/
Text
АЛЮМИНИЕВЫЕ
КОНСТРУКЦИИ
СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ
\.LIIH ||ЦЦ
ГОССТРОЙ СССР
ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ИМ. В. А. КУЧЕРЕНКО
(ЦНИИСК).
АЛЮМИНИЕВЫЕ
КОНСТРУКЦИИ
СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ
Под редакцией д-ра техн, наук,
проф. В. И. Трофимова
МОСКВА
СТРОЙИЗДАТ
1978
УДК 624.014.7(031)
Рекомендовано к изданию секцией металлоконструк-
ций Ученого совета ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко.
Авторы: В. И. Трофимов, |С. В. Тарановский!,
В. Н. Спиров, Б. Г. Бажанов, Б. Е. Киселев, А. М. Чи-
стяков.
Алюминиевые конструкции. Справ, пособие. Под ред.
В. И. Трофимова. М., Стройнздат, 1978,151 с. Авт.: В. И.
Трофимов, С. В. Тарановский, В. И. Спиров и др.
Освещены области применения алюминиевых конст-
рукций в строительстве, приведены характеристики ма-
териалов, сортамент, виды соединений, расчет элемен-
тов. Рассмотрены основные типы ограждающих конст-
рукций, монтируемых из панелей и послойным способом,
а также несущие конструкции и конструкции, совмеща-
ющие несущие и ограждающие функции.
Книга предназначена в качестве справочного посо-
бия для инженерно-технических работников проектных
организаций.
Табл. 68, ил. 57, список лит.: 22 назв.
30206—328
047(01)—78 7в“78
© Стройнздат, 1978.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Основными направлениями развития народного хозяйства СССР
на 1976—1980 годы, утвержденными XXV съездом КПСС, преду-
смотрено расширить практику полносборного строительства и мон-
тажа зданий и сооружений нз прогрессивных конструкций, шире
применять изделия из алюминиевых сплавов.
За последние два десятилетия в мировой практике алюминий
как строительный материал применяется в ограждающих конструк-
циях (окна, витражи, панели, подвесные потолки и пр.), в конструк-
циях, совмещающих несущие и ограждающие функции (купола,
своды и пр.), а также в легких несущих конструкциях (структур-
ные покрытия, каркасы сборно-разборных зданий, подвижные кон-
струкции и пр.).
В нашей стране" создается новая отрасль строительной индуст-
рии, базу которой составляют крупные заводы алюминиевых кон-
струкций, оснащенные высокопроизводительным оборудованием.
С целью унификации и типизации алюминиевых конструкций
гражданских зданий КиевЗНИИЭП разработана «Номенклатура ос-
новных типов конструкций и изделий из алюминиевых сплавов для
гражданского строительства», одобренная Госгражданстроем СССР
25 декабря 1973 г. (в дальнейшем именуется «Номенклатура» Гос-
гражданстроя).
Из действующих в настоящее время заводов алюминиевых кон-
струкций завод в Воронеже освоил часть изделий, приведенных в
Номенклатуре Госгражданстроя. Перечень освоенных конструкций
и изделий, а также изделий для промышленного строительства при-
веден в «Номенклатуре Воронежского завода строительных алюми-
ниевых конструкций им. Ф. Б. Якубовского», согласованной Гос-
строем СССР и Госгражданстроем и утвержденной 6 октября 1976 г.
(в дальнейшем именуется «Номенклатура» ВЗСАК).
Завод в г. Видном изготовляет конструкции преимущественно
для зданий Москвы по каталогу завода «Профили прессованные из
алюминиевых сплавов» (Москва, 1974 г.).
Приводимый в книге материал знакомит инженеров-проектиров-
щиков с номенклатурой алюминиевых конструкций, механическими
характеристиками алюминиевых сплавов, а также с сортаментом
полуфабрикатов, видами соединений и способами защиты алюминие-
вых конструкций от коррозии. Особое внимание уделено проекти-
рованию и расчету алюминиевых конструкций с учетом СНиП
11-24-74, в частности тонколистовых конструкций, ограждающих па-
нельных конструкций и конструкций полистовой сборки, каркасно-
филенчатых конструкций полной заводской готовности; конструк-
ций, совмещающих несущие и ограждающие функции. Приведены
методические положения по технико-экономической оценке конст-
руктивных решений с применением алюминиевых сплавов.
В пособии использована Международная система единиц SI
(в русской транскрипции СИ). Для удобства пользования все фи-
зико-механические характеристики материалов приведены в едини-
цах МКГСС и СИ.
Во избежание ошибок в расчетах с применением СИ единица
силы выражена в даН, а напряжений и расчетных сопротивлений —
3
в даН/см2 (а в отдельных случаях в даН/мм2). При этом для упро-
щения принято что 1 кгс/см2« 1 даН/см2.
Отдельные главы книги написаны: глава I — докторами техн,
наук В. И. Трофимовым и С. В. Тарановским и кандидатами техн,
наук Б. Г. Бажановым и А. М. Чистяковым; глава II — канд. техн,
наук Б. Е. Киселевым; глава III — Б. Г. Бажановым и А. М. Чистя-
ковым; глава IV — д-ром техн, наук В. И. Трофимовым и канд. техн,
наук В. Н. Спировым; глава V — Б. Г. Бажановым, С. В. Таранов-
ским, Б. Е. Киселевым; глава VI — В. И. Трофимовым, Б. Е. Киселе-
вым и А. М. Чистяковым; главы VII и VIII — В. И. Трофимовым,
В. Н. Спировым и Б. Е. Киселевым; глава IX — В. Н. Спировым;
глава X — В. И. Трофимовым и Б. Е. Киселевым; глава XI —
В. И. Трофимовым, С. В. Тарановским и Б. Е. Киселевым.
Глава I. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ АЛЮМИНИЕВЫХ
КОНСТРУКЦИЙ.
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
1. Свойства алюминия и области применения
Алюминий как строительный материал обладает рядом положи-
тельных свойств, правильное использование которых позволяет рез-
ко повысить качество и эффективность строительства.
К этим свойствам относятся:
малый удельный вес (примерно в 3 раза меньший, чем у стали);
широкие пределы изменения прочностных характеристик в зави-
симости от системы сплава, его марки, состояния поставки, формы и
размеров изделий (полуфабрикатов). Это свойство позволяет подби-
рать необходимые алюминиевые сплавы для конструкций различно-
го назначения;
высокая коррозионная стойкость большинства алюминиевых
сплавов как в обычных условиях эксплуатации, так и при наличии
ряда агрессивных сред;
высокая технологичность, определяемая возможностью получе-
ния с металлургических заводов полуфабрикатов с необходимыми
характеристиками (примером могут служить листы, в том числе тон-
кие, как штучные, так и в рулонах; изделия из листов различной
формы и размеров, прессованные профили различной формы); хо-
рошая свариваемость и обрабатываемость полуфабрикатов;
возможность придания алюминиевым изделиям и конструкциям
хорошего внешнего вида;
сохранение прочностных характеристик алюминиевых сплавов
при низких температурах, соответствующих условиям Северной
строительно-климатической зоны, а также при более низких темпе-
ратурах;
высокая отражательная способность, что улучшает условия экс-
плуатации зданий в районах с жарким климатом;
отсутствие искрообразования, что повышает надежность экс-
плуатации в огнеопасных и взрывоопасных местах;
отсутствие магнитных свойств.
Помимо отмеченных положительных свойств алюминий имеет и
недостатки. К их числу относятся:
относительно невысокий по сравнению со сталью модуль упру-
гости, что ограничивает применение алюминия в несущих конструк-
циях, к которым предъявляются требования высокой жесткости;
относительно невысокий по сравнению со сталью предел вынос-
ливости;
необходимость осторожного обращения с алюминиевыми мате-
риалами, изделиями и конструкциями и обеспечения в ряде случаев
повышенной точности изготовления;
высокая стоимость алюминиевых полуфабрикатов и их специ-
альной обработки (особенно анодирования).
Благодаря перечисленным свойствам может быть обеспечено:
уменьшение массы конструкций, сокращение транспортных рас-
ходов и объема строительно-монтажных работ, а также продолжи-
тельности строительства; это позволяет широко использовать алю-
миний при строительстве в труднодоступных районах, в районах
S
высокой сейсмичности, а также при создании сборио-разбориых и
перемещаемых конструкций, например ворот эллингов и ангаров,
передвижных стен главных корпусов тепловых электростанций и пр.;
перекрытие больших пролетов при малом расходе металла;
улучшение условий эксплуатации помещений благодаря высокой
чистоте и герметичности алюминиевых конструкций, в том числе
на предприятиях точных производств;
повышение долговечности и сокращение эксплуатационных рас-
ходов благодаря высокой коррозионной стойкости; в частности, со-
противляемость алюминия ряду агрессивных сред, в которых не мо-
гут быть применены сталь и железобетон, позволяет весьма эффек-
тивно использовать этот материал как в ограждающих, так и в не-
сущих конструкциях производственных зданий с агрессивной средой
и в сооружениях, подверженных непосредственному воздействию
морской атмосферы;
высокая архитектурная выразительность фасадов и интерьеров
зданий;
необходимые эксплуатационные условия при особо низких тем-
пературах, а также при взрывоопасных производствах.
2. Алюминиевые сплавы
Алюминий в чистом виде мало пригоден для строительных кон-
струкций, так как имеет низкую механическую прочность [оо,г=
=2... 3 кгс/мм2, ов=6...7 кгс/мм2 (даН/мм2)]. В строительных кон-
струкциях обычно применяют алюминиевые сплавы. Необходимые
свойства сплавов получают путем добавления к алюминию таких
легирующих компонентов, как магний, кремний, марганец, медь,
цинк, никель, железо, титан, хром и др. При этом содержание алю-
миния в сплавах составляет от 80 до 98%.
Алюминиевые сплавы подразделяются на два вида: деформи-
руемые — сплавы, обрабатываемые давлением, и литейные.
Деформируемые алюминиевые сплавы применяют для производ-
ства различных полуфабрикатов: листов, плит, лент, профилей, прут-
ков, труб, получаемых путем проката, прессования или волочения, а
также для изготовления деталей ковкой н штамповкой.
Литейные алюминиевые сплавы применяют в виде литья без об-
работки, а также термообработаиные. В отечественном строительст-
ве литейные сплавы вследствие низкой пластичности применяют
только для изготовления мелких фасонных деталей.
Деформируемые сплавы разделяются на несколько групп со сле-
дующей маркировкой: А — технический алюминий (содержание при-
месей не более 1%; АМц — алюминиево-марганцевые сплавы (си-
стемы Al-Мп); магналии — сплавы системы А1—Mg; авиали — спла-
вы системы А1—Mg—Si, например, АД31; дюралюмины—сплавы
системы А1—Си—Mg; высокопрочные сплавы — сплавы системы А1—
Zn—Mg, например сплавы 1915 и 1925.
Химический состав деформируемых и литейных алюминиевых
сплавов, применяемых в строительстве, приведен в табл. 1.
Повышение механических свойств деформируемого алюминия
(упрочнение) достигается путем термической обработки или меха-
нической холодной обработки (нагартовки).
В маркировке сплавов цифра за буквенным обозначением ука-
зывает процентное содержание основного легирующего компонента,
6
Таблица 1
Химический состав алюминиевых сплавов
Обозначение марки сплава ГОСТ Химический состав, %
алюминий медь магний марганец железо кремний цинк хром цирконий
дейс- твую- щее рекомен- дуемое*
АД1 1013 99,3 — — — — — — — —
АМц 1400 4784—74 Основа — — 1-1,6 — — — — —
АМг2 1520 > — 1,8-2,8 0,2—0,6 — — — — —
АД31 1310 4784—74 > — 0,4-0,9 — — 0,3-0,7 — — —
1915 1915 > 0,1 1,3—1,8 0,2-0,6 0,2-0,6 0,3 3,4-4 0,08-0,2 0,15-0,22
1925 1925 ' > 0,8 1,3-1,8 0,3-0,7 0,7 0,7 3,4-4 0,2 0,1-0,2
АЛ8 2685-75 » — 9,5-11,5 — — — — — —
АЛ9 > 0,2-0,4 — — 6-8 — — —
* Рекомендуемое обозначение марок сплавов принято в соответствии с приложением к ГОСТ 4784—74. Цифра 1 обозначает ос-
нову всех сплавов — алюминий, вторая цифра характеризует главный легирующий элемент или группу главных легирующих элемен-
тов. Например, цифрой 3 обозначают сплавы системы Al—Mg—S1 (1310-АД31), цифрой 4 — сплавы системы А1—Мп (1400-АМц), циф-
рой 5 — магналии (1520-АМг2), цифрой 9 — сплавы системы Al—Zn—Mg (1915). Цифры 6, 7 и 8 оставлены в резерве. Последние две
цифры в маркировке характеризуют номер сплава. Все деформируемые сплавы обозначаются нечетной последней цифрой (включая
ноль), а все литейные сплавы — четной последней цифрой. Для опытных сплавов вводится пятизначная маркировка с буквой О
перед цифрами.
Таблица 2
Состояния алюминия
Состояния алюминия Обозна- чение
Отожженное (мягкое) Полунагартованное Нагартованное Закаленное и естественно состаренное Закаленное н искусственное состаренное Неполностью закаленное н искусственно состаренное М П Н т Т1 Т5
например АМг2 (2% магния). Следующая за цифрой буква означает
состояние поставки полуфабриката (табл. 2).
Технический алюминий и алюминий 1 марок АМц и АМг явля-
ются термически неупрочняемыми. Термической обработке подверга-
ются высокопрочный алюминий, авиали и дюралюмины.
Термическая обработка состоит из двух стадий — закалки и ста-
рения. Закалка — нагревание алюминия до температуры 450—520° С
с последующим быстрым охлаждением в воде (реже — в масле) с
температурой не ниже 20° С. Старение: естественное — при комнат-
ной температуре продолжительностью от 4 до 30 сут и искусствен-
ное— при температуре около 150° С в течение нескольких часов.
Термически упрочняемый алюминий марок АД31, 1915 и 1925
проходит закалку на прессе без охлаждения в воде.
В результате термической обработки предел прочности алюми-
ния увеличивается в 1,3—2 раза, а относительное удлинение несколь-
ко уменьшается.
Повышение механических характеристик термически неупрочня-
емого алюминия достигается холодной обработкой — нагартовкой н
полунагартовкой.
Отожженное состояние полуфабрикатов из алюминия получают
путем их выдерживания в течение 1—1,5 ч при температуре 390—
430° С с последующим медленным (не более 30° в 1 ч) охлаждением
до комнатной температуры. После отжига материал становится бо-
лее пластичным и менее прочным.
В связи с пониженным значением относительного удлинения иа-
гартованных листов не рекомендуется подвергать их гибке и свар-
ке во избежание появления трещин и разрывов. Указанные виды об-
работки допускают для конструкций из отожженных, горячекатаных
и полунагартованных листов.
Для строительных конструкций находит применение алюминий
следующих марок и состояний: термически неупрочняемый (АД1М,
АМцМ, АМг2М и АМг2П) и термически упрочняемый (АД31Т,
АД31Т1, 1925Т и 1915Т), который хорошо сваривается (кроме
1925Т) и обладает достаточно высокой коррозионной стойкостью.
Физико-механические свойства указанных марок алюминия приве-
дены в табл. 3.
Алюминий марки АД31 обладает высокой технологичностью
при прессовании профилей, достаточно высокой прочностью и может
применяться для защитно-декоративной отделки.
1 В дальнейшем для краткости алюминиевые сплавы именуются «алю-
мипнем».
8
Таблица 3
Физико-механические свойства алюминия
Вид алюминия Системы алюминия Марка алюминия и состоя- ние Вид по- луфабри- ката Механические свой- ства Коррозион- ная стойкость Свариваемость
временное сопротивле- ние ов, кгс/ /мм2( даН/мм2) условный предел теку- чести <т Во»»> кгс/мм2 (даН /мм2) относитель- ное удлине- ние б,%
не менее
Термически неуп- рочияемые деформи- руемые сплавы по ГОСТ 21631—76 Технический алюми- ний А1—Мп Al—Mg Al—Mg АД1М АМпМ АМг2М АМг2П Листы 6 9-15 17—24 24 « "-1 1 28 18—22 16—^8 Высокая Хорошая
Термически упроч- няемые деформируе- мые сплавы по ГОСТ 8617—75 Al—Mg—Si Al—Mg—SI Al—Zn—Mg Al—Zn—Mg АД31Т АД31Т1 1925Т 1915Т Профили 13 20 35 35 7 15 20 22 13 8 10 10 Высокая > Средняя » Хорошая » Не сваривается Хорошая
Литейные сплавы по ГОСТ 2685-75 Al— Mg Al—Mg—Si АЛ8 АЛ9 Фасонное литье 29 14—23 — 9 1—4 — —
Алюминий марки 1915 обладает самозакаливаемостью. Для по-
лучения закаленного состояния сплава 1915 тонкостенные полуфаб-
рикаты сразу после прессования охлаждают на воздухе. Эта осо-
бенность определяет также высокую прочность сварных соединений
из сплава 1915 без специальной термообработки после сварки. Проч-
ность сварных соединений составляет около 90% прочности основ-
ного металла. К недостаткам этого сплава относится более высо-
кая склонность сварных соединений к коррозии под напряжением,
чем у основного металла.
В зависимости от назначения и условий эксплуатации алюминие-
вые конструкции зданий и сооружений можно разделить на четыре
группы [17]. Группы и примерный перечень конструкций, а также
данные для выбора марок алюминия приведены в табл. 4.
Таблица 4
Рекомендуемые марки алюминия для конструкций зданий
и сооружений
Группа п назначение конструкций Необходимая коррозионная стойкость Рекомендуемые марки алюминия
Группа I. Ограждающие — оконные и дверные заполнения, подвесные потол- ки, перегородки, внтражи и др. Высокая АД1М, АМцМ, АД31Т, АД31Т1, АМг2М, АМг2П
Группа II. Ограждающие — кровельные и стеновые панели, блоки покрытия и др. Высокая Средняя АМг2М, АМг2П АД31Т, АД31Т1 1915Т
Группа III. Несущие сварные конст- рукции — фермы, стойки, прогоны по- крытий, пространственные решетчатые покрытия, покрытия больших пролетов, сборно-разборные конструкции карка- сов зданий и др. Высокая > Средняя АМг2М, АМг2П АД31Т, АД31Т1 1915Т
Группа IV. Конструкции, относящиеся к группе III при выполнении нх клепа- ными и на болтах, а также элементы конструкций, не имеющие сварных со- единений Высокая > Средняя АМг2П, АД31Т1 АД31Т1 1915Т, 1925Т
В строительных конструкциях литейные сплавы находят приме-
нение в приборах окон и дверей, вкладышах для соединения полых
профилей переплетов и пр. Для изготовления алюминиевых отливок
рекомендуется применять литейные сплавы марок АЛ8 и АЛ9 [10],
удовлетворяющие по химическому составу требованиям ГОСТ
2685—75 (см. табл. 1). Механические свойства литейных сплавов
приведены в табл. 3.
3. Неметаллические материалы
К неметаллическим материалам, используемым при изготовлении
алюминиевых конструкций, относятся пенопласты, клеи, герметики,
древесина, минераловатные плиты, стеклопластики, древесные пла-
стики, эластичные прокладки и профили и др. Марки и характери-
10
Таблица 5
Характеристики конструкционных пенопластов
Марка пе- нопласта ГОСТ нлн ТУ Плотность, кг/м3 Предельные эксплуатаци- онные темпе- ратуры, °C Коэффициент теплоп роводнос- тн, ккал/(м-ч-вС) [Вт/(мК)) Влагопогло- щение за 24 ч, % (по объ- ему) Водопог- лощение эа 24 ч,% (по объ- ему) Коэффициент линейного расширения, (1/°С) • 10-* Группа возгораемости
поло- жите- льные отри- цате- льные
ПС-1 МРТУ 6-05-1178-69 40—100 65 65 0,028—0,045 0,006-0,01 0,4—0,6 52-71 Сгораемый
ПС-4 МРТУ 6-05-1178-69 40—100 70 65 0,025—0,038 0,004—0,01 1—1,5 62—84 >
ПСБ ГОСТ 15588-70 20-40 70 65 0,024—0,033 0,02—0,5 0,5—5,0 56—68 >
ПСБ-С ГОСТ 15588-70 25—40 70 65 0,024—0,033 — 0,6-2,8 55-65 >
ПХВ-1 МРТУ 6-05-1179-69 70—130 60 65 0,026—0,037 0,05 2—2,5 44—49 Трудносгора- емый
ФРП-1 ТУ6-05-221-304-74 40-100 130-140 50 0,033-0,060 0,5—2,0 4-16 38 >
«Вила- рес-5» ТУ6-05-221-224-72 40—100 110-140 50 0,023—0,083 0,8—2,1 12—55 38 Сгораемый
ППУ-ЗС ТУ В-56-70 50-70 60 60 0,028—0,033 0,01—0,2 2-4 >
ППУ-308Н ТУ В-204-71 40—60 140 — 0,023—0,037 0,13 2-3,4 — >
стики наиболее широко применяемых в алюминиевых конструкциях
пенопластов приведены в табл. 5.
Пенопласты. Полистирольиые пенопласты марок ПС-1, ПС-4 и
поливинилхлоридный марки ПХВ-1 выпускаются в виде плит с
максимальными размерами соответственно 1200X500X75, 2000Х
X1300X70 и 1000X800X65 мм. Применение этих пенопластов ра-
ционально в специальных клееных конструкциях или в конструкциях
небольших геометрических размеров, в которых утеплитель должен
иметь повышенную прочность, а также в виде всевозможных вставок,
заглушек и т. п. элементов, исключающих «мостики холода».
Отличительные особенности полистирольных пенопластов марок
ПСБ и ПСБ-С — высокая водостойкость и хорошие прочностные по-
казатели. Эти пенопласты можно применять в ограждающих конст-
рукциях стен, покрытий, подвесных потолков и перегородок. В тех
случаях, когда полистирольиые пенопласты не удовлетворяют тре-
бованиям противопожарных норм, следует применять модифициро-
ванные полистирольиые пенопласты с добавками фосфатных мате-
риалов или органических связующих и наполнителей *.
Фенольные пенопласты имеют открытоячеистую структуру, по-
этому характеризуются значительным влаго- и водопоглощеиием и
более низкими прочностными показателями. Одиако эти пенопласты
относятся к группе трудносгораемых материалов, что выгодно от-
личает их от пенопластов других видов. Фенольные пенопласты мо-
гут применяться в качестве плитного утеплителя в каркасных стено-
вых панелях, стеновых ограждениях полистовой сборки, подвесных
потолках, трехслойных безреберных перегородочных панелях, слои-
стых панелях с обязательной установкой дополнительных дискрет-
ных связей между обшивками и др.
Полистирольиые (марок ПСБ и ПСБ-С), фенольные и полиуре-
тановые пенопласты могут быть использованы для изготовления
слоистых панелей путем их вспенивания между алюминиевыми об-
шивками па высокопроизводительном технологическом оборудо-
вании.
Для утепления конструкций мембранного типа, оболочек, пред-
варительно-напряженных алюминиевых лент, резервуаров и других
1 Такие пенопласты разработаны в ЦНИИСК им. Кучеренко.
Таблица 6
Характеристики полиуретановых пенопластов для напыления
Марка пеноплас- та Техни- ческие усло- вия Плотность, кг/м11 Температура размягчения, °C, более Коэффи- циент теп- лопровод- ности, ккал/(м-чХ Х°С [Вт/ (м-К)] Водопог лощение, за 24 ч, кг/м2 Линейная усад- ка при 60°С, за 24 ч, % Предел проч- ности, кгс/см* (даН/см2) при
сжа- тии изги- бе
ППУ-308Н ТУ В-204-71 40—60 150 0,03 0,3 1* 3,5 4
ППУ-ЗН ТУ В-56-70 50—80 70 0,035 0,2 1 2 5
ППУ-9Н ТУ В-79-67 50-70 75 0,05 0,3 1 2 4
ППУ-ЗО4Н ВТУ ВНИИСС 30-50 120 0,03 0,3 !• 1.5 2
68-66
• При температурах соответственно 120 н 70е С.
12
методом напыления могут быть рекомендованы разработанные
ВНИИСС самозатухающие полиуретановые пенопласты марок
ППУ-308Н, ППУ-ЗН, ППУ-9Н и ППУ-304Н. Характеристики их да-
ны в табл. 6.
Герметики. Для алюминиевых конструкций могут применяться
герметики: полиизобутиленовые (нетвердеющие мастики УМС-50,
МПС и др.), тиоколовые (У-ЗОМ, ГС-1, У-ЗОМЭС-5, У-ЗОМЭС-Ю,
УТ-31, УТ-32, УТ-34, УТ-35, УТ-37 и др.), кремнийорганические
(У-1-18, ВГМ-1 и др.) и полиуретановые. Наибольшее распростра-
нение в строительстве получили полиизобутиленовые и тиоколовые
герметики [11].
Мастика УМС-50 (ГОСТ 5.21.29—73) представляет собой неот-
верждающуюся густовязкую массу, которая может использоваться
для заполнения полости стыков любой конфигурации. Мастику вво-
дят в стык в подогретом состоянии при температуре 50—60° С.
Тиоколовые герметики поставляются в виде отдельных компо-
нентов, которые смешиваются непосредственно перед употреблением.
Основой герметиков является жидкий низкомолекулярный полисуль-
фидиый полимер тиокол, который при введении вулканизующего
агента и ускорителя превращается при комнатной температуре в
эластичный резиноподобный материал, практически не имеющий
усадки.
Герметики наносят на подготовленную поверхность шпателем
или шприцем. При разбавлении герметиков растворителями их мож-
но наносить кистью. Они вулканизуются при комнатной температу-
ре до оптимального состояния в течение 5—10 сут (в зависимости
от температуры и относительной влажности окружающей среды и
от дозировок вулканизующего агента и ускорителя). Продолжитель-
ность вулканизации может быть значительно сокращена нагревом до
50—80° С или увеличена при уменьшении дозировки ускорителя или
полном изъятии его из рецептуры. Достаточная прочность соедине-
ний достигается обычно через 24 ч.
Герметик У-ЗОМ (ГОСТ 13489—68) может применяться для
герметизации болтовых, заклепочных, фланцевых и других соедине-
ний алюминиевых сплавов. Герметик У-ЗОМ — наиболее универсаль-
ный, но ввиду недостаточной адгезии к различным поверхностям он
часто применяется с клеевыми подслоями (клей 88-Н и 78-БЦС).
Аналогичны по свойствам герметики марок УТ-31 и УТ-35.
Герметики ГС-1 и УТ-32 (ТУ 310—64 и ТУ 38105462—72) име-
ют хорошую адгезию к алюминиевым сплавам и могут применяться
не только для герметизации стыков и различных уплотнений, но и
для силовых соединений материалов. Близки по свойствам к указан-
ным герметикам рецептуры У-ЗОМЭС-5, У-ЗОМЭС-Ю и УТ-34.
Герметик УТ-37 предназначен для крепления стекла к дюрале-
вым сплавам и защиты конструкций от воздействий повышенной
влажности. Герметик марки УТ-37, в отличие от других марок, мо-
жет наноситься на вертикальные и потолочные поверхности.
Основные технологические и эксплуатационные характеристики
герметиков, выпускаемых промышленностью, приведены в табл. 7.
Эластичные прокладки и профили. Эластичные герметизирующие
прокладки выпускают в виде пористых или монолитных жгутов, по-
лос и лент различного профиля. Они предназначены для уплотне-
ния стыков наружных стеновых панелей, подвесных потолков, по-
крытий, витражей и других конструкций. При этом они обеспечива-
ют тепло-, гидро- и звукоизоляцию, а также воздухонепроницаемость
13
Основные технологические и эксплуатационные свойства герметиков
Технологические и эксплу- атационные свойства Марка герметика
УМС-50 У-ЗОМ ГС-1 У-ЗОМЭС-5, У-ЗОМЭС-Ю
1 2 3 4 5
Вязкость полнизобутилена 200—2000 300—500 300—500 300-500
или исходного тиокола, пз
Консистенция герметика при Пастообразная за- мазка Вязкотекучая паста Вязкотекучая паста Вязкотекучая паста
20е С
Цвет Светло-серый Черный Темно-серый Черный
Плотность, кг/м3 1400-1450 1450 1450
Наполнитель Мел Ламповая сажа — Ламповая сажа
Адгезионная присадка — — — Эпоксидная смола Э-40
Предел прочности при рас- тяжении, кгс/сма (даН/см*) 0,07 25—40 10 12-25
Относительное удлинение, % 200 150-300 200 200-600
Остаточное удлинение, % Температура эксплуатации, -с -60 ... +70 0-5 —60 . . . +150 0-15 -40 ... +70 0—15 —60 ... +150
Продолжение табл. 7
Технологические и эксплу- атационные свойства Марка герметика
УТ-31 УТ-32 УТ-34 УТ-35 УТ-37
1 6 7 8 9 10
Вязкость полииэобутилена или исходного тиокола, пз 150—300 150-300 70—110 70-110 —
Консистенция герметика при 20е С Вяэкотекучая пас- та Вязкотекучая паста Вязкотекучая паста Вязкотекучая пас- та Пастообразная замазка
Цвет Светло-серый Серый Серый Серый Темно-серый
Плотность, кг/м3 1800 1750 1500—1600 2200—2300 1450
Наполнитель Двуокись титана Двуокись титана Двуокись титана Литопон —
Адгезионная присадка — Эпоксидная смола Э-40 Эпоксидная смола Э-40 — —
Предел прочности при рас- тяжении, кгс/см3 (даН/см3) 15—35 15-25 10-20 15-25 20-35
Относительное удлинение, % 150-500 150—500 150—300 100—200 200—400
Остаточное-удлиненне, % 0-10 0-15 0-10 0-5 0-10
Температура эксплуатации, *С on -60... +130 -60 ... +130 —60 ... +130 -60 . . . +100 —60 . •. +150
уплотняемых соединений. Эластичные прокладки изготовляют из по-
роизола, гернита, эластичного пенополиуретана, вспененного поли-
этилена и пористой резины.
Пороизол выпускают в виде жгутов круглого, овального и труб-
чатого сечения диаметром 10, 15, 20, 30, 40, 50 и 60 мм, а также в
виде полос сечением 30X40 и 40X60 мм. Длина жгутов и полос
определяется требованием заказчика.
Гернит выпускают в виде жгутов круглой, овальной или груше-
видной формы длиной от 2,5 до 3,2 м и диаметром 30, 35 и 40 мм.
Вспененный полиэтилен, эластичный пенополиуретан и пористую
резину выпускают в виде блоков, которые могут быть раскроены на
куски требуемых размеров. Вспененный полиэтилен выпускается так-
же в виде жгута диаметром до 60 мм, а по согласованию с заказчи-
ком может быть изготовлен желаемого профиля.
Для обрамления ограждающих конструкций, установки заклад-
ных деталей, раскладок и т. п. элементов применяют профили из по-
ливинилхлорида. Форма поперечного сечения профилей и их разме-
ры могут быть самыми разнообразными в зависимости от требова-
ний заказчика.
Основные характеристики профилей
Предел прочности при растяжении НО—150 кгс/см2 (даН/см2)
Относительное удлинение .... 180—350%
Морозостойкость.................. —40°С (313°К)
Теплостойкость . ....... +70оС (343°К)
Глава II. СОРТАМЕНТ АЛЮМИНИЕВЫХ
ПОЛУФАБРИКАТОВ
Алюминиевые полуфабрикаты для строительных конструкций
принято делить на две основные группы — листовые и профильные.
К листовым относятся гладкие и профилированные листы
(табл. 8—10).
Таблица 8
Листы конструкционные по ГОСТ 12592—67.
Примечание. Листы изготовляются толщиной до 10 мм и поставля-
ются мерной длины, кратной 500 мм. Плотность — 2,710 кг/м*.
Прочерками Отмечены размеры листов, не выпускаемых промышленностью.
16
Таблица 9
Ленты в рулонах по ОСТ 1-92006-71. Размеры и состояние поставки
1400; 1500
АМцМ; АМг2М
1600; 1800
2600
Примечание. Ленты изготовляют толщиной до 10,5 мм.
еенны шириной менее 1000 мм, толщиной до 3 мм поставляют с обрезкой кромок и утолщенных концов.
по договоренности между заводом-изготовителем и заказчиком допускается поставка лент шириной 1000 мм и более с обрезкой
кромок и утолщенных концов.
Предельное отклонение по ширине обрезанных лент шириной 1000 мм и более составляет +5 мм при толщине до 4 мм.
ленты поставляются в рулонах, длина которых определяется массой стандартного сляба (2,5—3 т). В рулонах допускается не
более двух обрывов.
Размеры лент в рулонах, марку алюминиевого сплава, плакировку, состояние поставки и характер упаковки оговаривают в
наряде-заказе.
Прочерками отмечены размеры листов, не выпускаемых промышленностью.
Таблица 10
Геометрические характеристики профилированных листов
№ позиции по рис. 1 Нормаль завода б, мм а, мм В, мм 1, мм I, см* Масса 1 м2, КР F, см*/м поперечно- го сечения Марка алюминия. Завод-изготовн- тель
1 ЛАГ-1 0,8 1 28 28 1200 1200 До 6000 г—— 9,6 12,6 2,25 2,8 8,35 10,4 АМцП; АМг2П. Воронежский ЗСАК
2 ЛАГ-2 0,8 1 50 50 1000 1000 40 50 3,24 4,06 12 15
3 ЛАГ-3 0,8 15 750 — 2,76 10,25
4 ЛАГ-4 0,8 20 300 — 2,78 10,3
5 ЛАГ-5 0,8 10 200 — 2,7 10
б ЛАГ-6 0,8 1 6 6 1————— 1100 1100 2,25 2,82 8,35 10,45
7 ПК-0788-1 0.8 1 1.2 1.5 1.8 2 35 1350 (±30)
8 ПК-0789-1 0,5 0,6 0,8 1 14 (шаг вол- ны 100) ( 1090 ±30)
0,8 1 1350 (±30)
9 ПК-0790-1 0,5 0,6 0,8 1 14 1850 2750 ' 3650
0,8 1 (шаг волны 100) 1850 2750 3650
10 ПК-0790-2 0,5 0,6 0,8 1 14 (шаг волны 50) 1600 2400 ' 3200
0,8 L 1600 2400 3200
3000— 7000 — 2,4 3 3,6 4,5 5,4 5,95 8,9 11.1 13,3 16,6 20 22 АМцМ; АМцП; АМгМ; АМгЗМ; АМгбМ; АД1М АД16М? Куйбышевский металлургический
2000— 2700 — 1,48 1,78 2,38 2,96 2,38 2,96 5,5 6,6 8,8 И 8,8 И
1200 — 1,48 1,78 2,38 2,96 5,5 6,6 8,8 11
. 1500 — 2,38 2,96 8,8 11
1200 — 1,48 1,78 2,38 2,96 5,5 6,6 8,8 И
1500 — 2,38 2,96 8,8 11
Профильные полуфабрикаты применяются прессованные и гну-
тые. Благодаря гибкости процесса прессования, а также вследствие
большого разнообразия типов профилей при сравнительно малых
объемах выпускаемых партий преобладают прессованные профили.
В свою очередь прессованные профили можно разделить на про-
фили общего назначения (уголки, тавры, швеллеры и т. п.) для огра-
ждающих конструкций, несущих конструкций и конструкций, соче-
тающих несущие и ограждающие функции, и фасонные профили,
предназначенные для изготовления окон, дверей, витражей, перего-
родок, тамбуров и т. д.
В сортамент профилей общего назначения (табл. 11—17) вошли
наиболее перспективные профили из каталога ВИЛС «Прессованные
профили», часть из которых также включена в различные ГОСТы.
Алюминиевые профилированные листы (рис. 1) предназначены
для устройства кровель, внутренних и наружных стен, подвесных
потолков, козырьков, фризов и пр.
Профилированные листы изготовляют без отделки лицевых по-
верхностей. По согласованию с заводом-изготовителем возможна от-
делка лицевых поверхностей анодированием или окраской.
Геометрические характеристики профилированных листов при-
ведены в табл. 10.
Фасонные профили для витражей, перегородок, окон и дверей.
В качестве примера на рис. 2—7 приводятся сечения некоторых про-
филей, входящих в состав конструкций, включенных в номенклату-
ру Госгражданстроя. Разработка индивидуальных фасонных про-
филей допускается только в исключительных случаях и при соответ-
ствующем обосновании может производиться только специализиро-
ванными организациями—Гипроспецлегконструкцией и ВИЛСом.
№ профиля Масса 1 м, кг Размеры,
И В S Г
166* 0,493 40 25 2 2 2
168* 0,726 40 25 3 3 3
238 0,622 50 30 2 2 4
240 0,897 50 30 3 3 3
252 0,906 60 30 2,5 3 3
262 1,405 70 30 4 4 4
334* 2,018 70 40 5 5 5
338* 1,747 80 40 4 4 4
512 3,918 80 80 6 6 5
398* 2,739 100 50 5 5 5
344 1,869 120 40 3 4 2
514 6,021 120 80 8 8 4
518* 6,507 140 80 8 8 5
522 6,941 160 80 8 8 5
530 8,524 180 80 8 10,5 Ю.5
348 3,533 200 40 4,5 4.5 8
532 6,91 200 80 6 8 10,5
578 14,89 250 115 12,5 12.5 16
540 10,65 300 80 8 8 22
П300—Ке профиля
* По ГОСТ 13623-68.
Пример условного обозначения: швеллер
марка а.лава, состояние ГОСТ 8617—68
20
П300
Рис. t. Профили-
рованные алюми-
ниевые листы
Таблица 11
мм Площадь сечения, см5 Ось х—х Ось у—у Zb, см
JX' см1 1^, см’ ^х' см Jy\ см‘ см1 iy, см
— 1,737 4,421 2,210 1,599 1,062 0,609 0,783 0,757
0.5 2,549 6,201 3,100 1,560 1,504 0,881 0,768 0,798
0.5 2,187 2,867 3,547 2,013 1,947 0,916 0,943 0,874
0,5 3,157 12,25 4,901 1,959 2,759 1,327 0,935 0,922
0.5 3,187 18,17 6,057 2,387 2,828 1,349 0,947 0,904
0.5 4,931 34,565 9.876 2,648 3,825 1,760 0,881 0,827
0.5 7,080 51,978 14.851 2,709 10,493 3,788 1,217 1,230
0,5 6,131 59,31 14,827 3,110 9,109 3,176 1,219 1,132
— 13,780 148,50 37,140 3,283 91,030 17,770 2.569 2.879
— 9,610 145,30 29.070 3,889 22,570 6.314 1,532 1,410
— 6,577 143,30 23.890 4,668 9,910 3,360 1,227 1,050
0,5 21,180 478,80 79,800 4,754 134,200 24,750 2,517 2,576
0,5 22,830 687,41 98,200 5,500 141,840 25,360 2,540 2,420
0.5 24,42 944,4 118 6,218 147,6 25,85 2,458 2,288
— 29,99 1504 167,1 7,082 185,0 33,20 2,483 2,426
3 12,43 625,6 62,56 7,094 12,92 3,975 1,019 0,148
— 24,31 1529 152,9 7,932 150,7 26,25 2,489 2.258
36 52,41 4612 369 9,381 661,5 82,04 3,552 3,437
5 37,49 4623 308,2 11,100 175,6 27,79 2,164 1,679
21
Угольники рав
№ про- филя Масса 1 м, кг Размера, мм Площадь сечения, см2 Ось х—к
Н S Г п 1 х' см' ix, см
18* 0,08 15 1 1,5 0,5 0,29 0,06 0,47
22* 0,12 1,5 2 0,75 0.43 0,09 0,46
26* 0,16 2 2 1 0,56 о.п 0,45
32* 0,23 3 3 1,5 0,82 0,15 0,43
58 0,11 20 1 2 0,5 0,4 0,15 0,62
62» 0,17 1.5 2 0,75 0,58 0,22 0,62
66* 0,22 2 2 1 0,76 0,28 0,61
76* 0,21 25 1,5 2 0,75 0,73 0,45 0,78
80* 0,28 2 2 1 0,96 0,57 0,77
88* 0,34 2,5 2 1,25 1,19 0,69 0,76
98* 0,53 4 4 2 1,86 1,01 0,74
112* 0,25 30 1,5 2 0,75 0,88 0,78 0,94
118 0,33 2 2 1 1,16 1,01 0,93
120* 0,41 2,5 2,5 1,5 1,44 1,22 0,92
122* 0,49 3 3 1,5 1,72 1,44 0,92
148* 0,57 35 3 3 1.5 2,00 2,34 1,08
154 0,75 4 2 2 2,60 2,98 1,06
174* 0,45 40 2 2 1 1,56 2,46 1,26
176* 0,55 2,5 2,5 1,25 1,94 3,02 1,25
182* 0,66 3 3 1.5 2,32 3,55 1.24
184* 0,77 3,5 3,5 1,5 2,69 4,08 1.23
188* 0,87 4 4 2 3,06 4,55 1,22
200* 0,99 45 4 4 2 3,46 6,59 1.38 |
212* 1,22 5 5 2,5 4,28 7,96 1.36 I
214* 0,83 50 3 3 1,5 2,92 7,10 1,56 '
216* 1,1 4 4 2 3,86 9,17 1,54 ,
230* 1,36 5 5 2,5 4,78 11,11 1,53
238* 1,61 6 5 3 5,66 12,91 1,51
254* 1,64 60 5 5 2,5 5,78 19,69 1 1,85
258* 1,95 6 5 3 6,86. 23,01 1,83 1
22
Таблица 12
нобокне П50
Ось Xq—Xo Ось уа—уа Ось Xt—Xf
Jxomax, см* Gomax, см ^,>mln, см1 *pomln, см Jy , см4 1 2о, СМ
0.10 0,59 0,025 0,29 0,11 0,41
0,14 0,57 0,04 0,29 0,17 0,42
0,18 0,57 0,05 0,29 0,22 0,44
0,24 0,54 0,07 0,29 0,34 0,48
0,25 0,79 0,06 0,40 0,26 0,53
0,35 0,78 0,09 0,39 0,40 0,55
0,45 0,77 0,12 0,39 0,53 0,57
0,71 0,98 0,18 0,49 0,78 0,67
0,91 0,97 0,23 0,49 1,04 0,69
1,10 0,96 0,28 0,49 1,29 0,71
1,60 0,93 0,42 0,48 2,08 0,76
1,23 1,18 0,31 0,59 1,34 0,8
1.61 1,18 0,41 0,59 1,79 0,82
1,95 1,16 0,49 0,59 2,22 0,83
2,29 1,15 0,58 0,58 2,68 0,85
3,72 1,36 0,94 0,68 4,26 0,98
4,73 1,34 1,23 0,68 5,68 1,01
3,93 1,58 0,99 0,79 4,24 1,07
4,81 1,57 1,21 0,79 5,30 1,08
5,65 1,56 1,43 0,79 6,36 1,10
6,51 1,55 1,65 0,78 7,45 1,12
7,23 1,54 1,85 0,78 8,48 1,13
10,47 1.74 2,66 0,83 12,07 1,26
12,62 1.72 3,24 0,87 15,11 1,29
11,3 1,97 2,85 0,99 12,43 1,35
14,59 1,94 3,70 0,98 16,56 1,38
17,64 1,92 4,50 0,97 20,71 1,42
20,47 1,90 5,28 0,97 24,87 1,45
31,34 2,33 7,95 1.17 35,77 1,67
36,57 -2,31 9,34 1,17 42,93 1,71
23
№ про- филя Масса 1 м, кг Размеры, мм Площадь сечения, см2 Ось х—х
И S Г Г, 1х, см* i , см
270 1,93 70 5 5 2,5 6,78 31,86 2,17
274* 2,69 7 8 1 9,44 43,34 2,14
304 2,63 80 6 5 3 9,26 56,73 2,48
308 3,06 7 8 4 10,77 64,68 2,45
310* 3,48 8 8 4,5 12,21 72,48 2,44
318 3,96 90 8 10 3,3 13,92 105,90 2,76
320* 4,42 9 10 4,5 15,52 116,67 2,74
326 3,32 100 6 4 0 11,67 114,40 3,13
328 4,40 8 10 5 15,46 145,70 3,07
334* 5,46 10 12,5 6.25 19,17 176,38 3,03
* По ГОСТ 13737—68.
г, , П50—№ профиля и размеры
Пример условного обозначения: угольник----------------—---------!-----------
марка сплава, состояние ГОСТ 8617—68
Зетовые про
№ профиля Масса 1 м, кг Размеры, см
Н В S S. г г,
8* 0,205 20 15 1,5 1.5 2 0.5
16* 0,459 25 20 3 2 3 1.5
22* 0,504 30 25 2,5 2 2,5 1.25
48* 0,443 40 25 2 1.5 2 1
66 0,645 50 20 3.5 2 3 2,5
78 0,787 65 25 3 2 5 2
84 1,771 80 40 4 4 6
88 3,014 100 60 5 5 5 0,5
90 5,130 150 80 6 6 7 3
♦ По ГОСТ 13620—68.
Пример условного обозначения: зет
П500—№ профиля
марка сплава, состояние ГОСТ 8617—68
24
Продолжение Лзбл. 12
Ось х0—Хо Ось Рв—1/о Ось xt—xt
•\,тах, см4 С^тах» см •Jpomin, см1 'jAjnin, см , см4 i Ze, см
50,76 2.74 12,96 1,38 56,78 1,92
69.73 2.70 17,61 1,37 80,75 1,99
90.38 3,13 23,07 1,58 101,70 2,20
102,80 3.09 26,51 1,57 118,20 2,23
115,10 3,07 29,33 1,55 135,16 2,27
168,40 3.48 43.42 1,76 193,90 2,51
185,10 3.45 47,29 1,75 217,47 2,55
182,70 3,96 46,27 1,99 200,60 2,72
231,80 3,87 59,69 1,96 263,00 2,75
280.30 3,83 71,37 1,93 328,67 2,82
Таблица 13
фили П500
Площадь сечения, см3 Ось х—х Ось у—у У о, см
^х' см* IF W X' см3 1х, см см4 W см3 1У' см
0,721 0,458 0,458 0,797 0,288 0,202 0,632 10
1,609 1,596 1,277 0,996 1,341 0,706 0,913 12,5
1,770 2,657 1,771 1,225 2,269 0,945 1,132 15
1,553 4,235 2,117 1,651 1,878 0,774 1,100 20
2,271 8,944 3,577 1,984 1,514 0,797 0,815 25
2,770 18,56 5,710 2,588 2,683 1,118 0,984 32,5
6,234 60,55 15,13 3,116 14,69 3,865 1,535 40
10,60 167,9 33,58 3,979 63,45 11,035 2,445 50
18,05 637,0 84,94 5,941 180,7 23,47 3,164 75
25
Угольники не
№ п рофиля Масса 1 м, кг Размеры, мм Площадь. сечения, см5 Ось х—х
Н В Я ^Х' см* см
42 0,09 20 15 1 2 0,5 0,34 0,14 0,64
48 0,14 20 15 1.5 1.5 0,5 0,51 0,20 0.63
98* 0,17 25 15 1.5 2.5 0,75 0,59 0,38 0,80
118* 0,25 25 20 2 2 1 0,86 0,53 0,79
148 0,19 30 15 1,5 1.5 0,75 0,65 0,62 0,97
166 0,27 30 20 2 2.5 2 0,96 0,86 0,95
174* 0,40 30 20 3 3 1.5 1,42 1,26 0,94
182* 0,23 30 25 1.5 3 0,75 0,82 0,74 0,95
354 0,53 40 25 3 3 1.5 1,87 3,04 1.27
374 0.57 40 30 3 3 1.5 2,02 3,23 1,26
438* 0,62 45 30 3 3 1.5 2,17 4,49 1,44
512 .0,66 50 30 3 3 1.5 2,32 6,00 1,61
584 0,56 55 25 2,5 3 1,25 1,95 6,22 1,79
644 0,79 60 35 3 4 2 2,78 10,39 1,94
648 1,29 60 35 5 5 2,5 4,53 16,43 1,90
650 1,52 60 35 6 5 3 5,36 19,5 1,89
734 0,76 65 45 2,5 2.5 1,25 2,69 11,96 2,11
750 1,50 70 40 5 5 2,5 5,28 26,44 2,24
780 1,43 75 30 5 5 2,5 5,03 29,00 2,40
786 0,84 75 45 2,5 2.5 1,25 2,94 17,65 2,45
792 1,38 75 50 4 4 1 4,87 22,42 2,42
794* 1,72 75 50 5 5 2,5 6,03 34,64 3,00
798 2.11 75 50 6 12 1.5 7,44 41,27 2,36
800* 2,38 75 50 7 8 3,5 8,35 46,48 2,36
832 2,36 80 45 7 6 3 8,30 53,71 2,54
868* 0,95 90 4J 2,5 2,5 1,25 3,32 28,97 2,95
912 1,93 100 40 5 5 2,5 6,78 70,82 3,23
916* 3,01 100 60 7 10 4 10,86 110,66 3,19
968* 5,62 125 89 10 11 3,7 19,70 311,61 3,98
994* 6,34 140 90 10 12 4 22,24 444,44 4,47
П52—№ профиля
* По ГОСТ 13738—68.
Пример условного обозначения: угольник
марка сплава, состояние ГОСТ 8617—6
26
Таблица 14
равнобокие П52.
Ось уг-у Ось х,—xt Ось У1—У1 Ось и—и
Jy’ см4 см ^xi’ см? Уо, см Jyi; см* х0, см ^и' см4 1и. см угол наклона tg 2а
0,07 0,44 0,26 0,60 0,11 0,35 0,04 0,33 1,60
0,20 0,44 0,40 0,62 0,17 0,37 0,05 0,32 1,59
0,10 0,42 0,78 0,82 0,17 0,33 0,06 0,32 0,84
0,30 0,59 1,03 0,76 0,53 0,51 0,15 0,42 2,08
0,11 0,41 1,34 1,05 0,17 0,30 0,07 0,32 0,58
0,31 0,57 1,73 0,95 0,51 0,46 0,18 0,43 1,07
0,45 0,56 2,68 1,00 0,81 0,51 0,26 0,43 1,07
0,47 0,76 1,34 0,86 0,78 0,61 0,23 0,53 2,61
0,93 0.70 6,34 1,33 1,57 0,59 0,55 0,54 0.92
1,57 0,88 6,35 1,24 2,69 0,75 0,84 0,64 1,59
1,62 0,86 9,04 1,45 2,70 0,71 0,92 0,65 1.10
1,66 0,85 12,40 1,66 2,70 0,68 1,00 0,66 0,84
0,86 0,66 13,78 1,97 1,31 0,48 0,56 0,53 0,49
2,69 0,98 21,30 1,98 4,24 0,75 1,63 0,77 0,79
4,18 0,96 35,63 2,06 7,25 0,82 2,56 0,75 0,77
4,82 0,95 42,72 2,10 8,78 0,86 3,00 0,75 0,76
4,82 1,34 22,76 2,00 7,56 1,01 2,67 1,00 1,25
6,42 L.10 56,64 2,39 10,76 0,91 3,95 0,86 0,74
2,79 0,75 69,69 2,85 4,69 0,62 1,93 0,62 0,37
5,00 1,30 34,98 2,42 7,56 0,93 2,96 1,00 0,87
10,38 1,46 56,20 2,38 16,76 1,14 5,90 1,10 1.11
12,48 1,44 69,77 2,42 20,82 1,18 7,08 1,08 1,10
14,76 1,42 84,66 2,40 25,61 1.21 8,68 1,10 1,08
16,47 1.41 97,58 2,48 29,40 1,25 2,48 1,07 1,07
12,38 1,22 118,60 2,30 21,80 1,05 7,73 0,96 0,71
5,22 1,25 60,50 3,08 7,57 0,84 3,27 0,99 0,60
6,96 1,01 165,40 3,74 10,89 0,76 4,72 0,83 0,38
30,12 1,67 230,76 3,33 50,63 1,37 18,02 1,29 0.83
100,47 2.26 649,22 4,14 173,04 1,92 58,62 1,73 0,98
145,53 2,56 911,16 4,58 245,08 2,12 84,30 1,95 0,99
27
Разнополочныё двутавры П200
Таблица 15
№ профи- ля Масса 1 м, кг Размеры, мм Площадь сечения, см2 Ось х— х Ось у— у
Н В S Si R г rt Jx, см1 Wx, см® ix, см Sx, см® Jy, СМ* Wy, см’ V см
18* 0,460 30 30 1,5 2 2 0,2 1 1,616 2,615 1,743 1,272 0,982 0,882 0,588 0,739
22* 0,610 35 30 2 2,5 2,5 0,2 1,25 2,14 4,499 2,571 1,450 1,47 1,099 0,733 0,717
30* 1,208 40 50 2 3,5 3,5 0,2 1,75 4,239 12,477 6,238 1,716 3,522 7,138 2,855 1,298
36* 1,469 50 50 2,5 4 4 0,2 2 5,153 23,154 9,262 2,120 5,247 8,139 3,256 1,257
46* 2,468 60 70 3 5 5 0,2 2,5 8,661 57,082 19,027 2,567 10,73 27,975 7,993 1,797
52 1,572 70 45 3 4 3 0,5 0,5 5,533 45,55 13,01 2,869 7,492 6,071 2,698 1,047
58 3,103 70 50 6 7,5 4 1 1 10,92 82,35 23,53 2,746 14,14 15,64 6,256 1,196
64 3,526 80 85 6 5 3 1 1 12,76 137,60 34,40 3,284 19,71 51 12,00 1,999
76 1,696 100 40 3 4 3 2 2 5,968 95,19 19,03 3,993 10,86 4,028 2,014 0,822
88 1,431 120 45 2 3 3 1,5 5,038 12,050 20,08 4,89 11,30 4,471 1,987 0,942
90 9,586 120 100 10 12 5 1 3 33,73 779,2 129,8 4,806 76,57 198,7 39,75 2,427
110 9,707 160 150 7 8 3 34,15 1561 195,2 6,762 109,6 450,4 60,05 3,631
112 16,500 160 220 10 Ю 3 58,08 2707 338,4 6,828 189,7 1175 161,4 5,529
118 20,430 200 180 8 16 Ю — 71,90 5203 520,3 8,507 296,7 1556 172,9 4,652
120 4,013 200 60 4,5 4,5 5 2,25 2,25 14,12 786,3 78,63 7,451 47,5 15,61 5,203 1,051
128 6,035 240 120 4 5 5 0,5 0,5 21,41 2067 172,3 9,827 98,15 143,9 23,99 2,593
132 20,80 300 175 11 11 22 1,5 1,5 73,2 10 020 668,5 11,70 412 987,1 112,8 3,672
136 22,99 400 150 8 17 10 5 80,92 22 030 1101 16,50 627,9 946,4 126,1 3,419
138 44,440 500 200 15 22 5 1 5 156,4 62 240 2489 19,94 1441 2924 292,4 4,324
• По ГОСТ 13621—68.
_ „ П200—№ профиля
Пример условного обозначения: двутавр---------------------------
MQni/я г.пляйя. спстпяиио ГОСТ ЯК 17 ДЯ
Шляповидные профили П460
Таблица 16
№ профи- ля Масса 1 м, кг Размеры, мм Площадь сечення, см3 Ось х—х Ось у—у
Н В А Ь S S, S2 Г Jх, см' Ц7х, см3 ix, см Jy, см‘ Wy, см’ 1У' см У о, CM
12 0,443 16 20 46 15 2 2 2 3 1,557 0,560 0,630 0,600 2,140 0,931 1,172 я.9
18* 0,627 29 30 60 16,5 1,5 3 1,5 3 2,204 2,853 1,734 1,138 4,77 1,590 1,470 16,4
38 1,345 40 50 70 13 4 3 3 5 4,735 10,62 4,799 1,497 23,85 6,816 2,244 22,15
58 1,96 50 65 77 10 4 4 4 4 6,898 21,04 6,787 1,746 50,78 13,18 2,713 30,95
60 3,122 50 65 119 30 7 7 3 3 10,98 43,31 16,86 1,985 123,8 20,81 3,357 25,65
68 1,914 80 50 95 25 2,8 2,8 2,5 5 6,735 61,70 15,42 3,026 43,01 9,055 2,527 40,1
70 4,261 ПО 90 162 40 4 4 4 2 14,99 262,4 46,52 4,183 299,2 36,94 4,467 56,3
74 3,833 120 60 144 45 4,5 4,5 3 3 13,48 291,4 44,3 4,648 168,9 23,46 3,539 65,7
* По ГОСТ 13624-68.
_ „ П460—№ профиля
ю Пример условного обозначения: швеллер шляповидный--------------------------------------—----
«о марка сплава, состояние ГОСТ 8617—68
Тавры ГИЗО
Таблица 17
№ профи- ля Масса 1 м, кг Размеры, мм Площадь сечения, см’ Расстояние центра тяжес- ти Ось х—х Ось у—у
Н В S S. R Г rt х0, мм j/o, мм Jx, см4 Wx, см’ ix, см Jy, см4 Wy, см’ см
39 0,115 15 25 1 1 2 0.5 0,5 0,405 12,5 3,09 0,072 0,061 0,423 0,129 0,103 0,564
72* 0,235 20 30 2 1,5 2 1 1,25 0,826 15 5,15 0,301 0,203 0,604 0,324 0,216 0,626
82 0,335 20 40 2 2 2 — — 1,177 20 4,08 0,349 0,219 0,544 1,068 0,534 0,953
130* 0,254 25 35 1,5 1.5 2 0,75 0,75 0,89 17,5 5,66 0,486 0,251 0,739 0,579 0,302 0,771
132* 0,368 25 35 2,5 2 2,5 1,25 1 1,291’ 17,5 6,47 0,73 0,394 0,752 0,705 0,403 0,789
134 0,363 25 40 2 2 2 — —— 1,277 20 5,52 0,664 0,341 0,721 1,068 0,534 0,915
152* 0,427 25 50 2 2 3 — —— 1,499 25 4,88 0,700 0,348 0,683 2,086 0,843 1,180
166 0,861 25 70 5 2,5 6 — — 3,03 35 6,022 1,561 0,823 0,718 7,189 2,054 1,54
224* 0,473 30 40 3 2 3 1,5 1 1,664 20 8,430 1,441 0,668 0,93 1,051 0,528 0,797
240 0,793 30 50 3 4 3 1.5 2 2,79 25 6,122 1,674 0,701 0,775 4,07 1,628 1,207
248 U28 30 60 2,5 6,5 2,5 1 1 4,505 30 5,20 1,531 0,618 0,583 11,66 3,888 1,609
266 1,223 30 80 4 4 4 0,5 0,5 4,306 40 5,661 2,388 0,981 0,745 17,07 4,267 1,99
302* 0,773 35 35 4 4 5 2 2 2,713 17,5 9,91 2,942 1,173 1,041 1,407 0,804 0,720
304* 6'417 35 40 2 2 2 1 1 1,468 20 8,78 1,685 0,643 1.071 1,052 0,526 0,846
306 0,625 35 40 3 3 3 — — 2,198 20 9,18 2,473 0,958 1,060 1,609 0,804 0,855
308* 0,668 35 40 4 2,5 4 2 1,25 2,345 20 10,77 2,818 1,163 1,096 1,33 0,666 0,753
318 1,531 35 65 5 6 3 —- — 6,388 32,5 7,735 4,371 1,603 0,901 13,76 4,233 1,598
322 1.853 35 90 3,5 6 5 0,5 0,5 6,52 45 5,79 3,487 1,19 0,731 36,44 8,099 2,36
366 0,668 40 40 3 3 3 — 2,348 20 10,98 3,604 1,241 1,238 1,61 0,805 0,828
374 1,276 40 50 3,5 6,5 4 — — 4,491 25 8,534 4,658 1,48 1,018 6,787 2,714 1,229
376 0,977 40 50 5 3 4,5 —— 3,437 25 12,32 5,497 1,986 1,264 3,174 1,268 0,961
380 1,365 40 65 4 5 6 — — 4,805 32,5 8,45 5,42 2,717 1,061 11,47 3,531 1,545
386 3,429 40 90 10 10 4 0,5 0,5 12,06 45 10,00 11,99 3,997 0,997 61,00 13,55 2,248
388 2,513 40 120 5 6 2,5 2,5 3 8,861 60 6,727 7,067 2,124 0,893 85,07 14,17 3,098
458 1,955 50 50 6,5 8 6 —— ___ 6,885 25 14,03 14,40 4,004 1,448 8,461 3,385 1,108
466 1,325 50 70 4 4 2,5 0,4 0,4 4,665 35 11,86 10,22 2,681 1,48 11,44 3,271 1,566
522 1,04 60 40 3 3 3 1,5 2 3,662 20 15,89 12,17 2,759 1,823 2,615 1,307 0,845
530 4,293 60 120 6 10 5 — 15,1 60 11,00 28,85 5,588 1,381 144,1 24,01 3,088
560 1,028 70 40 3 4 3 —— —— 3,618 20 21,17 18,15 3,718 2,239 2,150 1,074 0,771
562 1,785 70 40 5 8 3 2 3 6,282 20 21,09 28,97 5,925 2,147 4,189 2,094 0,817
566 1,134 70 50 3 4 3 1,5 2 3,992 25 19,21 19,19 3,78 2,193 4,079 1,631 1,010
568 1,770 70 60 4 6 4 — — 6,229 30 17,42 27,25 5,183 2,091 10,83 3,613 1,349
598* 1,223 80 40 3 5 3 4,288 20 23,51 27,65 4,895 2,539 2,685 1,342 0,791
600* 1,82 80 65 4 5 6 — 6,405 32,5 21,32 39,45 6,723 2,481 11,49 3,538 1,340
602 3,998 80 80 8 10,5 5 — — 14,05 40 21,10 76,78 13,03 2,336 45,12 11,28 1,791
626 5,771 90 90 12 12 6 1 1 20,30 45 26,78 150,4 23,78 2,721 74,02 16,44 1,909
628 6,273 90 140 10 10 5 2 2 22,07 70 21,27 146,2 21,27 2,573 228,5 32,65 3,217
644 1,276 100 40 3 4 3 1,5 2 4,491 20 33,86 47,61 7,199 3,255 2,09 1,045 0,682
646 5,57 100 100 8 12,5 5 1 1 19,59 50 24,12 158,3 20,86 2,842 104,4 20,88 2,308
682 6,66 120 100 12 10 8 2,5 2,5 23,42 50 38,76 338,8 41,70 3,803 84,42 16,88 1,898
706 2,278 150 40 4 5 3 2 2 7,804 20 57,92 184,4 20,03 4,861 2,677 1,34 0,586
722* 5,711 180 90 6 10 14 — — 20,04 45 51,14 646,6 50,17 5,679 61,37 13,63 1,749
728 3,823 200 60 5 6 6 0,5 0,5 13,45 30 75,14 573,9 45,96 6,531 11,01 3,671 0,905
734* 6,95 200 100 6,5 11 16 24,38 50 56,23 967,2 67,3 6,298 92,6 18,52 1,948
* По ГОСТ 13622—68.
w Пример условного обозначения: тавр
___________П130—№ профиля_____________
марка сплава, состояние ГОСТ 8617—68
Рис. 2. Составные элементы комбинированных профилей для окон
гражданских зданий
а — несущие элементы; б — облицовочные элементы
Рис. 3. Основные профили витражей и окон гражданских зданий
а — окна, внтражи; б — витражи; в — окна
Рис. 4. Основные профили перегородок промышленных зданий
Рис. Б. Штапнки для крепле-
ния филенок в витражах,
перегородках, окнах и две-
рях
а — защелки; б — штапнки
Рис. 6. Нащельники для разделки стыков между элементами
алюминиевых конструкций и примыканий к конструкциям здании
Ряс. 7. Комплектующие профиля витражей, перегородок, оков, дверей
а — сливы; б — петли; в — угловой вкладыш
33
Глава III. ВИДЫ СОЕДИНЕНИЙ И ИХ РАСЧЕТ
1. Сварные и паяные соединения
Сварные соединения элементов алюминиевых конструкций вы-
полняются следующими способами: механизированной (автоматиче-
ской или полуавтоматической) или ручной электродуговой сваркой
в защитной среде аргона с применением неплавящегося вольфрамо-
вого электрода н с подачей присадочной проволоки; механизирован-
ной электродуговой сваркой в защитной среде аргона с применени-
ем плавящегося электрода; электрической контактной сваркой; ав-
томатической электросваркой по слою флюса; газовой сваркой; хо-
лодной сваркой.
В качестве электродного и присадочного материалов для свар-
ных соединений применяют: в конструкциях из технического алюми-
ния марки АД1 — алюминиевую проволоку марки СвА1; из алюми-
ния марок АМц и АМг2 — проволоку марки СвАМгЗ; из алюминия
марки АД31 — проволоку марок СвАМгЗ и 1557; из алюминия мар-
ки 1915 — проволоку марки 1557.
Конструктивное оформление кромок свариваемых деталей, ия
размеры и толщины швов сварных соединений должны соответство-
вать ГОСТ 14806—69 «Дуговая сварка алюминия и алюмнниевыя
сплавов», разработанному для диапазона толщин элементов от 0,8
до 60 мм включительно.
Расчет сварных швов, воспринимающих продольные силы, про-
изводится по формулам табл. 18.
Сварные соединения встык, работающие одновременно на изгиС
и срез, проверяются по формуле
о/2 + Ко2/4 + та < *рВ, (1
где о-осв — напряжение в сварном соединении от изгиба; t-tCB — напряже
нне в сварном соединении от среза.
Таблица 1(
Формулы для расчета сварных швов соединений,
воспринимающих продольные усилия
Тип сварного шва Напряженное состояние Расчетная формула
Сварные швы встык, распо- ложенные перпендикулярно к действующей силе Сжатие N
Растяжение < Е>СВ № < ЛР
Сварные угловые швы Срез N < Рсв у
Обозначения: N — расчетная продольная сила; б — наименьшая то;
щнна соединяемых элементов; I ш — расчетная длина шва, равная его полно
длине за вычетом 36 или ЗЛШ; йш — толщина углового шва; ₽ — коэффицнен
принимаемый равным: 0—0,9 при автоматической одно- и двухпроходной сва;
ке, 0—0,7 при автоматической многопроходной, ручной и полуавтоматическо
сварке с любым числом проходов.
34
Контактная электросварка (точечная и роликовая) применяется
для соединения элементов тонколистовых конструкций. Несущая спо-
собность таких соединений на срез определяется прочностными по-
казателями одной сварной точки и расположением точек в соеди-
нении.
Рис. в. Конструкции сварных соединений
а — встык; б — внахлестку лобовыми швами;
в — внахлестку фланговыми швами; г — схема
прикрепления поперечного элемента 1 к элементу
2, не имеющему стыка; 1—1 — расчетное сечение
Таблица 19
Расчетные сопротивления /?св сварных швов, выполненных
аргонодуговой сваркой (термически неупрочняемый алюминий)
Вид сварных соединений н швов Вид нап- ряженного состояния Условное обозначение Расчетные сопротивления «св, кгс/см: (даН/см:), алюминия марок
АД1М АМцМ АМг2М; АМг2П
при сварке с применением электродной нли присадоч- ной проволоки марок
СвА1 СвАМгЗ СвАМгЗ
Соединение встык (рис. 8, а) Сжатие Растяже- ние Изгиб «сВ /?св пСВ КН 250 400 650
Срез рСВ кср 150 250 400
Угловые швы (фланговые и лобовые) (рис. 8, б. в) Срез рСВ «у 200 300 450
35
Напряжение на срез в односрезной сварной точке определяется
по формуле
Т = ^точкн»
где /? £®чк|1 — расчетное сопротивление сварной точки; d — диаметр ядра топ*
кн; Р — усилие, передаваемое одной точкой.
Диаметр ядра сварной точки следует определять по формуле
d = 1,4 (У О.ОИ2 4-/6 — 0,1/) (3)
Таблица 20
Расчетные сопротивления RCD сварных швов, выполненных
аргонодуговой сваркой (термически упрочняемый алюминий)
Вид сварных соедине- ний н швов Вид напряженного состояния Условное обозначение Расчетные сопротивления Я,св кгс/см1 (даН/см:), алюминия марок
АД31Т АД31Т1 1915Т
при толщине металла, мм
< 1 5-12
прн сварке с применением электродной и присадочной проволоки марок
СвАМгЗ; 1657 1557
Соедине- ния встык Сжатие, растяжение, изгиб: а) прн сварке плавящимся электродом (автоматиче- ская и полуавтоматиче- ская) 0 0 0 и и и ли Я | О; О; О; 1 550 800 — 1800
б) при сварке вольфрамо- вым электродом (ручная и механизированная) 550 800 1800 1700
Срез пСВ Лср 350 500 1100 1050
Угловые швы (фланго- вые н ло- бовые) Срез 450 450 1100 1100
Примечания: 1. Расчетные сопротивления сварных соединений алю-
миния марки 1915Т указаны для прессованных профилей.
2. Расчетные сопротивления сварных соединений термически упрочняемого
алюминия могут быть повышены путем повторной термической обработю
(после сварки соединения). Для алюминия системы А1—Mg SI после повтор-
ной полной -термической обработки ЛСВ“0,9Р; для алюминия система
Al—Zn—Mg ЯСВ“Я, где Л—расчетное сопротивление, определяемое по табл. 36
36
или по более простой эмпирической формуле
d = 1,56 4- 5 мм,
где t — шаг точек; С — толщина элемента.
Расчетные сопротивления Яс“ сварных швов, выполненных ар-
гонодуговой сваркой, следует принимать по табл. 19 и 20.
Расчетные сопротивления сварных точек /?^чки • выполненных
контактной сваркой и аргонодуговой точечной сваркой плавящимся
электродом, приведены в табл. 21.
Паяные соединения тонкостенных элементов конструкций имеют
определенные преимущества по сравнению со сварными: при пайке
расходуется меньшее количество тепла, этот процесс не вызывает
существенных изменений химического состава и механических свойств
основного металла, остаточные деформации в паяных соединениях
значительно меньше, чем при сварке.
Таблица 21
Расчетные сопротивления сварных точек Я^чки
Толщина элементов, мм
Расчетные сопротивления, кгс/точку
(даН/точку)
Контактная сварка (алюминий марок АМг2П; АМг2М)
1
1.5
2
80
130
200
Аргонодуговая точечная сварка плавящимся электродом (алюминий марки
АМг2П; сварочная проволока — СвАМгЗ или 1557)
14-1
1--2
1,5--1,5
2--2
200
240
300
340
Примечание. Для контактной сварки указана толщина наиболее тон-
кого элемента; для дуговой точечной сварки первой указана толщина верхнего
элемента.
Однако при пайке необходимо удалять окисную пленку с по-
верхности алюминия. Более надежным способом удаления окислов
является химический способ — применение флюсов; применяют так-
же механический способ — разрушение пленки происходит под сло-
ем расплавленного припоя. В связи с этим различают следующие
способы пайки: с применением активных флюсов, с предваритель-
ным покрытием поверхности алюминия легкопаяемыми металлами
(медью, серебром, никелем и др.), с предварительным облужением
поверхностей алюминия припоями без применения флюсов.
Наиболее часто пайку алюминия и его сплавов производят с
применением флюсов. При этом нагрев под пайку можно произво-
дить паяльником, газовым пламенем, в печах, в соляных ваннах,
гоками высокой частоты и электроконтактным способом.
37
Для пайки алюминия применяют два типа фликов. Флюсы пер-
вого типа (например, Ф59А) не вызывают значительной коррозии,
а флюсы второго типа (ФВ-3) вызывают сильную коррозию паяного
соединения и должны быть удалены не позже, чем через 1,5—2 ч
после пайки.
Припои, применяемые для пайки алюминия, можно разделить на
три группы: а) припои на основе кадмия и олова; б) припои на ос-
нове цинка; в) припои на основе алюминия.
Наиболее распространенное соединение при пайке — нахлесточ-
ное, при котором можно достигать равнопрочности паяного соеди-
нения.
Пайка алюминия в настоящее время имеет очень ограниченное
применение в строительстве; необходимые сведения о расчетных ха-
рактеристиках паяных соединений, химическом составе флюсов, при-
поев и др. могут быть получены в работе [12].
2. Заклепочные и болтовые соединения
Заклепочные соединения алюминиевых конструкций хорошо ра-
ботают в условиях значительных статических, вибрационных и по-
вторных нагрузок; этот вид соединений дает возможность получать
конструкции заданной формы, которые не деформируются как в про-
цессе изготовления, так и после окончания клепки.
Заклепочные соединения элементов из алюминия выполняют хо-
лодной клепкой, при которой достигается лучшее заполнение отвер-
стия стержнем заклепки и не снижается прочность основного ме-
талла. При этом материал заклепок должен обладать большей
пластичностью, чем материал конструкций. Заклепки изготовляют из
проволоки путем высадки на специальных автоматах с последую-
щими термообработкой и анодированием. Рекомендуется применять
заклепки из алюминия марок АД1Н, АМг2Н, АМгбпМ и АВТ.
Для обеспечения коррозионной стойкости конструкции заклеп-
ки должны быть из алюминия примерно того же химического соста-
ва (системы), что и материал конструкции.
По форме закладной головки заклепки разделяются на потайные
и с выступающими головками. Выступающие головки могут быть
различной формы (рис. 9).
Заклепки выпускаются в соответствии с нормалями Министерст-
ва авиационной промышленности СССР и имеют на головках опре-
деленный шифр [10], указывающий марку алюминия.
Диаметр заклепок в зависимости от толщины склепываемогс
пакета определяется по формуле
d = 26 4- 2 мм,
где б — для односрезных заклепок толщина более тонкого листа.
Для образования замыкающей головки длина заклепки принима
ется на 1,3d больше толщины соединяемого пакета.
Диаметр отверстий под заклепки должен быть несколько боль
ше диаметра заклепок. Так, при диаметре заклепок 3, 4, 5, 6, 7, 8
10, 12, 14, 16, 18 мм диаметры отверстий должны соответствен^
составлять 3,1; 4,1; 5,1; 6,2; 7,2; 8,2; 10,2; 12,35; 14,4; 16,55 и 18,6 мм.
Для заклепок диаметром 20—24 мм диаметры отверстий должш
быть больше на 1 мм.
38
В рабочих элементах конструкций число расположенных по одну
сторону стыка заклепок, прикрепляющих элемент в узле, должно
быть не менее двух.
Толщина склепываемого пакета при заводской холодной клепке
иа скобе не должна превосходить четырех диаметров, а при монтаж-
ной клепке — пяти диаметров заклепок.
В тех случаях, когда подход с инструментом к месту соедине-
ния возможен только с одной стороны, применяют так называемые
комбинированные заклепки. Эти заклепки изготовляют в соответст-
Рис. 9. Форма закладных
головок заклепок
а — полукруглая, при ди-
аметре заклепки до
10 мм; б — коническая,
при диаметре до 16 мм;
в, г — фигурная, при ди-
аметре свыше 16 мм
вии с ТУ 34-5814-70. Они предназначены для склепывания тонко-
стенных листов настнла и отдельных листовых деталей в пакет тол-
щиной не более 3 мм.
Детали комбинированной заклепки (рис. 10) изготовляют из
следующих материалов: заклепку 1 диаметром 4,8 мм — из алюми-
ниевой проволоки марки СвАМгЗ; стержень 2 диаметром 2,5 мм —
из оцинкованной стальной проволоки марки 45.
Таблица 22
Формулы для расчета заклепок и болтов, воспринимающих
__________________продольные усилия________________
Тип соединения Напряженное состояние Расчетная формула
Заклепки (иля бол- ты) Срез N _ пзакл ""ср 4
Смятие N пзакл ги№Л *си
Болты Растяжение » А Р „^0 4
Заклепки Отрыв головки за* клепки N < пзакл andli 0ТР
Обозначения; N — расчетная продольная сила, действующая иа со-
единение; п — число заклепок или болтов в соединении; пср— число рабочих
срезов одной заклепки или болта; d — диаметр отверстия для заклепки или
наружный диаметр стержня болта; dB— внутренний диаметр резьбы болта;
^закл_ /{закл . _ наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых
отр
в одном направлении; h—0,4d — высота поверхности отрыва головки (см.
рис. 9, а).
39
Болтовые соединения применяют в случаях, если в процессе экс-
плуатации требуется разборка соединенных элементов, при труд-
ном доступе к месту соединения и при передаче больших усилий.
Болты изготовляют обычно из того же или из более прочного
алюминия, что и соединяемые элементы, а также из стали с при-
менением оцинковки или кадмирования. Для алюминиевых конструк-
ций могут использоваться только болты повышенной и нормальной
точности по ГОСТ 1759—70* и ГОСТ 7798—70*.
Рис. 10. Комбинированная за-
клепка
1 — заклепка; 2 — стержень
Болтовые и заклепочные соединения, воспринимающие продоль-
ные силы, рассчитывают на срез и смятие заклепок и болтов по
формулам табл. 22.
Болты и заклепки, работающие одновременно на срез и растя-
жение, должны проверяться отдельно на срез и на растяжение.
Таблица 23
Расчетные сопротивления на растяжение и на срез 7?®для болтов
.... _________г _________
Вид болтовых соединений Вид напряжен- ного состояния Условное обозна- чение Расчетные сопро- тивления, кгс/см- (даН/см1)
АМгбп АВТ1
Растяжение 50 •о о» 1250 1600
Болты повышенной точности Срез рб Яср 900 950
Растяжение Л •о а 1250 1600
Болты нормальной точности Срез об Яср 800 850
Примечания: 1. Расчетное сопротивление на растяжение болтов с
обжимными кольцами принимается равным 0,9 расчетного сопротивления па
срез.
’2. Расчетное сопротивление на срез болтов с обжимными кольцами при-
нимается равным расчетным сопротивлениям заклепок из соответствующего
материала.
3. Обозначение марки алюминия АМг5п (с буквой «п» малое) относится
к проволоке (пруткам) для заклепок и болтов.
40
Рнс. 11. Болты с обжим-
ными кольцами
Если элементы соединяют с помощью прокладок или промежу-
точных элементов, а также в соединениях с односторонней наклад-
кой, число заклепок или болтов должно быть увеличено на 10%.
Расчетные сопротивления болтов на растяжение и срез, постав-
ленных в сверленые или рассверленные отверстия, следует прини-
мать по табл. 23; расчетные сопротивления заклепок (на срез) —
по табл. 24. При проверке на смятие элементов конструкций рас-
четные сопротивления болтов и заклепок
принимают по табл. 25.
Разбивку заклепок и болтов следует
производить в соответствии с данными
табл: 26.
В последнее время в различных кон-
струкциях начали применять болты с об-
жимными кольцами (болты-заклепки)
(рис. 11). Преимущество болтов-заклепок—
в более точном соблюдении заданного уси-
лия сжатия пакета. Трудоемкость и себе-
стоимость соединений на таких болтах в
1,5—2 раза меньше, чем на обычных болтах.
Болты-заклепки для алюминиевых кон-
струкций изготовляют из стали ЗОХГСА,
16ХСН и алюминия марок В94, Д16, В95,
а обжимные кольца к ним — из алюминия
марок В65, АВ и Д18.
Для крепления профилированного на-
стила, панелей и лент рулонного алюминия
к несущим конструкциям, а также для уг-
ловых соединений обвязок окон, дверей, панелей, перегородок и др.
применяют самонарезающие болты, значительно упрощающие мон-
таж конструкций.
Рнс. 12. Самонарезающие болты
1 — болт; 2 — уплотняющая шайба;
3 — шайба
Самонарезающие болты (рис. 12) изготовляют из калиброван-
ной стали марки 30 с фосфатированным покрытием в соответствии
с нормалью Н34 318-68 Министерства энергетики и электрификации
СССР, технологией и требованиями ТУ 34-5815-70. Эти болты выпу-
скают с диаметром резьбы Мб, длиной 20 и 25 мм и шестигранной
головкой. Воронежский ЗСАК изготовляет стальные самонарезающие
винты, которые имеют потайную и полукруглую форму головки с
крестообразной формой шлица, диаметр резьбы 4, 5 и 6 мм; длина
15, 25, 30 и 40 мм.
Таблица 24
Расчетные сопротивления на срез для заклепок
Марка и состояние алюминия заклепок Расчетные сопротивления Я^рКЛ. кгс/см: (даН/см5)
АД1Н 350
АМг2Н 700
АМгбпМ 1000
АВТ1 1000
Примечания: Г. Постановка заклепок в продавленные отверстия не
допускается.
2. Для заклепок с потайными или полупотайнымн головками расчетные
сопротивления заклепочных соединений снижаются на 20%. Указанные заклеп-
ки растягивающих усилий не воспринимают.
Таблица 25
Расчетные сопротивления на смятие элементов конструкций
для заклепок Rcm^h для болтов R®M,
поставленных в сверленые или рассверленные отверстия
Марка и состоя- ние алюминия Я“кл, кгс/см- (даН/см"-) Ясм’ КГс/см'' (ДаН/см1)
АД1М 400 350
АМцМ 650 600
АМг2М 1100 1000
АМг2П 2400 2200
АД31Т 900 800
АД31Т1 2000 1800
1925Т 2800 2500
1915Т 3200 2900
Примечание. Приведенные в таблице расчетные сопротивления даны
для болтов, поставляемых на расстоянии 2d от оси болта до края элемента.
Прн уменьшении этого расстояния до l,5d расчетные сопротивления должны
понижаться на 40%.
Таблица 26
Разбивка заклепок и болтов
Характеристика расстояния Расстояние
Между центрами заклепок н болтов в любом направ- лении: а) минимальные Для заклепок 3d;
б) максимальные в крайних рядах прн отсутствии для болтов 3,5 d; 5 d или 10 б
окаймляющих уголков при растяжении н сжатии в) максимальные в средних рядах и в крайних рядах 12 d или 20 6
прн наличии окаймляющих уголков прн растяжении г) максимальные в средних рядах и в крайних рядах 10 d или 14 6
при наличии окаймляющих уголков при сжатии От центра заклепки или болта до края элемента: а) минимальное вдоль усилия н по диагонали 2,5 d
б) минимальное поперек усилия прн обрезных кромках 2,5 d
в) минимальное поперек усилия прн прокатных или 2d
прессованных кромках г) максимальное 6d
Обозначения: d — диаметр отверстия для заклепки или болта; б -
толщина наиболее тонкого наружного элемента пакета.
42
В монтажных соединениях алюминиевых несущих конструкций
также применяют высокопрочные (оцинкованные или кадмирован-
ные) стальные болты (ТУ 14-4-87-72), что значительно упрощает и
ускоряет монтаж.
В соединениях с высокопрочными болтами усилия передаются
за счет сил трения, возникающих между плоскостями соединяемых
элементов в результате натяжения гаек болтов; болт при этом ра-
ботает на растяжение.
Расчетное усилие на каждую поверхность трения соединяемых
элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, определяется по
формуле
N6 = Pfm, (4)
где P=0,6aBFHT — осевое усилие натяжения болта, кгс; т — коэффициент ус-
ловий работы болтового соединения, равный 0,8; f — коэффициент трепня, при-
нимаемый равным: при обработке соединяемых поверхностей с помощью пес-
коструйной очистки — 0,45, травления поверхности — 0,4 и без обработки (пос-
ле обезжиривания) —0,15.
В связи с тем, что материалы болтовых соединений (алюминие-
вые пакеты и стальные болты) имеют разные коэффициенты линей-
ного расширения, в условиях высоких или низких температур в
стержне болта могут возникать дополнительные температурные на-
пряжения, совпадающие или не совпадающие по знаку с напряже-
нием от затяжки. Эти напряжения необходимо учитывать при назна-
чении величины предварительного натяжения болта.
3. Клеевые, клееметаллические соединения
и соединения на герметиках
Склеиванием можно получить надежные соединения не только
заготовок из стандартного сортамента, но и больших по площади
тонких алюминиевых листов с пенопластами, минераловатными пли-
тами, сотопластами, пленками и другими материалами. Клеевые со-
единения не подвержены коррозии. Применение склеивания позво-
ляет получать герметичные конструкции без дополнительного уплот-
нения.
Для повышения надежности клеевых соединений, например в ус-
ловиях повышенных температур, применяют комбинированные соеди-
нения: клеесварные, клеезаклепочные, клеевинтовые или клееболто-
вые. Наиболее прогрессивные — клеесварные соединения алюминия
(с применением контактной точечной сварки на машинах типа
МТПТ-400 и МТПТ-600), применение которых позволяет механизи-
ровать процесс изготовления конструкций. Для клеезаклепочных и
клеевинтовых соединений не требуется сложного оборудования, их
можно применять в разнообразных конструктивных решениях
(в том числе в соединениях с неметаллическими материалами);
однако эти виды соединений менее герметичны, более трудоемки и
хуже поддаются механизации.
Применяются клеи: эпоксидные (ЭПЦ-1, К-153, К-139, К-147,
К-156, К-160), каучуковые (88-Н, 88-НП, 78-БЦС) и полиуретановые
(ПУ-2, ВК-П).
Каучуковые клеи поставляются потребителю в готовом виде по
МРТУ 38-5-880-66 (ТУ 38-105-540-73 и ТУ 38-5-227-67). Эпоксидные
и полиуретановые клеи приготовляются на месте.
43
Эпоксидные клеи и полиуретановый клей ПУ-2 могут применять-
ся при склеивании сплавов систем А1—Мп; Al—Mg; Al—Mg—Si;
Al—Zn—Mg, а также с оцинкованной сталью, древесиной, древесны-
ми пластиками, стеклотекстолитом и др.
Каучуковые клеи применяют для соединения алюминия с пено-
пластами, резиной, а также для наклеивания фольги на твердое ос-
нование.
Клей марки ВК-П предназначен для наклеивания декоративных
и защитно-декоративных покрытий из поливинилхлоридных пленоч-
ных материалов, а также поливинилхлоридного линолеума к поверх-
ностям из алюминиевых сплавов.
При соблюдении технологических режимов клеевые соединения
характеризуются временными сопротивлениями, приведенными в
табл. 27, 28, а клеесварные — данными табл. 29.
Таблица 27
Временные сопротивления клеевых соединений алюминия
с алюминием [9]
Напряженное состояние, кгс/см: (даН/см-) Клеи
ЭПЦ-1 К-153 К-139 К-147 К-156 К-160 ПУ-2
Сдвиг при сжатии 360 350 290 250 380 310 —
Сдвиг при растяжении 120 105 100 145 105 90 140
Сдвиг при кручении 500 490 440 250 520 490 —
3.6 4.8 4.6 10 3.75 1.8
Неравномерный отрыв * 0,56 1,05 1,3 1.05 0.6 0,25 —
* В числителе — начальное значение прочности (кгс/см), в знаменателе —
установившееся.
Таблица 28
Временные сопротивления соединений алюминия с пенопластами,
древесиной и древесноволокнистыми плитами [4, 9]
Напряженное состояние, кгс/см2 (даН/см1); склеиваемые материалы Клеи
ЭПЦ-1 88-Н, 88-НП 78-БЦС
Сдвиг при сжатии; алюминий с пенопла- стом ПС-1 или ПХВ 13 13 15
Сдвиг прн сжатии; алюминий с древесиной 90 — —
сосны 85
Сдвиг при сжатии; алюминий с ДВП — 90
Равномерный отрыв; алюминий с пенопла- стом ПС-1 или ПХВ 16 15 15
Оптимальный шаг для клеесварных соединений при толщине ли-
стов 1—1,5 мм из алюминия типа АМгб равен 75 мм, для клеезакле-
почных (заклепки с полукруглой головкой из алюминия марок
Д18-П и В-65, диаметром до 6 мм) и клеевинтовых (самонарезаю-
щие винты по ГОСТ 10621—63*)—50 мм. Наибольшая прочность
клееметаллических соединений достигается при толщине клеевой
прослойки 0,1—0,25 мм.
В тех случаях, когда к соединениям предъявляют требования
повышенной податливости и сравнительно небольшой прочности, для
44
Таблица 29
Прочность при срезе клеесварных точечных соединений*
элементов из алюминия, сваренных по жидкому клею ЭПЦ-1
на машине МТ ПТ-600 [21, 22]
Марки алюминия Толщина сваривае- мых элементов, мм 1 Минимальный диа- метр сварной точки, мм Средняя разрушаю- щая нагрузка на срез, кгс/точку (даН/точку) Отношение прочнос- ти на срез точечного сварного соединения к прочности клее- сварного соедине- ния, %
Д16Т+Д16Т АМгбМ+АМгМ АМгбМ+АМгП АМгбМ+АМгП 1.5+1,5 2+2 24-1 2+1 2+1,5 6,5 7,6 5 5 6 550 780 400 410 770 92 84 67,5 68,2 63,5
* Величина нахлестки 25X 25 мм.
соединения алюминиевых сплавов друг с другом и с другими мате-
риалами рекомендуется использовать тиоколовые герметики типа
ГС-1, УТ-32 и др. Прочностные характеристики таких соединений
приведены в табл. 30.
Т а б л и ц а 30
Временные сопротивления соединений алюминия
между собой и с другими материалами на тиоколовых
герметиках
Напряженное состояние, кгс/см5 (даН/с№); склеивае- мые материалы Герметики
УТ-32 ГС-1
Сдвиг при растяжении; алюминий с алюминием 13 11
Сдвиг прн сжатии; алюминий с древесиной сосны 35 32
Равномерный отрыв; алюминий с древесиной сосны 18 17
Сдвиг при растяжении; алюминий со стеклотекстолитом 12 9
Расчетные сопротивления и коэффициенты условий работы клее-
вых соединений при расчете строительных конструкций должны
приниматься по [9].
Глава IV. СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ АЛЮМИНИЕВЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
1. Защита от атмосферной коррозии
Алюминиевые конструкции обладают достаточно высокой кор-
розионной стойкостью. Различные покрытия, наносимые на алюминие-
вые листы и профили или на готовые конструкции, являются в
большей мере декоративными, чем защитными, поэтому их обычно
называют защитно-декоративными.
Применяют следующие виды защитно-декоративных покрытий;
химическое оксидирование, электрохимическое оксидирование (ано-
дирование), окрашивание синтетическими эмалями, лакирование, эма-
лирование стеклоэмалями. Химическое оксидирование как самостоя-
тельный вид покрытия алюминиевых конструкций в СССР применя-
ется очень редко и обычно служит подготовкой для лакокрасочных
покрытий.
Анодирование. Процесс анодирования состоит в создании на
алюминии искусственной окисной пленки, толщина и прочность ко-
торой значительно превышают толщину и прочность окисной плен-
ки, образовавшейся естественным путем. Кроме того, эта искусствен-
ная пленка имеет более привлекательный вид, чем естественная.
Анодируемую деталь погружают в ванну с электролитом (в наи-
более распространенном случае это 18—20%-ный водный раствор
серной кислоты), через который пропускают постоянный ток. При
этом на анодируемой детали, соединенной с положительным полю-
сом, из раствора бурно выделяется атомарный кислород, вступаю-
щий в реакцию с алюминием. В зависимости от состава электролита,
марки алюминия (сплава), режима анодирования и некоторых до-
полнительных операций анодная пленка может быть бесцветной или
цветной.
Наиболее широко распространено бесцветное анодирование,
включающее операции обезжирования, травления, осветления (ней-
трализации), анодирования, уплотнения пленки.
Технологические процессы цветного анодирования могут быть
сведены к четырем основным группам:
1. Получение цветной пленки применением определенной компо-
зиции самого сплава при анодировании в обычной сернокислотной
ванне. Введение в сплав некоторых легирующих добавок позволяет
получить светостойкие, достаточно интенсивно окрашенные анодные
пленки. Однако этот способ не получил широкого распространения
из-за ограниченности цветовой гаммы и технологических трудностей.
2. Окрашивание пленки вследствие частичного заполнения ее пор
водным раствором пигмента непосредственно после анодирования с
последующим уплотнением. При этом способе можно получить плен-
ку любого цвета. Однако большинство красителей недостаточно све-
тостойки, поэтому для наружных конструкций используют только
наиболее светостойкие черный и золотистый цвета.
3. Окрашивание пленки путем заполнения ее пор солями тяже-
лых металлов под действием электрического тока с последующим
уплотнением пленки обычным способом (метод известен под назва-
ниями «Анолок», «Евроколор-100», «Асада», «Санкё-Колор» и др.).
Этот способ дает светостойкие покрытия с более глубокими, чем в
46
предыдущем случае, проникновением окрашивающего раствора в по-
ры пленки под воздействием электрического тока. Наиболее распро-
страненное окрашивание солями дает пленку бронзово-коричневого
цвета от светлого до темно-коричневого, почти черного.
4. Получение цветной пленки путем анодирования в электроли-
тах на основе органических кислот (сульфосалициловой, сульфофта-
лиевой) известно под названиями «Аноцвет», «Кальколор», «Дюра-
нодик-300», «Евроколор-800» и др. Этот метод дает светостойкую
пленку бронзового цвета, обладающую повышенным сопротивлением
истиранию.
Таблица 31
Толщина анодной пленки в зависимости от условий
эксплуатации (ГОСТ 9.031—74)
Условия эксплуатации
Минимальная
толщина
покрытия
на полуфаб-
рикатах, мкм
В закрытых помещениях с искусственно регулируемыми кли-
матическими условиями во всех микроклиматических районах
На открытом воздухе в сельской, лесной, горной местности,
вдали от промышленных объектов
На открытом воздухе в городской и приморской атмосфере
На открытом воздухе в промышленной атмосфере, атмосфере
северного побережья (хлориды не менее 10 мг/(м* 2-сут) с про-
должительным увлажнением поверхности)
9
15
21
24
Примечания: 1. Допускается увеличивать толщину покрытия в зави-
симости от требований потребителя к необходимой интенсивности окраски.
2. Для закрытых неотапливаемых помещений толщину покрытия устанав-
ливают по таблице как для условий эксплуатации на открытом воздухе;
Линии анодирования, особенно автоматизированные, являются
наиболее сложным и дорогим оборудованием заводов алюминиевых
конструкций. Для полной загрузки этих линий целесообразно аноди-
ровать длинномерные профили до механической обработки. При ано-
дировании отдельных профилей объем ванн используется полностью,
тогда как при анодировании сварных конструкций — менее чем на
50%. Сборка конструкций из анодированных профилей должна про-
изводиться без применения сварки.
Максимальный размер детали при бесцветном анодировании —
12 000X2400 мм, при цветном — 7000X2400 мм.
Толщину анодной пленки следует назначать по табл. 31.
Окраска синтетическими эмалями горячей сушки является ос-
новным видом защитно-декоративных покрытий конструкций из ли-
стов. В отдельных случаях анодируемые детали из профилей допол-
нительно покрывают лаками горячей сушки. Лакирование применяют
как дополнительную меру защиты анодированных деталей, в первую
очередь для предохранения их поверхности от брызг раствора и це-
ментной пыли в процессе монтажа.
На заводах алюминиевых конструкций могут быть окрашены
листовые детали размером до 6000X2000 мм.
Эмалирование состоит в нанесении на алюминиевую поверх-
ность покрытия из легкоплавкого цветного стекла. Обычно эмалиру-
ют только листы.
47
Эмали могут быть подобраны практически любого цвета. Эмали
абсолютно светостойки, имеют прекрасное сцепление с алюминием,
обладают достаточно высокой механической прочностью и выдержи-
вают значительные деформации листа.
Процесс эмалирования заключается в подготовке поверхности
листов, нанесении специального состава сметанообразной консистен-
ции, сушке и обжиге эмали.
Для получения поверхности хорошего качества лист должен
быть плоским или иметь неглубокий рельеф с пологими гранями.
Стык граней должен иметь значительный радиус (не менее 3—4 мм).
При резко выраженном рельефе и острых углах возможны дефекты
покрытия.
В настоящее время в СССР работает полупромышленная уста-
новка для эмалирования изделий размерами до 700X700 мм.
2. Защита от контактной коррозии
Контакт алюминия со сталью, медью и большинством других
металлов во влажной среде вызывает электрохимическую коррозию
алюминия. Весьма активную коррозию алюминия вызывает также его
соприкосновение со свежими строительными растворами и бетоном.
Для предотвращения контактной коррозии алюминиевых кон-
струкций необходимы перечисленные ниже меры.
Крепеж и другие стальные детали должны быть оцинкованы или
кадмированы (еще лучше применять крепеж и другие детали из не-
ржавеющей стали).
Стальные конструкции, контактирующие с алюминиевыми, следу-
ет окрашивать (лучше — оцинковывать и окрашивать), а в местах
контакта прокладывать битуминизированные прокладки, тиоколовую
ленту, герметик или другой подобный материал.
Бетонные поверхности в местах контакта с алюминиевыми, кон-
струкциями следует окрашивать. Желательно также прокладывать
между алюминиевыми и бетонными поверхностями тиоколовую лен-
ту, пергамин и другие подобные материалы.
3. Огнестойкость и огнезащита алюминиевых
ограждений
В каркасных зданиях с алюминиевыми ограждениями выход из
строя при пожаре части ограждения не может серьезно повлиять на
несущую способность сооружения в целом. Однако повреждение
ограждения может оказать влияние на характер развития пожара,
открыть путь к распространению огня, затрудняя борьбу с пожаром
и эвакуацию людей из зданий. Алюминиевые листы, применяемые i
качестве обшивки панелей, вследствие высокой теплопроводност!
быстро прогреваются. Через 3—5 мин от начала нагревания по стан
дартному температурному режиму на обратной стороне листа тем
пература достигает 350—400° С, а через 8—10 мин — 700° С, и про
исходит плавление алюминия.
В неутепленных однослойных обшивках при этом образуюта
сквозные отверстия. При утепленных стенах с двумя слоями обшив
ки прогорание внутренней обшивки не приводит к образовании
сквозных отверстий. Распространение пламени и пределы огнестой
48
Таблица 32
Огнестойкость слоистых стеновых панелей с алюминиевыми
обшивками
Материал среднего слоя (утеплителя) Плотность уплотните- ля, кг/мэ Группа возгорае- мости утеплителя Группа возгораемости предел огнестойкости па нелей
Полужесткие, жесткие ми- 100—200 Трудносгораемый Трудносгораемые
нераловатные плиты на син- тетической связке и с содер- жанием битума до 3% Фенолформальдегидный пе- 40—80 > Трудносгораемыё, в
иопласт ФРП-1 Фенолформальдегидный пе- 40-80 Сгораемый течение 0,5 ч Трудносгораемые, в
нопласт «Внларес-5» Пенополиуретаны ППУ-308Н 35—60 » течение 0,25 ч То же
Пенополистирол ПСБ-С 25—80 » Сгораемые
кости здесь в основном определяются видом утеплителя. Пределы
огнестойкости панелей приведены в табл. 32.
В случае недостаточной огнестойкости конструкции необходимо
предусматривать меры по защите от огня. Наиболее совершенным и
экономически целесообразным методом защиты металла от огня сле-
дует считать использование специальных покрытий (красок) ,- вспучи-
вающихся при повышении температуры.
Другой метод защиты — нанесение на конструкцию сложных ас-
бестоцементных, асбестоперлитовых или асбестовермикулитовых по-
крытий способом напыления. Один из таких составов, рекомендован-
ных ВНИИПО МВД СССР, — огнезащитное фосфатное покрытие
ОФП — ММ, разработанное в ЦНИИСК им. Кучеренко. Применение
покрытия позволяет значительно повысить предел огнестойкости кон-
струкции. Покрытие наносится методом пневматического напыления.
Оно представляет собой стойкую при действии высокой температуры
(до 1000° С) монолитную легкую массу, хорошо связанную с защи-
щаемой конструкцией. Состав отвердевает на воздухе в течение 2—
5 сут. Плотность состава покрытия — 200—300 кг/м3; требуемая
толщина покрытия 20—30 мм в зависимости от степени огнестойко-
сти здания; стоимость покрытия 2—3 р/м2 (соответственно для тол-
щин 20 и 30 мм).
Глава V. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ АЛЮМИНИЕВЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
1. Основные положения
При расчете элементов конструкций из алюминия необходимо
учитывать следующие особенности этого материала:
1) сравнительно низкий модуль упругости, в 3 раза мень-
ший, чем у стали. Следствием этого является значительно боль-
шая дефор мативность -элементов из алюминия, чем из стали, а так-
же снижение значений коэффициентов продольного изгиба <р и пре-
49
дельных гибкостей сжатых элементов алюминиевых конструкций по
сравнению с аналогичными характеристиками элементов стальных
конструкций;
2) повышенный коэффициент линейного расширения, в 2 раза
больший, чем у стали. При этом особое внимание необходимо обра-
щать на учет температурных деформаций и сопутствующих им в ря-
де случаев температурных напряжений.
Таблица 33
Коэффициенты условий работы т элементов
алюминиевых конструкций
№ л/п Элементы конструкций т
1 Сжатые элементы решетки плоских ферм:
при гибкости К <50 0,9
то же, Z>50 0,75
2 Сжатые раскосы пространственных решетчатых конструк- ций из одиночных уголков, прикрепляемых к поясам од- ной полкой:
а) с помощью сварных швов или двух и более закле- пок (болтов), поставленных вдоль уголка 0,75
б) с помощью одного болта или одной заклепки 0,6
3 Сжатые элементы из одиночных уголков, прикрепляемые одной полкой (для неравиобокнх уголков только узкой полкой), за исключением элементов конструкций, ука- занных в п. 2, и плоских ферм ив одиночных уголков 0,6
Примечания: 1. Коэффициенты условий работы, установленные в
пн. 1 и 3, одновременно не учитываются.
2. Коэффициенты условий работы, установленные в пп. 1 и 2, не распро-
страняются на крепления соответствующих элементов в узлах.
Расчет алюминиевых конструкций производят по двум пре-
дельным состоянием [16]: первая группа — по потере несущей спо-
собности или непригодности к эксплуатации; вторая группа — по не-
пригодности к нормальной эксплуатации. Расчет конструкций на
прочность и устойчивость производится на воздействие расчетных
нагрузок.
Особенности действительной работы отдельных элементов и кон-
струкций в целом, не отраженные в расчетах прямым путем, учиты-
ваются в необходимых случаях коэффициентами условий работы tn
(табл. 33), а влияние изменения температуры — коэффициентами
К? (табл. 34). При расчете элементов и соединений алюминиевых
конструкций расчетные сопротивления алюминия должны быть ум-
ножены на соответствующие коэффициенты условий работы т и на
коэффициенты Кт.
50
Таблица 34
Коэффициенты Кт для конструкций, эксплуатируемых
при расчетных температурах наружного воздуха выше 50° С
Марка алюминия Коэффициенты Кт прн температуре наружного воздуха от 51 до 100 °C
АД1, АМц 0,85
АМг2, АД31, 1925, 1915 0.90
Примечание. Приведенные значения коэффициентов Кт не зависят
от состояния алюминия (например, М, Т и Т1).
2. Расчетные характеристики
Физические характеристики алюминия, постоянные для всех
марок, следует принимать равными:
модуль упругости £=710 000 кгс/см2 (даН/см2) й модуль сдви-
га G=270 000 кгс/см2 (даН/см2), действительные при температуре
от —40 до +50° С;
коэффициент Пуассона ц=0,3;
коэффициент линейного расширения а=0,000023 град-1, дей-
ствительный при температуре алюминия от —70 до 4-100° С;
среднее значение плотности у=2700 кг/м3 (действительные зна-
чения плотности алюминия различных марок приведены в табл. 35).
Таблица 35
Плотность алюминия
Марка АД1 АМц АМг АД31 1925 1915 АЛ8
Плотность, кг/ма 2710 2730 2680 2710 2770 2770 2550
Расчетные сопротивления деформируемого алюминия при рас-
тяжении, сжатии и изгибе устанавливаются в соответствии с указа-
ниями СНиП П-А. 10-71, т. е. делением нормативного сопротивления
на коэффициент безопасности по материалу. При этом за нор-
мативное сопротивление деформируемого алюминия принимаются
значения условного предела текучести о0,2 или временного сопротив-
ления разрыву ов, установленные ГОСТами или техническими усло-
виями.
Численные значения коэффициентов безопасности по материалу
для деформируемого алюминия принимаются равными К=1,1 при
/?н=Оо,2 и К=1,6 при £н=ов. При этом за расчетные сопротивле-
ния принимаются меньшие из значений, определенных по ао.г и ов.
Расчетные сопротивления деформируемого алюминия и отливок
для расчетных температур наружного воздуха в интервале от 50 до
—65° С приведены в табл. 36. При этом значения расчетных сопро-
51
Таблица 36
Расчетное сопротивление R алюминия
Напряженное состояние Условное обозначе- ние Расчетные сопротивления, кгс/сма (даН/сма)
термически неупрочняемый алюминий марок термически упрочняемый алюминий марок
АД1М АМцМ АМг2М АМг2П АД31Т АД31Т1 1925Т 1915Т
Растяжение, сжатие и изгиб R. 250 400 700 1500 550 1250 1750 2000
Срез ^ср 150 250 400 900 350 750 1050 1200
Смятие ториевой поверхности (прн нали- чии пригонки) ^см.т 400 600 1050 2250 800 1850 2600 3000
Смятие местное при плотном касании ^см.м 200 300 500 1100 400 900 1300 1500
Примечание: Расчетное сопротивление алюминия марки АЛ8 для отливок принимается 1400 кгс/см2 (даН/см*).
Таблица 37
Коэффициенты перехода
Вид напряженного состояния Коэффициент перехода
Растяжение, сжатие и изгиб 1
Срез 0,6
Смятие торцевоб поверхности (при наличии пригонки) 1.5
Смятие местное при плотном касании 0.75
тивлений алюминия срезу и смятию получены умножением (с окру-
глением) расчетных сопротивлений растяжению, сжатию и изгибу на
соответствующие коэффициенты перехода (табл. 37).
Таблица 38
Расчетные сопротивления 7? растяжению алюминия
для конструкций, эксплуатация которых возможна
и после достижения алюминием предела текучести
Марки и состояния алюминия Расчетные сопротивления, кгс/см1 (даН/см1)
АД1М 350(300)*
АМцМ 550(450)*
АМг2М 850(650)*
* Цифры в скобках относятся к сварным стыковым соединениям.
53
2
Расчетные сопротивления R алюминия в околошовной зоне при аргонодуговой сварке
Таблица 39
Конструкция соединения Напряженное состояние Условное обозначе- ние Расчетные сопротивления в кгс/см2 (даН/см2) алюминия марок
Термически иеупрочняемый алюминий Термически упрочняемый алюминий
АД1М АМцМ АМг2М АМг2П АД31Т АД31Т1 1915Т
при сварке с применением электродной или присадочной проволоки марок
СвА1 СвАМгЗ СвАМгЗ; 1557 1557
Встык и нахлестка с лобовыми швами (се- чение 1—1, см. рис. 8, а—б) Растяжение, сжатие и изгиб R 250 400 650 650 550 800 1700 1800
Срез ₽ср 150 250 400 400 350 500 1050
Нахлестка с фланго- выми швами (сечение /—/, рис. 8, в) Растяжение, сжатие и изгиб — 250 400 650 650 500 800* 1450*
1050* 1700*
* Для соединений внахлестку из профильных элементов.
Примечания: I. Расчетное сопротивление R алюминия марки 1915Т указано для профилей толщиной 5—12 мм, а для
6-4 мм R-1800 кгс/см2 (даН/см2) (при сварке вольфрамовым электродом).
2. Влияние продольных сварных швов элементов конструкций (продольные сварные швы обшивок, кровельных полотнищ и т. п.)
на разупрочнение алюминия в околошовной зоне не учитывается.
3. В числителе указаны расчетные сопротивления при сварке вольфрамовым электродом, в знаменателе — при сварке плавя-
щимся электродом.
Расчетные сопротивления растяжению алюминия для листовых
конструкций, эксплуатация которых возможна и после достижения
алюминием предела текучести, следует принимать по табл. 38.
При расчете на прочность элементов сварных конструкций (без
стыка), к которым прикрепляются с помощью сварки поперечные
элементы (см. рис. 8, г), следует учитывать местное ослабление этого
элемента (в зоне термического влияния) путем снижения значений
расчетного сопротивления R алюминия и принимать их равными RCB
по табл. 19 и 20.
Расчетные сопротивления R алюминия в околошовной зоне при
аргонодуговой сварке следует принимать по табл. 39.
3. Центрально-сжатые и центрально-растянутые
элементы
Прочность элементов конструкций из алюминия на действие осе-
вых сил (центральное сжатие и центральное растяжение) и их устой-
чивость проверяют по формулам, аналогичным формулам для рас-
чета стальных конструкций.
Низкое значение модуля упругости алюминия приводит к суще-
ственному снижению коэффициентов продольного изгиба <р относи-
тельно их значений для стальных конструкций. Коэффициенты <р за-
висят от формы сечения стержней, в связи с этим в табл. 40 пока-
заны схемы сечений, сгруппированные в два типа, для которых в
табл. 41 и 42 приведены значения ф.
В связи с пониженным значением модуля упругости алюминия
по сравнению с модулем упругости стали предельные гибкости сжа-
тых элементов также уменьшены (табл. 43).
4. Внецентренно-сжатые стержни
Прочность сплошностенчатых внецентренно-сжатых (сжато-изо-
гнутых) и внецентренно-растянутых элементов из алюминия прове-
ряют по формулам для расчета стальных элементов.
Устойчивость внецентренно-сжатых элементов постоянного сече-
ния при изгибе их в плоскости действия момента, совпадающей с
плоскостью симметрии, проверяется по формуле
N
< R; (5)
Коэффициент ф”н определяется для сплошностенчатых стержней по
табл. 45 в зависимости от условной гибкости
K=lVR/E (6)
и приведенного эксцентрицитета
mi = гуп, (7)
F
где т — относительный эксцентрицитет, равный е-(IF вычисляется для наи-
более сжатого волокна); 1) — коэффициент влияния формы сечения, который
принимается по табл. 44.
55
Таблица 40
Схемы сечений для определения коэффициентов <р
Таблица 41
Коэффициенты ср продольного изгиба центрально-сжатых элементов
для сечений типа 1
Г нбкОСТЕ элементов 1 = //г Коэффициенты <р для элементов из алюминия марок
АД1М АМцМ АД31Т АМГ2М АД31Т1; АМг2П 1925Т 1915Т
0 1 1 1 1 1 1 1
10 1 1 1 1 1 1 1
20 1 1 0,995 0,982 0.924 0,915 0,910
30 0.985 0,955 0,930 0,915 0,850 0,838 0.830
40 0,935 0,900 0,880 0,860 0,785 0,770 0,758
60 0.887 0,860 0,835 0,812 0,717 0,696 0,676
60 0,858 0,820 0,793 0,766 0,645 0,615 0,590
70 0,825 0,782 0,750 0,717 0,565 0,530 0,500
80 0.792 0,745 0,706 0,665 0,490 0,440 0,385
90 0,760 0,710 0,656 0,60В 0,392 0,348 0,305
100 0,726 0,665 0.610 0.555 0,3.18 0,282 0,246
110 0,693 0,625 0,562 0,506 0,263 0,233 0,204
120 0,660 0,580 0,518 0,458 0,221 0,196 0,171
130 0,630 0,545 0,475 0,415 0,188 0,167 0,146
140 0,695 0,505 0,435 0,362 0,162 0,144 0,126
160 0,662 0,470 0,400 0,313 0,141 0,125 0,110
56
Таблица 42
Коэффициенты <р продольного изгиба центрально-сжатых элементов
для сечений типа 2
Гибкость элементов К=Цг Коэффициенты <р для элементов из алюминия марок
АД1М АМцМ АД31Т АМг2М АД31Т1; АМг2П 1925Т 1915Т
0 1 I 1 1 1 1 I
10 1 1 1 1 0,98 0,967 0,96
20 0,975 0,95 0,94 0,92 0,877 0,867 0,86
30 0,922 0,895 0,878 0,862 0,8 0,79 0,775
40 0,877 0,842 0,822 0,807 0,727 0,715 0,695
Б0 0,832 0,796 0,773 0,75 0.657 0,638 0,613
60 0,795 0,752 0,725 0,698 0,585 0,56 0,53
70 0,757 0.713 0,68 0,647 0,51 0,482 0,45
80 0,72 0,67 0,635 0,597 0,442 0,413 0,38
90 0,69 0,632 0,588 0,545 0,383 0,348 0,305
100 0,657 0,593 0,543 0,498 0,318 0.282 0,246
110 0,625 0,553 0,5 0,45 0,263 0,233 0,204
120 0,59 0,515 0,46 0,408 0,221 0,196 0,171
130 0,56 0,480 0,42 0,37 0,188 0,167 0.146
140 0,527 0,445 0,385 0,333 0,162 0,144 0,126
150 0,497 0,412 0,352 0,3 0,141 0,125 0,110
Т а б л н ц а 43
Предельные гибкости Л сжатых элементов конструкций
Элементы конструкций Макси - мальная гибкость
Пояса, опорные раскосы и стойки ферм, передающие опорные реакции Прочие элементы ферм Колонны второстепенные (стойки фахверка, фонарей и т. п.), элементы решетки колонн Связи Стержни, служащие для уменьшения расчетной длины сжатых стержней, и другие неработающие элементы Элементы ограждающих конструкций (стойки витражей), сим- метрично нагруженные То же, несимметрично нагруженные (крайние и угловые стойки витражей и т. д.) 100 120 120 150 150 100 70
Примечание. Приведенные в таблице данные относятся к элементам
с сечением, симметричным относительно действия сил. При сечениях, несим-
метричных относительно действия сил, предельные гибкости рекомендуется
уменьшать на 30%.
57
Таблица 44
Коэффициенты Г| влияния формы сечения для вычисления приведенного эксцентрицитета Ш] —т|т
Тип сече- ния Схема сечения F, 0 < X < 5 X> 5
0,1 < m < 5 5 < m < 20 0,1 < m < 20
1 — 1,0 1,0 1,0
2 4+ —у to £—* — ОЛ-0.04Х 1.0 1,0
3 чХадз AM >3 — 1,3—0,06 X 1,2—0,04 X 1,0
4 — 1,75—0.13X 1,5—0,08 X 1,1
5 . Fi _ <1,0 1,8—0,12 X 1,6—0,08 X 1,2
—| to to
2 L \fz J 2 2 '2SFf 1&F,
>1,0 2,0-0,IX 1,9—0,08 X 1,5
0,5 1,5 + 0,04 m 1,7 1,7
1,0 1,75 + 0.15 т 2,5 2,5
1,5 2,25+0,25 т 3,5 3,5
Примечание. Для сечений типа 6 поиведенные эксцентрицитеты mt не должны превышать значений, указанных в
нижней строке следующей таблицы:
Ft/F, <1 Ft/Fa < 1,5
1 < X < 2,5 2,5 < X < 5 Х>5 1 < X < 3,5 3,5 < X < 6,5 X > 6.5
mI < 2 X ел- ее mt < 6 X— 10 0,1 < «1 < 20 /тц 116 X "т“ 0,6 4» 5 X 12,5 0,1 < mt < 20
Таблица 45
Коэффициенты <рвн для сплошностенчатых стержней
Коэффициенты фвн при значении эксцентрицитета
Л 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1 1,2 1,5 2 2,5 3 4 5 6 7 8 9 10
0.5 990 980 973 937 905 880 850 820 767 725 657 567 500 445 360 302 257 225 203 132 165
1 947 907 872 837 807 778 752 725 680 637 583 505 445 394 323 272 235 205 186 167 151
1.5 880 832 793 758 726 700 670 647 607 570 518 452 398 355 292 247 215 188 171 153 140
2 817 765 723 687 656 627 602 580 540 507 463 405 358 320 265 227 197 175 158 142 130
2,5 750 695 652 617 587 560 536 515 482 452 413 362 322 290 242 208 182 162 146 132 121
3 677 618 578 545 517 495 472 455 425 400 367 323 290 262 220 192 167 150 135 123 114
3.5 593 542 505 475 453 434 415 398 374 355 325 288 260 236 202 175 155 140 126 116 108
4 505 463 435 412 393 378 362 350 327 312 288 257 233 214 184 159 144 130 117 109 101
4,5 425 395 374 356 342 328 315 306 288 275 255 230 210 193 167 146 132 121 ПО 102 095
5 358 338 320 307 295 285 275 268 253 242 227 205 190 175 152 135 123 113 103 096 090
5.5 303 287 276 265 257 248 242 235 225 215 202 185 172 160 140 125 115 105 097 090 085
6 257 246 238 230 223 218 213 208 198 192 180 166 155 145 128 115 106 097 090 085 080
6,5 222 212 207 202 197 191 187 183 175 170 161 148 141 132 117 107 097 090 085 080 075
7 192 187 181 177 172 168 165 161 155 150 145 135 128 120 108 098 090 085 080 075 070
3 149 145 142 137 137 134 132 129 126 123 120 112 107 100 091 085 080 077 072 067 062
9 120 117 115 113 111 ПО 108 107 105 102 100 094 090 086 080 076 072 067 063 059 055
10 097 095 093 092 091 090 088 087 085 084 082 080 077 075 070 067 062 060 056 052 048
Примечания: 1. Значения коэффициентов фВнв таблице увеличены в 1000 раз.
2. Значения фВН принимаются не выше значений ф, приведенных в табл. 41 и 42 для соответствующих схем сечений.
Устойчивость внецентренно-сжатых элементов постоянного сече-
ния из плоскости действия момента при их изгибе в плоскости наи-
большей жесткости (Jx >A/)i совпадающей с плоскостью симметрии,
проверяется по формуле
_Л7_
cq>yF
< R,
(8)
где с — коэффициент, вычисляемый по указаниям п. 4.19 СНиП 11-24-74; фу —
коэффициент продольного изгиба, принимаемый по табл. 41 или 42.
5. Изгибаемые элементы
Расчет изгибаемых элементов на прочность в одной из главных
плоскостей производят по формулам:
М _ QS
< К; (9) 77 < Яср, (10)
•к нт "О
где S — статический момент (брутто) сдвигающейся части сечения относитель-
но нейтральной оси; б —толщина стенки; R и RCp — расчетные сопротивления
алюминия изгибу и срезу.
При изгибе в двух главных плоскостях изгибаемые элементы
рассчитывают на прочность по формуле
Мх Ми
-Г~У± (11)
•'хит •» унл
где х и у — координаты рассматриваемой точки сечения относительно его глав-
ных осей; JxgT Jyiw ~ моменты инерции сечения нетто относительно осей
соответственно х—х и у—у.
Расчет изгибаемых
днть по формуле
элементов на устойчивость следует произво-
ди
<p6!F
(12)
где М и V — изгибающий момент и момент сопротивления сечения в плоско-
сти наибольшей жесткости (соответствует сжатому поясу); фф — коэффициент,
определяемый для балок двоякосимметричного двутаврового сечения по фор-
муле
. J у
96=^7^-
Jx
(13)
Значения коэффициента ф для балок из алюминия с расчетным
сопротивлением 1 тс/см2 определяют по табл. 46. При других рас-
четных сопротивлениях значения ф из табл. 46 умножают на отно-
шение 1/1?.
Значения ф в таблице принимают в зависимости от параметра
JK / I \а
а= 1,54-4— , (14)
Jy\h}
где I — расчетная длина балки;
— момент инерции при круче-
нии; Ь i и Cj — ширина и толщина прямоугольников, образующих сечение;
Vo—1,3 —для двутаврового сечення; Vo—1,2 — для таврового сечення.
61
Таблица 46
Коэффициенты ф балок из алюминия
с расчетным сопротивлением /?=1 тс/см2 (1000 даН/см2)
а Для балок без закрепления в пролете Прн наличии не менее двух промежуточных закреплений верх- него пояса, делящих пролет на равные части независимо от места приложения нагрузки
при сосредоточенной нагрузке, прило- женной прн равномерно рас- пределенной нагруз- ке, приложенной
к верхне- му поясу к нижне- му поясу к верхне- му поясу к нижне- му поясу
1 2 3 4 5 6
0,1 0,98 2,8 0,91 2,14 1,19
0,4 0,98 2,84 0,91 2,14 1,23
1 1,05 2,87 0,95 2,17 1,26
4 1,26 3,05 1,12 2,35 1,44
6 1,47 3,29 1,3 2,56 1,65
16 1,89 3,75 1,68 2,94 1,96
24 2,24 4,1 2,0 3,22 2,24
32 2,56 4,45 2,28 3,5 2,49
48 3,15 4,97 2,73 3,99 2,91
64 3,64 5,5 3,15 4,45 3,33
80 4,1 5,95 3,5 4,8 3,64
96 4,48 6,3 3,89 5,15 3,96
128 5,25 7,04 4,48 5,78 4,41
160 5,92 7,77 5,04 6,3 5,01
240 7,35 9,17 6,3 7,56 6,09
320 8,54 10,4 7,32 8,4 7,0
400 9.63 11,48 8,16 9,38 7,77
Примечание. При одном закреплении в середине пролета различают*
ся следующие случаи:
сосредоточенная сила в середине пролета независимо от уровня приложе-
ния ф=1,75ф *;
сосредоточенная сила в четверти пролета нлн равномерно распределенная
нагрузка, приложенная к верхнему псягу, ip— 1,141р *;
сосредоточенная сила в четверти пролета, приложенная к нижнему поя-
су, ф-1,6ф *;
равномерно распределенная нс чнжиему поясу нагрузка ф—1,3ф*. Здесь
под ф * понимается значение ф по графе 6.
При наличии утолщений круглого сечения (бульб)
I _ - jiD4
•'к=т 2М+п -v • <|5>
где D — диаметр бульб; п — число их в сечении.
Коэффициент фб для двутавровых балок с более развитым сжа-
тым поясом определяется по формуле (67) приложения 7 СНиП
11-24-74.
Проверка общей устойчивости балок не требуется, если стати-
ческая нагрузка передается через сплошной жесткий настил (метал-
лический настил, волнистые стальные листы, асбестоцементные пли-
ты и т. п.), непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и на-
дежно с ним связанный, или когда отношение расчетной длины балки
двутаврового сечения / к ширине сжатого пояса b не превышает
величин, приведенных в табл. 47.
62
Таблица 47
Наибольшие отношения 1/Ь, при которых не требуется проверка
устойчивости балок
Балкн П/Ь h/C,=100 Л/б,=50
прн нагрузке, приложенной прн наличии связей в про- лете незави- симо от места приложения нагрузки при нагрузке, приложенной прн наличии связей в про- лете незави- симо от места приложения нагрузки
к верхне- му поясу к нижне- му поясу к верхне- му поясу к нижне- му поясу
Прессован- 2 11 17 13 11 19 13
ные и 5 9 15 11 9 15 11
сварные 10 7 11 9 7 11 9
Клепаные 2 13 19 15 15 21 15
5 11 15 11 11 17 13
10 9 15 11 9 15 11
Обозначения: I — расчетная длина балки, равная расстоянию между
точками закрепления сжатого пояса от поперечных смещений (узлы продоль-
ных или поперечных связей, точки опирания жесткого настила); при отсутст-
вии связей: I — пролет балкн; Ь и в> — ширина и толщина сжатого пояса;
h — полная высота сечения балки.
Примечания: 1. Значения 1/Ь в табл. 47 определены для балок из
алюминия с расчетным сопротивлением /?—1 тс/сма (Я—1000 даН/сма). Для
балок из алюминия с другим расчетным сопротивлением значения 1/Ь, опреде-
ленные по табл. 47, умножаются на Vl/R (R в тс/сма) или на V 1000//?
(R в 1000 даН/см2).
2. На балки с менее развитым сжатым поясом таблица не распростра-
няется.
3. Применение балок высотой h>Zb допускается только при соответствую-
щем обосновании.
6. Местная устойчивость сжатых и сжато-изогнутых
элементов
Местная устойчивость элементов прессованных профилей обес-
печивается при определенных соотношениях толщины к вылету пол-
ки или высоте стенки. В ряде случаев устойчивость полок повыша-
ется устройством бульб.
При невозможности соблюдения этих соотношений, например в
составных клепаных или сварных элементах, местная устойчивость
обеспечивается постановкой специальных ребер жесткости или сни-
жением напряжений.
В центрально-сжатых стержнях наибольшее допустимое отно-
шение высоты стеики ho к толщине 6 определяется в зависимости от
значения Л и типа сечеиия по табл. 48.
В случае недонапряжения стержня значения Ло/6 из табл. 48 мо-
гут быть увеличены в V Rq>/o раз (a=NIF — расчетное напряжение;
(р — коэффициент продольного изгиба), но не более, чем в 1,5 раза,
и принимаются не более 120.
63
Таблица 48
Наибольшие допустимые значения ho/b
(R в тс/см2)
Предельные значения h0/C для сечений
44 50 55
"И 1.4+/? /1.4+Я /1.4+Я
* Для двутавровых сечеиий значения hji увеличиваются на 25%. но при-*
ннмаются не более 100.
Примечания: 1. Приведенные данные относятся к сварным и прессо-
ванным профилям. В клепаных элементах значения HJ6 увеличиваются на 5%.
2. Предельные значения ho/б между значениями Л—1 и Х—5 принимаются
по линейной интерполяции.
Для стенки сжато-изогиутого элемента наибольшее допустимое
отношение Л0/б определяется в зависимости от значения
о — о'
а=--------j (16)
о
где о — сжимающее напряжение у расчетной границы стенки,, вычисленное без
учета коэффициентов фВн, фвв и сф; o' — соответствующее напряжение у про-
тивоположной расчетной границы стенки.
При а^0,5 величина Ло/б принимается как для стенок централь-
но-сжатых элементов по формулам табл. 48.
При а>1 должно соблюдаться условие
100 (17)
о
где о — в кгс/см2, a k3 имеют следующие значения:
а 1 1,2 1.4 1.6 1,8 2
Лз 0.74 0,89 1,09 1,4 1.75 2,1
В интервале 0,5<а<1 применяется линейная интерполяция
между значениями hold, найденными для а=0,5 и а=1.
64
Если стенка укреплена продольным ребром жесткости, располо-
женным посередине стенки, наиболее напряженная часть стенки
между поясом и ребром рассматривается как самостоятельная пла-
стинка. Необходимый момент инерции ребра определяется по
формуле
J=6/l063; (18)
Пре этом рекомендуется включать продольное ребро в расчетное се-
чение элемента.
Если устойчивость стенки не обеспечена, то в расчет вводится
только часть ее сечения шириной по 126, считая от границ расчетной
ширины.
Стенки сплошных колонн и стоек при Ло/6^55 должны быть
укреплены поперечными ребрами жесткости на расстояниях 26о, но
не менее чем в двух местах на каждой отправочной единице. При
наличии продольного ребра расстояние между поперечными ребра-
ми может быть увеличено в 1,5 раза.
Выступающая часть поперечного ребра жесткости Ьр должна
быть не менее fto/30+40 мм. Толщина ребра должна быть не менее
6р/12.
Наибольшее допустимое отношение 6/6 для неокаймленного све-
са в центрально-сжатых или сжато-изогнутых стержнях определя-
ется в зависимости от значения X и типа сечения по табл. 49.
Таблица 49
Наибольшие допустимые значения 6/6
Примечание. Предельные значения Ь/6 между Х—1 н Х.—5 принима-
ются по линейной интерполяции.
В случае недонапряжения элемента значения 6/6 из табл. 49 мо-
гут быть увеличены в V RFq>*/N раза, но не более чем в 1,5 раза,
и принимаются не более 30. Здесь <р* — меньшее из значений ф,
фвп, <р“” , сф, использованных при проверке устойчивости стержня.
При усилении свободных свесов утолщениями (бульбами) пре-
дельные отношения 6'/6 определяют по формуле
6^ = о 1 f Р + 0,3 {1 + Со [1 +4 (1 - l/V1)]*}Vj
б Г P + 2,35yJ
65
где k — коэффициент, определяемый по табл. 50; с0 — коэффициент, значения
которого равны:
Тип сечения Л<1 Х>5
Швеллер, двутавр 0,2 0,8
Уголок, тавр, крест 0,2 0,4
' а б л и ц а 50
Значение коэффициента k
Тип сечення II со. D V‘ б Х=1 ?.=5
Швеллер, двутавр 7,5<Р<12 2,5 3 3,5 1,06 1.24 1,46 1,35 1,69 2,06
16<₽<20 2,5 3 3,5 1,04 1.2 1,4 1,23 1,59 1,94
Уголок, тавр, крест 7,5<Р<12 2,5 3 3,5 1,06 1,24 Г,46 1.17 1.41 1,67
16<Р<20 2,5 3 3,5 1,04 1.2 1.4 1,13 1,35 1,67
Примечание. Для промежуточных значений 0 от 12 до 16 и относи-
тельных гибкостей от 1 до 5 коэффициент k определяется по линейной ин-
терполяции.
Обозначения: Ь' — ширина свеса, измеряемая от центра утолщения
(бульбы) до грани примыкающей стенки (полки) или до начала вута; б —
толщина свеса; D — диаметр круглой бульбы; в квадратных и трапециевидных
утолщениях нормального профиля: D — высота утолщения, прн ширине бульбы
не менее 1.5D в трапециевидных н не менее D в прямоугольных утолщениях.
В трубах, рассчитываемых как централыю-сжатые пли сжато-
изогнутые стержни, при А^0,65 должны выполняться неравенства
г/6 <
140
R + 0,5
(где R в тс/см2) и г/6 < 100»
(20)
Такие стержни проверяют иа общую устойчивость независимо от
проверки устойчивости стенок.
Более полные сведения по обеспечению местной устойчивости
стенок сварных и клепаных двутавровых балок приведены в СНиП
11-24-74.
В трубах заводского изготовления, не имеющих монтажных сты-
ков, кроме соединений в узлах ферм, устойчивость стенок не про-
веряется, если соблюдаются условия
г/б с 45/ И R (где R в тс/см2) и г/6 < 35»
(21)
66
7. Элементы конструкций с применением
тонколистового алюминия
Тонколистовой алюминий применяется в качестве элемента
ограждающих и совмещающих несущие и ограждающие функции
конструкций; его толщина обычно колеблется от 0,8 до 1,5 мм.
При столь малых толщинах плоский лист способен работать на
действие сжимающей или поперечной силы, если он подкреплен реб-
рами или специальной выштамповкой. Профилированные листы, гоф-
рированные или волнистые,
способны воспринимать опре-
деленную нагрузку и без под-
крепления, однако их несущая
способность существенно воз-
растает при наличии специаль-
ных ребер (подкрепления).
При условии, когда' кромки
гладкого листа обрамлены и их
перемещение в плоскости листа
затруднено, тонкий лист спосо-
бен воспринимать поперечную
нагрузку не будучи подкреп-
ленным ребрами; в этом случае
лист работает по мембранной
схеме и в нем возникают рас-
тягивающие напряжения. Жест-
кость гладких листов, работаю-
Рис. 13. Расчетная схема листов с про-
дольными ребрами
а — плоский лист; б — гофрированный
лист; 1 — ребро
щих по мембранной схеме, при
необходимости повышают пу-
тем их предварительного на-
пряжения.
Плоские (подкрепленные
ребрами) и профилированные
листы, работающие на сжатие
и изгиб. При расчете на прочность и деформатнвность плоских и
профилированных листов, подкрепленных продольными ребрами,
как при действии продольной силы, так и поперечной нагрузки (при
условии, что в поперечном сечении листа возникают сжимающие на-
пряжения) в рабочую площадь крайнего ребра включают лист ши-
риной с, и среднего ребра — 2с (рис. 13), где:
для плоского листа:
с = 0,95/
(22)
при R^ 1000 кгс/см2 в формуле (22) значение а можно принимать
постоянным, равным 0,67/?, и соответственно п=1;
для профилированного листа, сжимаемого в направлении гоф-
ров, или волны при отношении а!Ь^З
5*
67
где / — толщина листа; а —напряжение в рабочей площади листа; и — коэф-
фициент, определяемый в зависимости от отношения o/R; R — расчетное со-
противление;
&Х — Ы Хг & у — &
Е13
12(1— ц2) ’
DXy = P-Dy +
d G/3
6
где Е — модуль продольной упругости; G — модуль сдвига; ]х — момент инер-
ции на единицу длины относительно нейтральной оси гофра нлн волны; К,
d — шаг и длина по периметру одной полуволны (рис. 14).
Рис. 14. Геометрические па-
раметры
а — трапециевидного гофра;
б — синусоидального гофра
Когда отношение а!Ь<.3 или профилированный лист разделяет-
ся поперечными ребрами на ряд ячеек с соотношением сторон aib>
>3 и соблюдаются условия, что момент инерции поперечных ребер
жесткости не должен быть меньше
г
Jp 4а3 ’
значение с определяется по формуле
Обозначения в формуле (25) те же, что в формуле (23).
Jxb*
Если /р<——, то значение с подсчитывается по формуле
4а3
при этом Dy следует вычислять по формуле
П К Et9 I £JP
v d 12(1 — p2) d *
(24)
(25)
(23),
(26)
Гофрированный лист без подкрепляющих ребер при действии по-
перечной нагрузки рассчитывают на изгиб как балку.
68
Прогиб гофрированных листов при изгибе должен определяться
по формуле
/ = а/о. (27)
где fo — прогиб гофрированного листа, работающего как балка; а—коэффици-
ент, учитывающий увеличение прогиба вследствие деформации поперечного
сечення; значения а — следующие:
Ыа* Угол наклона боковых граней гофра
45° 60° 75° 90°
Более 2 1.1 1.14 1.2 1.3
1.5 1,15 1.2 1.3 1.4
1 1.2 1.25 1,35 1.45
0.5 1,25 1.3 1.4 1.5
* а и b принимаются по рис. 14;
для гофрированного листа трапециевидной формы с приклеен-
ным или припененным жестким утеплителем, а также для волнистых
листов а=1.
Местная устойчивость сжатых горизонтальных граней изгиба-
емых гофрированных листов трапециевидной формы должна прове-
ряться с учетом упругого защемления продольных кромок по фор-
муле
& Ам5£
(28)
где а — сжимающие напряжения в грани от внешней нагрузки; kM — коэффи-
циент, принимаемый в зависимости от отношения b/а (см. рис. 14, а); его зна-
чения следующие:
Ь/а 0,4 0,5 0.6 0,7 0.8 0,9 1 1.1 1.2 1.4
м 5,22 5.15 5.1 5,05 5 4.95 4,88 4,84 4,80 4,72
С — коэффициент, учитывающий отклонение диаграммы а—е материала листа
от закона Гука н принимаемый в завнсиместн от отношения o/R; его значения
следующие:
0/7? 0,7 0,8 1 1,2 1.4 1.6 1.8 2 2,5 3
С 1.0 0,86 0,76 0,67 0,61 0,56 0,52 0,48 0,41 0,35
Напряжение о должно определяться в зависимости от напря-
женного состояния по формулам (28)—(30) при £=1.
69
Проверка местной устойчивости волнистых листов производится
по формуле
и < k£E — (29)
г
(при изгибе й>=0,22; при центральном сжатии £=(),12).
Местная устойчивость элементов листа трапециевидной формы
при центральном сжатии проверяется по формуле
о < 3,6£Е
(30)
где b — ширина большей грани (см. рис. 14, а).
Рис. 15. Расчетная схема прямоугольной мембраны
а — без предварительного напряжения; б — с предварительным напряжением
Плоские листы, работающие на поперечный, изгиб по мембран-
ной схеме. Обычно мембраной называют абсолютно гибкую плас-
тинку, у которой прогиб в несколько раз больше толщины, и при
расчете ее можно пренебречь изгибными напряжениями. Это условие
выполняется, когда отношение толщины листа к пролету равно или
меньше */*оо; при отношении б//^*Аоо следует учитывать также и
изгибные напряжения. Когда опорный контур и мембрана выполне-
ны из одинакового материала, температурными напряжениями при
расчете можно пренебречь, в противном случае их необходимо учи-
тывать. В этом случае понижение температуры вызывает в мембра-
не растягивающие напряжения, аналогичные предварительному на-
пряжению, вследствие чего расчет мембраны на поперечную нагруз-
ку с учетом температуры аналогичен расчету на ту же нагрузку
предварительно-напряженной мембраны. На напряженное состояние
по площади мембраны существенное значение оказывает как про-
дольная, так и изгибная жесткость опорного контура.
Квадратная мембрана (а=Ь, рис. 15,а), нагруженная равномер-
но распределенной поперечной нагрузкой; кромки неподвижны.
Прогиб и нормальные напряжения срединной поверхности в
центре мембраны определяются по формулам:
°*С — аус
<7° ,
EMi ’
(31)
(32)
70
где q — интенсивность поперечной нагрузки: t — толщина мембраны; а — сторо-
на мембраны; £м — модуль упругости мембраны.
Прямоугольная мембрана, нагруженная равномерно распреде-
ленной нагрузкой; кромки неподвижны (рис. 15, а).
Прогиб и напряжения в центре пластины определяются по фор-
мулам:
3 /-----
w = 0,615а I/ gQ - •
V £мф ’
w2
°хс = 1 > 24Ем —
а2
1 +0,316Ха
0,9
w2
°ус = 1» 24ЕМ
0,316+ Х2
0,9
(33)
(34)
(35)
гдеХ = а/Ь; ₽ = (1+V) 2,9+ 1.26Х3;
Прямоугольная ' предварительно-напряженная мембрана на-
груженная равномерно распределенной нагрузкой; кромки неподвиж-
ны (рис. 15,6).
Прогиб и напряжения в центре мембраны:
3Г-----3 Г--------------7=’
w=V А + И Л2 + В3 + У А — ИЛ2+ В3 , (36)
0,12а4а
гдеЛ = ; Р = 2,9(1+Х4) +
+ 1, ЗХ2; X = а/Ь; В = (о™ + Х2а™);
F / \2
= °J“ + 75 (2.3+0,4V) (у) ; (37)
= 0^ + 7^ (0,4 +2,3V) (у)’. (Зв|
где о^, а™, а™ — напряжения в мембране — суммарное по оси х нлн
от предварительного напряжения;
Прямоугольная предварительно-напряженная мембрана, подвер-
женная действию равномерно распределвнной нагрузки и темпера-
турного перепада.
Прогиб и напряжения в центре мембраны, с учетом продольного
обжатия опорного контура, определяются по формулам:
3 i-------------- 3 г —---------------
w = V А + |/'д2 _|_вз + у А — ]/'д2 + в3 ’ <39)
71
— «з
1 + 0,32Х2 , 0,32 4- Xя
Fb
к
_Е____пи 1
= Ur -f- ~~
х х 0,9
1 +0.32Х2
0,1 + 0,32Х2\
= ОП
У У
В.
0,9
+ (2,3 4- 0,4Х2)
«2 / 1 ,
1,8 I pb +
\ К
(40)
0,32\
^к/
/X2 4-0,32
0,32 4-0,1Х2\
4- (0,4 4- 2,ЗХ2)
(41)
где ocj = 1,3 (fi — 12) (aK — a„);
EMat EMat *Г/ да \2
a2“ Ек ; <Хз —3,8EK V {EM ’
где F°. F^ —площади поперечного сечения ребер контура; ам> «к — коэффи-
циенты температурного удлинения мембраны и контура; £к — модуль упруго-
сти контура; tt, t2—конечная и начальная температура, °C.
Плоская предварительно-напряженная обшивка, работающая в
составе каркаса на сжатие и изгиб. В ряде случаев отдельные кон-
структивные элементы здания, например панелей, имеют алюминие-
вые обшивки, работающие совместно с каркасом, при этом для пре-
дотвращения потери устойчивости тонких обшивок им задается
предварительное напряжение.
Величина предварительного натяжения обшивки, расположенной
в сжатой зоне, должна определяться из условия равенства в ней ну-
лю суммарных напряжений (без учета мембранных) при действии
расчетной нагрузки.
Напряжения в обшивке должны удовлетворять двум условиям:
ор4- 1,1<тп н < R; (42)
— ор4~ 0,9оп н>0, (43)
где о11'11 и Др — напряжения в листе соответственно от предварительного на-
тяжения и от внешней нагрузки.
При расчете элементов мембранного типа с одноосным напря-
жением обшивок необходимо учитывать дополнительное воздействие
цепных усилий в обшивке, воспринимаемых продольными элементами
каркаса (в каждом отсеке между поперечными прогонами).
72
Дополнительное продольное усилие определяется по формуле
HW = (H-N)bi, (44)
где И — полное растягивающее усилие; N — оставшееся в обшивке усилие на-
тяжения в рассматриваемом отсеке обшивки, соответствующее действующей
внешней нагрузке q, приходящейся на единицу ширины листа.
Полное растягивающее усилие Н определяется по формуле
Я3 — H2N = A, (45)
Для конструкций с продольными элементами и сплошной
стенкой
я _____________a2q2Et___________
(46)
bth2
Ы
где F', Г, hi — соответственно площадь, момент инерции поперечного сечения
и расстояние от нейтральной оси до наиболее сжатой точки сечения без верх-
ней обшивки.
Для конструкций с решетчатыми продольными элементами
a2q2El
/ bl
24 0,9 + —
\ * n
(47)
где F n— площадь поперечного сечения продольного пояса.
Глава VI. КОНСТРУКЦИИ СТЕНОВЫХ
И КРОВЕЛЬНЫХ УТЕПЛЕННЫХ ПАНЕЛЕЙ
Утепленные панели выпускаются двух видов: 1) каркасные с
двумя обшивками, между которыми расположены различные утеп-
лители; 2) бескаркасные, в качестве утеплителя которых применя-
ются только пенопласты, которые, как правило, вспениваются непо-
средственно в полости изделия, одновременно приклеиваясь (при-
формовываясь) к обшивкам.
1. Каркасные панели
В настоящее время серийно выпускаются клееные кровельные и
стеновые панели каркасного типа (рис. 16, а, б), а также предвари-
тельно-напряженные стеновые панели (рис. 16, б). Панели обоих ви-
дов предназначены в основном для зданий с нормальным темпера-
турно-влажностным режимом, возводимых в северной строительно-
климатической зоне и в соответствии с этим рассчитанных на
воздействие повышенных метеорологических нагрузок и температур-
ных перепадов.
Каркас панелей — из бакелизированной фанеры толщиной 10 мм,
обрамленной уголками. Соединения обшивок с уголками обрамле-
ния, а также уголков с фанерой — клеезаклепочные. Для создания
в мембранных панелях предварительного напряжения обрамляющий
каркас разделяется внутренними ребрами на четыре отдельных ячей-
ки, в которые при затяжке центральных болтов втягиваются обшив-
ки (рис. 16, б).
73
Обшивки изготовляют из коррозионно-стойкого алюминия типа
АМц; при этом для улучшения адгезии и внешнего вида обшивкам
придается мелкая гофрировка. Толщина обшивки в кровельных па-
нелях 1,5 мм, в стеновых — от 1 до 1,5 мм.
В качестве утеплителя в панелях используют полистирольные
пенопласты (ПСБ, ПСБ-С), фенольные (ФРП-1, «Виларес-5») или
полиуретановые (ППУ-ЗС, ППУ-308 и др.) с плотностью 35—
80 кг/м3. В мембранных предварительно-напряженных панелях утеп-
лителем являются жесткие минераловатные плиты на синтетической
основе с плотностью 100 кг/м3.
По коротким сторонам стеновые панели имеют отбортовку об-
шивок высотой 40 мм, скрепленную с торцевым обрамлением.
Рнс. 16. Конструктивные схемы каркасных панелей
а — клееная стеновая; б — клееная кровельная; е — предварительно-напряжен-
ная; 1— обшнвка; 2 — ребра из фанеры; 3 — пенопласт; 4 — уголки; 5 — стяж-
ное устройство; 6 — жесткие минераловатные плиты
74
В небольших однопролетных зданиях кровельные панели распо-
лагают большей стороной по скату, в этом случае обшивка отборто-
вывается по двум продольным сторонам и одной короткой стороне
на 50 мм. Отбортованные кромки верхней обшивки сваривают в уг-
лах для возможности стока воды от конька здания вниз по скату
кровли со свободным сбросом воды по карнизу.
Наибольшее распространение для таких панелей получили флан-
цевые стыки (рис. 17, а, б, в), которые могут применяться как для
Рнс. 17. Конструкции
стыков каркасных пане-
лей
а — фланцевый; б — сте-
новой горизонтальный;
в — крепление стеновых
панелей к каркасу; 1 —
панель; 2 — герметик; 3—
алюминиевый натель-
ник; 4 — ребра нз фане-
ры; 5 — пленочная паро-
нзоляция; 6 — проклад-
ка; 7 — пористый утепли-
тель; 8 — уплотнительная
лента из пористой рези-
ны; 9 — стойка каркаса;
10 — опорный столик;
11 — держатель-фикса-
тор; 12 — натяжной болт
с контргайкой
устройства вертикальных стеновых стыков, так и при устройстве
безрулонных кровель, когда стык вдоль ската и уклон кровли не
меньше 1 :8.
При меньших уклонах кровли и большей ее протяженности гер-
метизация кровли обеспечивается аргонодуговой сваркой с комби-
нацией силовых стыков внахлестку (рис. 18, а) и компенсационных
в виде стоячих фальцев, когда листы свариваются по гребню отбор-
товок (рис. 18, б, б).
Силовые швы обычно делаются поперек ската, а компенсацион-
ные— вдоль ската на расстояниях 9—33 м [13]. Схема горизон-
тальных стыков стеновых панелей показана на рис. 17,6.
75
Каркасные панели разработаны ЦНИИСК, ЦНИИПСК и ГПИ
Дальстройпроект, а предварительно-напряженные предложены
ЦНИИСК и разработаны Ленинградским отделением института Теп-
лоэлектропроект при участии ЦНИИСК; их изготовляют на Иркут-
ском заводе ЖБИ треста Востоксибэлектросетьстрой и Магаданском
ремонтно-механическом заводе объединения Северовостокзолото.
Технико-экономические показатели панелей приведены в табл. 51.
Рис. 18. Сварные стыки панелей
а — силовой; б — компенсационный; в — места их пересечений; 1,2 — обшивки
панели; 3 — утеплитель; 4 — обрамление панели; 5 — теплоизоляционный за-
полнитель стыка; 6 — сварной шов
Таблица 51
Технико-экономические показатели каркасных панелей
Тип панели Размеры, мм Масса 1 м= пане- ли, кг Расход материа- лов, кг Отпускная стоимость завода-изго- товителя, р/м=
длина ширина толщина алюминия ь й 3 н к фанеры
Клееные: стеновая кровельная 5990 6500 1490 1490 120 180 14,4 24,5 8,2 9,2 3,8 9,9 2,3 4,5 46 (средняя)
Предварителыю- рапряжепная сте- новая (5980 15980 1490 745 120 120 23,6 23,6 7.9 8,7 13 13 2,6 4,15 30,02
76
2. Бескаркасные панели «сэндвич»
Слоистые панели типа «сэндвич» (рис. 19, а, б, в) состоят из алю-
миниевых профилированных листов (сплавы АМцП, АМг2П, АВ-Т
и др.) толщиной 0,7—1,5 мм и пенопластов: полиуретановых
(ППУ-308Н, ППУ-ЗС и др.), полистирольных (ПСБ-С, ПСБ) и фе-
нолформальдегидных (ФРП-1, типа «Виларес»).
Трехслойные панели «сэндвич» (рис. 19, а, в) применяются * для
наружных стен и частично перегородок промышленных и граждан-
Рис. 10. Поперечные сечення панелей «сэндвич»
а — трехслойная; б — двухслойная; в—угловая; / — металлические обшивки;
2 — пенопласт; 3 — защитный слой из рубероида, битуминизированной бу-
маги и т. п. материала
ских зданий, а также в качестве покрытий с безрулонной кровлей
при уклонах кровли не менее 1:8с длиной плиты, равной длине
ската.
Двухслойные панели (рис. 19,6) могут применяться в качестве
навесных стеновых панелей и плит совмещенных покрытий под ру-
лонную кровлю.
Панели «сэндвич» рассчитывают на невыгоднейшее сочетание на-
грузки и температуры, при этом проверяют устойчивость сжатой об-
шивки, прочность среднего слоя при сдвиге, максимальный прогиб
панели [14].
Несущая способность одно-, двух и трехпролетных панелей при-
ведена в табл. 52.
Стыки панелей и крепление их к каркасу. При изготовлении
панелей на механизированных линиях продольные кромки алюмини-
евых листов специально профилируют для образования вертикальных
стыков.
Наибольшее распространение для стеновых панелей «сэндвич»
получили вертикальные стыки типа «кулачок-кулачок», «шпунт-гре-
бень» (рис. 20, а, б, в).
Трехслойные панели, изготовляемые на специальных линиях,
обычно имеют номинальные размеры: по ширине 1 м; по толщине
50, 60, 80 и 120 мм; по длине от 2,4 до 7,2 м через каждые 0,6 м.
Ширина двухслойных панелей зависит от глубины профиля алюми-
ниевого листа и может составлять от 0,58 до 1 м, толщина — от 40 до
* При применении панелей с фенолформальдегидными пенопластами в ка-
честве наружных ограждений необходимы дополнительпые (дискретные) связи
между обшивками или армирование пенопласта.
77
Таблица 52
Несущая способность трехслойных панелей «сэндвич»
в зависимости от пролета и перепада температур
Толщина панели, мм Про- лет, м Допустимая нагрузка, кге/м5 (даН/м5), прн перепаде температур между наружной и внутренней обшивками, °C
20 30 40 50 60 70 80
Однопролетпые
2,4 125 ПО 55 — — — —
50 3 75 35 — — — — —
3,6 35 — — — — — —
2,4 200 200 200 200 151 75
80 3 160 160 135 75 — — —
3,6 133 100 60 — — — —
Двухпролетные
2,4 105 68 55 43 30 19 —
50 3 83 55 47 37 30 18 —
3,6 68 49 43 36 28 — —
2,4 170 115 95 75 54 34 __
80 3 133 93 79 65 51 37 —
3,6 ПО 80 70 60 50 40 —
Трехпролетиые
2,4 85 74 63 51 40 31 —
50 3 70 62 54 46 39 31 —
3,6 60 54 48 43 37 31 —
2,4 142 125 108 90 75 58 40
80 3 ИЗ 102 90 79 67 55 43
3,6 95 86 78 70 60 53 45
Примечание. Данные приведены для панелей со средним слоем из
пенополиуретана ППУ-308Н и обшивками из сплава АМг2П толщиной 1 мм
и высотой гофра 5—10 мм.
! 20 мм и длина до 12 м. Сопротивления панелей теплопередаче для
указанных толщин и марок пенопластов обычно составляют от 1,4
до 2,5 м2-ч«°С/ккал. Панели для районов Северной строительно-
климатической зоны могут иметь толщину до 120 мм и сопротивле-
ние теплопередаче до 3,5 м2»ч-°С/ккал.
Горизонтальные стыки стеновых панелей обычно устраивают с
помощью нащельников, устанавливаемых между панелями и высту-
пающих из плоскости стены (рис. 21). Для герметизации стыков
используют мастики, а для утепления — пористые прокладки из пе-
нополиуретана, пенополиэтилена и прочих материалов.
Стыки кровельных панелей показаны на рис. 22, а, б. Для гер-
метизации стыков используют полиизобутиленовые и тиоколовые
герметики или эластичные прокладки. Для уплотнения крепежных
отверстий, защиты от коррозии и электрокоррозии применяют шай-
бы из поливинилхлорида, полиэтилена, а также специальные колпач-
ки, надеваемые на головки болтов и самонарезающих винтов.
78
Рис. 20. Стеновые вертикальные стыки панелей «сэндвич» типа
а— «кулачок-кулачок»; б — «шпунт-гребень» с симметричными гранями; в —
«шпунт-гребень» с несимметричными гранями; 1 — панель; 2 — прижимная
пластина; 3—алюминиевый профиль; 4 — антикоррозионный слой; 5 — шайба;
6__болт; 7 — гайка; в —ригель; 9 — пористая прокладка; 10 — пластмассо-
вый профиль; 11 — самонарезающий винт
Рис. 21. Стеновой горизон-
тальный стык панелей
«сэндвич»
J — панель; 2 — держатель-
фиксатор; 3—пористый утеп-
литель; 4—ригель; 5 —бод*
ты; 6 — нащельник; 7 — гер-
метик
79
Панели крепят к прогонам с помощью самонарезающих винтов.
Для этого в месте крепления высверливают цилиндрик пенопласта
диаметром 15—45 мм на всю глубину материала, затем сверлят от-
верстие и ввертывают самонарезающий винт, после чего отверстие
закрывают цилиндриком из пенопласта и стык заделывают гидро-
изоляционной лентой.
В отличие от трехслойных панелей, двухслойные панели могут
применяться для зданий с любой длиной ската и любым его укло-
Рис. 22. Кровельные стыки панелей «сэндвич»
а — для безру лонных кровель; б — под рулонную кровлю; 1 —
панель; 2— комбинированная заклепка; 3 — рубероид; 4 — са-
монарезающий винт; 5 — прогон
ном. Они поставляются на стройку с одним слоем гидроизоляции и
при заделке стыков могут временно эксплуатироваться до устройст-
ва мягкой кровли.
Панели «сэндвич» поставляют на строительную площадку обер-
нутыми пергамином в пакетах из 10—15 панелей; торцы панелей
покрывают составом, защищающим пенопласт от увлажнения и воз-
горания.
Рабочие чертежи панелей «сэндвич» разработаны ЦНИИпром-
зданий, ЦНИИСК и НИИ строительной физики; их изготовляют на
Воронежском заводе алюминиевых конструкций, Челябинском заво-
де профилированного настила, куйбышевском заводе «Электрощит»
и па других предприятиях.
Глава VII. ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ
ПОЛИСТОВОЙ СБОРКИ
Стены и кровли, собираемые из гофрированных и гладких лис-
тов непосредственно на строительной площадке, обычно называют
конструкциями полистовой сборки. Полистовую сборку применяют
как для неутепленных, так и для утепленных стен и кровель.
Гофрированные листы применяют в виде штучных листов и ре-
же в рулонах. Гофрированные листы работают в конструкциях на
поперечный изгиб по балочной схеме. В редких случаях применяют
гофрированные листы, выгнутые в продольном направлении и рабо-
тающие по арочной схеме.
Гладкие листы обычно поставляются свернутыми в рулоны.
Мелкие листы работают в конструкции как предварительно-напря-
женные мембраны.
80
1. Стены и кровля из гофрированных листов
В практике строительства нашли применение однослойные, двух-
слойные и трехслойные ограждения стен и кровель. Однослойные
ограждения применяют для неотапливаемых зданий, а двух- и трех-
слойные — для отапливаемых. Принципиальные схемы ограждений
приведены на рис. 23.
Для кровельных настилов и стеновых обшивок могут быть ис-
пользованы любые профилированные листы, перечисленные в
табл. 10. Однако рекомендуется применять гофрированные листы,
имеющие плоские полки, которые обеспечивают лучшую водонепро-
ницаемость в местах прохождения сквозь листы анкерных болтов и
лучшие условия опирания листов на прогоны кровли и ригели фах-
верка, чем волнистые листы. Целесообразно применять листы мак-
симальной длины, чтобы уменьшить число стыков.
Для кровель используют листы марки ЛАГ-2, для стен — листы
марок ЛАГ-1, ЛАГ-2, ЛАГ-3 (см. табл. 10). Листы ЛАГ-1 и
ЛАГ-2 применяют в гражданских и промышленных, а ЛАГ-3 —
преимущественно в гражданских зданиях.
В кровельных ограждениях гофрированные листы располагают
по прогонам, в стеновых — по ригелям фахверка. В неотапливаемых
Рис. 23. Принципиальные схемы ограждений стен и кровель из гофрирован-
ных листов
а — однослойная неутепленная степа; б — двухслойная утепленная стена; в —
трехслойная утепленная стена; г — трехслойная стена с продухом; д — одно-
слойная неутепленная кровля; е — трехслойная кровля с жесткой теплоизоля-
цией; ж — трехслойная кровля с изоляцией из минераловатиых плит; з —двух-
слойная невентилируемая мягкая кровля; 1 — гофрированный лист; 2 — ригель
фахверка; 3 — теплоизоляция из жестких плит или приформоваиного пено-
пласта; 4 — теплоизоляция из минераловатных плит; 5 — прогон кровли;
б — деревянный брус; 7 — рулонный гидроизоляционный ковер
81
Рис. 24. Способы крепления гоф-
рированных листов холодных
кровель и стен
в — на крюках-болтах; б — на
штифтах переменного сечения;
в—иа «змейках»; г—на само-
нарезающих винтах; д — иа шу-
рупах; е — иа кляммерах
зданиях листы крепят к этим элементам одним из способов, приве-
денных на рис. 24. Обычно крепление устанавливают на всех опорах
(прогоны, ригели), на крайних — не реже чем через гофр, на про-
межуточных — через два гофра. В трехслойных стенах наружный и
внутренний листы могут иметь одинаковый или различный профиль.
Прн различных профилях во всех случаях, кроме стен с прожилина-
ми из алюминиевых профилей, необходима определенная кратность
профилей листов по ширине для обеспечения правильного их креп-
ления.
При монтаже трехслойных стен внутренние листы устанавлива-
ют на всю высоту стены, накалывают на крепежные болты и вре-
менно закрепляют клипсами или другими крепежными приспособле-
ниями. Теплоизоляцию в виде крупных плит из пенопласта накалы-
вают на те же болты и прижимают наружными листами. Затем
наружные листы закрепляют обычными или колпачковыми гайками с
комбинированными шайбами (рис. 25, а). Применяют также обжим-
ные кольца. Жесткие плиты утеплителя, так же как и гофрирован-
ные листы, устанавливают на всю высоту стены (рис. 24, а,б). При
Рис. 26. Крепление трехслойных утепленных стен к фахверку
а — на штифтах переменного сечения; б — на крюках-болтах; в — на болтах
с деревянными прожилинами; г — на болтах с алюминиевыми прожилинами;
1 — гофрированный лист; 2 — теплоизоляционный мат; 3 — теплоизоляционная
плита; 4 — ригель фахверка; 5 — болт; 6 — клипса; 7 — колпачковая гайка;
8 — деревянная пробка; 9— алюминиевая прожилина; 10 — крюк-болт)
11 — самопарезающий винт
82
использовании теплоизоляции из плит небольших размеров и малой
прочности между наружным и внутренним листами устанавливают
деревянные прожилины (рис. 25, в) или алюминиевые прожилины на
деревянных пробках (рис. 25,г), на которые опираются эти плиты.
В холодных и утепленных кровлях делают уклон не менее 5%.
В холодных кровлях прогоны всегда размещены поперек уклона, в
утепленных они могут быть расположены также и по направлению
уклона.
В трехслойных кровлях в зависимости от расположения прого-
нов гофры нижних листов (настила) могут быть направлены по ук-
лону или поперек уклона. В первом случае кровельные листы вос-
принимают часть нагрузки и облегчают работу настила, во втором —
передают всю нагрузку на настил, а при сосредоточенных нагрузках
служат своего рода распределительным элементом. Настил закреп-
ляют на прогонах самонарезающими винтами через нижнюю полку
гофра, крюка ми-болта мп или болтами, приваренными к верхней
полке прогона. Теплоизоляцию укладывают на верхние полки насти-
ла свободно и прижимают к ним верхним (кровельным) листом.
Кровельные листы крепят либо с помощью болта, пропущенного
сквозь кровлю (рис. 26,а), либо шурупами к деревянным прожили-
нам, которые служат опорой кровельным листам.
Величину нахлесток внешних гофрированных листов рекоменду-
ется принимать по табл. 53.
Таблица 53
Рекомендуемые величины нахлесток гофрированных
кровельных и стеновых листов
Конструкции Уклон Минимальная нахлестка, мм
поперечный стык продольный стык
Кровли <15° 250* Одни гофр
> >15° 150 То же
Стены 90° 50 0,5 гофра
* Требуется дополнительная герметизация.
Рис. 26. Крепление трехслойных утепленных кровель к прогонам
а — на болтах при жестком утеплителе; б — на шурупах при утеплителе не-
высокой прочности; / — кровельный лист; 2 —настил; 3 — прогой; 4—тепло-
изоляция; 5 — болт или штифт переменного сечения; 6 — гильза; 7 — комбини-
рованная шайба; 8— деревянная прожилина; 9 — шуруп; 10 — самонарезаю-
щий винт
83
Для обеспечения совместной деформации и повышения плотно-
сти стыков продольные кромки смежных листов (кромки, параллель-
ные рабочему пролету листов) соединяют заклепками (обычно од-
носторонними) или самонарезающими винтами.
Герметизация поперечных стыков может быть достигнута путем
укладки между листами герметика или упругих прокладок, прикле-
иваемых к нижнему листу на герметике (рис. 27). При температур-
ных удлинениях листов и прогибах под нагрузкой герметик подвер-
гается большим деформациям, которые не должны превышать вели-
чины, определяемой упругостью герметика. Чем меньше упругость
герметика, тем больше должна быть толщина его слоя в шве.
Высота слоя герметика при сплошной заливке решаемого вна-
хлестку шва на жестком основании (например, на прогоне) опреде-
ляется по формуле
где Д/^ — максимально возможная температурная деформация листов в стыке
(при перепаде температур от температуры укладки герметика до максимально
или минимально возможной температуры в процессе эксплуатации); л —коэф-
фициент эластичности герметика.
В табл. 54 приведены минимальные толщины герметика для лис-
тов длиной 6 м.
Таблица 54
Минимальные толщины герметика (в мм), укладываемого
в поперечные стыки гофрированных листов
Марка герметика Температура укладки герметика, °C
+Ю 4-20 4-25 4-30
УТ-32 3 3 3,5 3.5
УЗО мэ'с-5;- УЗО мэс-10 7,5 7,5 8 9
Примечание. Таблица для минимальных температур —40° С и макси-
мальных (температура алюминия при прямом нагревании солнцем) +70° С.
Надежность герметизированного стыка может быть увеличена
путем введения в шов упругих прокладок специальной формы (см.
рис. 27).
Рис. 27. Схема устройства
поперечного стыка гофриро-
ванных листов с применени-
ем упругих прокладок, при-
клеиваемых герметиком
а — упругая прокладка до
обжатия; б — стык в проект-
ном положении; 1 — листы
кровли; 2— упругая проклад-
ка; 3—герметик
84
2. Стены и кровля из гладких предварительно-
напряженных лент
Для создания неутепленных и утепленных ограждений промыш-
ленных зданий можно использовать алюминиевые ленты на всю дли-
ну или высоту здания, в результате чего почти вдвое сокращается
протяженность монтажных стыков и исключается стадия заводского
передела полуфабрикатов. В подобных решениях жесткость обшивок
достигается их предварительным напряжением, что предполагает ис-
пользование для обшивок алюминия повышенной прочности, напри-
мер марок ДМгП, АМг2П. Кровлю из алюминиевых лент подобно
кровле из гофрированных листов раскатывают по прогонам, а ограж-
дение стен по фахверку.
В одноэтажных промышленных зданиях ленты стенового ограж-
дения раскатывают в горизонтальном направлении, сочетая со све-
товыми проемами. В многоэтаа
кальное расположение. В ряде
большеразмерныё полотнища
и раскатывать непосредственно
по фермам, а в стеновом ог-
раждении — между основными
колоннами каркаса, исключая
тем самым соединение лент на
монтаже.
Для повышения эстетичес-
ких качеств сооружения ли-
стам стенового ограждения це-
лесообразно придавать мелкую
волнировку или придавать фа-
саду складчатое членение.
При горизонтальном рас-
положении лент каждая выше-
лежащая лента перекрывает
нижележащую, что исключает
применение нащельников. Лен-
ты крепят к фахверку самона-
резающими болтами (рис.
28, а, б).
Расстояние между гори-
зонтальными элементами фах-
верка следует принимать на
100 мм меньше ширины ленты.
Ленты раскатывают по этим
прогонам, расположенным по
скату, и соединяют друг с дру-
гом и с прогонами (прн укло-
нах кровли более 5%) с по-
мощью аргонодуговой точечной
сварки, для чего на верхнюю
полку прогонов надевают алю-
миниевые кляммеры из листов
толщиной 2 мм (рис. 28,в,г).
При уклоне кровли до 15° пе-
репуск лент должен быть не
ных зданиях рекомендуется верти-
случаев ленты можно сваривать в
Рис. 28. Крепление гладких листов в
стеновых и кровельных ограждениях
а — однослойная неутепленная стена;
б — двухслойная стена; в —однослой-
ная неутепленная кровля; г —двух-
слойная утепленная кровля; 1 — наруж-
ная обшивка; 2— ригель фахверка; 3 —
заклепка или самонарезающий болт;
4 — утеплитель; 5 — внутренняя об-
шивка; 6 — алюминиевый кляммер: 7—
стальной прогон; 6 — нательник; 9 —
теплоизоляционная жесткая плита
85
менее 250 мм, свыше 15° — 150 мм. Герметизацию стыков осуществ-
ляют инъецированием специальных мастик (УМС-50 й др.).
При уклоне кровли мепее 5° надежная герметизация кровли до-
стигается с помощью пайки или аргонодуговой сварки по всей длине
кромки.
Для утепления стен используют плиточный материал, устанавли-
ваемый по фахверку с внутренней стороны здания. При этом жела-
тельно иметь одну сторону этих плит офактуренной, например по-
Рис. 29. Устройство для предваритель-
ного напряжения лент ограждающих
конструкций
а — натяжное устройство; б — крепле-
ние фахверка к колоннам, допускаю-
щее его проскальзывание; 1 — болтовое
натяжное устройство; 2 — обжимной
захват из стальных полос; 3 — алюми-
ниевые листы; 4 — колонна основного
каркаса; 5 — швеллер, соединяемый с
фахверком иа болтах при наличии
овальных дыр; 6 — фахверк; 7 — столик
из уголка
лнэтиленовой пленкой (рис. 28, б); в противном случае утеплитель
прижимают с внутренней стороны здания асбоцементными или дре-
весностружечными листами.
В невентилируемых кровлях по лентам укладывают утеплитель
и гидроизоляционный ковер (см. рис. 23, з).
В вентилируемых кровлях по ннжним полкам прогонов уклады-
вают самонесущий плиточный утеплитель, после чего по верхним
полкам прогонов раскатывают алюминиевые ленты и производят их
предварительное напряжение. Для исключения мостиков холода
нижние полки прогонов должны быть утеплены (рис. 28, г). Более
целесообразно в подобных стеновых и кровельных ограждениях на-
носить слой утеплителя напылением пенополиуретана или заранее
наклеивать эластичный утеплитель типа поролона и утепленные ру-
лоны в свернутом виде доставлять на строительство.
Для предварительного напряжения лент применяют натяжное
устройство, состоящее из двух стальных полос, между которыми за-
жимается лист. К одной из полос приварены шпильки, имеющие на
конце резьбу и гайки. Шпильки вставляют в упорный элемент кар-
каса и с помощью динамометрического ключа производят предвари-
тельное натяжение ленты (рис. 29); на соприкасающуюся с алюмини-
ем поверхность стальных полос заранее наносится фрикционная
пленка.
Состав компонентов пленки:
эпоксидная смола ЭД-6............... 100 мае. ч.
полиэтилен-полиамин (отвердитель) . 15»
полиэфир (пластификатор)............ 4 >
корундовая крошка с крупностью зер-
на 0,6—0,8 мм....................... *
86
Для рассматриваемых ограждений характерна их совместная
работа с каркасом здания или фахверком.
В мембранных решениях ограждение передает на каркас не
только поперечную нагрузку, но и цепные усилия, а также усилия от
предварительного напряжения и температурного перепада. При го-
ризонтальном расположении лент эти усилия могут восприниматься:
1) вертикальными связями; 2) продольными элементами фахверка
или прогонами, которые должны быть неразрезными и иметь воз-
можность продольного смещения относительно каркаса (рис. 29,6).
В первом случае температурные напряжения по величине явля-
ются основными, во втором — они оказываются в 2—3 раза меньши-
ми, и при алюминиевом фахверке — близкими к нулю.
При вертикальном расположении лент, предварительное напря-
жение которых создается подвешиванием грузов, температурные на-
пряжения также исключаются. Монтаж лент производится лебед-
ками, с помощью которых конец ленты поднимается в проектное
положение и зажимается в натяжных устройствах. После предвари-
тельного напряжения кромки лент с люлек прикрепляют к верти-
кальным элементам фахверка.
При горизонтальном расположении лент по углам здания раз-
мещают легкие площадки, на одной из которых ставят катушку с
рулоном. Площадка поднимается в положение, при котором верхняя
кромка рулона совпадает с соответствующим элементом фахверка.
Далее на верхнюю кромку листа надевают ползунок, скользящий по
фахверку. Протянув лист на 4—5 м по фахверку, надевают второй
ползунок, и лист протягивают еще на 4—5 м и т. д. С помощью это-
го приспособления можно за 10—15 мин протянуть ленту на длину
150—200 мм.
Глава VIII. КОНСТРУКЦИИ ПОДВЕСНЫХ
ПОТОЛКОВ
По конструктивному решению алюминиевые подвесные потолки
делятся на три группы: из каркасных панелей (обычно проходные);
из профилированных элементов; из рулонированных гладких лент.
1. Потолки из каркасных панелей
Подвесные потолки из алюминиевых каркасных панелей приме-
няют почти исключительно в производственных помещениях с повы-
шенными требованиями к среде. Такие потолки имеют гладкую по-
верхность, исключающую скопление пыли, и герметизированные сты-
ки между панелями.
Необходимость применения гладких листов ведет к увеличению
их толщины до 1,2—1,5 мм. Однако и при этом листы неизбежно
имеют некоторое коробление, что создает, особенно при боковом
освещении, впечатление мятой поверхности.
Панели таких потолков обычно имеют длину 3 м н ширину 1000,
1200 или 1500 мм. Каркас панелей состоит из гнутых или (реже)
прессованных профилей швеллерного или «шляпного» сечения.
87
2. Потолки из профилированных элементов
Различают два основных вида подвесных потолков из профили-
рованных элементов: реечные и панельные. Рейками называют лице-
вые элементы подвесных потолков, имеющие отбортовку любой
формы по двум сторонам и отношение длины к ширине более 4, па-
нелями — отбортовку любой формы по четырем сторонам и отноше-
ние длины к ширине до 4 включительно (на практике наиболее ши-
роко распространены панели с отношениями сторон 1:1 и 2 : 1).
Рейки изготовляют из листов толщиной 0,6—0,8 мм. Полезная
ширина реек — до 300 мм, длина — до 6000 мм. Форма отгиба бор-
тов реек определяется конструкцией крепления к несущим элемен-
там и стыков их между собой. Нижняя (лицевая) сторона реек
обычно остается плоской. Рейки могут быть перфорированными и не-
перфорированными. Для подвесных потолков, имеющих чисто деко-
ративное назначение, иногда применяют рейки из прессованных про-
филей.
Монтаж реечных подвесных потолков производят в следующем
порядке. К конструкциям здания крепят каркас потолка нз гнутых
или катаных стальных профилей (рис. 30). На каркасе закрепляют
подвески из проволоки, прутков или полос. К подвескам крепят тети-
вы из алюминиевых или стальных гнутых полос толщиной 0,8—1 мм.
Шаг тетив 1000—1200 мм. С помощью муфт, имеющихся на подвес-
ках, перфорированных полос или других приспособлений производят
рихтовку тетив по высоте. Рейки набирают на тетивы в шпунт или
защелкивают иа них.
Для широкого применения рекомендуются выпускаемые Воро-
нежским заводом строительных алюминиевых конструкций им.
Ф. Б. Якубовского потолки из реек шириной 300 мм и длиной
6000 мм включительно. Длина реек уточняется при заказе. В комп-
лект поставки входят: окрашенные рейки, тетивы, пристенные эле-
менты. По согласованию с заводом, рейки могут быть поставлены
анодированными или без покрытия. Марка комплекта элементов с
перфорированными рейками — ЛАК-03-60Н, с неперфорированны-
ми — ЛАК-03-60. Масса алюминия — 3,39 кг/м2.
Панели выпускают в виде квадратных или прямоугольных эле-
ментов размерами 600X1200, 600X600 и 500X500 мм. Толщина лис-
тов 0,6 и 0,8 мм. В зависимости от принятого способа крепления от-
гибы бортов могут иметь дополнительное профилирование или мест-
ные выдавки.
Рнс. 30. Подвесной потолок нз реек
/ — рейка; 2 — подвеска; 3 — тетива из гнутого профиля; 4 — болт; 5 — звуко-
поглощающий пакет (волокнистая плита в полиэтиленовой пленке)
88
Серийно выпускаются панели с плоской лицевой поверхностью
и перфорацией 11—17% площади панели. Панели крепят с помощью
специальных деталей (рис. 31).
Воронежским заводом строительных алюминиевых конструкций
имени Ф. Б. Якубовского выпускаются подвесные потолки из окра-
шенных панелей 600X600 и 1200X600 мм (марки, соответственно,
ЛАП-06Х06Н и ЛАП-06-12Н) b комплекте: панели, защелки, при-
стенные элементы.
В настоящее время все более широкое распространение получа-
ют реечные потолки. Они имеют современный вид, более отвечаю-
щий характеру материала, чем панельные потолки. Монтаж их прост
и нетрудоемок. Для крепления реек не требуются отдельные мелкие
детали, поэтому для широкого применения реечные потолки пред-
почтительнее, чем панельные.
Конструкции реечных и панельных потолков гражданских зда-
ний разработаны ЦНИИЭП зрелищных зданий и спортивных соору-
жений Госгражданстроя.
Рнс. 31. Подвесной потолок нз панелей
1 — панель; 2—подвеска; 3 — каркас потолка; 4 — пружинная защелка; 5 —
евукопоглощающнй пакет (волокнистые плиты в полиэтиленовой пленке)
89
3. Потолки из рационированных лент
Подвесные проходные потолки из предварительно-напряженных
рулонированных лент предназначены преимущественно для цехов
промышленных зданий (рис. 32,а). Основным конструктивным эле-
ментом таких потолков является длинноразмерная лента, поставля-
емая на строительство в рулонах и протягиваемая на всю длину це-
ха по прогонам, расположенным в уровне нижних поясов ферм. По
окончании протяжки лент для придания им ровной и гладкой по-
верхности производится продольное натяжение, аналогичное пред-
варительному напряжению рулонируемых стен (см. рис. 29). Натя-
нутые ленты крепят к прогонам, после чего в лентах прорезают от-
верстия для светильников. Материалом лент служит алюминий ма-
рок АМг2 и АМц. Ленты крепят к прогонам точечной сваркой, са-
монарезающими болтами, обычными или комбинированными за-
клепками.
Рис. 32. Подвесной потолок из рулонированных лент
а — общий вид подвесного потолка промышленного здания; б — поперечное се-
чение: 1 — решетчатый прогон; 2—предварительно-напряженная металлическая
лента
90
Каркасом потолка служат решетчатые биметаллические прого-
ны, которые имеют верхний пояс и решетку из стали марки СтЗ,
а нижний пояс — из алюминиевого сплава. Нижние пояса прогонов
видны изнутри цеха и создают выразительное продольное членение
поверхности потолка (рис. 32, б).
Конструкция подвесного потолка из предварительно-напряжен-
ных лент предложена ЦНИИСК им. Кучеренко.
Типовые подвесные потолки разработаны Ленинградским отде-
лением Гипробум для предприятий целлюлозно-бумажной промыш-
ленности.
Основные параметры
Расстояние между прогонами . . . * L-1000, 1500, 2000 мм
Расстояние между фермами ...... 6000 мм
Ширина потолка...................... nXL
Длина потолка.......................... до 200—250 м
Нагрузка равномерно распределенная . < Г00 кге/м2
Расход материалов:
алюминия . ........... 4,4 кг/м2
стали ........................ п,6 »
Трудоемкость, чел.-ч/м2:
изготовления . .......... 0.8 чел.-ч/м2
монтажа................ 2,1 »
Стоимость в деле ...................... 12,33 р/м2-
Глава IX. КАРКАСНО-ФИЛЕНЧАТЫЕ
КОНСТРУКЦИИ
1. Основные узлы и соединения
Основу алюминиевых стеновых ограждений с большими проема-
ми, а также витражей, окон, дверей, перегородок составляет каркас,
ячейки которого заполняются филенками — элементами остекления
или глухими вставками. Общим для этих конструкций является сход-
ство их отдельных узлов, а в некоторых случаях—полная их иден-
тичность. Это относится к решениям стыков профилей каркаса, спо-
собам установки и крепления к решетке каркаса стекла, стеклопаке-
тов и глухих вставок.
Классификация каркасно-филенчатых конструкций производится:
по типу каркаса; по характеру монтажа и форме монтажных элемен-
тов; по типу остекления; по системе открывания подвижных створок.
Классификация по типу каркаса — наиболее общая, она в значи-
тельной степени определяет характер конструкции, в том числе эле-
ментов, служащих основой классификации по другим перечисленным
признакам.
Каркасы подразделяются на одинарные, одинарные из комбини-
рованных профилей, спаренные, раздельные.
Одинарные каркасы (рис. 33, а) имеют высокую теплопровод-
ность, что ограничивает их применение. Некоторое уменьшение теп-
лопроводности может быть достигнуто применением вырубных эле-
ментов каркаса, когда в стенке профиля — в зоне, перекрываемой
теплой филенкой, — вырубают продольные окна, так что наружная
91
и внутренняя части профиля оказываются соединенными перемыч-
ками относительно малого сечения.
Одинарные каркасы из комбинированных профилей 1 обладают
хорошим термическим сопротивлением при малой толщине конструк-
ции (рис. 33, б).
Наибольшее распространение получили комбинированные про-
фили с термовкладышами из полиэтилена, твердой резины и реже из
пенопластов, запрессовываемых в виде брусков в пазы алюминиевых
Рис. 33. Типы каркасов стеновых панелей, витражей, окон, перегородок, дверей
а — одинарный; б — одинарный нз комбинированных профилей; в — спаренный;
г — раздельный; 1 — алюминиевый профиль; 2 — термовкладыш комбинирован-
ного профиля; 3 — филенка; 4 — раскладка; 5 — петля
профилей или вспениваемых между ними (рис. 34,а). Нашли также
применение комбинированные профили на сухарях (рис. 34,6). По-
скольку термовкладыши не обеспечивают совместной работы при из-
гибе всего пакета, один из алюминиевых профилей делают несущим,
а второй служит притвором или облицовкой.
Спаренные каркасы (рис. 33, в) состоят из двух алюминиевых
профилей, связанных между собой с помощью винтов, крюков, хо-
мутов или других разъемных соединений. В процессе эксплуатации
можно разъединить спаренный каркас и часть его снять или отки-
нуть на петлях, например для удобства чистки стекол. Обычно такие
каркасы применяются в остекленных створках окон, фрамуг и т. п.
1 Комбинированным называется составной (неразъемный) профиль нз двух
алюминиевых профилей и вкладыша из материала малой теплопроводности
между ними.
92
Раздельные каркасы (рис. 33, г) состоят из двух одинарных
каркасов — наружного и внутреннего, которые могут быть соедине-
ны между собой или устанавливаться независимо.
Рекомендации по применению различных видов каркасов приве-
дены в табл. 55.
Т а б л и ц а 55
Рекомендации по применению каркасов алюминиевых
отражающих конструкций
Тип каркаса Конструктивные элементы
стеновые огражде- ния с про- емами окна* витра- жи* двери перего- родки
Одинарный + + + + +
Одинарный из - комбинирован- ных профилей -1- + + ♦♦
Спаренный — + 4- —
Раздельный + + + -— —
* Включая окна в алюмнчиевых стеновых ограждениях.
** Только редко открываемые двери при отсутствии тамбуров (например,
балконные двери).
*** Только по специальному требованию (для поддержания стабильной
температуры в целях увеличения звукоизоляции).
Знак «+» означает рекомендацию к применению.
Соединения полых профилей. Почти все основные элементы
каркасов витражей, перегородок, окон, дверей, а также стеновых па-
нелей с проемами изготовляют из полых профилей. Профили могут
стыковаться в угол, втавр и вкрест (рис. 35). При этом концы их
обрезают простым резом на ус и под прямым углом или фасонным
резем.
Угловые соединения с резкой профилей на ус применяют для
стыковки профилей одного сечения. При этом создается непрерыв-
ный контур уплотняющих про-
кладок. Угловые соединения с
резом профилей на ус широко
применяют в различного вида
открывающихся створках (ок-
на, фрамуги в витражах,
двери).
Угловые соединения с про-
филями, обрезанными под пря-
мым углом, позволяют стыко-
вать профили различных сече-
ний. Стык хорошо стягивается,
чем обеспечивается его плот-
ность. При таком соединении
половина профилей видна с
торца, что не всегда приемле-
мо по эстетическим соображе-
ниям, поэтому соединение с
простым резом профилей под
Рис. 34. Комбинированные профили
о — с термовкладышем; б — па суха-
рях; / — несущий профиль; 2 — про-
филь-облицовка; 3 — термовкладыш:
4 — сухарь; 5 — винт
93
прямым углом обычно применяют в дверях и других подобных эле-
ментах, где открытые торцы профилей не видны.
Угловые соединения с фасонным резом профилен обладают дос-
тоинствами предыдущего вида соединений, кроме того, торцы про-
филей в этом случае почти полностью закрыты. Однако фасонное
оформление торцов профилей часто оказывается нетехнологичным.
Рис. 35. Схема взаимного примыкания профилей встык
а — в угол на ус; б — в угол с прямым резом; в — в угол с фасонным
резом; г — втавр; д — вкрест
Крепление и герметизация филенок. Стыки филенок с элемен-
тами каркаса во всех ограждающих конструкциях занимают от 50
до 100% общей протяженности стыков. Часть филенок устанавлива-
ют в каркас на заводе (декоративные и утепленные глухие вставки
стеновых панелей), часть — после монтажа каркаса на здании (круп-
норазмерные стекла витражей). Возможна установка филенок на
строительной площадке непосредственно перед монтажом.
Основные способы крепления, рекомендуемые для применения,
изображены на рис. 36.
Во всех способах, кроме крепления в паз, основной деталью яв-
ляются раскладки из прессованных профилей, прижимающие филен-
ку к специальному выступу (усу) профиля каркаса или к другой
раскладке.
Крепление на защелках (рис. 36, а, б, в) не требует дополнитель-
ных крепежных деталей, нетрудоемко и весьма долговечно. На опре-
деленном элементе каркаса данной защелкой можно закрепить фи-
ленку только одной толщины.
Крепление на штапиках с пластинчатыми пружинами (рис. 36,
г, д) дает возможность устанавливать филенки любой толщины пу-
тем изменения расстояния пружинок от усов профиля каркаса. Этот
вид крепления более трудоемок, чем крепление на защелках. Дол-
говечность крепления определяется коррозионной стойкостью пру-
жднок и винтов.
Штапики, устанавливаемые в паз (рис. 36, е), удерживаются в
проектном положении путем их заклинивания вследствие упругого
отпора резиновых уплотняющих профилей или герметика.
Штапики на кнопках (рис. 36, яс) занимают промежуточное по-
ложение между защелками и штапиками на пластинчатых пружинах.
Более того, для этих трех видов крепления может применяться
раскладка одного профиля. Кнопки изготовляют из пластмассы
(капрон, полиэтилен), винты — из нержавеющей или оцинкованной
(кадмированной) углеродистой стали. Кнопку на профиле каркаса
обычно закрепляют винтом, но может быть использована кнопка, из-
готовленная по типу односторонней заклепки. Установка таких кно-
пок производится быстрее, чем винтов. Однако при смене филенки
кнопку приходится срубать.
04
Крепление филенки в паз (рис. 36, з) не требует раскладок или
других деталей. Оно абсолютно надежно и достаточно просто вы-
полняется. Для установки филенки одни из элементов рамки карка-
са должен быть снят, и филенку задвигают в паз. Для смены по-
врежденной филенки требуется частичная разборка конструкций,
что сильно ограничивает применение этого вида крепления. Крепле-
ние в паз обычно применяют для остекления открывающихся ство-
рок (двери, переплеты окон).
Штапнки на винтах (рис. 36, и, к) просты в монтаже и обеспе-
чивают надежное закрепление филенок любой толщины.
Оформление стыка раскладок, крепящих филенки, определяется
типом (способом крепления) раскладки и ее формой. Раскладки
Рие. 36.
___ _Основные способы крепления филенок
а, б, в—на защелках за счет упругих деформаций раскладки; г, д — штани-
ками па пластинчатых пружинах; е — штапиками враспор; ж — штапиками
на кнопках; з— в паз; и, к — штапиками на винтах; л — на резине (ие реко-
мендуется). Стрелками показано направление движения раскладок при уста-
новке. 1 — раскладка (для а, б, в называется защелкой, для г, д, е, з, и,
к— шта пиком); 2 — профиль каркаса; 3 — филенка; 4 — пластинчатые
стальные пружинки; 5 — винты из нержавеющей или оцинкованной стали;
б — кнопки из пластмассы
95
прямоугольной (П-образной) и пластинчатой формы (см. рис. 36, а,
г, е, ж, к) при установке перемещаются параллельно плоскости
филенки, в том числе с поворотом. Раскладки более сложной формы
требуют установки в углу дополнительного элемента. Раскладки
любой формы, которые при установке перемещаются перпендикуляр-
но к плоскости филенки, могут быть обрезаны под углом 45э
(рис. 36, д, и, к); если же эти раскладки имеют П-образную форму,
их можно обрезать также и под прямым углом (рис. 36, к).
Несмотря на широкое распространение всех перечисленных спо-
собов крепления филенок, методы расчета их до настоящего времени
не разработаны. Соотношения геометрических размеров раскладок
определяют чисто эмпирическим путем, поэтому во избежание оши-
бок прн проектировании конструкций следует использовать только
испытанные практикой решения.
При разработке новых профилей защелок следует руководство-
ваться следующими рекомендациями:
для облегчения установки защелок их концы, скользящие при
установке по основному профилю, должны иметь скосы или бульбы.
Аналогичные скосы необходимы также и на основном профиле;
отношение высоты пружинящей стенки заделки к ее толщине
при предварительном подборе размеров рекомендуется назначать по
табл. 56. До начала серийного производства защелка должна быть
испытана.
Таблица 56
Рекомендуемые отношения высоты стенки защелки к ее толщине
Обозначение геометрических параметров
Толщина
стенки t, мм
Отношение высо-
ты стенки Ь
к толщине t
1
1.2
1.3
1.5
1.8
2
2,5
3
10—15
12—20
15—23
20—33
22—40
25—50
30—60
50—80
При выборе размеров раскладок и усов на профилях каркаса
следует учитывать глубину заделки филенок. Особенно важно обес-
печить достаточную глубину заделки для элементов остекления. Для
филенок размерами до 2X1,5 м [при ветровом напоре до 40 кгс/ма
(даН/м2)] высота уса профиля каркаса и раскладки должна быть
нс менее 15 мм, для филенок размерами до 3X4 м — не менее
20 мм, для филенок большого размера — не менее 25 мм.
Герметизацию филенок обеспечивают упругими уплотняющими
прокладками, мастиками и герметиками.
Рекомендуемые способы герметизации приведены на пяти пер-
вых схемах рис. 37. В качестве примера на схеме е показано непра-
вильное положение профилированной прокладки и мастики.
Упругие прокладки из резины или пластмасс обеспечивают до-
статочную плотность при малой трудоемкости разделки стыков и не
препятствуют смене поврежденных филенок.
Разделка стыков мастиками и герметиками более трудоемка, чем
установка упругих прокладок. Однако мастики и герметики обеспе-
чивают более надежное уплотнение стыков, особенно при разделке
96
зазоров с большими отклонениями от номинальных размеров, по-
этому упругие прокладки применяют для уплотнения остекленных
конструкций, а мастики и герметики—для герметизации глухих фи-
ленок. Герметизацию стыка филенка-ус профиля производят по лю-
бому из вариантов а, б, в, г рис. 37.
Герметизацию стыка филенка-раскладка производят по одному
из вариантов рис. 37 в зависимости от типа раскладки и способа ее
установки.
Варианты герметизации а, б и в рекомендуются для раскладок
е, ок, и, к (рис. 36), при этом вариант а наиболее часто применяется
Рис. 37. Способы герметизации филенок
а — упругой профилированной прокладкой (/); б — полосовой пористой рези-
ной (2) с промазкой вулканизирующимся герметиком (3); в — однокомпонент-
иой мастикой (4) с промазкой вулканизирующимся герметиком (3); г—полосо-
вой пористой резиной или поролоном в протекторе (5); д — упругой профили-
рованной прокладкой (3) при установке филенки в паз; е — неправильное по-
ложение профилированной прокладки и мастики
для герметизации элементов остекления, вариант б — для глухих
филенок.
Варианты г и д рекомендуются для раскладок и, д, к.
Раскладки всех типов могут быть установлены как со стороны
улипы, так и со стороны помещения. В случаях когда это не вызыва-
ет особых осложнений при ремонте и смене остекления, следует рас-
полагать раскладки со стороны улицы. При этом водонепроницае-
мость стыков обеспечивается не только упругими материалами или
герметиками, но и самим расположением алюминиевых элементов:
стекающая по филенке вода может просачиваться между расклад-
кой и стеклом, но в помещение попадать не будет, так как ее задер-
живает ус профиля каркаса. В то же время вода имеет выход на
улицу, так как между профилем каркаса и раскладкой обычно есть
неплотности, и не задерживается внутри конструкции.
2. Стеновые ограждения
Стеновые ограждения каркасно-филенчатого типа представляют
собой конструктивную решетку из прессованных или гнутых алюми-
ниевых профилей, заполненную филенками. Они являются весьма
97
а) 6)
в) г)
Рис. 38. Неутепленные филенки кар-
касно-филенчатых стен
а, б — из штампованных алюминиевых
листов; в — из гофрированных алюм.и-
ииевых листов; г — из прессованных
алюминиевых профилей
гибкой конструктивной системой для создания поверхностей фасадов
со свободной комбинацией неостекленных, остекленных глухих н ос-
текленных открывающихся участков. Стеновые ограждения каркас-
но-филенчатого типа монтируют из линейных элементов с последу-
ющим заполнением филенками или из панелей полной заводской го-
товности.
Глухие филенки. Применяют неутепленные и утепленные фи-
ленки.
Неутепленные филенки (рис. 38) могут быть изготовлены:
а) из штампованных (рис. 38, а, б) или гофрированных (рис. 38, в)
листов. Они сравнительно де-
шевы и имеют меньшую массу,
чем филенки других типов.
Гофрированные филенки вы-
полняют из листов толщиной
0,8—1 мм, а штампованные,
имеющие сравнительно боль-
шие плоские участки, делают
большей толщины. Гофриро-
ванные листы при установке
менее удобны, чем штампован-
ные, так как не имеют по кон-
туру плоских кромок. Филенки
могут быть анодированы, окра-
шены эмалевыми красками го-
рячей сушки, эмалированы стек-
лоэмалями или покрыты деко-
ративными пленками;
б) из алюминиевых профи-
лей (рис. 38,г). В зависимости
от конструктивного решения
они могут набираться непо-
средственно на монтаже или
поставляться в виде щитов. Та-
кие филенки наиболее широко применяют для заполнения сплошных
фризов и горизонтальных поясов на фасадах зданий, не прерывае-
мых вертикальными элементами. Обычно применяют стык профилей
в шпунт и в гребень, при котором крепежные детали на поверхности
филенки не видны;
в) из жестких плит (обычно асбестоцементных) с наклеенным
тонким алюминиевым листом. Производство таких плоских филенок
двухслойной конструкции весьма сложно и требует специального
оборудования;
г) из стемалита, асбестоцементных листов и пр.
Утепленные филенки (рис. 39) состоят из облицовочных листов
и теплоизоляции между ними. Они должны иметь более высокие
теплоизоляционные показатели, чем элементы каркаса и остекления
соответствующих типов. Применяют филенки с утеплителем, включа-
емым в работу облицовок (филенки типа «сэндвич»), и с утеплите-
лем, не включаемым в работу облицовок.
В филенках типа «сэндвич» (рис. 39, а) облицовки обычно де-
лают из тонких металлических (алюминиевых или стальных) или
асбестоцементных листов. Сердцевину филенки изготовляют из жест-
ких пенопластов, бумажных сот и других материалов. Основной
98
причиной, сдерживающей широкое применение панелей «сэндвич»,
является недостаточная огнестойкость утеплителей.
Филенки с утеплителем, не включаемым в работу наружных ли-
стов, могут быть собраны из отдельных элементов непосредственно
при монтаже (рис. 39, б) или полностью изготовлены на заводе
(рис. 39, в). Наружные листы таких филенок должны быть более
жесткими, чем облицовки панелей «сэндвич».
Утепленная филенка может иметь дополнительный декоратив-
ный лист, устанавливаемый с наружной стороны на некотором рас-
стоянии от теплоизоляции (рис. 39,г). При герметизированной воз-
душной прослойке термическое сопротивление филенки увеличивает-
Рис. 39. Утепленные филенки каркасно-филенчатых стен
а _ типа «сэндвич»; б — с утеплителем, не включаемым в работу; филенка,
собираемая на монтаже; в — то же, филенка заводского изготовления (стрел-
ками показана последовательность установки элементов филенки); г—с эк-
раном (стрелками показано движение воздуха); 1 — алюминиевая облицовка;
2 — сердцевина; 3 — профилированный алюминиевый лист или асбестоцемент-
ный лист; 4 — теплоизоляция; 5 — обвязка; б — экран
ся. При вентилируемой воздушной прослойке декоративный лист
служит своеобразным экраном, предохраняющим от перегрева сол-
нечной радиацией.
Ограждения, монтируемые из линейных элементов. Основу кон-
структивной рещетки ограждений этого типа составляют вертикаль-
ные элементы (стойки), закрепляемые в многоэтажных зданиях на
междуэтажных перекрытиях, а в одноэтажных — устанавливаемые
на иоколь или подвешиваемые к несущим конструкциям покрытия.
Шаг стоек в стенах многоэтажных зданий обычно колеблется
в пределах 1,2—1,6 м. К стойкам крепят горизонтальные элементы
решетки (ригели). Иногда в решетку вводят дополнительные элемен-
ты в виде промежуточных стоек (импостов), опирающихся на ригели.
Стеновые ограждения с одинарными каркасами из полых или
сплошных алюминиевых профилей широко применяют в районах с
теплым климатом.
При этом наиболее широко распространены каркасы из полых
профилей прямоугольного сечения с одним или двумя усами для за-
крепления филенок. Основные элементы каркасов — стойки — имеют
развитое по толщине стены сечение при сравнительно небольшой ши-
99
рпне. Ширина основной части профиля — коробочки — обычно ко-
леблется в пределах 25—50 мм (рис. 40); высота профиля — в пре-
делах 100—150 мм, но в отдельных случаях высота достигает 200 мм
и более.
Высота коробочки профиля ригеля, как правило, значительно
меньше высоты стойки. При этом плоскости полок стойки и ригеля
обычно не совпадают, что делает незаметными мелкие неточности
изготовления к монтажа.
При выборе конструкций примыкания алюминиевых стеновых
ограждений к конструкциям здания необходимо учитывать не толь-
Рис. 41. Анкеровка стойки стены
каркасно-филенчатого типа
1 — стойка; 2 — Т-образный су-
харь; 3 — анкерный болт; 4 —
гайка; 5 — шайба
Рис. 40. Основные элементы по-
лого профиля
1 — коробочка; 2 — полка; 3—
стенка; 4 — ус; 5 — ребро, лапка
ко температурные деформации алюминиевого каркаса стены, но и
допуски на изготовление строительных конструкций. На рис. 41 по-
казана одна из наиболее распространенных конструкций примыкания
алюминиевых стоек к перемычке заполняемого проема. В полость
стойки 1 введен Т-образный сухарь 2, который может свободно пе-
ремещаться по вертикали, скользя в полости стойки. Стойку с суха-
рем устанавливают в проектное положение и выдвигают сухарь
вверх так, что он надевается на анкерные болты 3. Размеры отвер-
стий в полках сухаря даны с учетом необходимости рихтовки стой-
ки. На анкерные болты надевают шайбы 5 и гайки 4, после чего про-
изводят рихтовку стойки и затягивают гайки.
Примыкание крайних стоек к конструкциям здания выполняется
одним из способов, показанных на рис. 42:
на рис. а показан стык унифицированных конструкций витра-
жеД. Основной его недостаток — сложность заделки щелей, размер
которых более 1 см;
вместо конопатки между лапками может быть заложен деревян-
ный брусок 6 (рис. б). Боковые стороны бруска заранее окрашива-
ют, а иногда обшивают алюминиевыми листами;
такой же способ применим и для крайней стойки из открытого
профиля (рис. в);
способ, приведенный на рис. г, позволяет полностью исключить
при монтаже алюминиевых конструкций мокрые процессы и умень-
100
шить расход герметиков по сравнению с расходами при способах
примыкания а и б.
Принципы конструирования стеновых ограждений с каркасами
из комбинированных профилей мало отличаются от описанных выше.
Следует только устанавливать филенки так, чтобы они во всех слу-
чаях перекрывали разрыв между алюминиевыми облицовками ком-
бинированного профиля.
Стеновые ограждения с раздельными каркасами применяют во
всех климатических поясах страны. Конструкция обеспечивает хо-
Рнс. 42. Примыкание стоек стен каркасно-филенчатого типа к конструкциям
здания
1— стойка; 2— конопатка, 3 — герметик; 4 — штукатурка, офактуренная по-
верхность железобетонной панели и т. д.; 5 — алюминиевая полоса; 6 — дере-
вянный брусок; 7 — алюминиевая раскладка
рошую теплоизоляцию, но имеет большую толщину и требует боль-
шего расхода алюминия, чем конструкции, рассмотренные ранее.
Наружный каркас стены выполняют аналогично одинарному
каркасу, внутренний обычно состоит из отдельных одноэтажных кар-
касов, опирающихся непосредственно на перекрытия. В зависимости
от расстояния между наружным и внутренним каркасами различают
системы проходные и непроходные.
В проходных системах (рис. 43, а) расстояние между каркасами
должно быть не менее 450—500 мм для удобства чистки стекол.
Утепленные филенки чаще всего делают также раздельными — в на-
ружный каркас устанавливают декоративную филенку (в том числе
стекло), а во внутренний — утепленную.
В непроходных системах (рис. 43,6) расстояние между каркаса-
ми невелико (50—200 мм). Для чистки внутренних поверхностей
стекол на внутренний каркас навешивают дополнительные створки
(наружное стекло остается глухим). Утепленные филенки делают
сплошными или раздельными. Зазор между наружным и внутренним
слоями филенки заделывают по ее периметру
Ограждения, монтируемые панелями. Стеновая панель каркас-
но-филенчатого типа — укрупненное изделие, представляющее собой
полностью готовый участок стены (рис. 44). Операции на строитель-
ной площадке сводятся к навеске панелей на каркас здания и раз-
делке стыков между ними. Однако панельные стены менее экономич-
ны по расходу алюминия. Кроме того, общая длина вертикальных
стыков в панельных стенах на 25—50%, а горизонтальных — на 12—
50% больше, чем в стенах из линейных элементов.
Конструкции каркасно-филенчатых стеновых панелей должны
отвечать требованиям, предъявляемым к стеновым ограждениям лю-
101
Рис. 43. Стены каркасно-филенчатого типа с раздельными каркасами
а — проходные; б — непроходные; / — стойка каркаса; 2 — стекло; 3 — утеплен-
ная глухая вставка; 4 — холодная глухая вставка; 5 — открывающаяся створка
Рис. 44. Стеновая панель
каркасно-филенчатого типа
1 — обвязка панели; 2 — глу-
хая теплая филенка; 3 —
глухое остекление; 4 — фра-
муга
бой конструкции. Кроме того, к ним
предъявляются следующие требования:
панели должны иметь достаточную
жесткость при перевозке, монтаже н в
эксплуатации; это требование приводит
к преобладанию панелей сравнительно
небольших размеров: высота — на этаж,
ширина—1,5—2 м, опирание—поэтаж-
ное;
стыки между панелями должны по-
гашать допуски изготовления и монта-
жа несущих конструкций здания и са-
мих панелей, обеспечивать компенсацию
температурных деформаций панелей и
сохранять плотность при возможных де-
формациях;
желательна такая конструкция креп-
ления панелей и стыков, допускающая
замену панелей, при которой можно про-
изводить монтаж п разделку стыков не-
посредственно с перекрытий здания, без
устройства дополнительных подмостей
или люлек.
Стыки между панелями. Стыки меж-
ду стеновыми каркасно-филенчатыми па-
нелями всех типов бывают закрытыми
и открытыми.
В закрытых стыках применяют
упругие уплотняющие прокладки или в
отдельных случаях различные мастики
и герметики. Прокладки укрепляют на
102
панелях до монтажа. Обжатие прокладок происходит при установке
панелей в проектное положение.
Наиболее распространены стыки в шпунт и несколько меньше—
в четверть (рис. 45). Для стыков в шпунт применяют скользящие
уплотняющие прокладки, представляющие собой резиновый или
пластмассовый профиль 2, надетый на специальный прилив 3 или
заправленный в паз на выступе одной из стыкуемых панелей. При
монтаже выступ с уплотняющей прокладкой заводят внутрь паза 4
Рнс. 45. Закрытые стыки каркасно-филенчатых стеновых панелей
а, б — в шпунт со скользящими прокладками; в — в четверть со скользящими
прокладками; г—в четверть с обжимаемыми прокладками; 1 — обвязка пане-
ли; 2 — уплотняющая прокладка; 3 — прилив иа ребра обвязки; 4 — паз;
5 — пористая уплотняющая прокладка
установленной ранее панели. В результате прокладка оказывается
прижатой к одной (рис. 45, а) или двум (рис. 45, б) стенкам паза.
Реже применяют стыки в шпунт с обжимаемыми уплотняющими
прокладками. В этом случае прокладку из пористой резины или
пластмассы помещают в паз на одной панели. При монтаже следу-
ющую панель плотно прижимают к предыдущей так, чтобы ребро
второй панели врезалось в прокладку. При таком решении стыка
взаимные перемещения панелей возможны в сравнительно узких
пределах, определяемых упругостью прокладки и силой обжатия.
Стыки в четверть делают как со скользящими (рис. 45, в), таки
с обжимаемыми (рис. 45, г) прокладками.
103
Закрытые стыки нетрудоемки при монтаже; специальной их раз-
делки обычно не требуется. Недостатки стыков: невозможность про-
контролировать их качество и исправить брак, а также необходи-
мость монтажа панелей только в строго определенном порядке.
Панели с открытыми стыками монтируют так, что между ними
по контуру остается сквозной зазор. Разделку стыков производят
после окончательной выверки и закрепления панелей. В зависимости
от конструкции панелей предусматривается разделка стыков изнут-
ри, изнутри и снаружи здания или только снаружи.
Рнс. 46. Открытые стыки каркасно-филенчатых стеновых панелей
а —со скользящими иащельннками; б — с прижимными нащельниками; в—-с
пружинящими нащельниками; г— со шпонками; / — обвязка панели; 2 — на-
щельник; 3 — уплотняющая прокладка; 4 — самокарезающнй винт; 5 — герме-
тик; 6 — стяжной болт; 7—фасонная гайка; в—раскладка; 9 — шпонка
Открытые стыки выполняют с применением упругих уплотняю-
щих прокладок и герметиков, а также различного рода нащельни-
ков — скользящих, обжимных, пружинящих, шпоночных (рис. 46).
Стыки со скользящими (а) и прижимными (б) нащельниками
близки по конструктивному оформлению. Тип стыка определяется
материалом и формой уплотнения и усилием прижима нащельника
2 к панелям 1. Уплотняющие прокладки из профильной резины 3
обычно применяют в стыках со скользящими нащельниками, а гер-
метики и мастики 5 — с прижимными нащельниками. Нащельники
крепят к панелям с помощью самонарезающих винтов 4 или стяж-
ных болтов 6 с фасонными гайками.
Стык панелей с нащельниками (скользящими или прижимными)
на стяжных болтах с фасонными гайками менее трудоемок, поэтому
более распространен, чем стык с нащельниками на самонарезающих
винтах.
104
В стыках с пружинящими нащельниками (рис. в) компенсация
допусков на изготовление и монтаж панелей, а также температур-
ных деформаций панелей осуществляется за счет деформаций на-
щельника, толщину которого делают минимально возможной.
Стык со шпонками (рис. 2), почти точно повторяет решение фи-
ленки в стеновых ограждениях каркасно-филенчатого типа, монтиру-
емых из линейных элементов.
При достаточном увеличении ширины зазора возникает новая,
промежуточная система стеновых ограждений, монтируемых комби-
нированным панельно-линейным способом, при котором широкие
промежутки между панелями заполняют отдельными ригелями и фи-
ленками.
Открытые стыки можно рекомендовать в качестве основных для
большинства зданий. В районах с мягким климатом могут быть при-
менены закрытые стыки вшпунт (по типу на рис. 45, а).
Конструктивные решения ряда возведенных зданий с огражде-
ниями каркасно-филенчатого типа приведены в сборнике [1].
3. Витражи \ витрины, окна
Витражи и витрины. Аналогично стеновым ограждениям кар-
касно-филенчатого типа витражи и витрины изготовляют россыпью
или в виде панелей. Возможна также поставка витражей и витрин в
виде панелей в комплекте с доборными линейными элементами.
Обычно в виде панелей изготовляют сравнительно небольшие узлы
витражей с вмонтированными в них открывающимися створками, а
доборные линейные элементы устанавливают на участках витражей,
остекленных крупноразмерными неоткрывающимися стеклами.
Остекление витражей во всех случаях производят после монтажа и
выверки алюминиевого каркаса.
В витражах применяют каркасы всех типов, приведенных в
табл. 55. Наиболее широко распространены витражи с одинарными
и раздельными каркасами.
«Номенклатура» ВЗСАК включает 4 типоразмера ячеек проход-
ных (расставленных) витражей с двойным остеклением, 6 типораз-
меров ячеек витрин с одинарным остеклением и 5 типоразмеров яче-
ек проходных (расставленных) витрин с двойным остеклением. При
ленточном остеклении витражи и витрины поставляются в виде па-
нелей в комплекте с доборными линейными элементами. На рис. 47
приведены возможные варианты решения витражей (а и б) и вит-
рин (в) на базе «Номенклатуры» ВЗСАК.
Окна гражданских зданий. Заводы алюминиевых конструкций
выпускают окна гражданских зданий в виде блоков полной завод-
ской готовности и в виде линейных элементов, собираемых на строи-
тельной площадке.
В окнах гражданских зданий применяют все виды каркасов,
перечисленные в табл. 55. Остекление окон — одинарное, двойное
(стеклопакетами и отдельными стеклами) и тройное.
Системы открывания окон и рисунки переплетов, применяемые
в отечественной и зарубежной практике, весьма многочисленны.
Однако общей тенденцией является стремление к применению ла-
коничных по рисунку, остекленных крупным стеклом окон.
1 В этом параграфе рассматриваются витражи на один этаж. Витражи на
два и более этажей условно отнесены к стеновым ограждениям.
105
Системы открывания окон могут быть разбиты на две основные
группы — простые, или основные (рис. 48, а—и) и комбинированные,
или вторичные (рис. 48,к—о). В одном оконном блоке могут быть
створки с различными системами открывания.
Типы и размеры окон гражданских зданий, обязательные для
применения, приведены в «Номенклатуре» Госгражданстроя, которая
Рис. 47. Витражи и витрины по «Номенклатуре» ВЗСАК
а — витражи для первого этажа с двойным остеклением, расставленные, вы*
сотой 3300 мм; б — то же, высотой 3600 мм; в— витрины рамно-линейные с
одинарным остеклением (шифр типа ВАОЛ) и с двойным раздельным остек-
лением (шифр типа BAPJI) высотой 2400, 3000 и 3300 мм. 1 — панель глухая
PAPH-33-I5; 2 —панель с фрамугой РАРН-33-15ф; 3 — доборные линейные
элементы; 4 — панель глухая РАРН-36-30; 5 — панель с фрамугой РАРН-36-30ф;
6 — панели глухие ВАОЛ-24-ЗО; ВАОЛ-ЗО-ЗО; ВАРЛ-24-30; ВАРЛ-30-30; 7 — па-
нель глухая ВАРЛ-33-30; 8 — панели с фрамугами ВАОЛ-24-ЗОф; ВАОЛ-ЗО-ЗОф;
ВАОЛ-ЗЗ-ЗОф; ВАРЛ-24-30ф; ВАРЛ-33-30ф
включает 71 тип и 519 типоразмеров окон и 14 типов и 32 типораз-
мера балконных дверей.
«Номенклатура» ВЗСАК включает 15 типов и 225 типоразмеров
окон (табл. 57) и 9 типов и 12 типоразмеров балконных дверей
гражданских зданий с двойным остеклением стеклопакетами в оди-
нарных переплетах (шифр ОАП), с двойным остеклением стеклопа-
кетами в переплетах из комбинированных профилей (шифр ОАК)
и двойным остеклением в спаренных переплетах (шифр О АС).
Примеры обозначения окон, приведенных в табл. 57:
ОАК-06-15н — алюминиевое окно («ОА»), в одинарном переплете из
106
Таблица 57
Номенклатура окон гражданских зданий, изготовленных ВЗСАК
высота, мм Ширина, “мм
600 750 900 1050 1200 1350 1500 1800
со со □ □ □ □ □ □ □
со со V- □ □ □ в □ ВО □ во □ □
СО СО ^0 □ □ 0 □ в В □ ВО □ во □ О □
со со ОО □ □ в □ 0 0 □ 0 во □ 0 во □0 □
§ с\) □ □ в □ 0 в □ во □0 □ □
Условные обозначения''.
глухое
(индене „Л")
Й среднеподвесное
(индекс „Г”)
1/\1 нижнеподвесное
(индене „ Н ”)
В распашное
(без индекса)
D среднеповоротное
(индене „В")
комбинированных профилей («К»), высотой 600 мм («06»), шириной
1500 мм («15»), нижнеподвесное («н»); ОАП-18-12г— алюминие-
вое окно («ОА»), в одинарном переплете («П»), высотой 1800 мм
(«18»), шириной 1200 мм («12»), среднеподвесное («г»).
Окна рассчитаны как на заполнение отдельных проемов, так и
для устройства ленточного остекления. При этом возможна стыков-
ка окон различной ширины и с различными системами открывания,
что позволяет архитектору решать достаточно широкий круг задач.
Для того чтобы избежать повреждения алюминиевых конструк-
107
Рис. 48. Системы открывания окон гражданских зданий
основные: а—глухая; б — распашная; в — нижнеподвесная; г—верхнеподвес-
ная; д — среднеподвесная; е — среднеповоротная, поворотная; м, — подъемная
(гильотинная); з—раздвижная (скользящая, откатная); и — складная;
комбинированные: к — распашная+нижнеподвесная; л — среднеподвеснаяЧ-
+подъем на я; м — средиеповоротная+подъемная; н — верхнеподвесная+опуск-
ная; о — верхнеподвесная+нижнеподвесная
ций при отделочных работах, а также для обеспечения точных раз-
меров проема, предусмотрено применение поставляемых заказчиком
черновой коробки из гнутого стального профиля или отдельных дета-
лей. Отделку периметра проема (штукатурку, затирку и т. д.) про-
изводят после установки черновой коробки. Алюминиевый блок
устанавливают в черновую коробку по окончании всех отделочных
работ.
Стекло и стеклопакеты в окнах с одинарными каркасами из
сплошных и комбинированных профилей крепят на защелках, а в ок-
нах со спаренными каркасами — в паз и на штапиках враспор.
Для герметизации остекления, притворов и периметра блока
применяют профилированные резиновые прокладки.
Некоторые основные узлы окон гражданских зданий приведе-
ны на рис. 49.
Окна промышленных зданий. Заводы алюминиевых конструкций
выпускают окна промышленных зданий в виде блоков полной завод-
ской готовности и в виде линейных элементов, собираемых в блоки
на строительной площадке.
В окнах промышленных зданий применяют одинарные, одинар-
ные из комбинированных профилей и спаренные каркасы. Остекление
в окнах с одинарными каркасами — одинарное и двойное (стекло-
пакетами), в окнах с одинарными каркасами из комбинированных
профилей — двойное, стеклопакетами, в окнах со спаренными карка-
сами — двойное, отдельными стеклами.
108
Рис. 49. Основные узлы распашных окон гражданских зданий
а — с одинарным переплетом, остекленным стеклопакетом; б — с одинарным
переплетом из комбинированных профилей, остекление — стеклопакетом; в — со
спаренным переплетом, остекление — отдельными стеклами
«Номенклатура» ВЗСАК включает 12 типов и 24 типоразмера
окон промышленных зданий (табл. 58) с одинарным остеклением и
двойным остеклением стеклопакетами.
Таблица 58
Номенклатура окон промышленных зданий, изготовляемых
ВЗСАК
109
Рис. 50. Основные узлы окон промышленных зданий из легких металлических
конструкций
л — с одинарным каркасом н одинарным остеклением; б — с одинарным кар-
касом из комбинированных профилей, остекление — стеклопакетом; в —со
спаренным переплетом, остекление — отдельными стеклами
Включенные в номенклатуру окна унифицированы. При этом
проведена сквозная унификация общего комплекта алюминиевых
профилей, упругих уплотняющих прокладок и крепежных деталей
окон гражданских и промышленных зданий. Конструкции окон
разработаны институтом Гипроспецлегконструкция.
Некоторые основные узлы окон промышленных зданий показаны
на рис. 50.
Маркировка окон промышленных зданий построена по другому
принципу, чем гражданских зданий. Шифр «ПОГ» означает одинар-
ные окна с глухим переплетом, «ПОСп» — то же, со створным пере-
плетом, «ПСтГ»— окна из комбинированных профилей, остекленные
Таблица 59
Масса алюминия на 1 м2 проема для окон
промышленных зданий, кг
Рисунок окна Марка окна
ПОГЗО-ЗО, посзо-зо ПСтГ-30-30, ПСтС-30-30 ПОГ-30-30, ПОС-30-30
4,08 4,28 6,95
4,90 5,17 8,10
ПО
стеклопакетами, глухие, «ПСтС» — то же, то створным переплетом.
Индекс «П» — правое расположение створки. Пример обозначения
окна, приведенного в табл. 58: ПСт(Сп)20—18 — алюминиевое окно
промышленного здания («П»), остекленное стеклопакетом, в переп-
лете из комбинированных профилей («Ст»), створное, со створкой
справа («Сп»), шириной 2 000 мм («20»), высотой 1800 мм («18»).
Масса алюминия на 1 м2 проема для некоторых типов окон про-
мышленных зданий приведена в табл. 59.
4. Перегородки, двери, тамбуры
Перегородки. В гражданских и промышленных зданиях обычно
применяют алюминиевые перегородки каркасно-филенчатого типа,
монтируемые панелями или линейными элементами с последующим
заполнением филенками (рис. 51).
Рис. 51. Схемы перегородок
а — из линейных элементов;
б — панельных элементов;
1 — лежень; 2 — стойка; 3 —
Т-образный сухарь; 4 — за-
кладная деталь; 5 — проме-
жуточный ригель; 6 — верх-
ний ригель; 7 — плинтус; 8 —
облицовка; 9 — раскладка;
10 — глухая филенка; 11 —
стекло; 12 — панель; 13 —
верхняя направляющая; 14—
стяжка; 15 — нащельннк
Перегородки, монтируемые линейными элементами, применяют
в качестве стационарных; они экономичнее панельных по расходу
алюминия, однако монтаж и особенно демонтаж несколько длитель-
нее, чем панельных перегородок, поэтому сборно-разборные перего-
родки обычно делают панельными. Каркасы перегородок независимо
от способов монтажа всегда одинарные.
Филенки в зависимости от места установки перегородок и
предъявляемых к ним требований могут быть изготовлены из оди-
нарного стекла, стеклопакетов или двойного листового стекла, дре-
весностружечных плит, трехслойных плит и т. п.
Перегородки, монтируемые линейными элементами, конструк-
тивно весьма близки к витражам с одинарным каркасом. Часто для
изготовления витражей и перегородок применяют одинаковые комп-
лекты профилей.
Узлы стыковки элементов каркаса и закрепления филенок ана-
логичны описанным ранее. Часто допускается упрощенное решение
стыков, так как к перегородкам предъявляют менее жесткие тре-
бования в отношении водо- и воздухонепроницаемости, звукопро-
водности и т. д. Например, широко распространено опирание пере-
городок на деревянные бруски, укладываемые на готовый чистый
пол или заглубленные в него.
Крепление стоек к потолку обычно выполняют на Т-образных
сухарях. Иногда применяют домкраты для установки стоек врае-
пор (такое крепление характерно для сборно-разборных перегоро-
док). Узел примыкания перегородок к потолку решается несколь-
111
кими способами: аналогично примыканию стеновых ограждений и
витражей; с помощью ригелей, прикрепляемых непосредственно к
анкерному Т-образному сухарю; с помощью фасонно-вырезанных
ригелей, прикрепляемых к стойке.
Примыкание с помощью ригелей, прикрепляемых к Т-образно-
му сухарю, позволяет свести высоту узла до минимума, что важно
для остекленных перегородок, устанавливаемых в помещениях не-
большой высоты. Отдельные примеры примыкания перегородок к
полу и потолку показаны на рис. 52.
Сборно-разборные перегородки, монтируемые панелями, пред-
назначены для зданий с герметизированными помещениями, в кото-
Рис. 52. Примеры примыкания пе-
регородок, монтируемых линейными
элементами, к конструкциям здания
а — опирание с помощью лежня,
уложенного на чистый пол; б —
примыкание к потолку с помощью
Т-образных сухарей; 1 — филенка;
2— лежень; 3 — накладка; 4 — бру-
сок; 5 — плинтус; 6 — защелка; 7 —
стойка; 8 — верхний ригель; 9 — Т-
образный сухарь; 10 — закладная
деталь
рых должны быть созданы
особые климатические усло-
вия для обеспечения требо-
ваний технологических про-
цессов.
Перегородки могут быть
установлены в помещениях
высотой 3,9; 4,2 и 4,8 м
с расстоянием между осями
колонн 6, 9, 12, 18 и 24 м.
Узлы примыканий перегоро-
док к общестроительным
конструкциям разработаны
исходя из допуска иа проем
±15 мм. Крепление филе-
нок (для основного типа
заполнения) — на защелках
с резиновыми уплотнениями.
Перегородки, включен-
ные в «Номенклатуру»
ВЗСАК, приведены на
рис. 53.
Узлы примыкания пере-
городок к конструкциям
здания показаны на рис. 54.
Пространство между ниж-
ней частью панели и леж-
нем используется для скры-
того размещения проводок,
вывод которых возможен
либо через плинтусы, либо
через нащельннки между
панелями.
Сечения профилей стоек
панелей разработаны так,
что позволяют осуществить
различные варианты стыко-
вания панелей (двух пане-
лей под углами 180 и 90°,
трех панелей под углом 90°
и четырех панелей).
Панели имеют размеры,
позволяющие монтировать
112
их вручную звеном из четырех ра-
бочих. При остеклении панелей
двойным стеклом их монтируют
неостекленными, при одинарном —
остекленными. Остекление произ-
водят на строительной площадке
перед монтажом. Масса алюминия
на 1 м2 панели в зависимости от
размера панели колеблется от 6,5
до 7,13 кг.
Примеры обозначения панелей
перегородок, приведенных на
рис. 53: ПР-3.9Х1.5П— панель
рядовая («ПР»), для помещений
высотой 3900 мм («3,9»), ширина
панели 1500 мм («1,5»), остекле-
ние двойное («П»); ПД1-4.2Х
Х1.5П — панель с однопольной
дверью («ПД1»), остальные обоз-
начения по аналогии с предыду-
щим примером; ПД2-4.8Х1.511—
панель с двупольной дверью.
Конструкции разработаны ин-
ститутом Гипроспецлегконструк-
ция.
Перегородки гражданских
зданий предназначены для уста-
новки в зданиях с унифицирован-
ными каркасами при высотах эта-
жей 2,8; 3; 3,3; 3,6; 3,9; 4,2 м и
сетках колонн 6X3; 6X6; 6X9;
6X12; 9X9 и 12X12 м (сечение
колонн — 300X300 мм и 400Х
Х400 мм).
«Номенклатура» Госграждан-
строя включает 15 типоразмеров
панелей перегородок. Номенклату-
ра перегородок, за исключением
доборных панелей, приведена на рис. 55. Доборные панели пред-
ставляют собой глухие панели шириной 300 и 400 мм, которые уста-
навливают под ригелями.
Шифры панелей означают: ПАО — панель алюминиевая остек-
ленная; ПАУ — то же, частично остекленная; ПАГ — то же, глухая;
ПАГ(и)—глухая с верхним стеклом; ПАОД — остекленная с одно-
польной дверью; ПАОД (в) —остекленная с двупольной дверью. На-
пример: ПАГД-39Х15(и, в)—панель алюминиевая («ПА»), глухая
(«Г»), с двухпольной дверью («Д»+«в»), с верхним остеклением
(«И»), высота этажа 3900 мм, («39»), ширина панели 1500 мм
(«15»).
Крепление филенок предусмотрено на пластмассовых расклад-
ках типа защелок. Эти же раскладки обеспечивают герметизацию
филенок.
Узлы примыкания панелей к конструкциям здания и стык между
панелями показаны на рис. 56. Конструкция разработана
КиевЗНИИЭП Госгражданстроя.
Рис. 53. Номенклатура панелей пе-
регородок для герметизированных
помещений промышленных зданий,
изготовляемых ВЗСАК
а — рядовые; б — с однопольной
дверью; в — с двупольной дверью
113
Рис. 54. Узлы примыкания панельных перегородок для герметизированных по-
мещений промышленных зданий к конструкциям здания
а — к потолку; б — к полу; в — к стене или колонне; 1 — панель; 2 — верхняя
направляющая, окантовочный профиль; 3 — лежень; 4 — плинтус
Двери, тамбуры. Алюминиевые входные двери гражданских
зданий могут быть установлены в дверных проемах или в составе
алюминиевых тамбуров. Двери, устанавливаемые в проемах, постав-
ляют в виде блоков, состоящих из одного или двух дверных поло-
тен и коробки. Двери, устанавливаемые в тамбурах, поставляют ли-
бо в составе тамбурных панелей, либо (в тамбурах, монтируемых
из линейных элементов) в виде отдельных полотен. В этом случае
двери не имеют коробок, а четверти для создания притворов, петли
для навески, приборы открывания крепят на элементах каркаса
тамбура.
«Номенклатура» ВЗСАК включает 2 типа и 6 типоразмеров там-
буров для общественных зданий (табл. 60); 4 типа и 6 типоразмеров
дверей для общественных зданий (табл. 61).
Таблица 60
Номенклатура тамбурных
блоков, изготовляемых
ВЗСАК
Таблица 61
Номенклатура дверей,
изготовляемых ВЗСАК
114
Пример обозначения тамбурных блоков, приведенных в табл. 60:
ТАД-33-20ф — тамбурный алюминиевый блок («ТА») с двумя две-
рями («Д») высотой 3300 мм («33»), шириной 2000 мм («20»), фа-
садный; ТАТ-ЗЗ-ЗОф — то же, с тремя дверями («Т»), шириной
3000 мм («30»к
Рис. 55. Панели сборно-разбориых пе-
регородок гражданских зданий
шшп
тп
<=г~)
115
Рис. 56. Узлы примыкания панельных перегородок к конструкциям граж-
данских зданий и стык между панелями
а — к потолку; б — к полу; б — к стене или колонне; г — стык между пане-
лями; / — обвязка панели; 2— облицовка; 3—домкрат; 4 — лежень; 5 — на-
щельник; 6 — раскладка
Пример обозначения дверей, приведенных в табл. 61:
ДАО-21-10,5— двери однопольные, с притворами («ДАО»), высотой
2100 мм («21»), шириной 1050 мм («10,5»); ДАК-24-15—двери дву-
польные, с качающимися обвязками («ДАК»).
116
Глава X. НЕСУЩИЕ КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИЙ
И КОНСТРУКЦИИ, СОВМЕЩАЮЩИЕ НЕСУЩИЕ
И ОГРАЖДАЮЩИЕ ФУНКЦИИ
1. Общие сведения
Из алюминия, так же как и из стали, могут быть выполнены не-
сущие конструкции покрытий, в том числе большепролетные — сквоз-
ные (из отдельных стержней) и сплошностенчатые.
Применение алюминиевых несущих конструкций экономически
оправдано при особых условиях эксплуатации, например высокой
химической агрессии, взрывоопасных производствах и пр., а также
в Северной строительно-климатической зоне и в сейсмических райо-
нах. При больших пролетах и сравнительно невысоких нагрузках да-
же в обычных условиях эксплуатации алюминиевая несущая кон-
струкция может оказаться достаточно экономичной. Легкость алю-
миниевых конструкций и относительная простота их доставки
способствуют сокращению сроков строительства и, как следствие,
более раннему вводу сооружения в эксплуатацию, что в ряде случа-
ев может во много раз окупить перерасходы, связанные с единовре-
менными затратами.
Помимо несущих стержневых алюминиевых конструкций в прак-
тике строительства нашли применение конструкции, совмещающие
несущие и ограждающие функции, — складки, купола различного ви-
да, оболочки и провисающие мембраны. Обычно все эти конструк-
ции благодаря их пространственной работе или работе только на
растяжение имеют толщину не более 1,5—2 мм.
При совмещении в несущей конструкции также функций ограж-
дения она становится конкурентоспособной с традиционными кон-
струкциями не только в особых, но и в обычных условиях эксплуа-
тации, даже при небольших и средних пролетах. При больших
пролетах целесообразность применения такого вида конструкций
возрастает.
Конструкции, совмещающие несущие и ограждающие функции,
по характеру работы могут быть разделены на две группы:
к первой группе относятся все пространственные конструкции,
поверхность которых без предварительного напряжения способна
воспринимать сжимающие усилия: купола, арочные, складчатые и
прочие конструкции. В этих системах стенки имеют специальные уси-
ления в виде ребер, выштамповок, углов перегиба или гофрирования.
В ряде случаев многогранную поверхность усиливают специальной
решеткой (купол Фуллера);
ко второй группе относятся различного вида провисающие си-
стемы положительной и нулевой гауссовой кривизны, поверхность
которых под нагрузкой испытывает только растягивающие усилия,
а также поверхности двоякой кривизны и пространственно-плоскост-
ные конструкции с предварительно-напряженными обшивками.
117
Во всех этих системах под действием нагрузки тонколистовой
алюминий работает по схеме мембраны, испытывая только растяги-
вающие напряжения, и с точки зрения прочности не нуждается в
каком-либо подкреплении. Отличительная особенность мембранных
оболочек — наличие опорного контура, железобетонного или сталь-
ного, в котором уравновешиваются цепные мембранные усилия или
с помощью которого эти усилия передаются на фундамент.
Конструкции, входящие в первую группу, обычно монтируют из
отдельных панелей, скрепляемых болтами.
Конструкции второй группы монтируют из большеразмерных
полотнищ, свариваемых или склепываемых из лент в заводских усло-
виях и доставляемых на строительство в рулонах, или непосредствен-
но могут не соединяться друг с другом на монтаже (провисающая
переплетенная поверхность н двухслойная предварительно-напряжен-
ная седловидная поверхность).
2. Несущие конструкции покрытий
(примеры конструктивных решений)
Несущие конструкции из алюминия по характеру их работы
можно разделить на шесть групп: балочные, рамные, арочные, ку-
польные, структурные, висячие. Примеры отечественных и некоторых
интересных зарубежных разработок этих систем, а также их техни-
ческие характеристики приведены в табл. 62.
Балочные конструкции применяются в основном в виде решет-
чатых ферм для перекрытия средних пролетов при наличии агрес-
сивной среды и необходимости максимального снижения массы, на-
пример для сборно-разборного строительства (табл. 62, п. 1).
Для повышения жесткости большепролетных ферм и регулиро-
вания усилий в них предусмотрено предварительное напряжение от-
дельных элементов (табл. 62, п. 2).
В многопролетных покрытиях повышение жесткости пролетной
части может быть достигнуто применением неразрезных ферм
(табл. 62, п. 3).
Рамные конструкции применяются в большепролетных соору-
жениях прн наличии значительных горизонтальных силовых воздей-
ствий. Рамы изготовляются обычно сквозными и только в отдельных
случаях сплошностенчатыми.
Весьма перспективны смешанные рамные конструкции, в кото-
рых пролетная часть выполняется из алюминия, а стойки — из стали.
При подобных решениях механические свойства двух материалов
используются наиболее рационально, при этом общая стоимость кон-
струкции существенно снижается. Эти конструкции находят приме-
нение за рубежом (в Англии, Бельгии и других странах).
При подобных решениях механические свойства двух материа-
лов используются наиболее рационально, при этом общая стоимость
конструкции существенно снижается.
Арочные и сводчатые конструкции применяются для перекры-
тия пролетов от 12 до 90 м.
К интересным конструкциям такого типа следует отнести ароч-
ную конструкцию покрытия лабораторного корпуса пролетом 90 м
(табл. 62, п. 4). Для обеспечения однотипности отдельных звеньев
арки ее ось принята по дуге окружности.
118
При расположении пролетной части покрытия над стенами при-
меняют двухшарнирные схемы арок со стальными затяжками
(табл. 62, п. 5).
В отечественной практике сельского строительства нашли приме-
нение сборно-разборные зерносклады вместимостью 800 т, размером
в плане 30X14 м (табл. 62, п. 6).
К разновидности арочных конструкций относится раздвижной
сетчатый свод (табл. 62, п. 7). Конструкции такого типа могут быть
экономически выгодными для применения в труднодоступных рай-
онах.
Купольные конструкции позволяют перекрывать большие про-
леты, обеспечивая значительную жесткость при сравнительно малом
расходе металла.
В Советском Союзе разработаны алюминиевые ребристо-кольце-
вые купола с нижним опорным кольцом из стали (табл. 62, п. 8),.
а также сетчатые купола сравнительно небольших диаметров, по-
верхность которых представляет систему треугольных ячеек
(табл. 62, п. 9).
Структурные конструкции. Для промышленных и общественных
зданий с сеткой колонн 18X12 м в ЦНИИСК разработаны структур-
ные блоки, пояса которых состоят из длинноразмерных элементов
(верхний из двутавра, нижний из уголка), расположенных вдоль
длинной стороны с шагом 3 м. Раскосы из уголков присоединены к
верхним поясам на болтах через листовые фасонки, а к нижним поя-
сам— непосредственно к полкам. Гофрированный настил, уложенный
по верхним поясам и закрепленный самонарезающими болтами, од-
новременно удерживает верхний пояс от потери устойчивости в пло-
скости наименьшей жесткости (табл. 62, п. 10).
Шестиугольные структурные плиты большепролетного покрытия
концертного зала в Сочи состоят из трехгранных пирамид (тетра-
эдров), объединяющих верхние пояса и решетку, и плоских тре-
угольников, образующих нижние пояса структуры (табл. 62, п. 11).
Пирамиды и Треугольники были собраны в заводских условиях с
помощью аргонодуговой сварки, а отправочные элементы — на кад-
мированных высокопрочных болтах.
Висячие конструкции с применением алюминия позволяют пе-
рекрывать большие пролеты благодаря их малому собственному ве-
су и использованию высокопрочных стальных тросов, работающих на
растяжение. Повышение жесткости таких конструкций можно обес-
печить предварительным напряжением. Примером такого рода кон-
струкции из алюминиевых сплавов является покрытие павильона
СССР на Всемирной выставке 1958 г. в Брюсселе, с размерами в
плане 72X150 м (табл. 62, п. 12). Основные несущие конструкции
павильона — стальные мачты трубчатого сечения диаметром 219 мм,
поддерживающие алюминиевые фермы и прогоны с помощью высо-
копрочных тросов. Стены здания служат противовесами покрытия.
Фермы, прогоны и фонари выполнены из специальных прессованных
профилей с бульбами.
Другим примером большепролетной конструкции может быть
крытый стадион размерами в плане 168X216 м (табл. 62, п. 13).
Основные несущие конструкции покрытия — двухпоясные вантовые
фермы со стальными пилонами крестообразного сечения, расположен-
ные с шагом 6 м, которые опираются на железобетонные трибуны,
воспринимающие вертикальную нагрузку и горизонтальный распор.
119
ю
о
Таблица 62
Примеры несущих конструкций покрытий
№
п/п
Эскиз
Характеристика конструкций, вид соединения Расход мате- риалов,1 кг/м5 Авторы проекта, состояние техниче- ской документа- ции, место и год строительства
алю- миния стали
Балочные Шпреигельиая ферма из алю- миния АВТ1, соединения свар- ные (36 м), клепаные (24, 30 м); верхний пояс-тавр (250Х125Х Х14 мм); нижний пояс и решет- ка—2 уголка 100X8 или 50X4 мм 5 — ВНИИМонтаж- спецстрой. Рабо- чие чертежи
2
Однопролетная предварительно-
напряженная ферма пролетом
60 м из сплава Д16Т; узлы иа
сварке; напрягающий элемент
из высокопрочных проволок, за-
щищенных антикоррозионным
слоем
2,6
Неразрезная двухпролетная
трехгранная ферма (2X36 м) из
алюминия марки 1915; узлы на
сварке, монтажные на болтах.
Верхние и нижние пояса — тру-
бы диаметром 150X5 и 120Х
Х3.5 мм
ЦНИИПСК.
Сооружено в
Московской обл.
1972 г.
Арочные я сводчатые Бесшариирная решетчатая арка пролетом 90 м с трехгранным поперечным сечением. Пояса — из уголков; материал — сплав АВ; соединения сварные 8 — ЦНИИПСК. Ла- бораторный кор- пус в районе Сер- пухова, 1961 г.
Сквозная арка пролетом 75 м цилиндрической формы с затяж- кой из 8 одиопролетиых 4-пояс- ных клепаных ферм, соединяе- мых на флаицах. Материал — алюминий марки Д16Т 15,3 9,1 ПИ-! Минстроя РСФСР. Рабочие чертежи
Сплошностенчатые полигональ- ные трехшарнириые арки про- летом 14 м с шагом 1,5 м; опи- раются на сваи, воспринимаю- щие вертикальные и горизон- тальные реакции. Материал — алюминий марки АМгб. Кровля из сварных алюминиевых пане- лей 3X1,5 м 9,8 арки и 10,1 панели — Промзернопро* ект. Изготовля- ются серийно с 1959 г.
Эскиз
76000
П родолжение табл. 62
Характеристика конструкций, вид соединения Расход мате- риалов,1 кг/м2 Авторы проекта, состояние техни- ческой Докумен- тации, место и год строительства
алю- миния стали
Раздвижной свод пролетом 24 м 13 — ЦНИИПСК. Осу- ществлен в 1974 г.
Купольные Ребристо-кольцевой купол диа- метром 76 м: ребра из Трех- гранных решетчатых стержней. Нижнее опорное кольцо из ста- ли, остальные элементы из алю- миния марки АВТ1. Соединения: заводские — на заклепках, мон- тажные — на болтах 20,5 7,2 ПИ-1 Минстроя РСФСР. Рабочие чертежи
9
Одиосетчатый купол: диаметром 20 м диаметром 40 м 16 20 — ЦНИИПСК. Па- вильоны на ВДНХ в Москве и в Вид- ном, 1975 г. Рабочие чертежи
Структурные Структурные блоки размером в плане 18X12 м, высотой 1,5 и 2 м; из открытых профилей с узлами на болтах нормальной точности: материал — алюминий марок АД31Т; 1925; 1915Т 8,2 — ЦНИИСК им. Ку- черенко. Техниче- ские решения
ЬО
Продолжение табл. 62
Характеристика конструкций, вид соединения Расход мате- риалов,1 кг/м2 Авторы проекта, состояние техни- ческой докумен- тации, место и год строительства
алю- миния стали
Структурное покрытие в виде шестигранной призмы высотой 2,45 м из труб диаметром от 90 до 120 мм; материал — алюми- ний марки 1915. Соединения на высокопрочных болтах: 22 — Гипротеатр, ЦНИИПСК. Кон- цертный зал в Со- чи, 1975 г. По- крытия:
а) стороны 36 и 45 м, общая площадь — 4370 м2 а) зрительного зала
б) стороны по 27 м, общая площадь — 1300 м2 б) фойе
1 Только иа основную несущую конструкцию.
Висячие Ваитовобалочная система — стальные мачты, поддержива- ющие алюминиевые фермы с помощью тросов, стены служат противовесами. Фермы и прого- ны из алюминия марки АМг5 16,3 5 Павильон СССР на Международ- ной выставке в Брюсселе, 1958 г.
Вантовая ферма из тросов: пи- лоны — железобетонные; колон- ны—стальные; прогоны и пли- ты покрытия из алюминия ма- рок 1915 и АМг2П. Соединения иа фасонных литых деталях 16 32,5 ЦНИИСК им. Ку- черенко. Проект- ное предложение. Крытый стадион на 30 000 мест
3. Конструкции, совмещающие несущие и ограждающие
функции (примеры конструктивных решений)
Эти конструкции можно разделить па пять групп: сводчатые,
складчатые, купольные, пространственно-плоскостные и различные
по очертанию оболочки (табл. 63).
Сводчатые конструкции изготовляют двухслойными и одно-
слойными из гофрированных листов, отдельных лотковых панелей
двоякой кривизны и гладких листов, в ряде случаев предваритель-
но-напряженных. Они применяются для перекрытия пролетов от 8
до 36 м. Примером двухслойных сводов из гофрированных листов
могут служить своды системы «Алютерв» (Венгрия) для пролетов
40, 24 и 12 м. Между верхним и нижним слоями алюминия, соединя-
емыми с помощью планок, предусматривается слой легкого утепли-
теля. Своды пролетом 40 м собирают из трех частей, а пролетом
24 м — из двух (табл. 63, п. 1).
В СССР сводчатые конструкции с применением гофрированных
листов разработаны в основном для покрытия зданий, в которых
распор воспринимается затяжкой (табл. 63, п. 2). В ВИЛСе разра-
ботана трехслойная рулонируемая лента, верхний слой которой со-
стоит из листа с поперечным гофром, иижний — из листа с мелкой
волной до 2 мм, а средний слой — из поролона. Такая лента раска-
тывается по легким аркам трубчатого сечения.
Своды из лоткообразиых элементов двоякой кривизны могут
быть проиллюстрированы на примере изделий фирмы «Пара» (ФРГ).
Тонколистовые металлические лотки шириной 0,61 м позволяют со-
бирать своды от 8 до 20 м при толщине листа соответственно 1,5 и
2,25 мм (табл. 63, п. 3). Кромки лотков имеют соответствующие
отбортовки, с помощью которых осуществляется их соединение (на
болтах). Для создания утепленной конструкции между двумя слоя-
ми лотков укладывают минераловатный утеплитель.
За рубежом и в СССР иашли применение неутепленные своды
из ромбовидных элементов, перегнутых по большей диагонали
(табл. 63, п. 4).
В отечественном строительстве из гладких листов изготовлены
сводчатые покрытия эстакад топливоподачи пролетом 7,8 м, разра-
ботанные Харьковским и Киевским отделениями Теплоэлектропроек-
та. Конструкция свода представляет собой каркас из прессованных
профилей, обшитых с двух сторон плоскими листами толщиной
0,8 мм. Между листами слой утеплителя из минераловатных матов.
Оригинальным решением являются раздвижные складчатые сво-
ды пролетами 8 и 15 м (табл. 63, п. 5). Эти своды состоят из ряда
серповидных граней, которые в сложенном виде доставляют на строи-
тельство и там раздвигают, перекрывая значительные площади.
Складчатые конструкции подобно сводчатым изготовляются из
гладких и гофрированных листов и имеют пролеты от 12 до 48 м.
В ряде случаев листы усиливают стержневым каркасом. К таким
конструкциям относится двускатное (может быть и призматическое)
покрытие пролетом 48 м, распор которого воспринимается затяжкой
(табл. 63, п. 6).
К складчатым покрытиям, в которых лист только частично вклю-
чается в статическую работу, относится покрытие тренировочного
катка (табл. 63, п. 7). Здесь сжимающие усилия воспринимаются
стержневыми элементами, а растягивающие и касательные — лис-
тами.
126
Большое распространение получили складчатые неутепленные
конструкции пролетами 12, 18 и 24 м (табл. 63, п. 8), изготовляемые
серийно.
Купола. В СССР разработаны купола из ромбовидных панелей,
перегнутых по большей диагонали. С внутренней стороны эти панели
подкрепляются трубчатыми распорками, образующими ряд горизон-
тальных колец жесткости, которые используются также для крепле-
ния утеплителя. По расходу металла эта конструкция несколько
уступает конструкции фирмы «Кайзер» (США) (табл. 63, п. 9), од-
нако она позволяет использовать крупноразмерные панели длиной
до 12 м и свести до минимума протяженность швов, исключить об-
разование снеговых мешков и обеспечить хороший сток воды
(табл. 63, п. 10).
Уникальной конструкцией является воздухонапорный купол диа-
метром 270 м (США).
Пространственно-плоскостные конструкции состоят из стержне-
вых и листовых элементов, работающих совместно. Одна из первых
подобных конструкций — покрытие, построенное в Лондоне, со-
стоящее из набора четырехгранных пирамид, вершины которых
направлены вверх н объединены стержневой трубчатой сеткой
(система «Пирадек»). К достоинствам таких конструкций относится
сравнительно малый расход материалов, к недостаткам — образова-
ние снеговых мешков и возможные хлопки тонких листов при дей-
ствии внешней нагрузки.
Значительный интерес представляют большеразмериые блоки
покрытия, предназначенные для перекрытия отапливаемых зданий
(табл. 63, п. 12). Каркас блока состоит из двух трапециевидных или
полигональных ферм. Нижняя обшивка, которая служит подвесным
потолком, включается в работу растянутых поясов. Для включения
верхней обшивки, являющейся кровлей, в работу сжатых поясов ее
предварительно напрягают. К большеразмерному блоку покрытия
также относится так называемая конструкция «блок-фермы» с верх-
ним гофрированным настилом, расположенным вдоль пролета. Этот
настил выполняет роль верхнего пояса традиционной конструкции
(см. табл. 63, п. 13).
Пространственные оболочки. Из тонколистового алюминия мо-
гут быть осуществлены экономичные по расходу материала оболоч-
ки практически любых поверхностей. Под действием внешней на-
грузки в оболочках возникают сжимающие усилия, для восприятия
которых и исключения потери устойчивости оболочки требуется обес-
печить поверхности необходимую жесткость. Примером конструк-
ции цилиндрической оболочки, обладающей достаточной жесткостью,
может быть покрытие трехпролетного производственного здания
(табл. 63, п. 14). Цилиндрическим провисающим оболочкам не угро-
жает потеря устойчивости, однако и нх поверхность должна обла-
дать необходимой жесткостью, чтобы исключить подвижность по-
крытия от действия неравномерных нагрузок. Чаще всего стабили-
зация поверхности достигается системой продольно-поперечных ре-
бер, работающих совместно с мембраной. Пример такой конструк-
ции— покрытие плавательного бассейна в Харькове (табл. 63, п. 15).
Стабилизация поверхности достигается применением стальных ре-
бер, которые воспринимают значительную часть цепных сил. Во вре-
мя монтажа ребра служат для раскатки мембранных полотнищ.
Однослойные мембранные оболочки двоякой кривизны разработаны
на квадратном опорном контуре и на круглом коптуре в виде шат-
127
Таблица 63
to
Примеры конструкций, совмещающих несущие и ограждающие функции
№ п/п Эскиз Краткая характеристика конструкций и вид соеди- нения Расход материалов, кг/м3 Авторы проекта, состояние техни- ческой документа- ции, место и год строительства
алюминия стали
1 Сводчатые и складчатые: а) двухслойный свод про- летом 24 н 40 м из гоф- рированных листов б) то же, из одного гофри- рованного листа, второго гладкого, усиленного вы- штамповкой. Пролеты 12 и 15 м 13,5 8,4 — «Алютерв» (Венг* рия). Серийное производство Ряд сводов смон- тирован в СССР
2 Двухслойный свод из гофри- рованных листов с затяжкой и дополнительными тяжами. Пролеты 18—24 и 30—36 м: ///='/«. Материал—алюминий марки АВ-Т. Соединения на точечной сварке или заклеп- ках 9,1 ЦНИИПСК. Тех- нические решения
3 Своды из лоткообразных эле- ментов двоякой кривизны пролетом от 8 до 20 м. Ра- диус кривизны 21 м. Соеди- нения на болтах 5,5-8.0 (для не- утеплен- ных кро- вель) — Фирма «Пара» ФРГ. Серийное изготовление
Неутепленный свод пролетом 14 м из ромбовидных пере- гнутых по большей диагона- ли элементов; алюминий марки АМг-6. Соединения на болтах 16,5 — ВНИИМоитаж- спецстрой. Смон- тирован на терри- тории ин-та, 1961 г.
Однослойные раздвижные 6 2 Киевское отделе-
своды, пролетом 8 м, f//-1/»; гладкие листы из алюминия марки АМгб, усиленные выштамповкой. Соединения на заклепках То же, пролетом 15 м 14 о ине Теплоэлектро- проект и ЦНИИСК. Смон- тировано ТЭЦ-5. Киев, 1977 г.
Двускатное покрытие проле- том 48 м с затяжкой; f/l-'/e, материал—алюминий марки АВТ; соединения на сварке и болтах: а) складчатая коиструк- 9,8 6,3 ЦНИИСК
ция из гофрированных листов б) из трехгранник прнзм, 14,3 6 Технические рс-
грани которых из гофриро- ванных листов; в) боковые грани прнзм в 12,8 6,3 шения
виде стержневой решетки
co
о
Продолжение табл. 63
Краткая характеристика конструкций н вид соеди- нения Расход материалов Авторы проекта, состояние техни- ческой докумен- тации, место и год строительства
алюминия стали
Покрытие из гладких листов, усиленных стержневым кар- касом. Складки являются ригелями двухшарнирных рам пролетом 34 м. Матери- ал — алюминий марки 1915. Соединения на сварке и са- монарезающих болтах 8 — Союзспортпро- ект н ЦНИИСК. Эксперименталь- ный проект тре- нировочного кат- ка. Рабочие чер- тежи
Однослойные (неутеплен-
ные) покрытия полигональ-
ного типа пролетами 12, 18 и
24 м из гладких листов f/Z—
-2,3; материал — алюминий
марки АМгЗП. Соединения
на оцинкованных болтах
9,3 (/ =
= 12 м)
11,4
(I = 18 м)
14 (/ =
= 24 м)
ГПИ Укрпроект-
стальконструк-
ция. Серийное из-
готовление с
1968 г.
Купольные Купол нз ромбовидных про- странственных панелей б- “2,5 мм и трубчатой распор- ки. Соединения на болтах с обжимными кольцами: а) радиусы кривизны 25 н 34 м б) диаметр 60,9 м, высота 19,8 м 10-12 16 — Фирма «Кайзер» (США) Изготовляет се- рийно Выставочный па- вильон в Москве, 1959 г.
Купол из болыперазмериых ромбовидных панелей семи типов, перегнутых по боль- шей диагонали. Соединения на болтах. Материал — алю- миний марки АМгМ: а) диаметр 60 м 16 5,6 ПИ-1 Минстроя РСФСР н НИИ- 200. Рабочие чер- тежи
б) > 72 > 18,6 8,2
Пространственно- плоскостные Предварительно-напряжен- ное покрытие, из алюминия марки АВТ, работающее со- вместно со структурной стержневой системой: а) панельное покрытие раз- 5,4 36 а) ЦНИИСК.
мерой 42X42 м, предвари- тельно напрягаемое рас- порным способом б) покрытие размером 2,9 15 ЭКБ ЦНИИСК, Иркутск граждан- проект. Дворец спорта ДСО «Труд», Иркутск, 1973 г. б) ЦНИИСК,
22X18 м из рулоннруемых лент, предварительно-на- пряженных в продольном направлении ЭКБ ЦНИИСК, Гипростанок. Па- вильон з-да «Фрезер», 1974 г.
Продолжение табл. 63 .
Краткая характеристика конструкций и вид соединения Расход материалов Авторы проекта, состояние техни- ческой докумен- тации, место и год строительства
алюминия стали
Блоки покрытия с предвари- тельно-напряженной верхней обшивкой; каркас из алюми- ния марки 1915Т, обшивки— АМг2П; соединения на свар- ке: а) пролет 30 м, ширина 3 м 12 ВИЛС, ЦНИИСК. а) Выставочный
б) » Б0 » > 4 » 17,4 павильон, Москва, 1973 г. б) Ледовый дво-
в) » 60 » » 4 » 21 . — рец, Москва, 1976 г.
Пространственные блок-фер- мы с гофрированным алюми- ниевым настилом, выполняю- щим также и роль верхних поясов блока. Кровля мяг- кая с рулонным ковром. Профили из алюминия мар- ки 1915, настил — из АМг2П. Соединения на болтах: а) пролет 12 м, ширина 3 м 10,24 ВИЛС ЦНИИПСК. Вы- ставочный па- вильон и произ- водственное зда- ние, Москва, 1966 rt
б) пролет 18 м, ширина 11,32 —
4,5 м в) пролет 24 м, ширина 6 м 12,44 —
Оболочки Цилиндрическая трехслой- ная оболочка, пролетом 24 м; опертая по торцам на сталь- ные диафрагмы, подкреплен- ная по длинным сторонам стальными элементами. На- ружные слои оболочки — гладкие листы толщиной 2 мм, внутренний слой — волнистый лист толщиной 1,5 мм. Соединения на точеч- ной сварке 18 10 2 ПИ-1 Минстроя РСФСР. Техниче- ские решения
Цилиндрическая провисаю- щая мембранная оболочка со стальными ребрами жест- кости. Пролет 62,8 м, шири- на 30 м, толщина мембраны 1,5 мм. Матери- ал — алюминий марки АМг2П. Соединения на за- клепках 4,5 55 Харьковский Промстройнии- проект, ЦНИЙСК. Плавательный бассейн в Харько- ве, 1977 г.
Однослойное мембранное по- крытие седловидной формы на квадратном плане разме- ром 25X25 м, из алюминие- вых лент 6-1 мм и сплава АМг2П. Опорный контур стальной, соединение лент на сварке 4,5 22,8 ЦНИИСК. Рабо- чие чертежи
со
Эскиз
Продолжение табл. 63
Краткая характеристика конструкций и вид соединения Расход материалов Авторы проекта, состояние техни- ческой докумен- тации, место и год строительства
алюминия стали
Шатровое мембранное по- крытие диаметром 54 м из алюминиевых клиновидных полотен толщиной 1,5 мм с меридиональными стальны- ми ребрами и опорным кон- туром. Соединение лент в .полотнище на сварке; мон- тажные соединения на высо- копрочных болтах ЦНИИСК, Тепло- электропроект. Технические ре- шения
Двухслойное мембранное по- крытие седловидной формы из предварительно-напря- женных лент (опорный кон- тур из железобетона, ленты из алюминия марки АМг2П): а) эллиптической формы в плане, размером 26X22 м б) трехлепестковый гипер- болический параболоид размером в плане 73X63 м 5,2 6,5 4,2 (бетон 6=5,1 см) 7,3 (бетой 6=7,3 см) ЦНИИСК. гпи Минздрава РСФСР Конференц-зал стоматологиче- ского ин-та в Москве, 1977 г. Плавательный (бассейн санатория «Искра» в Сочи. Рабочие чертежи
сл
20
21
Двухслойное седловидное со-
оружение из предваритель-
но-напряженных лент с же-
лезобетонным контуром в
виде двух наклонных арок
пролетами 20 и 25 м. Ленты
из алюминия марки АМг2П
6,1
Провисающее покрытие на
круглом плане из перепле-
тенных лент марки АМг2П.
Соединение — прижимное, с
использованием высокопроч-
ных болтов:
а) с монолитным железо-
бетонным опорным конту-
ром D-24 м;
б) с опорным контуром
D—72 м из сборного желе-
зобетона;
в) с железобетонным кон-
туром D-80 м и жесткой
арматурой
4,5
9
12
Провисающее покрытие на
квадратном плане из пере-
плетенных лент, усиленных
диагонально расположенны-
ми вантами; стальной опор-
ный контур:
а) сооружение в плапс
22X22 м
б) то же, размером 40Х
Х40 м
5,4 (бе-
тон б =
= 4,3 см)
ЦНИИСК, ГПИ
Минздрава
РСФСР. Летняя
эстрада
ВНИИСтрома.
Рабочие чертежи
ЦНИИСК; ГПИ Минздрава РСФСР
4 (бетон а) Клуб в посел-
6 = 8 см) ке Красково (Московская обл.), 1974 г. б) ЦНИИСК, ЦНИИЭП торго- вых зданий. Ры- нок в г. Сумы (строительство)
3,2
в) ЦНИИСК. Мос- проект-2. Павиль- он «Сельхозтех- ника». Рабочие чертежи
ЦНИИСК
Павильон ВДНХ
во Фрунзе. Рабо-
чие чертежи
ров, опирающихся на центральную стойку (табл. 63, пп. 16). Общая
потеря устойчивости исключается, поскольку по поверхности всегда,
наряду со сжимающими усилиями действуют растягивающие усилия.
Избежать потери местной устойчивости, которая проявляется в мел-
ком волнообразовании, практически не снижающем несущей способ-
ности конструкции, возможно путем предварительного натяжения.
В отличие от других поверхностей, здесь предварительное натяжение
не требует дополнительных приспособлений и выполняется притяги-
ванием мембраны к опорному контуру.
Помимо однослойных оболочек двоякой кривизны в СССР, раз-
работаны двухслойные предварительно-напряженные оболочки, мон-
тируемые послойно из рулонируемых лент, располагаемых по на-
правлению главных кривизн (табл. 63, п. 18).
Из предварительно-напряженных лент можно изготовлять ие
тол 1 ко седловидные покрытия, но и целиком все сооружение. При-
мером такого решения является проект неутепленной эстрады, где
опорным контуром служат две наклонные арки, и подборы (табл. 63,
п. 19), к которым прикреплены два слоя алюминиевых лент.
Провисающие поверхности положительной кривизны на круглом
плане достаточно просто осуществить из переплетенных рулониру-
емых лент. Образование ленточной оболочки производится на ровной
поверхности путем шаговой раскатки лент (табл. 63, п. 20).
Для покрытия сооружений пролетом 30 м толщина алюминие-
вых лент не превышает 1 мм, при пролетах 40—45 м толщина увели-
чивается до 1,5 мм, при 60—70 м—до 2—2,2 мм. При больших про-
летах целесообразно в работу ленточной оболочки включать дополни-
тельную поддерживающую систему в виде радиально расположенных
тросов. Применение тросового подкрепления позволяет получить
переплетенную из лент оболочку на квадратном плане. В настоящее
время такая конструкция разработана для перекрытия небольшого
пролета (см. табл. 63, п. 21). Наибольший эффект от данного кон-
структивного решения следует ожидать при пролетах 60 — 80 м.
Глава XI. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
ПРИМЕНЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ КОНСТРУКЦИИ
1. Методические положения по оценке конструктивных
решений
В основу методики, разработанной НИИ экономики строительст-
ва Госстроя СССР, положены «Инструкция по определению эконо-
мической эффективности капитальных вложений в строительстве»
(СН 423-71) Госстроя СССР и «Методические рекомендации по тех-
нико-экономической оценке проектных решений промышленных зда-
ний и сооружений» НИИ экономики строительства Госстроя СССР.
Методика расчета экономической эффективности предназначается
для технико-экономической оценки алюминиевых конструкций, вы-
бора наиболее эффективного проектного решения при сопоставлении
конструкций из алюминиевых сплавов с традиционными решениями,
а также для выявления экономически целесообразных областей их
применения в строительстве и включает общие принципы оценки
136
материалов и конструкций; условия сравнимости и выбор единицы
измерения; номенклатуру технико-экономических показателей и ме-
тоды определения этих показателей; факторы, которые необходимо
учитывать при обосновании области рационального применения
конструкций; рекомендации по определению сравнительной величи-
ны экономического эффекта от применения предлагаемых конструк-
тивных решений вместо применяемых из традиционных материалов.
Оценка конструктивных решений производится путем сравни-
тельного анализа технико-экономических показателей по вариантам,
при этом применяется метод сравнительной экономической эффек-
тивности, показывающий, на сколько один вариант эффективнее
другого.
Для правильной оценки сравниваемых вариантов проектных ре-
шений должны быть обеспечены условия их сопоставимости, т. е.
должны сравниваться конструкции одинакового назначения, запроек-
тированные в соответствии с действующими СНиП и техническими
условиями для одного и того же района строительства и одинаковых
условий эксплуатации и имеющих равную степень законченности.
Конструкции должны быть рассчитаны на одинаковые полезные,
ветровые, снеговые и сейсмические нагрузки.
При сопоставлении конструкций отапливаемых зданий (как
ограждающих, так и сочетающих несущие и ограждающие функции),
имеющих различные сопротивления теплопередаче, должна учиты-
ваться разница в эксплуатационных затратах на отопление.
Показатели стоимости по сравниваемым вариантам должны быть
рассчитаны в едином уровне цен на аналогичные конструкции и ма-
териалы.
Если в различных вариантах конструктивных решений меняются
затраты на смежные конструктивные элементы (например, сокраще-
ние затрат на колонны и фундаменты в связи с уменьшением нагруз-
ки от веса опирающихся на них элементов; дополнительные затраты
на устройство металлического фахверка в алюминиевых панелях при
сопоставлении их с легкобетонными панелями), то при сопоставле-
нии эту разницу необходимо учитывать.
При сопоставлении вариантов необходимо учитывать все затра-
ты, связанные с эксплуатацией конструкций, а также с заменой их
в связи с физическим износом в течение одного и того же периода
времени (для капитальных зданий и сооружений — 50 лет).
Для оценки эффективности применения алюминиевых конструк-
ций рекомендуются следующие технико-экономические показатели:
Основные показатели
Себестоимость «в деле»...............» . . р
Доля приведенных затрат, зависящая от эксплуа-
тационных расходов .............................. »
Капитальные вложения в основное производство р/год
Приведенные затраты............................... р
Экономический эффект.............................. »
а) на расчетную единицу измерения
б) на единицу веса примененного алюминия
Дополнительные показатели
Масса конструкций........................... W
Расход основных материалов с учетом отходов:
алюминий .................................. »
сталь ••••«» *
137
асбестоцемент................................ т
утеплители......................................... м3
Трудоемкость изготовления........................ чел.-дн.
Трудоемкость возведения............................... »
Для удобства сопоставления все технико-экономические показа'
тели отнесены к общим для сравниваемых конструктивных элемен-
тов единицам измерения:
Конструктивный элемент Единица измерения
Стены 1 м2 площади стены за вычетом
Переплеты Перегородки проемов 1 м2 заполняемых проемов 1 м2 площади перегородок за
Ограждающие конструкции покрытий Несущие конструкции и кон- струкции, сочетающие несу- щие н ограждающие функ- ции Подвесные потолки Сборно-разборные дома Жалюзи, козырьки Трубопроводы вычетом проемов 1 м2 горизонтальной проекции покрытий 1 м2 площади здания 1 м2 площади потолков 1 м2 площади дома 1 м2 конструкции 1 м трубопровода эквивалентно- го диаметра
Основной показатель при оценке экономической эффективности
конструктивных решений — приведенные затраты, определяемые с
учетом себестоимости конструкций «в деле», капитальных вложений
в основное производство и эксплуатационных расходов за принятый
период эксплуатации объектов.
В общем случае приведенные затраты можно выразить фор-
мулой
П = Сд + ^ + Пэ, (48)
где Сд —себестоимость конструкции «в деле», р; £и— нормативный коэффи-
циент эффективности капитальных вложений, равный 0,12 1/год; К—капиталь-
ные вложения в основное производство, р/год; 77 э—доля приведенных затрат,
зависящая от эксплуатационных расходов, р.
Себестоимость конструкций «в деле» Сл рассчитывается по фор-
муле
Сд = (Сз “Ь Стр) /Сскл 4~ Су#сб “Ь Сддо “Ь Со Сн, (49)
где С э — заводская себестоимость конструкции, р.
Для традиционных конструкций Сэ определяется по прейскуран-
там оптовых цен за вычетом стоимости транспорта и среднеотрас-
левой рентабельности, которую можно принимать в размере 15%.
Для алюминиевых конструкций, иа которые установлены прейскурант-
ные цены, Сэ определяется аналогичным путем. Для алюминиевых
конструкций, на которые не установлены прейскурантные цены, Сэ
определяется по данным фактической себестоимости изготовления
конструкций на заводах, оснащенных современной техникой и осво-
енных на полную мощность, или расчетным путем по формуле
Сд —2 (См Ям + Спер 4“ СПр), (50)
км
138
где С м — расчетная стоимость материала франко-место изготовления конструк-
ции, р.; Нк — норма расхода материала, т (с учетом отходов) на единицу про-
дукции. Определяется на основании проектной документации нлн расчетом с
учетом коэффициента по табл. 64; Спер — прямые затраты, связанные с пере-
Таблица 64
Коэффициенты отходов материалов при изготовлении
алюминиевых конструкций
Материалы н изделия Коэффи- циент от- ходов
Алюминиевые полуфабрикаты
Древесина (пиломатериалы)
Минераловатные изделия (плиты, маты)
Синтетические теплоизоляционные материалы
Древесноволокнистые плиты
Стеклопластик (листы)
Сталь (листовая^ профильная)
1,03
1,12
1,10
1,03
1,15
1,10
1,05
работкой материала, р. Определяются по данным заводских калькуляций на
соответствующие типы конструкций; Спр — косвенные затраты, входящие в
заводскую себестоимость, р. (вспомогательные материалы, накладные цеховые
н заводские расходы), определяются расчетом. Для укрупненных показателей
могут быть приняты в размере 200% от Спер; Стр — затраты по доставке
конструкции до строительной площадки с учетом погрузочно-разгрузочных ра-
бот и стоимости реквизита, р. Определяются на основе тарифов соответству-
ющих видов транспорта исходя из рациональных транспортных схем; К Скл —
заготовительно-складские расходы. Принимаются в зависимости от стоимости
конструкции франко-приобъектный склад в следующих размерах: для метал-
лических конструкций — 0,75%; для прочих строительных конструкций и ма-
териалов—2%; Сусб —стоимость укрупнительной сборки конструкций, р.
(например, стеновых алюминиевых панелей, пространственных блоков покры-
тий и т. д.); См н—стоимость монтажа конструкций, р.; Су cg и ^м.н ~ оп"
ределяются на основе соответствующих ЕРЕР и СНиП. Для новых типов кон-
струкций стоимость монтажных работ определяется на основе временных
единичных расценок или на основе калькуляций, учитывающих все особенно-
сти монтажа данных конструкций; Со — стоимость защитной окраски сталь-
ных конструкций, деревянных конструкций, включая затраты на устройство в
необходимых случаях подмостей, лесов и т. п., р.; Сн — накладные расходы иа
строительной площадке, принимаются в размере 80% трудовых затрат и стои-
мости механизмов при монтаже (включая затраты на укрупннтельную сборку
и окраску), р.
Таблица 65
Примерные удельные капитальные вложения по заводам
строительных алюминиевых конструкций
Выпускаемая продукция Мощность предприя- тия, тыс. т Удельные ка- питальные вложения, р/т
Профильные конструкции, перфорированные под- весные потолки и объемно-штампованные иэде- 25 2580
лия, утепленные изделия, гофрированные листы для полистовой сборки и прессованные профили То же. без утепленных изделий 12 3840
Профильные конструкции и утепленные панели 5 4050
139
Показатель «изменения себестоимости в деле смежных элемен-
тов» С3 подсчитывается с учетом затрат на их заводское изготов-
ление, транспортирование, монтаж, а в необходимых случаях и ок-
раску.
В связи с тем, что при определении заводской себестоимости кон-
струкций стоимость материалов, затраты на транспорт и монтаж
принимаются по оптовым ценам, расчет капитальных вложений К
ведется только в основное производство конструкций (табл 65).
Доля приведенных затрат, зависящая от эксплуатационных рас-
ходов, рассчитывается по формуле
п
Пэ = У-------к р- 77 + ЭТЛ, (51)
Zj(i 0,08)'; т 1 v
1=1
где Ск р — стоимость капитального ремонта конструкций (окраски), р.; Эт —
ежегодные затраты по ремонту и обслуживанию, p/год; п — число капитальных
ремонтов работы (по окраске конструкций) за весь период эксплуатации объ-
екта; t i — время в годах от начала эксплуатации объекта до i-го капитально-
го ремонта; Л— коэффициент приведения текущих эксплуатационных затрат
в зависимости от срока эксплуатации (см. табл. 66).
Таблица 66
Значения коэффициента Ji приведения текущих эксплуатационных
затрат в зависимости от общей продолжительности функционирования
сборно-разборных изделий
П родол ж итель иость функционирования сбор- ио-разбериых зданий в годах Коэффици- ент* Продолжительность функционирования сборно-разборных зданий в годах Коэффи- циент*
1 0,96 8 5,97
1,5 1.41 9 6,49
2 1,85 10 6,97
2,5 2,27 15 8,9
3 2,68 20 10,2
3,5 3,07 25 11.1
4 3,44 30 11,7
4.5 3,80 35 12,1
5 4,15 40 12,4
6 4,80 45 12,6
7 5.41 50 12,7
• Значения Jt даиы при Ееп=0,08.
Поскольку конструкции на основе алюминия не требуется окра-
шивать, при определении Па первый член в (51) может не учиты-
ваться.
Если известно, что применение алюминиевых конструкций сокра-
тит сроки строительства, и продукция, выпущенная на досрочно
введенном предприятии, может быть рационально использована в
народном хозяйстве, то необходимо для этого варианта подсчитать
дополнительный экономический эффект, определяемый по формуле
Эв = £нФ(Т1-72), (52)
где Ен—нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений
для отрасли, к которой отпоснтся объект, введенный в эксплуатацию; Ф —'сто-
140
имость производственных фондов, досрочно введенных в действие; 7\ и Тг —
продолжительность строительства по сравниваемым вариантам в годах.
В случае, если срок службы каких-либо рассматриваемых кон-
струкций меньше срока службы объекта, где эти конструкции приме-
няются, то приведенные затраты по ним определяются с учетом ко-
эффициента срока службы по формуле
П = р (Сд + ЕИК) + Лэ, (53)
где ц. — коэффициент срока службы, определяемый по табл. 67.
Приведенные затраты для многократно используемых алюминие-
вых конструкций определяются по формуле
k
л = сд + ад+2 (Ср + СПерЧ-Смн-Ь
/=1
+ Сдоп) (1+0,08)9 + Пэ’ (54)
где Ср—затраты на разборку конструкции; Спер —затраты на перевозку
конструкции на новое место строительства; С мн— затраты на монтаж конст-
рукции; Сдоп — дополнительные затраты, необходимые для доведения конст-
рукции до требуемого состояния: t у — время в годах от начала эксплуатации
объекта до разборки н последующего монтажа конструкции.
Таблица 67
Значения коэффициента р. в зависимости от срока
службы конструкций
Срок службы в годах Коэффициент Срок службы в годах Коэффициент
5 3,06 30 1.1
10 1,82 35 1,07
15 1.45 40 1.05
20 1,26 45 1,03
25 1,17 50 лет и более 1,00
Приведенные затраты на однократно используемые конструкции
для сопоставления с приведенными затратами на сборно-разборные
конструкции следует определять по формуле
п.
п= <с» + S [l + (i+o.'os),;.] + п>’
7.=1
(65)
где t h — время в годах, через которое планируется осуществить новое строи-
тельство на новом месте, можно принять равным t{.
Экономический эффект определяется как разница в приведен-
ных затратах по вариантам конструкций в расчете на потребитель-
скую единицу измерения (см. табл. 65).
Если приведенные затраты по вариантам отличаются менее чем
на 3%, варианты считаются равноэффективными, и экономически эф-
фективным признается вариант с меньшей сметной стоимостью.
141
Для того чтобы выявить области применения алюминия и его
сплавов в строительстве, в которых может быть получен наибольший
экономический эффект, необходимо в каждом случае установить
удельный экономический эффект на 1 т примененных сплавов.
2. Определение эффективности алюминиевых
конструкций
При экономическом сопоставлении в качестве «эталона» прини-
малось проектное решение с лучшими технико-экономическими пока-
зателями, достигнутыми в данном районе строительства. Так, на-
пример, при оценке эффективности применения алюминиевых под-
весных потолков в качестве эталона для сопоставления в строитель-
стве гражданских зданий приняты потолки из акмиграна, а в про-
мышленных зданиях — из асбестоцемента. Эталоном для оценки
алюминиевых стеновых панелей взята керамзитобетонная стеновая
панель.
Показатели стоимости но сравниваемым вариантам были рассчи-
таны для условий одного и того же района строительства, в одном
уровне цен на конструкции и материалы, с применением единой смет-
но-нормативной базы.
Сопоставление произведено для центральных районов страны и
для районов Северной строительно-климатической зоны. В обоих
случаях принималось, что алюминиевые и стальные конструкции из-
готовлены в центральных районах. При изготовлении конструкций из
традиционных материалов, например панелей из керамзитобетона,
для северных районов было рассчитано два варианта их производ-
ства: в Иркутске и в Якутске. Затраты на транспорт определены по
Ценнику № 3 тарифов на перевозку строительных грузов. Принято,
что для строительства в центральных районах керамзитобетонные
панели, плиты покрытия, столярные изделия перевозят автотранспор-
том на расстояние 50 км; стальные и алюминиевые конструкции —
на расстояние 100 км по железной дороге и на 25 км автотранспор-
том. Для доставки стальных и алюминиевых конструкций в северные
районы была принята следующая транспортная схема: 1000 км —
по железной дороге, 1500 км — авиатранспортом и 25 км — автомо-
бильным транспортом и в качестве второго варианта —1000 км же-
лезнодорожным и 500 км — автотранспортом. Стоимость укрупни-
тельной сборки учтена только для блочных конструкций покрытий.
Стоимость монтажа и окраски принята по соответствующим ЕРЕР.
Накладные расходы строительной организации составили 80% стои-
мости укрупнительной сборки, монтажа н окраски конструкций.
При принятых предпосылках получены следующие технико-эко-
номические показатели.
По стеновым ограждениям. Применение алюминия в наружных
стенах в центральных районах страны по сравнению с традиционны-
ми конструкциями экономически неэффективно, за исключением кон-
струкций стен из рулонного алюминиевого листа, утепленных жест-
кими минераловатными плитами. Экономический эффект от их при-
менения по сравнению с легкобетонными панелями составляет
4,7 р/м2 стены, или 1100 р. на 1 т примененного алюминия. Исполь-
зование всех конструкций стеновых ограждений с применением алю-
миния в северных районах страны экономически оправдано. При
этом экономический эффект составляет от 33,5 р/м2, или 3350 р. на
1 т алюминия, до 59 р/м2, или 6400 р. на 1 т алюминия.
142
По кровле. Применение алюминиевых кровель, например гофри-
рованных листов с укладкой по ним утеплителя и рулонной кровлей,
по сравнению с профилированным стальным настилом неэффективно
для любых районов страны.
По сравнению с железобетонными панелями применение алюми-
ниевых кровель оправдано для северных районов, экономический эф-
фект составляет около 9 р/м2, или 2240 р. на 1 т алюминия. При без-
рулонных алюминиевых кровлях из гофрированных или гладких
предварительно-напряженных листов и теплоизоляционным слоем,
расположенным с внутренней стороны здания, особенно при нанесе-
нии его способом напыления, применение алюминия независимо от
района страны целесообразно. Экономический эффект по сравнению
с применением железобетонных плит колеблется от 2,6 р/м2 в цент-
ральных до 13,4 р/м2 в северных районах. В расчете на 1 т алюми-
ния это составляет от 650 до 3360 р. По сравнению с кровлями из
стальных профилированных листов эффект несколько уменьшается и
составляет от 2,4 р/м2, или 625 р. на 1 т алюминия в центральных
районах до 3,29 р/м2, или 823 р. на 1 т алюминия в северных райо-
нах страны. '
По подвесным потолкам. Применение алюминиевых подвесных
потолков, разработанных КиевЗНИИЭП для общественных зданий,
по сравнению с потолками, в которых используются плиты акмиграи,
дает снижение приведенных затрат на 5,5 р/м2 площади потолка,
или на 39%, экономический эффект на 1 т алюминия достигает
2240 р. Применение алюминия в конструкциях подвесных потолков
промышленных зданий вместо асбестоцементных потолков приводит
к увеличению приведенных затрат на 5 р/м2, или 48%, а в расчете на
1 т алюминия к увеличению затрат на 800 р.
По конструкциям перегородок. Применение алюминиевых пере-
городок по сравнению со стальными приводит к увеличению приве-
денных затрат во всех районах строительства. Применение сборно-
разборных алюминиевых перегородок и перегородок из стеклобло-
ков одинаково эффективно в центральных районах страны.
По окнам и витражам. Приведенные затраты на алюминиевые
окна и витражи больше, чем на аналогичные конструкции со сталь-
ными или деревянными переплетами.
По несущим конструкциям. Сопоставление алюминиевых и сталь-
ных ферм пролетом 50 м для центральных районов страны показы-
вает, что наиболее эффективны стальные фермы, при этом примене-
ние 1 т алюминия приводит к увеличению приведенных затрат на
470 р. С увеличением пролета разница в стоимости алюминиевых и
стальных ферм сокращается, при этом степень целесообразности при-
менения алюминия возрастает по мере снижения веса кровельного
ограждения и внешних нагрузок. Применение алюминиевых ферм в
северных районах даже при пролетах 30 м целесообразно и дает
экономический эффект на 1 м2 площади пола 5,96 р., а в расчете на
1 т алюминия — 486 р.
По конструкциям, совмещающим несущие и ограждающие функ-
ции. Для пространственно-плоскостных алюминиевых конструкций —
блока покрытия с предварительно-напряженной обшивкой (табл. 63,
п. 12) и блок-фермы (табл. 63, п. 15) —технико-экономические пока-
затели подсчитаны в расчете на 1 м2 площади ячейки размером ЗОХ
Х12 м. Сопоставление показало, что для центральных районов наи-
более эффективны стальные фермы серии ПК-01-125, вып. 1, с про-
гонами, связями и кровлей — из стального профилированного
143
настила. При этом применение 1 т алюминия в варианте с блок-фер-
мами приводит к увеличению приведенных затрат на 235 р, а в ва-
рианте покрытия с предварительно-напряженной обшивкой на 200 р.
Применение алюминиевых конструкций целесообразно в северных
районах, при этом экономический эффект алюминиевых блок-ферм
по сравнению со стальным вариантом в расчете на 1 м2 площади по-
ла составляет 7,7 р., а в расчете на 1 т алюминия 630 р. Применение
предварительно-напряженных блоков еще более целесообразно —
экономический эффект составляет 13—33,5 р. на 1 м2, или 1050—
2690 р. на 1 т примененного алюминия в зависимости от принятой
транспортной схемы.
В блоках покрытий с предварительно-напряженной обшивкой
одновременно с несущей и ограждающей конструкцией имеется и
алюминиевый потолок, что отсутствует в сопоставительном эталоне.
Если же предусмотреть в эталоне подвесной потолок, то и для цент-
ральных районов страны применение алюминиевых блоков дает эко-
номический эффект. Так, для общественных зданий, где в эталон
включен подвесной потолок из плит типа акмигран, экономический
эффект составляет 12,98 р. на 1 м2, или 1038 р. на 1 т алюминия.
Для производственных зданий, где в эталон включен подвесной по-
толок из асбестоцементных плит, экономический эффект составляет
9,16 р. на 1 м2, или 733 на 1 т алюминия.
Сопоставление мембранных пространственных конструкций в ви-
де провисающей системы из переплетенных лент на круглом плане
(табл. 63, п. 20) с вантовой системой из железобетонных ребристых
плит (опорный контур, утеплитель и рубероидный ковер в сравнива-
емых вариантах приняты одинаковыми) показало, что экономиче-
ский эффект первого варианта составляет 8,13 р. на 1 м2, нли 1563 р.
на 1 т алюминия. При сопоставлении ленточного покрытия в виде ги-
перболического параболоида (табл. 63, п. 18) с аналогичным по кон-
фигурации вантовым покрытием, в котором ограждением служат
железобетонные ребристые плиты со стяжкой и рулонный ковер,
а утеплитель в сопоставляемых вариантах одинаковый, экономи-
ческий эффект при применении алюминиевой оболочки составляет
13,15 р/м2, или 2529 р. на 1 т алюминия.
3. Структура стоимости полуфабрикатов
и конструкций
Стоимость листов и лент зависит от марки алюминия, их толщи-
ны, ширины и длины, а прессованных профилей, кроме того, от фор-
мы и площади поперечного сечения и состояния поставки. Цена на
профили, не освоенные промышленностью, определяется калькуля-
цией завода-изготовителя.
При заказе листов каждой марки в количестве менее 1000 кг,
а прессованных профилей — менее 500 кг цена их повышается па
10% по отношению к оптовой цене.
Оптовые цены на гладкие листы наиболее распространенных раз-
меров из коррозионностойких сплавов приведены в табл. 68, а на
прессованные профили из наиболее распространенного сплава
АД31 — в табл. 69. Для других марок алюминия оптовые цены сле-
дует принимать по Прейскуранту № 02-60 «Оптовые цены на про-
катно-тянутые и прессованные изделия из цветных металлов и
сплавов».
144
Таблица 68
Оптовая цена (в руб.) 1 т гладких листов
Марка алюминия, Толщина, мм Ширина, мм
1000, 1200 1400, 1500 1600, 1800 2000
состояние
поставки Длина, мм
2000—4000 | 4 000—7000 2000—4000 4000-7000
АМг2М 0,6; 0,7 990 1030 1030 1100
АМг2П 0,8; 0,9 940 990 990 1030
1—1,5 880 940 940 1000
1,6—2,5 860 920 920 9«0
АМгЗМ 0,6; 0,7 1110 1170 1170 1250
АМгЗП 0,8; 0,9 1060 ИЗО ИЗО 1210
1—1,5 1000 1070 1070 1140
1,6—2,5 £60 1030 1030 1100
АД1М 0,6; 0,7 830 940 940 1060
0,8; 0,9 820 900 900 1040
1-1,5 810 870 870 930
1,6—2,5 800 850 850 900
АМцМ 0,6; 0.7 970 1010 1010 1080
АМцП 0,8; 0,9 920 980 980 1020
1—1,5 870 930 930 £90
1,6—2,5 840 900 900 940
Т а блица 69
Оптовая цена (в руб.) профилей (закаленных,
естественно состаренных) из алюминия марки АД31
Площадь поперечного сечения, см2 Группа сложности
I II III IV
До 1 920 £60 1020 1060
Свыше 1 ДО 2,5 860 910 970 1010
2,5 » 8 830 880 920 970
8 25 790 840 890 930
25 90 760 810 850 900
90 120 790 840 890 930
Стоимость лент в рулонах составляет 96% стоимости листов
аналогичной марки алюминия равной толщины и ширины. Стоимость
гофрированных листов определяется путем увеличения оптовых цеп
исходных гладких листов на 10%. Стоимость профилированных лис-
тов и полос с перфорацией, а также штампованных листов (пане-
лей подвесных потолков, вставок, стеновых панелей и т. д.) опреде-
ляется заводской калькуляцией. Группы сложности прессованных
профилей приведены в таблицах к Прейскуранту № 02-06.
145
Рис 57. Примеры профилей различ-
ных групп сложности
а—1-я; б, в — соответственно 3-я
и 4-я
В соответствии с этими таблицами профили унифицированных
конструкций могут быть разделены по группам сложности:
профиль ПА-251 (рис. 57, а)—группа 1 (табл. 1, карта № 3);
профиль ПА-303 (рис. 57,6) — группа III (табл. 1, карта № 3);
профиль ПА-297 (рис. 57, в) — группа IV (табл. 2, карта № 6).
Профили с параметрами сложности выше приведенных для
группы IX могут быть приравнены к профилю группы IV или выде-
лены в группу особой сложности
с индивидуальным подходом при
изготовлении и согласовании оп-
товой цены между поставщиком
и заказчиком.
Оптовые цены установлены
на профили мерной длины, но не
более 6 м для профилей при пло-
щади поперечного сечения до
1,5 см2 и не более 9 м при пло-
щади поперечного сечения более
1,5 см2. При заказе немерной
(кратной) длины производится
приплата к оптовой цене профи-
лей немерной длины в размере 8%.
Оптовые цены установлены
применительно к состояниям по-
ставки, указанным в соответству-
ющих таблицах прейскуранта.
При изменении состояния постав-
ки устанавливается приплата нли,
соответственно, скидка в размере:
за отжиг — 30 р., за закалку —
30 р., за искусственное старение —
60 р. за 1 т.
Стоимость алюминиевых кон-
струкций и изделий в настоящее
время прейскурантами не уста-
новлена. Оптовые цены на алюми-
ниевые конструкции для строи-
тельства, изготовляемые предпри-
ятиями общесоюзных и союзно-
республиканских министерств (ве-
домств), утверждаются министер-
ствами и ведомствами СССР.
Государственным комитетом
цен Совета Министров СССР и
положения, регламентирующие по-
цен, в том числе приведенные ниже.
Госстроем СССР предусмотрены
рядок определения оптовых г" . _.ж _
Оптовые цены, с учетом защитных покрытий всех видов, не должны
превышать:
За 1 т
алюминия
в конструк-
ции, р.
Переплеты, витражи, витрины . . . ; . 5000
Блоки оконные, дверные.................... 6000
Перегородки............................... 3500
146
Потолки подвесные:
панели подвесных потолков с нижним
подшивным листом нз тонколистового
алюминия................................ 22СО
потолки подвесные наборные из прессо-
ванных профилей......................... 2800
Несущие конструкции нз труб (фермы,
прогоны и т. п.).......................... 4500
Прочие конструкции ....................... 4000
Оптовые цены, превышающие установленный предел, утвержда-
ются министерствами и ведомствами СССР после согласования их с
Государственным комитетом цен Совета Министров СССР.
Оптовые цены на строительные конструкции из алюминия долж-
ны быть приведены иа конструкцию и на 1 т массы алюминиевых
сплавов в конструкции.
Как видно, стоимость полуфабрикатов (фасонные профили, глад-
кие и профилированные листы) при изготовлении их на современ-
ных производственных станах составляет около 1000 р. за 1 т, тог-
да как стоимость конструкций (оконные переплеты, подвесные по-
толки, витражи, витрины и пр.) пока еще весьма существенна и
колеблется от 2200 до 6000 р. за 1 т. Дальнейшее совершенствова-
ние конструктивных решений должно быть направлено на снижение
стоимости изделия, что в значительной мере достигается унифика-
цией и стандартизацией конструкций, а также совершенствованием
заводского технологического процесса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алюминий в строительстве (Опыт проектирования, изготовле-
ния, строительства). Под ред. В. Н. Спирова. М., ВИЛС, 1965.
2. Брауде 3. И., Ляпин А. Г., Топилин Н. В. Конструкции из
алюминиевых сплавов. М., Стройиздат, 1964.
3. Губенко А. Б. Строительные конструкции с применением
пластмасс. М., Стройиздат, 1970.
4. Ковальчук Л. М. Склеивание древесных материалов с пласт-
массами и металлами. М., «Лесная промышленность», 1968.
5. Мельников Н. П. Металлические конструкции за рубежом. М.,
Стройиздат, 1971.
6. Мельников Н. П. Пути прогресса в области металлических
конструкций. М., Стройиздат, 1974.
7. Морачевский Т. Н. Применение алюминиевых сплавов в строи-
тельных конструкциях. М., Стройиздат, 1959.
. 8. Попов С. А. Алюминиевые строительные конструкции. М.,
«Высшая школа», 1969.
9. Пособие по расчетным характеристикам клеевых соединений
для строительных конструкций. М., Стройиздат, 1972. (Центр, науч.-
исслед. ин-т строит, конструкций им. В. А. Кучеренко).
10. Применение алюминиевых сплавов. Справочное руководство,
М., «Металлургия», 1973.
11. Применение герметиков в капитальном строительстве СССР.
М., ЦИНИС, 1967. Авт.: Ганичев И. А., Николаев Н. А., Панкратов
А. Л., Лабутин А. Л., Зонтов А. Ю.
12. Промышленные деформируемые, спеченные и литейные алю-
миниевые сплавы. Справочное руководство. М., «Металлургия», 1972.
13. Расчет конструкций с применением пластмасс. М., Стройиздат,
ЦНИИСК 1974, с. 147 (Центр, науч.-исслед. ин-т строит, конструкций).
14. Рекомендации по расчету трехслойных панелей с металли-
ческими обшивками и заполнителем из пенопласта. М., ЦНИИСК, 1976.
15. Строительные конструкции из алюминиевых сплавов. М.,
Стройиздат. Вып. 2, 1963; вып. 3, 1967. (Центр, науч.-исслед. ин-т
строит, конструкций).
16. Строительные нормы и правила. Ч. II, разд. А, гл. 10. Строи-
тельные конструкции и основания. Основные положения проектиро-
вания. СНиП П-А. 10-71. М., Стройиздат. 1972.
17. Строительные нормы и правила. Ч. II. Нормы проектирования,
гл. 24. Алюминиевые конструкции. СНиП П-24-71. М., Стройиздат,
1975.
18. Тарановский С. В., Хохарин А. X. Конструкции из алюминие-
вых сплавов. М., Стройиздат, 1961.
148
19. Трофимов В. И. Большепролетные пространственные покры-
тия нз тонколистового алюминия. М., Стройиздат, 1975.
20. Трофимов В. И. Ограждения сооружений из растянутых алю-
миниевых поверхностей. М., Стройиздат, 1975.
21. Указания по склеиванию строительных конструкций с при-
менением пластмасс, алюминия, асбестоцемента. М., Стройиздат,
1965 (Центр, науч.-исслед. ин-т строит, конструкций).
22. Шавырин В. Н., Андреев Н. X., Ицкович А. А. Клееметаллн-
ческпе соединения в технике. М., «Машиностроение», 1968.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие ............. .............................. 3
Глава 1. Материалы для алюминиевых конструкций. Обла-
сти применения.......................................... 5
1. Свойства алюминия и области применения ..... б
2. Алюминиевые сплавы .............. 6
3. Неметаллические материалы......................... 10
Глава 11. Сортамент алюминиевых полуфабрикатов ... 16
Глава 111. Виды соединений и их расчет ....... 34
1. Сварные и паяные соединения ......... 34
2. Заклепочные и болтовые соединения ................ 38
3. Клеевые, клееметаллические соединения и соединения
на герметиках........................................ 43
Глава IV. Способы защиты алюминиевых конструкций . . 46
1. Защита от атмосферной коррозии............... . 46
2. Защита от контактной коррозии..................... 48
3. Огнестойкость н огнезащита алюминиевых ограждений 48
Глава V. Расчет элементов алюминиевых конструкций . . 49
1. Основные положения............................... 49
2. Расчетные характеристики ......................... 51
3. Центрально-сжатые и центрально-растянутые элементы 55
4. Внецентренно-сжатые стержни......... 55
5. Изгибаемые элементы............................... 61
6. Местная устойчивость сжатых и сжато-изогнутых
элементов............................................ 63
7. Элементы конструкций с применением тонколистового
алюминия............................................. 67
Глава VI. Конструкции стеновых и кровельных утепленных
панелей................................................ 73
1. Каркасные панели ................................. 73
2. Бескаркасные панели «сэндвич»........ 77
Глава VII. Ограждающие конструкции полистовой сборки 80
1. Стены и кровля из гофрированных листов............ 81
2. Стены и кровля из гладких предварительно-напряжен-
ных лент........................................... 85
Глава VIII. Конструкции подвесных потолков............. 87
1. Потолки из каркасных панелей..................... 87
2. Потолки из профилированных элементов............. 88
3. Потолки из рулонировапных лент................... 90
150
Стр.
Глава IX. Каркасно-филенчатые конструкции.......... 91
1. Основные узлы и соединения .......................... 91
2. Стеновые ограждения.......................... 97
3. Витражи, витрины, окна....................... 105
4. Перегородки, двери, тамбуры.................. Ill
Глава X. Несущие конструкции покрытий и конструкции,
совмещающие несущие и ограждающие функции 117
1. Общие сведения ...................................... 117
2. Несущие конструкции покрытий (примеры конструктив-
ных решений)..................................... 118
3. Конструкции, совмещающие несущие и ограждающие
функции (примеры конструктивных решений) .... 126
Глава XI. Экономическое обоснование применения алюми-
ниевых конструкций.................................. 136
1. Методические положения по оценке конструктивных
решений ............................................... 136
2. Определение эффективности алюминиевых конструкций 142
3. Структура стоимости полуфабрикатов и конструкций 144
Список литературы......................................... 148
Виктор Иванович Трофимов,
| Сергей Владимирович Тарановский,!
Валентин Николаевич Спиров,
Борис Георгиевич Бажанов,
Борис Елисеевич Киселев,
Анатолий Михайлович Чистяков
АЛЮМИНИЕВЫЕ КОНСТРУКЦИИ
СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ
Научный редактор С. А. Попов
Редакция литературы по строительным материалам
и конструкциям
Зав. редакцией И. А. Рабинович
Редактор И. С. Бородина
Внешнее оформление художника А. А. Бекназарова
Мл. редактор Л. А. Козий
Технический редактор Т. В. Кузнецова
Корректоры О. В. Стигнеева, И. В. Медведь
ИБ № 1855
Сдано в набор 23/XI 1977 г. Подписано в печать 21/III 1978 г.
Т-07013. Формат 84Х108'/м Д. л. Бумага типографская № 2.
7,98 усл. печ. л. (уч.-изд. 10,13 л.). Тираж 40.000 экз.
Изд. № АХ—4471. Заказ № 378. Цена 50 коп.
Стройиздат
103006, Москва, Каляевская, д. 23а
Владимирская типография Союзполнграфпрома
при Государственном комитете Совета Министров СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли
600000, г. Владимир, Октябрьский проспект, д. 7.
ОПЕЧАТКИ
Стр. Строка Напечатано Следует читать
124 1-я графа спрана цпиипск циииск
Зак. 378