Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор многослойных ограждающих конструкций 9
1.1. Технические требования для многослойных ограждающих конструкций 9
1.1.1. Общее требования для многослойных конструкций 9
1.1.2. Требования по несущей способности и жесткости - типы нагрузок 11
1.1.3. Виды статической нагрузки 18
1.1.4. Требования по ударным нагрузкам 20
1.1.5. Критерий несущей способности и жесткости 22
1.1.6. Требования по коррозийной защите 23
1.1.7. Теплотехнические условия при проектировании многослойных конструкций 25
1.1.7.1. Термо - физический анализ термо - мостиков 27
1.1.8. Требования по акустике при проектировании многослойных плит для жилищного строительства 28
1.1.8.1. Нормы по акустике ограждающих конструкций в жилищном и гражданском строительстве 29
1.1.9. Требования по противопожарной безопасности многослойных наружных панелей для условий Польши 35
1.2. Конструкции, эксплуатационные свойства и применение многослойных наружных ограждающих конструкций 39
1.2.1. Железобетонные сборные наружные стены 39
1.2.2. Многослойные однопролетные плиты 56
1.2.3. Многослойные многопролетные плиты 62
1.2.4. Ребристо — слоистые плиты 63
1.2.5. Многослойные ребристые плиты ограждающих конструкций 66
1.2.6. Многослойные кассетные плиты 67
1.3. Методы расчетов прочности и устойчивости панелей 69
1.3.1. Устойчивость однослойных пластин с разрывными параметрами 69
1.3.2. Устойчивость пластин, подкрепленных ребрами 74
1.3.3. Трехслойные пластины с различными особенностями 76
1.3.4. Устойчивость трехслойных пластин с разрезами и отверстиями 80
1.4. Выводы по первой главе. Постановка задач исследования 84
ГЛАВА. 2. Анализ теорий расчета многослойных конструкции 85
2.1. Основные уравнения для расчета плит с ребрами и разрезами 85
2.1.1. Основные системы уравнений 86
2.1.2. Пластина с одним разрезом 92
2.1.3. Пластина с эксцентричным ребром ограниченной длины 103
2.2. Основные уравнения для трехслойной пластины с разрезами. Решение статической
задачи 109
2.2.1. Основные разрешающие уравнения для сплошной трехслойной пластинки 109
2.2.2. Учет разрезов. Разрешение уравнения трехслойной пластины с разрезами 116
2.2.3. Алгоритм составления разрывных функций, соответствующих действию сосредоточенной силы 121
2.2.4. Приведение к однослойной пластинке с одним разрезом. Метод решения 124
2.2.5. Приведение к однослойной пластинке с прямоугольным отверстием 130
2.2.6. Частные случаи расположения разрезов 133
2.2.7. Алгоритм и программа расчета 136
2.3. Методика расчета на устойчивость трехслойной пластины с разрезами и отверстиями.
138
2.3.1. Исходные уравнения критического состояния 138
2.3.2. Решение дифференциального уравнения критического состояния для трехслойной пластины с одним разрезом 139
2.3.3. Определение критической нагрузки на сжатую пластинку с разрезами путем перехода от статической задачи к задаче устойчивости 150
2.3.4. Определение критической нагрузки на трехслойную пластину на основе решения соответствующей статической задачи 158
2.3.5. Решение уравнения критического состояния для трехслойной пластины с прямоугольным отверстием 163
2.4. Методика расчета склеенной многослойной плиты 169
2.4.1. Определение напряжений и деформации многослойной плиты 171
2.4.2. Определение силы в сечению многослойной плиты 174
2.4.3. Вариационная формулировка граничных условии многослойных плит 176
2.4.4. Прямоугольный, плиточный конечный элемент 178
2.4.5. Уравнения метода конечных элементов 182
2.4.6. Численные расчеты многослойной плиты 187
ГЛАВА 3. Теоретические исследования методов проектирования многослойной конструкции Для условий Польского строительства 191
3.1. Методика расчета трехслойной плиты с дискретным заполнителем 191
3.1.1. Исходные разрешающие уравнения панелей с дискретными заполнителями в виде ребер 191
3.1.2. Решение уравнений трехслойной пластины с дискретным заполнителем в виде ребер 195
3.1.3. Устойчивость трехслойных панелей с дискретным заполнителем в виде ребер 201
3.1.4. Расчет трехслойной панели с дискретным заполнением в виде гибких связей 205
3.1.5. Решение разрешающих уравнений трехслойных пластин с дискретными связями.212
3.1.6. Устойчивость трехслойных панелей с дискретным заполнителем в виде гибких связей 214
3.2. Теоретические основы для расчета и исследования многослойных наружных стеклопакетов 217
3,2,1 Свойства материала многослойной стеклоконструкций 219
3.2.2. Модель передачи тепловой энергии через многослойные стеклоконструкций 221
3.2.3. Модель передачи тепловой энергии через многослойный стеклопакет 225
3.2.4. Конструкций многослойных стеклопакетов 229
3.2.5. Нагрузка на многослойные стеклопакеты 233
3.2.6. Газовая связь нагрузок, вызванная объемом перемещения стекла- общий случай. 239
3.2.7. Отпорная реакция (нтеракция) поверхностной нагрузки стеклопакетов вызванная изменами давлениями газа в пакете 241
3.2.8. Начальные параметры газа в пакете 241
3.2.9. Теоретическая оценка газовой связи нагрузок 243
3.2.10. Объем перемещения отдельного стекла опертого по контуру рамки не герметичного пространства 243
3.2.10.1. Чувствительность газовой связи на параметры состава 247
3.2.10.1.1. Чувствительность коэффициента интеракции поверхностной нагрузки стекла Др/р на ширину стекла 247
3.2.10.1.2. Чувствительность коэффициента отпорной реакции (интеракции) нагрузки изменой атмосферного давления Ар/Дра на ширину стекла 248
3.2.10.1.3. Чувствительность коэффициента отпорной реакции (интеракции) поверхностной нагрузки стекла Др/ Лра на избранные параметры стеклопакета. 249
3.2.10.2. Сравнение напряжений в стеклопакетах плотных и негерметичных 252
3.2.10.3. Напряжения в стеклопакетах под воздействием напора и сосания ветра 253
3.2.10.4. Оценка объема перемещения полосы стекла упруго закрепленного 256
3.2.10.5. Оценка измены объема камеры полосного стеклопакета 258
ГЛАВА 4. Натурные экспериментальные исследования многослойных конструкций 260
4.1. Экспериментальные исследования трехслойной панели с дискретным заполнителем; определение напряжении и перемещении 260
4.1.1. Эффективность внедрения новых многослойных конструкций 284
4.2. Исследования газовой связи в многослойных стеклопакетах 291
4.2.1. Оценка модуля Юнга стекла 291
4.2.2. Исследование отпорной реакции (интеракции) нагрузок стекол, вызванной газовой связью нагрузок 296
4.2.4. Нагрузки вытекающие с атмосферических измен давления и температуры 302
4.2.5. Сравнение результатов экспериментальных исследований с компьютерными расчетами для газовой связи стекол поверхностно загруженных 305
Основные итоги работы - выводы , 312
Литература 314
Приложения 339
Program AutoGen 339
Program AutoAn 351
- Нормы по акустике ограждающих конструкций в жилищном и гражданском строительстве
- Основные разрешающие уравнения для сплошной трехслойной пластинки
- Устойчивость трехслойных панелей с дискретным заполнителем в виде гибких связей
- Исследование отпорной реакции (интеракции) нагрузок стекол, вызванной газовой связью нагрузок
Введение к работе
Современное развитие строительства характеризуется вес большим применением широко ассортимента строительных материалов и конструкций.
Высокие технико-экономические показатели новых материалов способствуют к расширению ассортимента строительных конструкций.
Постоянно расширяется класс конструкций, в которых разделяются несущие и изолирующие функции. К требованиям по несущей способности все большие требования высказываются по теплоизоляции и т.п. при жестких стоимостных критериях.
Развитие производства и технологии современного строительства приводит к появлению на рынке новых материалов, характеризующихся малой массой и разными механическими свойствами.
Стремление оптимального использования свойств материалов приводит конструкторов к созданию рациональных форм и профилей. При этом, как правило, идут попытки найти эффективный баланс по соединению ограждающих и изолирующих свойств материалов.
Это приводит к появлению на рынке многослойных различных конструкций, которые различаются свойствами конструктивных и изолирующих материалов, конфигурацией и способами соединения конструкционных слоев.
Основные тенденции в развитии современных конструкций:
снижение массы ограждения,
повышение технологичности изготовления, монтажа, транспортировки,
возможность демонтажа и последующего монтажа,
повышение качества возводимых зданий, уменьшение эксплуатационных затрат.
Применяемые легкие, ограждающие конструкций можно разделить на три группы, они различаются по технологии монтажа и техническим требованиям:
Первая группа - сборные ограждающие, монтируемые из готовых элементов с полной заводской готовностью.
Вторая группа - не слоистые составные ограждения из готовых элементов, монтированных на производственной стройке в промышленной системе с использованием высокоэффективного механического оборудования особенно металлические конструкции.
Третья группа - частично составные смешанной конструкции, например ограждения из стекла.
Эти рассуждения имеют влияние на поиск более эффективных конструкции так в их проектировании, расчете с учетом исполнении технологии их эффективного производства. С этими задачами связаны разработки по методике их теоретического и лабораторного исследования. Прогрессивным является многовариантность конструктивных решений, которое дает проектантам объекта применение основанного материала для конструктивного их выполнения и экономического обоснованного решения.
Необходимость применения многих вариантов легких ограждении дополнительно обосновано техническими и народнохозяйственными интересами с целью:
необходимости наилучшего использования сырьевой базы и производственных возможностей,
оптимального подбора типа, стандартов и стоимости конструкции. Степень этих реализации будет различаться в жилищном
и промышленном строительстве. Например, в жилищном строительстве большое значение для легких ограждений имеют такие свойства как хорошая термо и звукоизоляция, высокая пожарная безопасность, жесткость, гигиеничность, экологичность, эстетика и низкая стоимость.
Представленные в диссертации многовариантные теоретические
анализы, исследования и методы расчета легких ограждающих конструкции разработаны с целью обогащения проектантов и исполнителей в возможность сравнения и эффективного подбора многослойной конструкций.
Большинство решений ограждений описанных в диссертации, теоретический анализ и методика их расчета, а также инструментальные исследовании являются результатом многолетнего опыта разработок проводимых в СПбГАСУ и Ченстоховской Политехнике на Кафедре ТСП в Ченстохове автором диссертации.
Цель работы заключается в разработке методологических и теоретических основ проектирования и создании новой конструкции и концепции производства многослойных ограждающих конструкций, обеспечивающих повышение их технического уровня и надежности, а также снижения затрат на изготовление и эксплуатацию.
Научная новизна заключается в следующем:
впервые представлена общая структура комплексного исследования по определению напряженно - деформированного состояния многослойных панелей с учетом их конструктивных особенностей и применяемых материалов,
разработан метод расчета многослойных сплошных железобетонных пластин с дискретным заполнителем в виде жестких и гибких связей,
предложен эффективный метод определения напряженно -деформированного состояния при действии эксплуатационных нагрузок: механические усилия, давление, температура и т.п,
разработан пакет прикладных программ.
Практическая значимость диссертации заключается в том что:
проведен анализ современных представлений о методах расчета многослойных ограждающих конструкции и методов их моделирования;
разработана инженерная методика оптимального проектирования современных многослойных панелей с учетов условий Польского
строительства;
- разработана методика расчета многослойных панелей с учетом их конструктивных особенностей: дискретным заполнителем в виде жестких и гибких связей и т.п.;
разработан метод проектирования стеклопакетов с учетом их эксплуатационных нагрузок;
разработан пакет прикладных программ для расчета и анализа напряженного состояния многослойных панелей.
Результаты диссертационной работы использованы при создании новых многослойных панелей и будут использованы при дальнейшей разработке нормативных документов, а также при ведении дальнейших модельных разработок в учебном процессе.
Нормы по акустике ограждающих конструкций в жилищном и гражданском строительстве
Требования в сфере пассивной противопожарной охраны относятся до свойств материалов, элементов, конструкции и здании, могущих себе проявить в условиях пожара. Из-за условного характера этих требовании нужно их рассматривать вместе с определенной методикой исследовании и классификацией пожарных свойств определенных на основе [233, 238].
Пожар определяется как не контролированное во времени и пространстве явление сжигания, т.е. экзотермического соединения материалов с кислородом с воздуха. Отсюда тоже навязывается очевидная классификация строительных материалов на горючие и негорючие, а также составление требований через элиминацию в некоторых случаях или ограничение применения горючих материалов.
Исследования горючести строительных материалов проводится в специальной трубной печи (см. PN-70/D-02862) в температуре 750 С, с обращением внимания на следующее эффекты: - выделение горючих газов, могущих сжигаться пламеню (огнем), - выделение тепла, вызывающее рост температуры образца, - убыток массы. Классификация строительных материалов на горючие и негорючие является „грубой" и в маленькой степени учитывает разницы выступающие между отдельными горючими материалами. Это вытекает с принятого метода исследований: температура 750 С не является репрезентативной для всех фаз пробега пожара. В пожарах, в которых превышает сжигание твёрдых тел, можно выделить уверенные фазы развития пожара: - от зажигания первого предмета помещения до объятия пожаром всего объёма помещения; - интенсивное сжигание с присутствием пламени (огня);- остывание. Эти фазы отличаются высотой выступающих температур рис. 1.3 и напряжением теплового излучения. Развитой пожар (после перехода в фазу интенсивного сжигания) является трудным в тушению. Отсюда желательным является, чтобы применяемы строительные материалы не поддавались (подвергались) зажиганию при небольшом напряжении излучения и не распространяли слишком быстро огня по поверхности. Из-за поведения материала в условиях отвечающих Г фазе пожара горючие строительные материалы можно разделить (по PN-64/B-02850 с изменениями с 1976 г.) на три группы: - не горючие материалы, которые в стандартных условиях исследования не выделяют горючих газов в достаточном количестве до зажигания пламеню (огнем); - трудно горючие материалы, которые в стандартных условиях исследований зажигаются с надежным опозданием, жгутся только в присутствии источника тепла и после изолирования этого источника гаснут (потухают); - легко горючие материалы, которые в стандартных условиях исследования быстро зажигаются и жгутся даже после изолирования источника огня. Дифференцированная степень горючести является интересным, прежде всего по отношению до материалов, которые выступают на поверхности строительных элементов (облицовки). В случае слоистых материалов с достаточно тонкой облицовкой оказывается, что тепловые свойства материала глубже расположенного влияют на степень горючести облицовки. Отсюда же польская пожарная классификация материалов и строительных элементов вводит понятие степени распространения огня через строительный элемент, имеющий характеризовать поверхностные свойства элемента так и однородного, как и слоистого строения. Введено разделение элементов: - не распространяющие огонь (например, однородные элементы с не горючих материалов или горючих); - слабо распространяющие огонь (например, элементы с материалов тяжело горючих); - сильно распространяющие огонь (например, элементы с материалов легко горючих). Нормативы [185, 228...233] не вводят никаких ограничений в применении элементов, не распространяющих огня, предусматривают в большинстве случаев требования слабого распространяя огня и допускают в небольших случаях элементы сильно распространяющие огонь. Эти требования учитывают характер здания, а также расположение элемента (в соответствий с требованиями для вертикальных поверхности требования потолком обостренные, а для пола — смягченные).
Основные разрешающие уравнения для сплошной трехслойной пластинки
В работе И.Н. Преображенского [96 ... 102] исследована погрешность метода компенсирующих нагрузок, прикладываемых в сечениях вдоль контурных линий вырезов. Вычисления выполнены для различных соотношений размеров сторон пластинки и вырезов с учетом и без учета компенсирующих нагрузок.
Некоторые работы касаются проблемы устойчивости пластинок с вырезами при действии внешних сдвигающих усилий. Одной из первых по теме, была публикация Т.А. Попова [95, 96]. Здесь рассматривался вопрос влияния отверстия на прочность и жесткость тонкостенного элемента под действием сдвигающих сил. Расчет проводился на основе метода конечных разностей.
Устойчивости пластин с вырезами из композитного ортотропного материала при сдвиге посвящена работа Н.Р. Кондратьева, И.Н.Преображенского [99... 102]. Аналитическое исследование, описанное в ней, построено по методике, изложенной ими ранее в работе [102].
Ряд публикаций содержит результаты изучения влияния отверстий на устойчивость пластинок на основе экспериментальных исследований.
Экспериментальному изучению устойчивости пластинок с вырезами посвящена работа В. Новацкого, Э. Кубяка и 3. Коваля [1175, 176, 199]. В ней описаны опыты по определению критических нагрузок для квадратных пластинок с круговым центральным отверстием при сжатии по двум заземленным противоположным краям. Два других незагруженных края пластинки были шарнирно оперты. Установлена степень влияния размера диаметра отверстия на величину критической нагрузки. Результаты исследований представлены графическими кривыми, характеризующими зависимость отношения критической нагрузки для пластинки без отверстия от отношения диаметра отверстия к ширине пластинки. В работе приведены рекомендации относительно учета наличия отверстий при проектировании такого типа конструкций.
Несколько шире экспериментальное изучение устойчивости пластинок с вырезами осуществлено в работе В. Новацкого [199], где описанные опыты осуществлялись с помощью разрывной машины и специального приспособления на квадратных пластинках с центральным круговым отверстием. При этом определялись критические, равномерно распределенные вдоль двух противоположных краев сжимающие нагрузки. Описана схема нагружения и конструкционные особенности установки, позволяющие имитировать определенные виды закрепления внешнего контура опытного образца, а также схема измерения перемещений, возникающих в процессе выпучивания.
Интересные данные получены в работе В.Л. Агамировьш и О.Н.Логиновым [2]. Целью экспериментальных исследований была проверка теоретических данных, относящихся к общему характеру потери .устойчивости панелей с центрально расположенным отверстием, подвергшихся сжатию. Момент потери устойчивости определяется следующим образом. По показаниям датчиков выявились относительные деформации изгиба. Затем строилась зависимость напряжений /деформации/ изгиба от нагрузки, отсчитываемой по динамометру пресса. Бурному нарастанию деформаций изгиба отвечает на графике почти прямой участок. Испытанию подвергалось 18 образцов. Результаты сведены в таблицу и нанесены на графике. Они сопоставлены с результатами, полученными по методике исследования И.Н. Преображенского [69 ... 72].
Результаты экспериментальных исследований на устойчивость пластин с разрезами и отверстиями описаны в работе Б.К. Михайловым Г.О. Кипиании и Ле Суан Хунгом [76, 85].
В работе Н.В. Валишвили [23] приводится исследование на оси основе широкого использования ЭЦВМ оболочек и пластин на устойчивость. В них приведены алгоритм для расчетов на современных ЭЦВМ оболочек и пластин при воздействии статистических и динамических нагрузок с учетом больших перемещений.
В публикациях обзорного характера И.Н. Преображенского, Б.К. Михайлова, Г.О. Кипиани, Ле Суан Хунга [86, 99] изложены основные достижения об исследованиях устойчивости тонкостенных пластинок с отверстиями.
Одним из первых исследований потери устойчивости ребристой тонкостенной системы является работа С.П.Тимошенко [133...135, 249] в которой была рассмотрена потеря устойчивости прямоугольной пластинки, подкрепленной ребрами. Исследования по теории пластин и оболочек, подкрепленных криволинейными ребрами жесткости с использованием методов комплексных потенциалов Колосова - Мусхелишвшш были выполнены в работах Г.Н. Савина [122... 124], Н.П. Флейшмана [137, 138], В.И. Тульчего и М.П. Шереметьева [139]. Техническая теория ребристых пластин и оболочек, учитывающая положение ребер при помощи дельта - функций в предположении контакта по линии, в дальнейшем была развита В.З. Власовым А.А. Назаровым [89, 90], Е.С. Гребнем [33 ... 38], В.И. Королевым [54] Л.В. Семенцом [127]. Методика расчета ребристых пластин и оболочек с применением аппарата разрывных импульсных функций разработана Б.К. Михайловым [80... 87]. Предложенный метод эффективен для учета локального характера влияния ребер. Численный метод расчета ребристых пластин и оболочек с использованием конечного элемента с пятью степенями свободы в виде прямоугольника, окантованного эксцентричными ребрами, предложен в работах A.M. Масленникова [57...59], а также Э. Кубиком [176] и другими [125]. В работах В.А.Смирнова, Н.П.Шапошникова, В.Б.Петрова, А.В. Александрова, Б.Я. Лащенкова, Н.А. Тарабассва, В.И. Мяченкова представлено описание комплексов программ для расчета указанных конструкций методом конечных элементов. Задача устойчивости ребристых конструкций может быть решена энергетическими методами. В работах Н.П. Абовского [1], СП. Тимошенко [133, 134], А.В.Александрова [3...5] рассмотрены решения для гладких и ребристых пластин, В исследованиях устойчивости ребристых конструкций при рассмотрении совместной работы плиты и ребер отмечаются следующие подходы; Считается, что если ребра расположены симметрично относительно срединной поверхности плиты, то при потере устойчивости изгиб ребристой конструкции происходит без возникновения дополнительных продольных усилий в плите и ребрах от эксцентриситета. Такой подход является наиболее распространенным и развит в работах А.С. Волъмира, СП. Тимошенко, Ф. Блейха и других.
Устойчивость трехслойных панелей с дискретным заполнителем в виде гибких связей
Зависимость (3.58) является основой для дальнего анализа касающегося климатических нагрузок действующих на стеклопакет. Необходимо оборотить внимание на то, что, учитывая в стеклопакете абсорбирующее средства водяной пар, р0 нужно уменьшить о величину молекулярного давления водяного пара абсорбированного во время эксплуатации [156] (например давление водяного пара содержащего в воздухе о температуре 20 С и влажности 50 % равно 11,7 гПа [262]).
Одним из современных решений в многослойных конструкциях стеклопакетов это преграждение межстеклянного пространства сильно натянутой фольгой произведенной в технологии Heat Mirror. Эта фольга, покрытая ультратонкими слоями окисями металла о так подобранных свойствах, что пакет обладает преимуществами одинаково рефлексивного стекла, так и низкоэмиссионного, а проницаемость излучения UV была редуцированная почти к нулю. Кроме того, разделение пакета ограничивает конвекционное движение, что улучшает теплоизоляцию стеклопакета [256]. Влияние преграждение фольгой на параметры состава представлено в таблицы 3.4.
На непроницаемость камеры и демпфирование колебаний имеет влияние дистанционная рамка и соединение стекол с рамкой. В настоящее время 80% стекол произведенных в мире имеет эластические соединения, состоящие с дистанционной рамки соединенной со стеклами состава с помощью клее -уплотняющими материалами. В основном применяются рамки о толщине 6- 18 мм, выполнены из алюминиевого профиля, перфорированного со стороны камеры или с искусственных материалов. Алюминиевая дистанционная рамка, однако, является термическим мостиком. В последние годы чаще всего используется рамки о улучшенных технических свойствах, выполненных из пластмасс. Одно из таких решений, это рамка произведена немецкой фирмой Thermix, описанная в [213]. Улучшена рамка формой немного отличается от алюминиевой,, выполненная, однако из высокого качества пластмасс с погруженной в стенке профиля фольги (0,1 мм) из благородной стали. Использованные материалы имеют многократно меньшую теплопроводимость чем алюминии (табл. 3.2.8), что сокращает потери тепла на термическом мостике о 50+60%, а также снижение среднего коэффициента окна приблизительно на 0,15 Вт/(м2К)
В таблицы 3.6 указаны избранные параметры, касающиеся теплопроводности, а также теплообмена через излучение примерочных составов стеклопакета. Эти данные печатаются в технических информаторах фирм. Нужно обратить внимание, что представлены в табл. 3.5 коэффициенты теплопередачи U относятся до составов стекол, не учитывая материалов оконной рамы. Улучшения теплоизоляции стеклопакетов привело, что остекление имеет лучшую теплоизоляцию, чем материал рамы. Метод расчетов среднего коэффициента U для окна как совокупности указано в литературе [206, 243], зато метод расчета и измерения коэффициента U для стеклопакетов указано в нормах [262]. Массовой нагрузкой для стекол во время эксплуатации является собственный весь и снеговая нагрузка, которая может выступать в случае стекол расположенных на крыши о угле наклона к уровню меньше чем 60%.
Многослойный стеклопакет является конструкционным элементом наружных ограждений здания, для которого изменены наружного атмосферного давления, вызывает значительные нагрузки состава стекол. Величина этих нагрузок может принимать значительные значения, так как измена атмосферного давления только о 10 гПа вызывает нагрузку 1 кПа. В нашей климатической зоне [156] давление изменяется в пределе приблизительно ЮОгПа (между 950 а 1050 гПа). Нужно обратить внимание, что метеорологические данные представлены например в прогнозе поды, чаще информируют о атмосферном давлении по отношению до выбранного места, находящегося на некоторой высоте над уровнем моря. В более точных расчетах нужно учитывать падение давления вместе с ростом высоты над уровнем моря. При величине до 1000м н. у.м., можно корректировать
Формула (3.59) может быть полезной при прогнозировании оптимального давления наполнения межстекельного пространства в фазе производства стеклопакетов.
На представлены выше глобальные измены атмосферного давления, накладываются локальные измены вызванные аэродинамическими явлениями, выступающими в здании и его окружающее среде. Давление воздуха в определенном разрезе конструкций может отличаться от наружного атмосферного давления. Эти разницы вытекают с разницы температур между интерьером, а экстерьером, а также действия ветра. Точное теоретическое определение размещения давлений в помещениях требует решения системы уравнении воздушного баланса в помещениях. Это расположение зависит од таких факторов как проницаемость воздуха ограждений здания, неплотность окон и двери, расположение помещении и этажей, расположение вентиляционных каналов. Для количественной оценки влияния расположений давления воздуха на напряжение стекол использовано зависимости, введены при учете одинаковой неплотности наружных ограждении на всей высоте здании и уравновешенной температуре внутри, что подробно отражено в работах [148, 219, 244].
Если температура внутри здания выше, чем снаружи, наружный воздух имеет большие плотность, чем внутри. Гравитационное давление в окружающей среде нижней части здания (этажа) выше, чем внутреннее давление воздуха на этом же уровне. Это является причиной инфильтрации наружного воздуха через негерметичные и пористые материалы ограждения. Более теплый воздух внутреннего помещения перемещается вверх. В верхней части здания образуется сверхдавление, вследствие чего воздух уходится в наружи через вентиляционный канал и эксфильтрует через ограждение.
Исследование отпорной реакции (интеракции) нагрузок стекол, вызванной газовой связью нагрузок
Целью настоящих исследований является: 1. определение фактической нагрузки, свидетельствующей о потере прочности; 2. установка фактического критического состояния, приводящего к преждевременному появлению признаков разрушения и свидетельствующего о потере устойчивости; 3. оценка деформативности стеновых панелей, испытываемых сначальным эксцентриситетом путем сравнения опытного значения перемещения выпучивания стеновой панели, измеренного при действии контрольной нагрузки по проверке жесткости и трещиностойкости с величиной прогиба, вычисленного по методике гл. 3; 4. определение деформаций сдвига панелей с последующим сравнением ее значения с контрольной величиной, вычисленной по методике гл. 3; 5. оценка трешиностойкости стеновой панели при сдвиге путем сравнения максимальной ширины раскрытия трещины, измеренной при действии контрольной сдвигающей нагрузки, с контрольной величиной ширины раскрытия трещин, принимаемой по ГОСТ 8829-85; 6. оценка жесткости связей между слоями при нагружении несущего слоя стеновой панели контрольной нагрузкой в вертикальном направлении путем сравнения измеренного в опыте смещения нагруженного слоя с величиной перемещения, вычисленными по методике гл. 3; 7. оценка жесткости связей между слоями при нагружении несущего слоя горизонтальной нагрузкой путем сравнения измеренного в опыте горизонтального смещения при данной нагрузке с контрольной величиной смещения, полученного по методике гл. 3. Объект исследования - трехслойные стеновые панели с дискретным заполнителем в виде гибких связей и основными габаритными размерами панели, представленные на рис. 4.1. Материал наружных слоев - бетон класса В 25. Методика исследования. Испытания производились на специальном стенде, на базе завода в городе Ченстохова. Материалы, применяемые при изготовлении, проходили дополнительный контроль. Прочность бетона проверялась в соответствии BN-79/8812-01. Качество сварной арматуры проверялось в соответствии с действующими условиями. В соответствии с "Методическими указаниями по испытаниям однослойных и трехслойных стеновых панелей на универсальном стенде. Л.: ЛенЗНИИЭП. 1990", на каждый вид воздействий испытывалось по 2 стеновых панелей. Нагрузка на панели создавалась гидравлическими домкратами, передаваемыми на несущий слой через распределительные балки, согласно рис. 4.1. Испытания по жесткости связей между слоями производились нагружением наружного слоя панели весовой нагрузкой с помощью специальной рычажной системы при предварительном защемлении панели в стенде воздействием домкратов, установленных на несущем слое простенков (рис. 4.1). При испытаниях на сдвиг горизонтальные и вертикальные составляющие сдвигающей нагрузки располагались по линии, от стоящей от ближайшей боковой грани на 300 мм (рис. 4.1). Нагружение сдвигающей нагрузкой производилось одним горизонтально установленным домкратом, осуществляющим давление на панель через распределительный элемент и шаровой шарнир. Вертикальная составляющая создавалась опорной реакцией специальной опорной балки, давление на которую оказывалось через каток и распределительные пластины. Горизонтальные составляющие в нижнем углу панели создавались опорной реакцией нижней балки, опирающейся на специальные столики на стойках стенда. Подготовленная к испытанию панель устанавливалась в стенд на простые шарнирные опоры и удерживалась в вертикальном положении горизонтальными винтовыми установочными домкратами. Комплект оборудования для производства испытаний состоял из стенда с комплектующими его приспособлениями, комплекта стенового оборудования: гидравлических 100-тонных домкратов (2 шт.) насосных станций с манометрами (2 шт.) распределителя гидравлического на 4 канала (2 шт.) соединительных шлангов на 350 атмосфер (4 шт.), прогибомеров часового типа ПАО-б (7 шт.), индикаторов часового типа с ценой деления 0,01 мм (16 шт.), тензометрической техники марки. Конструкция стенда представляет собой систему стеновых стоек с верхними выдвижными ригелями. На эти элементы устанавливается на болтах съемные продольные шарниры с винтовыми замками. Нагрузка от домкратов передается на стеновую панель через распределительные балки с принадлежащими им продольными шарнирами, имеющими винтовые замки. Стенд оснащен системой горизонтальных винтовых установочных домкратов, позволяющих производить корректировку положения панели для точной установки. Испытания проводились в следующей последовательности: - производился монтаж рычажной системы нагружения наружного слоя вертикальной контрольной нагрузкой; - панель защемляется в стенде путем создания среднего давления домкратами соответствующего половине контрольной нагрузке; - устанавливаются приборы; - снимается нулевой отсчет по приборам; - производится испытание в соответствии с программой. Перед испытанием на поверхности панели размечались места установки приборов, просверливаются гнезда, забиваются деревянные пробки для крепления приборов и проволок. Перед установкой панели в стенд ее окрашивали жидким раствором мела, что дало возможность легче обнаружить появляющиеся трещины. Поверхность панелей была тщательно осмотрена перед побелкой. Все дефекты - трещины, раковины, околы и пр., были отмечены на панели грифелями. Панели в процессе испытания загружались ступенями, равными, примерно, 10% от контрольной разрушающей нагрузки. Каждая ступень нагрузки выдерживалась в течение 10 минут. Показания приборов записывались дважды - немедленно после загрузки панели и перед началом следующей нагрузки. При каждой ступени нагрузки производился осмотр поверхности панели.
