Содержание к диссертации
Введение
1 . Современное состояние исследуемого вопроса 9
1.1. Купол как одна из наиболее совершенных форм покрытия 9
1.2. Особенности построения конструктивных сетей куполов в форме выпуклых многогранников 12
1.3.Конструктивные решения сборных куполов из трехслойных панелей 19
Выводы по главе I . 26
2. Разработка методики расчета трехслойных многоугольных памелей 28
2.1. Обоснование выбора расчетной модели трехслойной многоугольной панели со срезанными углами. 28
2.2. Расчет многоугольной пластинки при помощи сумм простейших функций 30
2.3. Методика конечно-элементного расчета ортотроп-ной пластинки произвольной конфигурации на основе топологических преобразований -. 40
2.4. Программа расчета трехслойных многоугольных панелей 55
2.5. Результаты численного эксперимента по оценке влияния изменений в конфигурации треугольной трех слойной панели на распределение напряжений в ее обшивках Г... 58
Выводы по главе II 62
Экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния обшивок трехслойной многоугольной панели 64
3.1.Формулировка задачи экспериментального исследования 64
3.2. Описание объекта испытания и опытной установки 66
3.3.Определение величины экспериментальной агрузки 71
3.4.Методика проведения эксперимента 16
3.5.Результаты экспериментального исследования 77
Выводы по главе III 91
4. Рекомендации по совершенствованию конструктивных решений деталей узловых сопряжений трехслойных многоугольных панелей 93
4.1.Размещение соединительных элементов в конструкциях трехслойных многоугольных панелей 93
4.2. Особенности конструирования угловых соединительных элементов трехслойных многоугольных панелей 96
Выводы по главе IV 108
Заключение
Литература
- Особенности построения конструктивных сетей куполов в форме выпуклых многогранников
- Методика конечно-элементного расчета ортотроп-ной пластинки произвольной конфигурации на основе топологических преобразований
- Описание объекта испытания и опытной установки
- Особенности конструирования угловых соединительных элементов трехслойных многоугольных панелей
Введение к работе
Актуальность темы. Поиск оригинальных решений покрытий зданий и сооружений, органично вписывающихся в комплекс городской застройки, а также стремление к переходу от наиболее распространенных конструкций в виде плоскостных конфигураций к большепролетным покрытиям привели специалистов к приоритетному использованию для этих целей различного вида оболочек. В многообразии их типов и конструктивных решений выделяются сборные многогранные купола. Одной из наиболее оригинальных можно назвать купольную конструкцию, составленного из шестиугольных несущих панелей и треугольных светопроницаемых проемов, за которой установилось название «звездного» купола. Широкое использование таких куполов определяет актуальность исследований, направленных на совершенствование не только конструктивных форм и методов их расчета в целом, но и отдельных сборочных единиц с учетом характерных для них конструктивных особенностей, обусловленных, в частности, способом сопряжения панелей между собой, а также ориентированных на выявление новых областей их применения при одновременном снижении материалоемкости и стоимости. Большие перспективы при строительстве такого рода покрытий имеет применение в качестве несущих элементов, отвечающих критериям минимизации стоимости и общей массы сооружения, трехслойных многоугольных панелей. В этой связи актуальной становится задача разработки новых методов расчета трехслойных многоугольных панелей, входящих в состав купольного покрытия, а также усовершенствования уже существующих подходов, направленных на создание удобных в практике проектирования инженерных методик.
Цель работы: теоретическое и экспериментальное изучение особенностей напряженно-деформированного состояния обшивок трехслойных многоугольных панелей со срезанными углами, являющихся конструктивными элементами куполов в форме выпуклых многогранников.
Задачи исследования:
-разработка методики определения напряженно|ДСф6рИАр4Иійного^^Ь|
стояния обшивок трехслойных многоугольных панелей;! cnereplwrfl ^
получение матрицы жесткости треугольного конечного элемента на основе методики топологических преобразований;
установление функциональной зависимости для определения нормальных напряжений в обшивках трехслойных панелей от действия сжимающих сил;
-реализация на ЭВМ методики топологических преобразований при построении матриц жесткостей конечных элементов произвольной геометрической конфигурации;
-экспериментальное исследование распределения нормальных напряжений в обшивках трехслойной панели вдоль линии действия сжимающей нагрузки;
- исследование особенностей конструктивных решений угловых соедине
ний трехслойных многоугольных панелей купольных покрытий.
Научная новизна работы:
-создание эффективных средств численного моделирования новых типов оболочечных конструкций и их конструктивных элементов;
-разработка методики определения напряженно-деформированного состояния обшивок трехслойных многоугольных панелей при помощи сумм простейших функций;
-усовершенствование методики конечноэлементного расчета трехслойной конструкции «звездного» купола из многоугольных панелей путем использования топологических преобразований при построении матриц жесткостей конечных элементов.
Практическая значимость работы:
-установление функциональной зависимости для определения нормальных напряжений по высоте обшивки трехслойной панели вдоль линии действия сжимающей силы;
-выявление фактического месторасположения опасных сечений в обшивках трехслойной многоугольной панели при действии системы самоуравновешенных сил, приложенных в узлах;
-реализация методики топологических преобразований на ЭВМ.
Достоверность научных положений и результатов основывается на использовании современных методов математической теории упругости и подтверждается численными экспериментами. Правильность расчетов подтверждается результатами физических экспериментов.
На защиту выносятся:
-методика топологических преобразований для построения матрицы жесткости треугольного конечного элемента произвольной конфигурации;
-методика определения напряженно-деформированного состояния пластинки с использованием сумм простейших функций;
-функциональная зависимость для описания характера распределения нормальных напряжений в обшивках трехслойной панели многогранного купола с треугольными светопрозрачными проемами;
-результаты экспериментального исследования НДС обшивок конструкции секториальной части трехслойной многоугольной панели.
Апробация работы и публикации. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях в Ростовском государственном строительном университете (1996 - 1999 гг.). Основные результаты диссертации опубликованы в 8 печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Она содержит 125 страниц, 41 иллюстрацию, 9 таблиц, библиографию из 95 наименований, в том числе 8 иностранных. В работе принята двойная нумерация параграфов, формул, рисунков, таблиц, при этом первая цифра обозначает номер главы, а вторая -порядковый номер в главе соответственно.
Особенности построения конструктивных сетей куполов в форме выпуклых многогранников
Обращаясь к многовековому опыту строительства, нетрудно заметить, что в зданиях, имеющих общественную значимость, в качестве покрытий использовались, как правило, оболочечные конструкции. Данное обстоятельство, в первую очередь, можно обосновать отсутствием у строителей древности материально-технической базы для реализации традиционных для нашего времени решений по перекрытию значительных пролетов. Основными материалами -при строительстве являлись - каменные, древесные материалы и, с появлением технологии литья, чугун. Конечно же, при их использовании покрытия получались очень массивными, а перекрываемые пролеты, по сравнению с современными, незначительными. Перекрывались при помощи оболочек, в основном, здания, предназначенные для одновременного нахождения в них большого количества людей. В качестве исторических примеров можно привести: Пантеон, термы и собор Петра в Риме, собор Санта-Мария дель Флоре во Флоренции, собор Павла в Лондоне, Исакиевский собор в Санкт-Петербурге, Ханская мечеть в Исфагони, многочисленные дворцовые ансамбли, vздания органов государственного управления, к примеру, бывший Сенат на территории Московского кремля, а также тысячи не менее показательных зданий. Перечисленные сооружения свидетельствуют, что все они венчаются одной и той же оболочечной конструкцией --куполом.
С развитием научно-технического прогресса человечество получило возможность и стремилось более широко использовать удобные в изготовлении и монтаже плоскостные конструкции. В то же время расширился круг применяемости куполов, благодаря как появлению новых строительных материалов (железобетон, прокатные профили), так и функциональной необходимости, которая отсутствовала ранее (укрытие радарных установок, покрытия спортивно-зрелищных сооружений, выставочных комплексов). Особо стоит отметить, что купола являются на сегодняшний день индивидуальными конструкциями, каждая из которых имеет свои особенности. Бесспорно, основными преимуществами куполов перед другими пролетными конструкциями являются: во-первых, их великолепная архитектурная выразительность - чрезвычайно важный аргумент при формировании градостроительного ансамбля, во-вторых, купол очень точно отвечает решению задачи, сформулированной Лс-Риколс: "покрытие бесконечно большого пространства бесконечно малым количеством материала". Использование купольных конструкций при перекрытии пролетов более 40м в несколько раз выгоднее по материалоемкости перед рамными конструкциями. Безусловными лидерами по числу построенных сооружений являются стальные и железобетонные купола. В основной своей массе, учитывая величину перекрываемых пролетов, описанные конструкции являются достаточно тяжеловесными. Поэтому усилия исследователей, в данной области, направлены, во-первых, на обоснование применения новых материалов для строительства куполов, а во-вторых, на поиск оптимальных конструктивных решений, позволяющих упростить строительство и уменьшить количество необходимых строительных материалов при отсутствии потерь в конструкционной прочности, долговечности, надежности, эстетической выразительности и соответствия функциональному назначению. Подавляющее большинство уже построенных, как отдельно стоящих, так и примененных в составе сложных покрытий, куполов являются каркасными сооружениями или выполненными, как было отмечено, иЗ монолитного железобетона. Однако эти конструктивные решения являются все же достаточно материалоемкими и многодельными при их реализации. Поиск конструкции купола, которая отвечала бы таким предъявляемым к строительным конструкциям требованиям как легкость, максимальная заводская готовность, скорость монтажа, минимальная теплопроводность, привел исследователей к решениям сборных куполов, составленным из однотипных элементов. Среди них особое место занимают сборные купола из трехслойных панелей. Описание достоинств такого тина сооружений можно встретить в многочисленных публикациях авторов, занимающихся исследованиями в данной области[12,16,29,31,33,47,70,80,88,89,92]. Одним из немаловажных достоинств, выгодно отличающих это конструктивное решение от традиционных приемов для рассматриваемого класса сооружений, является совмещение сборными элементами, составляющими оболочку, одновременно и несущих и ограждающих функций [45,85,91]. Однако необходимо отметить, что большинство этих публикаций относятся к разряду работ описательного или ознакомительного характера, и никоим образом не затрагивают вопросы конструирования куполов в форме выпуклых многогранников, тем более, что разработку круга вопросов, относящихся к конструированию сборных куполов, состоящих из трехслойных панелей, можно отнести к совершенно новой и малоисследованной области. Основной отраслью, широко использующей на практике результаты теоретических и экспериментальных изысканий по ряду вопросов конструктивного характера, применительно к рассматриваемым сооружениям, является военно-промышленный комплекс. Но, как известно, в области покрытий сооружений специального назначения работы, отражающие вопросы изучения, проектирования и строительства куполов, и к тому же выполненные военными специалистами, являются недоступными для широкого круга исследователей. В то же время, опираясь на имеющийся материал, можно утверждать, что трехслойные панели сборных купольных покрытий должны быть рассчитаны на прочность обшивок и заполнителя, проверены на общую устойчивость панели и местную устойчивость обшивок, что открывает простор для творческой деятельности широкого круга исследователей [14,17,18,24,52,53,55,67,78,93]. Одна из таких важных проблем, относящаяся к прочностному расчету обшивок панелей, и рассматривается в данной работе.
Методика конечно-элементного расчета ортотроп-ной пластинки произвольной конфигурации на основе топологических преобразований
Несмотря на относительно большое число публикаций по тематике, касающейся таких сооружений [4,28,33,61,64,66,81], необходимо также отметить слабую проработку вопросов конструирования и расчета многогранных куполов из трехслойных панелей. Это связано, по-видимому, с тем, что данная тематика относительно недавно появилась в строительстве, и является для отрасли в целом сравнительно новой и, соответственно, малоизученной. Однако нельзя не сказать об имеющихся значительных результатах, связанных с разработкой теоретических основ расчета трехслойных конструкций [19,21-23,36,43,57], появление которых, в первую очередь, обязано таким отраслям промышленности как судо- и авиастроение [1-3,26,42,59,68]. В этом отношении накоплен достаточно богатый опыт разработки и применения методов расчета трехслойных конструкций оболочек и их отдельных элементов при проектировании объектов строительства [5,8,37-40,44,48,51,73,87J. Данная работа также направлена на решение круга слабо изученных вопросов теории сооружений в виде сборных куполов из трехслойных плит, и имеет целью разработку инженерной методики расчета как оболочечной конструкции в целом, так и отдельных ее частей.
Анализ отечественного и зарубежного опыта применения сборных конструкций при возведении куполов в форме выпуклых многогранников дает возможность говорить о практически полном отсутствии источников, описывающих конструктивные особенности таких сооружений. Имеющаяся, в основной своей массе, зарубежная литература говорит о единичности случаев строительства сборных куполов из трехслойных панелей. Большинство уже построенных сборных куполов, выполнено преимущественно из однослойных панелей, как например, купола типа «Бакуі», «Баку2»,. которые монтировались из мелкоразмерных холодноштампованных панелей, имеющих по своим сторонам отбортовки для возможности осуществления соединения панелей между собой. Такие покрытия могут использоваться только . для неотапливаемых зданий и сооружений, что значительно сужает сферу применяемости купольных покрытий, или же в таких случаях необходимо предусматривать специальные мероприятия по устройству теплоизоляционного слоя после окончания процесса монтажа, что при значительной высоте конструкции купольного покрытия существенно скажется на ее стоимости. Означенные проблемы могут быть решены при использовании в качестве формообразующих элементов сборных куполов трехслойных панелей, имеющих средний слой из такого теплоизолирующего материала, например, как пенопласт. Если вопрос с теплоизоляцией сооружения так или иначе решается, то далее мы встречаемся с не менее, а в конструктивном отношении даже более важной задачей - подобрать конструкцию панелей, согласно принятой геометрической разрезке многогранного купола и осуществить их соединение между собой. С точки зрения применяемых материалов имеется масса различных вариантов конструкций трехслойных панелей. Конкретно в данной работе рассматриваются панели многоугольной конфигурации с обшивками либо из стального листа толщиной до 1мм, либо из водостойкой строительной фанеры, а в качестве среднего слоя принят пенопласт. При решении вопроса о соединении многоугольных трехслойных панелей в единую конструкцию купола известны два подхода. Первый из них предполагает постановку рабочих механических связей дискретно по всей длине каждой из сторон многоугольной панели, а второй предусматривает расположение крепежного элемента - вставки исключительно в угловых зонах, панелей.
Поэтому первый вариант соединения элементов купола между собой возможен только для куполов, изображенных на рисунке 1.8, а второй, и главным образом второй вариант соединения, приемлем для куполов «звездной» конфигурации (рис.1.5.). Следует заметить, что последний способ можно применять и в случаях, когда наряду с Аловыми вставками, имеются связи по контуру панелей, как например, было сделано при строительстве покрытия лаборатории в СССР (рис Л .9), которое выполнено из пластмассовых светопроницаемых панелей, или при строительстве укрытия радарной установки в США в 1955г, где использовались радиопрозрачные панели (рис. 1.10). Подобное решение соединений панелей было применено и при строительстве купольного покрытия в г.Северодонецк (рис. 1.11). На рисунках хорошо заметны соединительные элементы круглого очертания, расположенные в углах панелей [60,62,63,65], причем очевидны значительные размеры этих устройств [10,11]. Вставки размещаются, как правило, между обшивками трехслойных панелей (рис. 1.12), и их постановка может осуществляться как при изготовлении панелей, так и непосредственно при монтаже купола, в зависимости от принятого конструктивного решения. Также от конструкции соединений значительно зависит и конструктивное оформление самих панелей. Например, в куполах, изображенных на рис. 1.9, 1.10, несущие панели имеют срезанные углы криволинейного" очертания, для размещения- в образующемся при стыковке панелей пространстве, соединительных элементов. При строительстве купольного покрытия в г.Северодонецке было использовано несколько иное решение, когда верхние обшивки не имели особенностей, связанных с изменением собственной конфигурации, в то время как у нижних обшивок были срезаны углы, поскольку в угловых зонах
Описание объекта испытания и опытной установки
Для определения величины сосредоточенных сил, возникающих в- стыках углов шестиугольных панелей, составляющих сборный «звездный» купол, был произведен его статический расчет методом конечных элементов с использованием программы, разработанной на кафедре МД и ПК РГСУ. Был рассчитан купол с разрезкой по схеме 402- гранника, состоящего из 150 шести- и 12 пятиугольных элементов с 240 треугольными ячейками-просветами в конструктивной сети. Рассматриваемая четырехярусная конструкция представляет собой сферический сегмент, в вершине которого располагается плоская пятиугольная панель к угловым точкам которой примыкают пять плоских шестиугольных панелей второго яруса, затем десять панелей такой же конфигурации третьего яруса и, наконец, пятнадцать панелей нижнего яруса. В опорной зоне купола располагаются пять пятиугольных панелей со срезанными нижними углами. Таким образом, благодаря наличию треугольных ячеек между многоугольными панелями, каждая из них входит в состав пяти- и шестилучевых звезд. В силу этого купол в форме выпуклого многогранника приобретает название звездного. Радиус описанной около многогранника сферы был принят равным а=8,11м., радиус горизонтального круга в основании купола г0=7,5м., высота подъема Г=5м. Данная конструкция подвергалась воздействиям снеговой и ветровой нагрузок, соответствующих по величине климатическому району г.Ростова-на-Дону. На рис.3.7 показан общий вид исследуемой конструкции. Конструктивное решение несущих шестиугольных панелей полностью соответствует опытному образцу. Толщина стальных обшивок трехслойной панели принята равной t=0,55MM, а толщина среднего слоя из пенопласта t=50MM. Исходя из возможностей имеющегося экспериментального оборудования и на основании полученных данных, для проведения опыта была выбрана панель, выделенная на рис.3.8 (конечный элемент 222). Передаваемые от соседних панелей значения узловых сил представлены в табл.3.1,
«Звездный» купол и, выбранная для экспериментального исследования, панель проведении экспериментального исследования выбирается нагрузка величиной - 3,5 кН, примерно соответствующая той нагрузке, которая имеет место в точке 35 панели, представленной на рис. 3.8 как конечный элемент №222 и выделенной на поверхности многогранного купола штриховкой. Данная величина нагрузки выбрана, исходя из условий возможности ее реализации на установке в ходе эксперимента.
Экспериментальное исследование фрагмента шестиугольной трехслойной панели разработанной конструкции, было проведено в период 22-24 июля 2000 года. Учитывая то обстоятельство, что в задачу исследования не входило доведение конструкции панели до разрушения и принимая но внимание то, что материал обншпок опытного образца работал в упругой стадии, его иагружепие выполнялось однократно, при постепенном увеличении массы груза (рис.3.3) до расчетного значения. После достижения этого уровня, конструкция выдерживалась под нагрузкой в течение 30 мин., а затем считывались показания тензорезисторов и заносились в журнал испытаний. Естественно до начала нагружения были сняты начальные показания всех тензорезисторов и эти данные были также зафиксированы в журнале. В качестве измерительных приборов использовались: автоматический измеритель деформаций АИ-1, а также два ручных переключателя па 60 теизодатчиков каждый. Несмотря на то, что тсизорезисторы располагались па обоих обшивках образца, к дальнейшем будем приводить данные только для одной из них, в связи с тем, что результаты измерений па этих обшивках практически не отличались друг от друга. Эксперимент
Во втором случае образец механическим способом усекался до величины угла раскрытия при вершине 0= 90, а в третьем GJ=60. Таким образом, оказывалось возможным учесть конструктивные особенности исследуемой панели и оценить влияние величины раскрытия угла при вершине на уровень и характер распределения напряжений в ее обшивках. С точки зрения исходной конфигурации первоначально изучалось поведение конструкции панели в форме шестиугольника, затем четырехугольника и в заключение испытаниям подвергалась треугольная панель. Решение о проведении испытаний образцов различной геометрической конфигурации продиктовано наличием в купольном покрытии, помимо основных несущих шестиугольных панелей, доборных элементов четырех- и треугольной формы, каковыми например, являются элементы 9,157 и 199 (рис.3.8).
Далее определяются величины главных деформации. Для этого после вычисления деформаций относительных удлинений в точке но трем направлениям сначала требуется найти угол между направлением действия наибольшей главной деформации и направлением установки первого тензорезистора в розетке:
Здесь использовано обозначение А— у\єх 4s) +\у Є450 По полученным значениям Сі и Сг определяются в соответствии с (3.1) главные напряжения. Реализация описанной процедуры приводит к результатам, которые приведены в табл.3.5, 3.6 и 3.7.
Графическое отображение табличных данных, в части вычисленных нормальных напряжений Су вдоль линии действия сосредоточенной нагрузки и главных напряжений Сі относительно того же направления, представлены на рис.3.9 и 3.10. Жирными сплошными линиями на каждом из них показаны графики изменения напряжений Су и Cj в обшивках по высоте опытного образца трехслойной панели при 0=120. Пунктирные линии соответствуют опытным данным для конструкции трехслойной панели при 0=90.
Тонкими линиями представлены результаты экспериментов, иллюстрирующие характер изменения напряжений в обшивках по высоте трехслойной панели при 0=60". Слева от оси Y условно показана зона действия сжимающих напряжений, справа от оси Y -растягивающих напряжений. При рассмотрении этих графиков легко определить их затухающий характер по мере удаления от зоны, где размещались розетки №3 и №4, к точкам вблизи розетки №9. Кроме того, во всех случаях в области розетки №10 наблюдается значительное увеличение сжимающих напряжений, по своему уровню превышающих максимальный уровень напряжений в верхней части панели. Такое резкое увеличение величины нормальных напряжений связано с действием реакции со стороны упругого основания в узкой приопорной зоне, ширина которой оказывается равной высоте угловой вставки трехслойной панели.
Особенности конструирования угловых соединительных элементов трехслойных многоугольных панелей
Безусловным достоинством такого соединительного приспособления является скорость и простота образования соединения при монтаже. К преимуществам описанной конструкции, можно отнести также отсутствие мостиков холода между обшивками в пределах габаритов вставки. Однако необходимо отметить и видимые недостатки такого конструктивного решения стыка трехслойных панелей. В первую очередь вызывает сомнение обеспечение неразрушимости такого соединения при использовании малотеплопроводных материалов, так как они имеют значительно более низкие прочностные характеристики чем, например, сталь, применяемая для изготовления обшивок панели. К конструктивным недостаткам стоит отнести размер отверстия 8 в обшивке и угловой вставке. Так как оно предназначено для обслуживания резьбового соединения, то его геометрические параметры должны позволять осуществление захвата гайки 19 гаечным ключом, что предполагает под собой образование прорези размером не менее 40x30 мм. Учитывая тогда чересчур близкое расположение данного проема от границы вставки, можно прогнозировать в связи с этим снижение несущей способности трехслойной панели в целом. Также следует отметить, что обеспечение неразъемности такого соединения пол носімо зависит только от пружинящих качеств изгибаемых фиксаторов 11 внутреннего соединительного " элемента. Для уменьшения- влияния указанных недостатков на конструктивные качества углового соединения предлагается в качестве материала вставки использовать сталь, а утепление производить локально в зоне соединения при помощи высокоэффективных наплавляемых или наклеиваемых материалов, с помощью которых одновременно решается и эстетическая проблема, возникающая при постановке стяжных болтов, проходящих через проушины 17 для обеспечения неразъемности полученного соединения. Гайку 19 предлагается окончательно затягивать и фиксировать до сборки конструкции панели и таким образом исключить необходимость образования отверстия 8 в обшивке панели.
На рис.4.6 показана конструкция устройства секториальной формы углового соединения трехслойных панелей. Данное устройство также защищено патентом РФ [65]. Оно состоит из секторных элементов с бортиками 3, имеющими паз 4 и выступ 5. К образованному при соединении панелей разъемному кольцу из бортиков секторного элемента крепится жесткое кольцо 6, имеющее паз 7, соответствующий выступу 5 бортика секторного элемента 3. Внутри разрезного кольца устанавливается заглушка 8, имеющая фиксирующий выступ 9, соответствующий пазу 4 бортика секторного элемента 3. Первоначально па заводе в углах панелей 1 крепятся секторные элементы при помощи площадки крепления к обшивке 2, например завальцовываются в обшивку панелей, приклеиваются или устанавливаются с помощью специального крепежа. Затем на месте монтажа при соединении соседних панелей бортики секторных элементов 3 образуют разрезное кольцо, на которое надевается неразрезное кольцо 6. Внутрь этого кольца устанавливается заглушка 8, позволяющая работать соединению на сжатие как единому целому. Все детали могут быть выполнены из упруго-податливой пластмассы. К достоинствам такого углового устройства следует отнести чрезвычайную простоту образования соединения при монтаже, а также отсутствие мостиков холода при использовании в качестве материала изделия пластмассы. Однако при рассмотрении рис.4.6 нетрудно заметить, что стыкуемые панели располагаются в одной плоскости, тогда как в купольном покрытии, особенно при небольшом числе его граней в конструктивной сети, между плоскостями панелей образуется угол, в некоторых случаях со значительной величиной раскрытия. Таким образом для использования описанной конструкции углового соединения при проектировании реального купольного покрытия, необходимо внести в нее изменения, связанные с расположением торцов секториальных элементов 3 под некоторым углом к плоскости обшивок 2, увеличением ширины фиксирующего выступа 9, изменением угла наклона фасок паза 4 и выполнением неразрезного кольца в форме усеченного конуса. Перечисленные изменения в конструкции угловой вставки приведут к существенному усложнению процесса ее изготовления, а увеличение ширины выступа 9 вызовет значительные ограничения для использования конструкционных видов пластмасс при изготовлении такого соединения. При этом в случае применения и качестве материала неделим конструкционных сталей, производитель столкнется с существенным ее расходом, необходимым для изготовления секторных элементов 3 и неразрезиого кольца 6 токарным способом. Также вызывает сомнение прочность присоединения элементов 3 и 6 к верхним обшивкам при большой их нагруженности в конструкции трехслойной панели.
Па рис.4.7,а изображен еще один вариант конструкции угловой вставки [66] призматического вида, располагающейся по краю срезанного контура угла трехслойной панели. Изготавливать вставку авторы предлагают также из мало-теплопроводного материала. Такая соединительная вставка представляет собой деталь (Рис.4.7,б) с выступающей петлей 7 и гнездом 8 для петли соседней панели. В гнезде 8 имеются отверстия 9 и 10 для фиксирующего болта II, имеющего коническую форму. Отверстие 12 в петле 7 предназначено для соединительного болта вставки соседней панели. Соединение панелей осуществляется следующим образом. Выступающая петля вставки одной соединяемой панели входит в гнездо вставки другой панели. Для закрепления в проектном положении двух соединяемых панелей в отверстие 9 со стороны треугольного проема вставляется конический болт 11 и, проходя через отверстие в петле другой вставки, ввинчивается в отверстие 10. Соединительный конический болт другой вставки ввинчивается аналогично, проходя при этом через отверстие 12 в петле 7. Такое угловое соединительное устройство является исключительно простым и экономичным в изготовлении, обеспечивает простоту и скорость монтажа, а также позволяет соединять панели расположенные под значительным углом друг к другу. Следует обратить внимание на необходимость развития габаритного размера по ширине описанного устройства для обеспечения наибольшей прочности клееного соединения вставки с обшивками, а также . на необходимость исполнения обшивок равновеликими для обеспечения беспрепятственного доступа к болту 11 при монтаже.
Ыа рис 4.8,а представлен разрез конструкции углового соединения трехслойных панелей, использованного в построенном фирмой MERO купольном покрытии в г.Ломо (Того, Африка). На заводе между обшивками вдоль срезанного контура угла многоугольной панели устанавливается на клее ребро из стального швеллера 1, при этом между ним и верхней обшивкой заводится лоскут . гидроизоляционного материала 9, достаточный для перекрытия как минимум половины ширины образуемого соединения. Далее при помощи болта 3 закрепляется крепежный элемент из угловой стали 2. При монтаже две панели соединяются между собой посредством закрепления болтом 5 промежуточной
