2108

При существующей классификации для расчета панели делятся на 4 типа, отличающихся между собой некоторыми конструктивными особенностями [1 3]. Однако для расчета на внешние силовые воздействия можно выделить лишь две группы панелей:

1)панели с «работающей серединкой»;

2)панели с «неработающей серединкой».

К первой группе можно отнести панели с несущими ребрами, для которых справедливо условие

EðIð 0,8 c .

EîáIîá l

В таких панелях и обшивки, и ребра участвуют в восприятии нормальных напряжений при изгибе панели.

Ко второй группе относятся панели со сплошным срединным слоем (из пенопласта) и ребристые панели, у которых

EðIð 0,8 c .

EîáIîá l

Нормальные напряжения в таких панелях воспринимаются только обшивками, а касательные напряжения – средним слоем (пенопластом и клеевыми швами, соединяющими его с обшивками, или ребрами, сое диняющими обшивки друг с другом). Ниже приводятся особенности расчета и проверочные формулы для панелей ребристых и со сплошным срединным слоем.

5.4.1. Расчет ребристых панелей

При расчете ребристых панелей (рис.32) необходимо учитывать следующие особенности.

1) Если обшивки и ребра (средний слой) панелей выполнены из материалов, имеющих различные механические характеристики, то расчет панелей следует производить по приведенным геометрическим

Здесь Eр, Eв.об, Eн.об – соответственно модули упругости материалов ребра, верхней и нижней обшивок, индексы «об» и «р» означают «обшивки» и «ребра».

93

2. Определение геометрических характеристик.

На этом этапе подсчитывают основные геометрические характерис тики поперечного сечения панели:

Апр – приведенную площадь;

Iпр – приведенный момент инерции;

I

Wпр h прy – приведенный момент сопротивления верхней обшивки;

Wпр Iпр – то же, нижней обшивки; y

Sпрв.об – приведенный статический момент верхней обшивки;

Sпрп.с – приведенный статический момент полусечения.

Приведенные геометрические характеристики подсчитываются по формулам (13), но с учетом особенностей, изложенных в пп.2, 3, 4.

Если модули упругости материалов верхней и нижней обшивок различные, а геометрические характеристики, подсчитанные по формулам (13), приведены к материалу нижней обшивки, то при под счете величины Wпрв.об необходимо воспользоваться формулой

где Jпр – приведенный к материалу нижней обшивки момент инер ции всего сечения панели относительно нейтральной линии.

3. Подсчет нагрузок.

Нагрузки от снега и ветра принимаются по таблицам СНиП 2.01.07 85. Нагрузки от собственного веса панелей подсчитываются по принятым размерам элементов панели путем умножения фактического объема элемента на объемную массу. Подсчет нагрузок необходимо производить в табличной форме.

4. Определение расчетных усилий.

Панели стен и покрытий рассчитываются как балочные с количес твом опор, соответствующих фактическим точкам опирания панели. В большинстве случаев панель рассчитывают как балку на двух опорах, нагруженную равномерно распределенной нагрузкой по всему пролету, для которой максимальный изгибающий момент

M ql 2 , 8

а максимальная поперечная сила

Q ql2 .

96

Коэффициент k1 в формулах (18) и (19) учитывает влияние несу щих продольных рёбер на распределение нормальных напряжений в обшивках панелей. При c/l < 0,05 k=1, а при c/l > 0,05

значений Eв.о и Eн.о);

в) проверка устойчивости сжатой обшивки:

где – коэффициент продольного изгиба для сжатой обшивки.

Если сжатая обшивка выполнена из фанеры, то значение коэф фициента можно подсчитывать по формулам:

97

Рис. 34. График для определения коэффициента 1

Для ребристых панелей с обшивками из пластмасс устойчивость сжатой обшивки можно проверить по формуле

Если условие (22) не выполняется, то прежде, чем принимать кон структивные меры по повышению величины критических напряжений, необходимо произвести проверочный расчет с учетом работы обшивки в закритической стадии, то есть когда в работе будет участвовать только часть обшивки, примыкающая к продольным ребрам.

Для этого расчет производят по формулам (18) и (19), но тогда геометрические характеристики сечения панели вычисляют с подста

98

новкой для сжатой обшивки приведенной ширины, равной bïð ðåäb,

выполнении условий (18) и (19) проверка устойчивости сжатой

6. Проверка прогибов панели.

При действии равномерно распределенной нагрузки прогиб панели, работающей по схеме однопролетной балки, подсчитывают по формуле

изгибная жесткость панели. При учете работы сжатой обшивки в закритической стадии Iпр подсчитывается с учетом редукционного коэффициента ред, как показано в подпункте в).

Проверка прогибов производится по формуле

99

7. Расчет панели на местную нагрузку.

Такой расчет часто является решающим при назначении толщины верхней обшивки и расстояния между ребрами, поэтому его можно производить в начале, когда назначаются основные размеры панелей.

За местную нагрузку принимают силу P=1,2 1,00=1,20 кН (учиты вая вес монтажника с инструментом), распределенную на площадке 10 10 см2. Эта нагрузка считается кратковременной, поэтому получен ные напряжения необходимо сравнивать с кратковременным расчет ным сопротивлением материала обшивки или же расчетное сопротив ление необходимо умножить на коэффициент условия работ mн=1,2 как для монтажной нагрузки.

Расчет верхней обшивки на местную нагрузку в панелях, имеющих только продольные несущие ребра, производится в п.5.3.1. При наличии в панели и продольных, и поперечных ребер верхняя обшивка рассчитывается как пластинка, опертая по контуру.

где 1, 2 – коэффициенты, принимаемые по графику (рис.36);1, 2, 3 – коэффициенты, принимаемые по графику (рис.35);

u 3 pma ;

Eïð

здесь асм – сторона участка приложения местной нагрузки рm (асм=10 см). Если асм>a, то проверку прочности обшивки следует производить

по формулам (28) и (29), но без коэффициентов 1 и 2, то есть 1= 2=1. Если верхняя обшивка подкреплена слоем пенопласта, то расчет проч ности ее при действии местных нагрузок производится по формулам (33),

(34) и (35) как для панелей со сплошным срединным слоем.

100