны алюминиевым листом толщиной 1 мм, с наружной- — плоским асбестоцементным толщиной 10 мм. В .качестве утеплителя применены минераловатные плиты на битум­ ной связке. Конструкция стеновой я кровельной панели однотипна. Толщина утеплителя в 'кровельной панели 60 мм, в стеновой— 100 мм. Стоимость стеновой панели

13,37 руб. sä 1 м2, кровельной 14,52 руб. за 1 м2.

Опыт строительства птичников наказал, что плоские алюминиевые листы при транспортировании и монтаже получают вмятины. Это ухудшает внешний вид панелей. Применение плоского асбестоцемента ® панелях покры­ тий потребовало устройства рубероидной кровли, что по­ высило трудоемкость монтажа.

Отмеченные недостатки были учтены пр.и строитель­ стве следующего здания птичника в том же совхозе. Па­ нели стен я кровли изготовляли яз волнистого алюминия (вместо плоского). Волнистые асбестоцементные листы унифицированного профиля прикреплялись к деревян­ ным брускам каркаса панели во время монтажа.

В Свердловской области трестом Свѳрдловоксовхозстрой построен экспериментальный коровник в совхозе «Верхяе-Пышминокий».

В зданиях пролетом 18 м применены свая-колонны с шагом 6 ж и стальные фермы, по которым уложены па­ нели покрытий 4,6X1.5 м с обшивкой из алюминиевого листа, изготовленные на Ревдинском ДОЗ. Несущий каркас панели покрытия образован четырьмя брусками из .антисептированной древесины сечением 200X50 мм. В качестве утеплителя использованы изоляционные дре­ весноволокнистые плиты с объемной массой '250 кг/м3 и толщиной 16 см.

■Стеновые панели выпускают размером 6X1,'2 м. Не­ сущие элементы каркаса имеют три бруса сечением 165X56 мм. Толщина утеплителя в стенах—10 см.

В качестве наружной обшивки .применены волнистые асбестоцементные листы «УВ», укладываемые на строи­ тельной площадке. По данным треста Свѳрдловсксовхозстрой, стоимость 1 м2 панели 16,6—21,7 руб., масса

1 м2 40—64 кг.

43

В ПеірМокой области управлением Пермоблсельстроп ограждающие панели с алюминиевыми обшивками при­ менены для строительства коровника. Комплекты ограж­ дающих 'конструкций ів виде каркасных панелей е обшив­ кой со стороны помещения .из плоских алюминиевых листов изготовлены в управлениях Куртансельстрой и Оренбургсельетрой. Производство панелей осуществля­ ется, как правило, на деревообрабатывающих заводах.

іВ совхозе «Динамо» Цивальского района Чувашской АССР трестом Чувашсельстрой ограждающие конструк­ ции с применением алюминиевых листов использованы при строительстве птицеводческих зданий. Несущие кон­ струкции этих зданий выполнены из трехшарнирных клееных деревянных рам пролетом 18 м. Стеновые пане­ ли с наружной обшивкой из алюминия выглядят недос­ таточно эстетично из-за большого количества вмятин. Кровельные панели имеют обшивку из алюминия со сто­ роны помещения, однако утеплитель из полистирольного пенопласта подкрепляет верхнюю фанерную обшивку, а не нижнюю алюминиевую. Каркас панели образован брусками из антнеептированной древесины. Такие пане­ ли выпускал Чебоксарский экспериментальный ДОЗ.

Зарубежная практика подтверждает преимущества применения .алюминиевых сплавав для сельского строи­ тельства.

В Англии большое количество сельских зданий имеет кровлю из профилированных алюминиевых листов. Это птицефабрика в 'Северном Уэльсе, здания свинарников в графстве Уоркшир и др. При возведении холодильных камер фруктохранилпща в графстве Суссек применены панели 1,2XÖ.4 м с обшивкой из алюминиевого листа толщиной 1,66 мм и пенополистиролам толщиной 10 см

[54,56].

ВСША ограждающие конструкции с обшивками из алюминиевых сплавов выпускают фирмы «Алкоа», «Кай­ зер», «Батлер», «.Рейнольдс» и др.

Вптицеводческом хозяйстве близ Норт-Манчестера (штат Индиана) :в 1966 г. смонтирован птичник из сбор­

ных конструкций, выполненных из алюминиевых сплавов [50]. Ширина сборной стеновой трехслойной панели зда­ ния 2,4 м, толщина теплоизоляционного слоя 7,5 см. В штатах Коннектикут и Мэн смонтированы двухэтажные птичники с наружным ограждением из алюминиевых

44

листов. Между обшивками уложены теплоизоляционные плиты из стекловолокна толщиной 15 см.

Панели, которые выпускает фирма «Кейзер», имеют обшивки из алюминиевых плоских и профилированных листов толщиной 0,8; 1 и 1,27 мм, а слой теплоизоляции

2,5—/10 см и применяются при пролетах 1,5—4,92 м при нагрузках 98—29,5 кгс/м2. Эта же .фирма выпускает большое 'количество изделий для полистовой сборни, применяемых в конструкциях кровель и стеновой об­ шивки сельских зданий ОША и Канады. Наиболее целе­ сообразной считается длина листов, равная полной дли­ не покрываемого ската крыши; ширина их около 80 см, длина волн 8—15 см, высота 2—‘2,6 см. Изделия дли .по­ листовой сборки при деревянных каркасах крепят с по­ мощью алюминиевых или стальных оцинкованных гвоз­ дей; при металлических каркасах—с помощью алюми­ ниевых или стальных оцинкованных винтов.

Для гидроизоляции отверстий применяют специаль­ ные уплотнительные шайбы.

Всельском строительстве ФРГ и Швеции также при­ меняют конструкции полистовой сборки и панели для стен II покрытий.

Вкаталоге фирмы «Грунзвейг и Хартман» (ФРГ) предусматриваются конструкции покрытий для зданий птичников, у которых внутренняя обшивка выполнена из алюминиевых листав, прикрепленных к .каркасу из антисептированных брусков, а в качестве утеплителя исполь­ зованы минераловатные плиты. Фирма «Svenske Metal 1- verkens» (Швеция) разработала и выпускает типовые

конструктивные элементы стеновых панелей, кровельный пастил и панели покрытия с применением алюминие­ вых сплавов [51]. Размеры стеновых панелей 3,85Х X (2,5—2,7) м\ толщина до 175 мм. Для стороны, обра­ щенной внутрь помещения, применяются алюминиевые листы с пологими волнами. Между внутренним листом и утеплителем расположена пленочная пароизоляция. Для наружных обшивок .используют листы КР-158 с большей высотой волны. Между наружной обшивкой и утеплите­

45

лем имеются листы рубероида. В середине размещается утеплитель из минеральной ваты толщиной 100—160 мм и дощатый щит, выполняющий функции каркаса. Масса панели около 190 кг. 'Панели покрытия имеют размер 3,85X1,22 мм, толщивду 140—160 мм и массу около 70 кг. Конструкция .панели включает щит из досок толщиной

защищенный рубероидом. Со стороны помещения панели обшивают плоскими алюминиевыми листами. Кровель­ ный настил выполнен из волнистых листов алюминие­ вого сплава, рассчитанных на снеговую нагрузку 100— 160 кгс/см2 и ветровую 64 кгс/м2.

Фирмы «Hunter Douqlas», «Bayer» н другие выпуска­ ют для применения в сельском строительстве многих ев­ ропейских стран трехслопные панели с пенополиурета­ ном, производство которых налажено на автоматизиро­ ванных линиях производительностью около 1 млн. м2 па­ нелей в год при двухсменной работе. Одна из таких ли­ ний смонтирована и успешно эксплуатируется в ГДР

(предприятие «Veb Holzbauwerke Bernsdorf»). На автома­ тизированных линиях можно выпускать панели длиной до 16 м, шириной до 2,4 м и толщиной до 0,25 м. Масса 1 м2 панелей 6—10 кг. Обшивки панелей выполнены из алю­ миниевых листов толщиной 0,8—1 мм; средний слой —

.из пенополиуретана объемной массой 40—50 кг/м3 [24]. Поперечные сечения и варианты стыков панелей такой конструкции показаны на рис. 3.

В ГДР институтом сельскохозяйственного строитель­ ства Немецкой строительной академии в Берлине раз­ работаны ограждающие конструкции с применением алюминиевых профилированных листов [47]. По прого­ на,м, расставленным через 1,5 м, уложен многослойный настил, состоящий из слои пенополистирола, заключенно­ го между штампованными листами трапециевидного профиля. Алюминиевые профилированные листы толщи­ ной 1 мм выпускаются шириной 750 мм и максимальной длиной до 16 м. Высота сечения профиля 50 мм, шаг гофра 125 мм. Покрытия к прогонам крепят специаль­ ными сборными крюками, где соединение происходит с помощью сил трения сцепления в трубчатой втулке. Продольный стык устраивают нахлесткой штампован­ ного настила. Здание с такими ограждающими конструк­ циями закуплено в ГДР и построено в совхозе «Щапово»

46

Рис. 3. Поперечные сечения и еариаиты стыков панелей

/ — нательники; 2 — болты, стягивающие панель

Московской обл. .(рис. 4). В этом здании будет разме­ щено 2000 голов крупного рогатого скота молочного на­ правления. Для уплотнения продольных швов не требу­ ется проведения дополнительных работ. Окончательное подтверждение этого решения может быть получено при длительном наблюдении за эксплуатацией здания. Ми­ нимальный уклон кровли конструкции составляет 10°/о- Стеновое ограждение имеет аналогичную конструкцию. Стены к ригелю крепятся болтом, закрепленным во втул­ ке. Пролет ригеля 6 м. Максимально допустимое рас­ стояние імежду опорами без применения ригеля 3 м. Особое внимание уделяется устранению контактной кор­ розии при применении алюминия со сталью. Для устра­ нения коррозии предлагается применять защитную ок­ раску, фольгу, прокладки из полиэтилена или м’япкого поливинилхлорида.

Применение алюминиевых ограждающих 'конструк­ ций в ВНР является составной частью программы комп­ лексного метода легких конструкций для сельского строительства.

Специалисты іВНР отмечают, что применение облег­ ченных ограждающих конструкций из алюминиевых

47

Рис. 4. Ограждающие конструкции из профилированных алюминие­ вых листов при строительстве животноводческих зданий в совхозе «Щаіпово» Московской области

сплавов и производство панелей 'крупным« сериями про­ мышленными методами сокращает сроки строительства, снижает вес здания, уменьшает трудозатраты «а содер­ жание и ремонт помещения. Трест Венгерской алюми­ ниевой промышленности изготовляет панели для стен и покрытий, в которых утеплитель из пенополиуретана сочетается с двумя трапециевидными аюмнпиевыми лис­ тами. Организация МЭМ выпускает облегченные ограж­ дающие конструкции для животноводческих зданий. Стеновые панели имеют каркас из древесины, теплоизо­ ляцию «Хунгароцелл» и обшивки из .волнистых алюминие­ вых листав. Сельскохозяйственные здания с ограждаю­ щими конструкциями с применением алюминиевых спла­ вов запроектированы предприятием «Апротерв».

На основе опыта применения алюминия в сельском строительстве можно рекомендовать в сочетании с мине­ раловатными утеплителями применять не плоские, а гоф­ рированные алюминиевые листы. Более экономично вы­ полнять внутреннюю обшивку из алюминия, а наружную из таких материалов, как асбестоцемент, водостойкая фанера и др. В дальнейшем необходимо использовать

48

панели бескаркасной конструкции, в качестве утепли­ теля применять плитный пенополистирол или минерало­ ватные плиты, насыпной полистирол в виде под.вопенеи- 'ных гранул, а также пенополистирол, получаемый вспе­ ниванием гранул с одновременным приформовыванием к обшивкам. По данным НИИЭСа, применение алюминия в стеновых ограждениях в условиях центральных райо­ нов страны не снижает стоимость ограждений. В этих районах алюминий следует использовать преимущест­ венно <в панелях покрытия. Номенклатура .алюминиевых ограждающих конструкций для производственных сель­ скохозяйственных зданий приведена в табл. 11.

'Конструкции, приведенные в номенклатуре, могут быть изготовлены на специализированных технологиче­ ских линиях.

2. ПРИМЕНЕНИЕ ПРОФИЛИРОВАННОГО НАСТИЛА ИЗ ЗАЩИЩЕННОЙ СТАЛИ

Для изготовления ограждающих конструкций могут быть применены стальные листы, защищенные от корро­ зии лакокрасочными покрытиями, плакированные или оцинкованные. В США производство изделий из .металли­ ческих листов с поверхностью, отделанной лакокрасоч­ ными материалами или пластмассовой пленкой, за пос­

200 тыс. г. Мировое производство листав из оцинкован ной стали выросло с 1950 по 1967 г. с 3 до 10 млн. т. Для кровельных покрытий и облицовки стен используются тонкие листы трапециевидного или волнистого профиля отличающиеся значительной прочностью. Применение та­ ких листов в значительной мере позво'ляет сократить сро­ ки строительства зданий вследствие малой массы лис­ тов, улучшить герметизацию швов за счет фасонных гофр, которые придают таким листам дополнительную жесткость.

В нашей стране профилированные стальные листы вы­ пускает завод «Запорожсталь». Производство таких лис­ тав будет налажено в Челябинске. Профилирование лис­ тов выполняют из рулонной заготовки. На стане изго­ товляют профили толщиной 1—4 мм, шириной 400—

49