книги / Светопрозрачные конструкции. (Результаты исследований)

3. Теплотехнические исследования

Целью теплотехнических исследований являлось опре­ деление теплозащитных свойств зенитных фонарей из стеклопластиков различной конструкции. В специально оборудованных для этих целей климатических камерах исследовали фрагменты зенитных фонарей с двухслой­ ными цельноформованными панелями по методике, вклю­ чающей определение:

а) температурных полей на поверхностях в характер­ ных сечениях конструкций;

б) термического сопротивления конструкций и от­ дельных участков;

в) коэффициентов теплоперехода у поверхностей; г) критерия

В табл. 1 приведены температурно-влажностные ре­ жимы воздуха в холодном и теплом отделениях клима­ тических камер, при которых проводились испытания конструкций.

Полученные в результате испытаний температурные поля по наружной и внутренней поверхностям цельно­ формованной панели из стеклопластика (рис. 9) показы­ вают их теплотехническую «равнопрочность». Темпера­ тура поверхностей по сечению с воздушной прослойкой и по сечению ребра примерно одинакова. В среднем се­ чении цельноформованной панели распределение темпе­ ратуры также достаточно равномерное. Средняя темпе­ ратура воздушной прослойки оказалась выше темпера­ туры середины ребра всего на 0 ,1°.

72

Рис. 9. Распределение температур на поверхностях цельноформован­ ной панели. Температуры внутрен­ него воздуха t , внутренней по­ верхности тв, наружной поверхно­

сти Тн, наружного воздуха Режимы:

--------<в= 23°; tH= —23°

--------- t в= 19°, t„=— 19°

— *— • — f&=21°, tn~ —7°

73

В табл. 2 приводятся значения коэффициента тепловосприятия ав, термических сопротивлений воздушных прослоек Дв.п и панели R.

Среднее значение сопротивления теплопередаче цель­

значения для клееных конструкций (сопротивление теп­ лопередаче клееных панелей не превышает R0 = = 0,42 м2-ч-град/ккал). Это объясняется лучшей герме­ тизацией воздушных прослоек цельноформованных па­ нелей.

Проведенные исследования позволяют констатиро­ вать, что светопрозрачные цельноформованные панели и купола из стеклопластиков, изготавливаемые на механи­ зированных установках, должны найти широкое приме­ нение в строительстве промышленных зданий.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. А н а н ь и н а Н. М., Б е р л и н с к а я М. Н., Т и м о ф е е в Н. Я. О технических требованиях при производстве полиэфирного светопро­ пускающего стеклопластика. Сб. трудов ВНИИНСМ, вып. 7, М.,

1966.

2. В о л ь м и р А. С. Устойчивость упругих систем. Физматгиз, 1963.

3.Прочность и деформативность конструкций с применением пластмасс. Под общей редакцией А. Б. Губенко. Стройиздат, 1966.

4.С о р о ч и ш и н А. Г. Стеклопластики. Стройиздат, 1964.

5.Ч е м б е р с . Стеклопластики и их применение в строительстве (пер. с англ.). «Гражданское строительство», № 6, 1966.

74

Канд. техн. наук В. А. ДРОЗДОВ и инж. Ф. Л. ШЕХТЕР

ИССЛЕДОВАНИЯ СТЕКЛОЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПАНЕЛЕЙ С ЭЛАСТИЧНЫМ СЛОЕМ

Проведенными ЦНИИПромзданий натурными иссле­ дованиями зенитных фонарей из стекложелезобетонных панелей на производственных и общественных зданиях

вМоскве, Рубцовске, Кемерово, Сумгаите и др. выявле­ ны разрушения стеклянных блоков в процессе эксплуа­ тации. Эти разрушения вызваны внутренними усилиями, возникающими из-за разных температурных коэффици­ ентов линейного расширения стекла и бетона, неравно­ мерности прогрева стеклянного блока и бетонного шва по времени, возможных термоупругих деформаций в ре­ зультате замерзания воды в порах бетона, усадочных яв­ лений в бетоне и др. В районах резко континентального климата при низких термических характеристиках стек­ ложелезобетонных конструкций трудно обеспечить усло­ вия, исключающие появление разрушающих напряжений

встенках стеклоблоков, работающих совместно с желе­ зобетоном.

Целесообразно полностью или по крайней мере ча­

стично освободить стеклянные блоки от совместной ста­ тической работы в стекложелезобетонной конструкции.

В ЦНИИПромзданий разработаны и эксперименталь­ но проверены новые крупногабаритные стекложелезобе­ тонные конструкции с частичным выключением стекло­ блоков из статической работы.

1. Лабораторные исследования

Материалы для эластичного слоя должны обладать высокой адгезией к стеклу и бетону, сохранять свойства эластичности при отрицательных температурах (не менее чем до —50°С), быть дешевыми и недефицитными. Для исследований были отобраны холодная асфальтовая ма­ стика, резино-битумная мастика МБР-ИЗ-80 и холодная мастика изол ХП-2. Адгезионную способность мастик к стеклу и бетону с учетом увлажнения определяли на об­ разцах из двух стеклоблоков, соединенных по торцовой стороне на цементном растворе состава 1 : 2 с водоце­ ментным отношением В /Ц = 0,85 на портландцементе марки 500 через слой эластичной обмазки толщиной 1—

75

1,5 мм. Образцы-эталоны изготовляли на аналогичном растворе без эластичного слоя. Для каждого вида обмаз­ ки изготавливали 10 образцов; пять после выдержки в течение 28 суток погружали в воду на 48 ч, а остальные хранили в нормальных температурно-влажностных ус­ ловиях. После этого все образцы испытывали на изгиб под действием сосредоточенной нагрузки, приложенной в середине пролета при свободном опирании по концам на опоры (табл. 1). Разрушающая нагрузка образцов с эластичным слоем из холодной мастики изол ХП-2 (ТУ 235—64) оказалась в три раза больше, чем у образ­ цов с эластичным слоем из холодной асфальтовой ма­ стики и в пять раз больше, чем у образцов с эластичным слоем из МБР-ИЗ-80 и у образцов-эталонов.

Таблица 1

Разрушающие нагрузки на образцы с различными эластичными обмазками

* Образцы разрушились при извлечении из воды.

Влияние эластичного слоя на деформативную способ­ ность конструкции изучали при ^испытаниях фрагментов стекложелезобетонных панелей размером 634x634 мм с толщиной шва 6 мм и обвязки 20 мм. 12 фрагментов па­ нелей, из них 4 эталонных (без эластичного слоя) изго­ товили в деревянной опалубке с пропариванием и вибри­

разрушения на действие центрально сжимающей равно­ мерно распределенной нагрузки со ступенями загруже-

76

ния по 600 кГ. На каждой ступени загружения замеряли деформации рычажными тензометрами и часовыми ин­ дикаторами ЛИСИ с ценой деления 0,001 мм. Получен­ ные разрушающие нагрузки и деформации (средние для каждой партии образцов) приведены в табл. 2.

Т а б л и ц а 2

Деформации и разрушающие нагрузки в зависимости от толщины эластичного слоя (мастика изол)

Эластичный слой несколько снижает несущую способ­ ность фрагмента. Однако деформация швов между бло­ ками во фрагментах с эластичным слоем в 3—5 раз боль­ ше, чем при блоках без обмазки. Следовательно, при од­ них и тех же нагрузках на панель напряжения в блоках

сэластичным слоем будут в несколько раз меньше, чем

вобычных конструкциях.

Влияние эластичного слоя из холодной мастики изол ХП-2 на величину усадочных деформаций определяли на фрагментах стекложелезобетонных конструкций разме­ ром 932X246X98 мм с толщиной швов между стеклобло­ ками 26 мм. Все швы и обвязку армировали армату­ рой диаметром 6 мм и изготавливали на портландцемен­ те марки 500 из бетона состава 1:2:4 с крупностью заполнителя до 10 мм. Жесткость бетона измеряли вели­ чиной осадки конуса в 3 см. Для исследования изготови­ ли фрагменты с эластичным слоем толщиной 0,2; 0,4; 0,6 мм и без него, контрольные фрагменты без стеклобло­ ков и бетонные призмы размером 100x100x 450 мм. Де­ формации замеряли часовыми индикаторами ЛИСИ с це­ ной деления 0,001 мм, закрепленными на металлических штырях, заделанных в бетон и упирающихся ножкой в тарелочку удлинителя. Деформации фрагментов замеря­

77

ли на базе 900 мм, а призм — на базе 400 мм. Образцы установили в камере с постоянной температурой, равной + 22,5 (±0,5)° С и влажностью 65 (±2)%. Результаты шестимесячных испытаний представлены на рис. 1, от­ куда видно, что эластичная обмазка увеличивает усадку фрагментов в 2—3 раза, снижая тем самым усирия об­ жатия стеклоблоков.

Рис. 1. Усадка стекложелезобетонных фрагментов

I — без эластичного слоя; 2 — с эластичным слоем толщи­ ной 0,2 мм; 3 — с эластичным слоем толщиной 0,4 мм; 4 — с эластичным слоем толщиной 0,6 мм\ 5 — без стекло­ блоков

Влияние эластичного слоя из холодной мастики изол ХП-2 на величину температурных деформаций и его дол­ говечность в условиях попеременного замораживания, от­ таивания и увлажнения определяли в климатической ка­ мере на фрагментах стекложелезобетонных панелей раз­ мером 960x960 мм с толщиной швов между стеклоблока­ ми 26 мм. Фрагменты армировали арматурой диаметром 4 мм и изготавливали в деревянной опалубке из раство­ ра состава 1 : 2 с В /Ц = 0,85 на портландцементе марки 500. Прочность контрольных кубиков на сжатие состави­ ла 170—180 кГ/см2.

В процессе испытаний исследуемые конструкции были установлены в климатической камере, где с одной сторо­ ны панелей автоматически поддерживалась заданная от­ рицательная температура, а с другой — с помощью двух каминов, вентиляторов и испарителя — требуемая поло-

78

Рис. 2. Зависимость деформаций швов стекложелезобе­ тонных фрагментов от температуры

/, II, I I I — без эластичного слоя; Г , I I ', I I I ' — с эластичной обмазкой

Температура в град.

Рис. 3. Изменение температуры во времени при испытании стекложелезобетонных фрагментов в климатической камере