CC BY
15Материалы и конструкции
------ЖИЛИЩНОЕ ---
строительство
Научно-технический и производственный журнал
УДК 630.812
А.М. ИБРАГИМОВ1, д-р. техн. наук, советник РААСН (igasu_alex@mail.ru), Л.Ю. ГНЕДИНА1, канд. техн. наук; Л.А. ТИХОМИРОВ2, канд. техн. наук; И.А. ЛАДНЫХ1, инженер
1 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, Москва, Ярославское ш., 26) 2 Костромской государственный университет (156005, Кострома, ул. Дзержинского, 17)
Клеефанерная панель заводского производства как основной конструктивно-силовой элемент остова быстровозводимого жилого здания
Рассмотрены новые конструкции клеефанерных панелей, которые отличает повышенная степень заводской готовности и совмещение в себе несущих и ограждающих функций, унификация, живучесть, повышенная формоустойчивость, простота изготовления и сравнительная дешевизна. Панели состоят из двух внешних фанерных обшивок, обвязки по периметру и набора единичных элементов, которые объединены в перекрестную структуру с треугольной ячейкой - своего рода решетку заполнения, расположенную между обшивками и обвязкой. Разработанная панель относится к строительным конструкциям и рекомендуется к использованию при изготовлении стеновых, кровельных ограждающих элементов, а также для междуэтажных перекрытий.
Ключевые слова: клеефанерная панель (КФП), структурные элементы, обшивка, обвязка, несущая способность, формо-устойчивость, живучесть, дробность напряжений.
Для цитирования: Ибрагимов А.М., Гнедина Л.Ю., Тихомиров Л.А., Ладных И.А.. Клеефанерная панель заводского производства как основной конструктивно-силовой элемент остова быстровозводимого жилого зданияи // Жилищное строительство. 2017. № 4. С. 30-32.
A.M. IBRAGIMOV1, Counsellor of RAASN (igasu_alex@mail.ru), L.Yu. GNEDINA1, Candidate of Sciences (Engineering); L.A. TIKHOMIROVA2, Candidate of Sciences (Engineering); I.A. LADNYKH1, Engineer 1 National Research Moscow State University of Civil Engineering (26, Yaroslavskoe Shosse, 129337, Moscow, Russian Federation) 2 Kostroma State University (17, Dzerzhinskogo Street, 156005, Kostroma, Russian Federation)
A Glued Veneer Panel of Factory Production as a Basic Structural-Force Element of the Framing of a Quickly Constructed Residential Building
New designs of glued veneer panels, which have high degree of préfabrication and combination of bearing and enclosing functions, unification, durability, improved shape stability, simplicity of production and relative cheapness, are considered. Panels consist of two outside plywood sheathings, perimeter framing and a set of single elements which are combined in the cross-structure with a triangular cell, a kind of filling lattice located between veneers and framing. The developed panel relates to building structures and is recommended to be used when producing wall, roof enclosing elements as well as for interfloor overlappings.
Keywords: glued veneer panel, structural elements, framing, bearing capacity, form stability, durability, fragmentation of stresses.
For citation: Ibragimov A.M., Gnedina L.Yu., Tikhomirova L.A., Ladnykh I.A. A glued veneer panel of factory production as a basic structural-force element of the framing of a quickly constructed residential building. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2017. No. 4, pp. 30-32. (In Russian).
Потребность в быстровозводимом, доступном в финансовом отношении жилье, отвечающем требованиям современных нормативных документов, остается высокой. Авторы предлагают новые конструкции клеефанерных панелей индустриального изготовления с высокой степенью заводской готовности, которые совмещают в себе несущие и ограждающие функции, сравнительно дешевы, унифицированы и позволяют возводить жилые дома в короткие сроки.
Известны многослойные панели с заполнением, состоящие из обвязки, обшивки и заполнителя шестиугольной, ромбовидной, синусоидальной и других форм [1, 2].
Их общие недостатки: структурные элементы заполнения расположены параллельно листам обшивки, вероятна потеря формоустойчивости в поперечном направлении. Бруски смежных лучевых элементов расположены внахлест, что увеличивает массу конструкции и перерасход
зо| —
материалов, в том числе и клеевых. Передача усилий от слоя к слою обеспечивается точечным контактом. Возможна потеря местной устойчивости гофрированного элемента от вертикальных нагрузок. Несимметричные сосредоточенные нагрузки в вертикальной плоскости вызывают неравномерную деформацию конструкции и потерю формы.
Наиболее близким по сущности изобретением к предлагаемой панели является панель, представленная в [3]. В панели имеются трехлучевые элементы, которые образуют шестиугольные полые призмы в направлении, параллельном обшивке. Недостатком конструкции является большая масса конструкции, обусловленная наличием нахлестов в параллельных плоскостях в смежных трехлучевых элементах; элементы заполнения в панели параллельны листам обшивки, что снижает прочностные характеристики изделия. Геометрически изменяемая система в вертикальной плоскости снижает формоустойчивость панели.
^^^^^^^^^^^^^ М'2017
Научно-технический и производственный журнал
-------ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
Materials and structures
Технической задачей для авторов при разработке панели являлось создание панели, обладающей: максимальной несущей способностью, повышенной формо-устойчиво-стью при минимальном расходовании материала с возможностью увеличения звукоизолирующей и теплоизолирующей способности, повышенной живучестью, пригодностью для восприятия нагрузок в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Решение технической задачи достигается за счет применения единичных элементов геометрически неизменяемой регулярной структуры (рис. 1-4).
Изготовление панели реализуется следующим образом. Для формирования решетки заполнения изготавливаются единичные элементы. Единичный элемент состоит из трех плоских прямоугольных элементов одинакового размера с пропилами, расположенными на 1/3 и 2/3 длины каждого из них. Для деталей 1 пропилы расположены с одной стороны, для детали 2 - с противоположных сторон (рис. 1). Плоские детали единичного элемента имеют фаску под углом 120° с обеих сторон. Детали 1 и 2 совмещаются прорезями до образования соединения типа «гребенка»; дополнительно вторая деталь 1 крепится в прорези собранных деталей, образуя тело типа полая прямая призма, в основании которой лежит правильный треугольник (рис. 2). Первоначальная структура образуется соединением двух единичных элементов, при этом выступающие части плоских деталей единичного элемента соединяются примыканием к внешней стороне полой призмы второго единичного элемента (рис. 3). Плотное примыкание единичных элементов обеспечивается наличием фасок на выступающих концах и рациональным подбором размеров соединяемых деталей. Для увеличения точности сборки элементов панели и несущей способности клеевого соединения в обшивках возможно устройство профрезированных пазов, в которые вклеивают элементы решетки заполнения 5 (рис. 4).
Сборка панели осуществляется следующим образом (рис. 4). На нижнюю обшивку 3 закрепляют обвязку 4, имеющую форму рамки. Обвязку можно выполнить из фанеры или досок «на ребро». Все соединения осуществляются на клей. Элементы решетки заполнения 5 вкладываются в собранную обвязку перпендикулярно нижней обшивке 3, таким образом, чтобы ребра тела типа полая прямая призма располагались перпендикулярно поверхности обшивки, и крепятся к обвязке в предварительно профрезерованые в ней пазы. Верхняя обшивка 6 крепится на клей к решетке
4'2017 ^^^^^^^^^^^^^
заполнения и к обвязке. Все клеевые соединения осуществляют по общепринятой технологии изготовления клееде-ревянных конструкций. По периметру с внешней стороны панели обвязка может иметь дополнительные элементы для осуществления соединения (примыкания) аналогичных панелей по горизонтали, по вертикали и под углом. Дополнительные элементы могут быть исполнены в виде различного рода шпонок, нагелей, гребней, хомутов, металлических зубчатых пластинок (МЗП), пластинок типа «Мениг», замков, соединительных уголков и подобных связей, позволяющих осуществлять стыковку смежных панелей между собой.
Несущая способность панели может быть изменена под конкретную нагрузку, варьированием толщины и высотой деталей единичного структурного элемента, изменением размера ячейки, а также размерами материалов обвязки и обшивки.
Регулярная структура заполнения обеспечивает принцип дробности напряжений. При сосредоточенном или распределенном воздействии на панель вертикальной или горизонтальной нагрузки происходит перераспределение усилий на соседние элементы заполнения, на детали обвязки и обшивки.
Указанное обеспечивает повышение несущей способности и живучести панели. Снижение трудоемкости производ-
Рис. 4. Внешний вид панели
- 31
Материалы и конструкции
Ц M .1
Научно-технический и производственный журнал
ства панели достигается за счет использования одинаковых структурных элементов, производимых из прямоугольных плоских деталей одинакового размера. На разработанные панели получен патент [7].
НОМЕНКЛАТУРА ПАНЕЛЕЙ.
СТЕНОВЫЕ: глухая, наружная и внутренняя; с оконным проемом; с дверным проемом, наружная и внутренняя; угловая, с образованием наружного и внутреннего угла; эркерная.
ПЕРЕКРЫТИЯ И ПОКРЫТИЯ: междуэтажная и кровельная.
Панели изготавливают рядовыми и доборными, что позволяет варьировать планировочные параметры внутренних помещений.
Габариты панелей в плане запроектированы исходя из требований МКРС и ГОСТ 3916.1-96 «Фанера общего назначения с наружными слоями из шпона лиственных пород. Технические условия» и ГОСТ 3916. 2-96 «Фанера общего назначения с наружными слоями из шпона хвойных пород. Технические условия», т. е. длины и ширины фанерных листов.
Толщина панелей и ее элементов определяется требуемой несущей способностью, размерами ребер равностороннего треугольника элементов решетки заполнения и теплотехническим расчетом. Для повышения сопротивления теплопередаче элементы панели (внутренние плоскости обвязки 4 и обшивок 3 и 6, а также структурных элементов решетки заполнения 5) могут оклеиваться различного рода пленочными материалами или в треугольные ячейки закладывают эффективный утеплитель. Для повышения биостойкости и пожаростойкости применяют соответствующие пропитки, лаки, краски, эмали и мастики. Для обеспечения устойчивости состыкованных ребрами стеновых и кровельных панелей они крепятся различными способами к коньку, мауэрлату, нижней и верхней обвязке.
Для подтверждения эффективности разработанных панелей был проведен анализ по методике, приведенной в [5], который позволил сделать вывод. Ограждение из КФП сопоставимо по показателям с легкими стальными тонкостенными конструкциями (ЛСТК) и деревянными каркасными домами, выполненными по фахверковой технологии. Кроме того, КФП ориентировочно на 20% дешевле и обладают несомненными преимуществами - это высокая степень заводской готовности, простота сборки (монтажа) панелей между собой, а также возможность использования в структурных элементах решетки заполнения 5 некондиционной фанеры.
Список литературы
1. Патент РФ № 2035313. Объемный элемент и способ соединения сотовых структур / Иванов А.А., Иванова Л.Я., Иванов С.А. Заявл. 25.03.1993. Опубл. 20.05.1995. Бюл. № 14.
2. Патент РФ № 2029834. Слоистый заполнитель/ Лабын-кин В.Н., Латыш С.И., Наговицын А.Л., Зотенко И.А. Заявл. 02.03.1992. Опубл. 27.02.1995. Бюл. № 6.
3. Патент РФ № 2037029. Панель / Семенов Д.К. Заявл. 30.12.1992. Опубл. 09.06.1995. Бюл. № 16.
4. Ватин Н.И., Синельников А.С., Малышева А.В., Наумова Д.В. Сравнительная оценка ограждающих конструк-
ций для малоэтажного строительства // Лучшие фасады. 2013. № 1 (35). С. 8-11.
5. Табунщиков Ю.А., Ливчак В.И., Гагарин В.Г., Шилкин Н.В. Пути повышения энергоэффективности эксплуатируемых зданий // АВОК. 2009. № 5. С. 38-47.
6. Патент РФ №160223. Панель / Тихомиров Л.А., Зайцева К.В., Титунин А.А., Ибрагимов А.М., Гнедина Л.Ю. Заявл. 20.07.2015. Опубл. 10.03.2016. Бюл. № 7.
References
1. Patent RF na poleznuyu model' 2035313. Ob'emnuy element i sposob soedineniya sotovuh stryktyr [Volume element and method of connecting honeycomb structures]. Ivanov A.A., Ivanova L.Y.; Declared 25.03.1993. Published 20.05.1995. Bulleiten No. 14. (In Russian).
2. Patent RF na poleznuyu model' 2029834. Sloistuy zapolnitel' [Layered filler]. Labynkin V.N., Latysh S.I., Nagovicyn A.L., Zotenko I.A.; Declared 02.03.1992. Published 27.02.1995. Bulleiten No. 6. (In Russian).
3. Patent RF na poleznuyu model' 2037029. Panel' [Panel]. Semenov D.K.; Declared 30.12.1992. Published 09.05.1995. Bulleiten No. 16. (In Russian).
4. Vatin N.N., Sinel'nikov A.S., Malysheva A.V., Naumova D.V. Comparative evaluation of building envelopes for the low-rise building facades. Luchshie fasady. 2013. No. 1 (35), pр. 8-11. (In Russian).
5. Tabunshikov U.A., Livchak V.I., Gagarin V.G., Shilkin N.V. Ways to improve the energy efficiency of buildings. AVOK. 2009. No. 5, pр. 38-47. (In Russian).
6. Patent RF na poleznuyu model' 160223. Panel' [Panel]. Tihomirov L.A., Zaiceva K.V., Titunin A.A., Ibragimov A.M., Gnedina L.U.; Declared 20.07.2015. Published 09.05.1995. Bulleiten No. 7. (In Russian).
Производство
деревянных клееных конструкций
Монография
Производство деревянных клееных конструкций
Автор - заслуженный деятель науки России, д-р техн. наук Ковальчук Л.М.
В книге рассмотрены основные вопросы технологии изготовления ДКК, показаны области их применения, описаны материалы для их изготовления. Особое внимание уделено вопросам оценки качества, методам испытаний, приемке и сертификации клееных конструкций. В книге приведен полный перечень отечественных и зарубежных нормативных документов, регламентирующих производство и применение ДКК
Тел./факс: (499) 976-22-08, 976-20-36 E-mail: mail@rifsm.ru
32
42017
