СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЛАСТМАСС

Эффективность пневматических строительных конструкций (ПСК)

Несмотря на большие, указанные выше преимущества пневматиче­ских конструкций, данные по конкретным цифрам получаемой экономии в рублях очень малочисленны.

По зарубежным данным стоимость ПСК, например, большого спор­тивного зала в г. Логфиз (США) составляет около 50% стоимости соору­жений из традиционных материалов. В зарубежных источниках, однако, подчеркивается, что из-за пониженной долговечности ПСК (5—10 лет) применение их целесообразно преимущественно для временных сооруже­ний, особенно при требовании быстрой возводимое™.

Правда, в последние годы, очевидно в связи со снижением стоимости ПСК, некоторые фирмы пропагандируют применение ПСК и для соору­жений, эксплуатирующихся в течение многих лет.

По данным Чехословацкой ССР, основанным на опыте начального производства этих конструкций, в среднем стоимость 1 м2 площадей, пе­рекрываемых воздухоопорными ПСК пролетом 18 м, длиной 42—54 м (по калькуляциям предприятия-изготовителя), составляет 140,32 кроны, т. е. условно 17,754 рубля (по курсу 1967 г.).

Проведенные чехословацкими специалистами сравнения ПСК со стальными конструкциями сельскохозяйственных складов, наиболее близких по своим характеристикам к пневматическим оболочкам, пока­зали, что стоимость 1 м2 и трудоемкость монтажа ПСК составляют соот­ветственно 60 и 17% стоимости и трудоемкости монтажа стальных конст­рукций. По тем же данным стоимость ПСК окупается за 4 года их экс­плуатации, так что даже при пятилетней долговечности ПСК уже выгодны для народного хозяйства.

Стоимость отечественных экспериментальных конструкций из синте­тических тканей, изготовленных по единичным заказам, пока высока. Так, 1 м2 площади пневматического зерносклада пролетом 24 м стоит около 24 руб., что примерно соответствует стоимости капитального же­лезобетонного склада.

С организацией специального производства по выпуску ПСК стои­мость их, несомненно, снизится. Однако основная рентабельность этих конструкций заложена не в их стоимости, а в стоимости сберегаемых с их помощью материалов, зерна, продуктов, техники, в повышении ка­чества и сокращения сроков строительных и монтажных работ, прово­димых в пневматических укрытиях в зимнее и ненастное время года, осо­бенно в неосвоенных, отдаленных и северных районах нашей страны, куда они могут быть легко переброшены воздушным транспортом.

Благоприятные результаты получены уже сейчас при сооружении ПСК из синтетических пленок, которые были применены для опытных сельскохозяйственных построек и инвентарных сооружений (см. рис. 1.28) при строительстве газопроводов (см. главу 1). По последней конструк­ции было проведено во ВНИИСТ предварительное экономическое срав­нение. При этом в качестве эталонов для сравнения были приняты раз­работанные институтом Гипропромтрансстрой унифицированные конст­рукции из деревянных щитов, утепленных минераловатными плитами (серия № 420-12-8).

Размеры сравниваемых сооружений принимались примерно одина­ковыми. Экономические расчеты проводились по методике ЦНИИСК [112], причем в качестве решающего показателя принимались приведенные за­траты. При этом оборачиваемость конструкций принималась 2 раза в год, а срок службы ПСК принимался равным 8 и эталонов— 10 годам.

При определении эксплуатационных затрат учитывались расходы, связанные с содержанием сооружений в зависимости от срока их служ­бы, расходы, зависящие от перебазировок сооружений (привязка к мест­ным условиям, устройство фундаментов, монтаж и демонтаж, текущий ремонт основных конструкций), транспортные расходы, а также чисто эксплуатационные расходы.

Результаты технико-экономического сравнения показали значитель­ную эффективность ПСК, стоимость монтажа и демонтажа, которых ока­залась примерно в 5 раз ниже, а трудоемкость возведения в 14 раз ниже, чем эталонных конструкций. Установленное снижение приведенных за­трат для ПСК на 30% [77] можно считать весьма приближенным, учиты­вая условность принятых сроков эксплуатации ПСК — 8 лет.

Высокая индустриальность их изготовления, небольшой вес, высокая транспортабельность, максимальная заводская готовность, возможность устройства безрулонной кровли (что особенно важно для районов нашей страны с суровым климатом) создают широкие перспективы для приме­нения этих конструкций в качестве ограждения промышленных зданий.

Наиболее перспективны, особенно для массового применения в по­крытиях промышленных зданий по металлическим фермам, плиты с об­шивками из защищенной стали, которые уже сейчас, по существующим ценам, с учетом экономии на несущем каркасе дешевле железобетонных и приближаются по стоимости к асбестоцементным плитам. Вместе с тем плиты с металлическими обшивками имеют серьезные преимущества перед асбестоцементными: большеразмерность, значительно меньший вес, повышенные физико-механические свойства (особенно при ударе), безрулонное решение кровли.

Хотя по огнестойкости трехслойные плиты со стальными обшивками уступают асбестоцементным, пределы их огнестойкости те же, что и ме­таллических ферм. Уже получено разрешение на применение стального настила, утепленного пенополистиролом (под рулонный ковер) для по­крытия Волжского автозавода в г. Тольятти, и намечено дальнейшее раз­витие применения таких ограждений. Трехслойная панель со стальными обшивками имеет в смысле огнестойкости значительные преимущества перед покрытием по штампованному настилу: в трехслойной панели нет сгораемого рулонного ковра и, кроме того, принципиально возможно применение фенольного пенопласта.

Хотя плакированная сталь в СССР пока еще не выпускается (тре­бует еще серьезной проверки ее атмосферостойкость, стыковые соедине­ния и Др.[79]), следует всемерно форсировать экспериментальные иссле­дования и строительство трехслойных ограждений из защищенной стали. Целесообразно также рассмотреть вопрос о закупке зарубежных лицен­зий и поставок в СССР нескольких тысяч квадратных метров безрулон­ных плит-покрытий из плакированной стали для экспериментального строительства, с целью проверки их поведения в наших условиях.

Сроки применения весьма перспективных панелей с обшивками из защищенной стали целиком зависят от решения всех этих вопросов. Правильное и своевременное их решение может создать перспективы для применения таких конструкций не только в отдаленных и сейсмических районах, но и в массовом строительстве.

Плиты с алюминиевыми обшивками дороже других видов плит и аналога. Однако они основаны на реальных материалах и уже имеется известный опыт их использования. Такие панели в ближайшие годы должны найти применение для отдаленных северных, сейсмических и то­му подобных районов.

Известные перспективы применения в ближайшие годы имеют для покрытий промышленных зданий также плиты с асбестоцементными обшивками, особенно при повышенных требованиях по огнестойкости.

Наиболее перспективной областью применения панелей с асбесто­цементными обшивками, особенно в зданиях повышенной этажности, надо считать ограждения стен, к которым предъявляются повышенные требования по огнестойкости. Такие панели со средним слоем из феноль­ного и полистирольного пенопласта могут также найти применение в про­мышленном строительстве в сейсмических и др. районах.

Из других конструкций с применением пластмасс отметим пневма­тические и светопрозрачные конструкции. Их развитие тормозится пока отсутствием вполне доброкачественных доступных и долговечных мате­риалов, особенно стеклопластиков.

Возможность применения в строительстве трехслойных и других конструкций с применением пластмасс зависит прежде всего от возмож­ностей организации предприятий для их изготовления.

Сравнительно хорошо поставлена организация цехов трехслойных панелей для районов Крайнего Севера. Как указывалось, уже проекти­руются или работают такие цехи в Иркутске, Талдоме и Магадане; в со­ответствии с решением Минтяжстроя СССР намечается организация такого рода цехов в Братске, Красноярске и других городах.

Значительно хуже обстоит дело с организацией предприятий, изго­товляющих трехслойные панели для центральных районов, особенно па­нели с асбестоцементными обшивками, несмотря на их несомненную технико-экономическую эффективность и положительный опыт эксплуа­тации. Пока проектируется небольшой цех трехслойных панелей с об­шивками из алюминия или из асбестоцемента на заводе алюминиевых конструкций в г. Видное, Московской области.

Производство трехслойных панелей из асбестоцемента и пенопласта организуется в первую очередь на «Асботермокомбинате» в г. Железно­дорожном, Московской области: этот завод получил оборудование даю­щее возможность производства трехслойных панелей с обшивкой из ас­бестоцемента.

[1] А. Б. Губенко

[2] Подробно см. главу 3.

[3] Объем производства жесткого пенополиуретана в США в 1967 г. увеличился по сравнению с I960 г. более чем в 12 раз и достиг 59 тыс. т, а пенополистирола — лишь в 4,3 раза и достиг 87,5 тыс. т. Предполагалось, что к 1970 г. объемы производства в США жесткого пенополиуретана и пенополистирола будут составлять соответственно 160 и 110 тыс. т.

[4] ВНИИКерамзит под руководством Jl. М. Миркина.

[5] Разработаны Ф. В. Расе, О. Б. Тюзневой, С. С. Кормиловьш, В. С. Коганом и С. Б. Ермоловым.

[6] Как показали исследования ЦНИИПромзданий, установка дополнительных стоек фахверка не увеличивает расхода металла в связи с экономией на металлических пере­плетах (см. главу 4).

[7] Выпускаются в ФРГ фирмой «Капилляр-пластика.

[8] Схемы панелей разработаны К. А. Чапским, В. Н. Альпериным, В. С. Коганом.

[9] В ЦНИИПромзданий работы проводились В. А. Дроздовым, О. М. Александро­вым и др., а в ЦНИИСК К. А. Чапским, В. Н. Альпериным и др.

1 Разработана в ЦНИИСК О. Б. Тюзневой, А. М. Чистяковым, А. Ю. Глазуновым и Н. М. Шоболовым.

* Ю. А. Муравьевым.

[11] От ЦНИИСК в работе принимали участие автор, С. М. Шинкарева, К. А. Чап - ский, С. Б. Ермолов и др.; от Харьковского Промстройниипроекта — С. Н. Фрумин, В. С. Коган, А. 3. Левит.

[12] Соответствует 10—50 кГ/м2.

[13] Исследование пневматических конструкций в ЦНИИСК проводилось Г. Н. Зу­баревым, А. С. Белозеровой, М. Н. Петровниным, А. А. Гогешвили, И. С. Болот - ской и др.

[14] Работы проводятся в секторе пневматических конструкций под руководством А. А. Гогешвили [23].

[15] Здесь не рассматриваются широко применяемые за рубежом клееные панели с Деревянным каркасом, оклеенным древесными плитами и заполненным мягким утепли­телем, как не имеющие прямого отношения к тематике книги.

[16] Для сравнения интересно отметить, что коэффициент теплопередачи обычного оконного проема с деревянными переплетами с двойным остеклением равен 2,3 ккал/м2 • ч • град.

[17] Испытания проводились С. Б. Вознесенским и В. А. Шумной.

[18] JI. М. Ковальчуком, В. В. Патуроевым, В. К. Жиделевой и др.

[19] *До 15 мин для зданий II степени огнестойкости.

[20] В настоящее время проводятся исследования по получению модифицированного эпоксидного клея с применением асбестовых волокон, допускающего применение при вспенивании. Предварительные результаты исследований положительные.

[21] См. «Способ склеивания металлических и деревянных элементов», авторское сви­детельство А. Б. Губенко № 70411 от 10 августа 1946 г.

[22] Исследование влияния на прочность клеевых швов ускоренных способов склеива ния проводились Л. М. Ковальчуком и др.

[23] П. В. Годило и др.

[24] В скобках дается содержание каучуков (тиокола) в % к эпоксидной смоле.

[25] Над чертой—среднее значение прочности, под чертой — разрушение по мате­риалу в %.

[26] Ветровые нагрузки для пневматических конструкций следует рассматривать как временные длительные, учитывая сравнительно интенсивное их действие на данный вид конструкции.

[27] При склеивании беспрессовых полистирольных пенопластов, крафт-бумажных сотопластов, пеностекла и других менее прочных материалов расчетные характеристики клеевых соединений определяются прочностью этих материалов.

[28] Величина в скобках относится к склеиванию поперек волокон наружных шпо­нов, а без скобок — вдоль волокон.

[29] Расчетные сопротивления для склеивания фанеры со сталью.

[30] Нарушения были в местах сложных пересечений, например при выходе воздухо­водов и т. п.

[31] А. Б. Губенко, С. Б. Вознесенский, А. М. Чистяков, Ф. В. Расс и Н. М. Ш а б о л о в. Авторское свидетельство № 235955 от 27/Х 1967 г.

[32] Здесь имеются в виду районы с менее суровым климатом (в том числе сейсми­ческие), допускающие применение панелей относительно небольшой толщины.

[33] Проектирование проводилось ГПИ Проектстальконструкция и ЦНИИСК.

12* 171

[34] При глубине гофра 2,5—3 мм о! тиб. гофрированного листа для образования сты­ка производится обычно как и плоского (см. рис. 4.17, В). При больших размерах гофра по кромкам листа необходимо оставлять плоские участки, необходимые для устройства стыков.

[35] Проекты зданий разработаны ГСПИ Министерства связи (Н. В. Сергиевским при участии Д. Н. Дорфмана и Р. Н. Лившица под руководством В. А. Енютина) и ЦНИИСК им. Кучеренко (Ф. В. Расс, С. Б. Ермолов, О. Б. Тюзнева и др.).

[36] 2 9 6 1 7

[37] Проект конструкции купола разработан Ленинградским отделением ЦНИИПро- ектстальконструкция.

С. К. Стрелков под руководством П. С. Суханова) при участии ЦНИИСК (Ф. В. Расе, О. Б. Тюзнева, Ю. Г. Гохберг и др.).

[39] Гибкая трехслойная плита мембранного типа предложена В. С. Коганом, который является участником разработки и внедрения таких конструкций.

[40] Применение обшивок из плакированной стали, т. е. из того же материала, что и обрамление, позволит, кроме того, упростить конструкцию узлов.

[41] Предложение Губенко, В. И. Трофимова, Ф. Ф. Томплона и П. В. Годило. Разработка и исследование конструкций и технология их изготовления проводятся в ЦНИИСК (О. Б. Тюзневой и Д. П. Артемовым) и Уральском Промстройниипроекте (Ф. Ф. Томплоном).

13 А. в. Губенко

[42] Конструкция панелей разработана А. П. Кротовым и А. Б. Енуферьевым.

A. П. Кротов является также исполнителем экспериментальных исследований этой кон­струкции.

[43] Разработка конструкций осуществлялась Промстройпроектом (М. Г. Людков - ский, А. Нейман) совместно с ЦНИИСК (Ф. В. Расс, О. Б. Тюзнева, А. С. Фрейдин,

B. И. Рагольская и др.).

13*

[44] При применении фенольного пенопласта основное изменение, связанное с относи­тельно пониженными его свойствами, заключается в устройстве обрамляющих элемен­тов, воспринимающих сдвигающие усилия полностью (в плитах кровли) или частично (в панелях стен). По этим же причинам фенольный пенопласт, в отличие от полисти­рольного, не имеет пустот.

[45] Описанные ниже конструкции для промышленных зданий разрабатывались Харь­ковским Промстройниипроектом (В. С. Коган, И. С. Бандос, С. Н. Фрумен) и ЦНИИСК (Ф. В. Расс, О. Б. Тюзнева, С. Б. Ермолов, Ю. Г. Гохберг), ЦНИИПромзданий (П. С. Суханов, Н. С. Добромыслов, С. К. Стрелков, Ю. П. Гутникова, М. И. Поваля - ев, Н. В. Проскурякова и др.).

В массовом строительстве, особенно в ближайшие годы, можно ожидать преимущественного применения панелей с неметаллическими, в первую очередь асбестоцементными обшивками, менее дефицитными, более огнестойкими и дешевыми. Кроме того, известное применение в облегченных зданиях, в первую очередь для отдаленных районов, смогут найти и трехслойные панели с фанерными обшивками, защищенными от влаги и атмосферных воздействий (например, покрасками или алюми­ниевой фольгой). В качестве среднего слоя этих панелей (см. табл. 3) могут применяться преимущественно пенопласты. Приведенные ниже ре-

[47] Трехслойные навесные панели для гражданского строительства разрабатывали: МИТЭП (М. Н. Фрумин, И. Д. Гольденберг, В. Ф. Маров, Н. М. Кулешова и др.), Мос - проект-1 (Ю. А. Дыховичный, Кривин и др.), Моспроект-2 (Ю. В. Рацкевич), ЦНИИЭП жилища (А. К. Мкртумян, А. А. Романова, А. П. Якушев и др.) при участии ЦНИИСК (Ф. В. Расс, О. Б. Тюзнева, Ю. Ц. Гохберг, А. С. Пономарев).

14* 203

[48] В основу этой главы положены теоретическо-экспериментальные исследования, проведенные в лаборатории конструкций с применением пластмасс ЦНИИСК В. И. Аль - периным, А. И. Брусиловским, Ю. Ц. Гохбергом, С. Б. Ермоловым, Г. Н. Зубаревым, В. С. Коганом, Ю. А. Муравьевым, Ф. В. Рассом, О. Б. Тюзневой, К. А. Чапским, А. С. Белозеровой и С. М. Шинкаревой, под руководством и при участии автора. Ис­пользованы также указанные в тексте литературные данные.

Разделы 2-й и 3-й этой главы написаны при участии Ю. Ц. Гохберга и С. Б. Ермо­лова.

[49] Методика предложена В. А. Отставновым и Ю. Ц. Гохбергом.

[50] Вывод значительной части формул этого раздела выполнен Ю. Ц. Гохбергом и С. Б. Ермоловым.

[51] Данные относятся к асбестоцементу на шихте ЦНИПС.

[52] Расчетные усилия для клееварных точечных соединений алюминия, принятые по СНиП II-B.5-64, применяют без умножения на повышающий коэффициент.

Обр Обр >25

AD

Расчет пластин-ячеек, закрепленных по контуру, на поперечную на­грузку, Ниже рассматриваются гибкие трехслойные прямоугольные пла - стины-ячейки, закрепленные по контуру, которые могут применяться

[53] Выполнен Т. А. Гавазовой под руководством проф. Н. М. Гусева.

[54] Разработан в НИИ строительной физики П. Н. Умняковым.

[55] Указания по расчету не относятся к редко применяемым пневматическим конст­рукциям, образуемым при использовании вакуума.

[56] Напряжения (усилия) в сечениях оболочек и расчетные сопротивления тканей и армированных пленок принимаются без учета толщины материалов в кГ/см.

[57] Формулы (5.134), (5.135) и (5.139) вывел Г. Н. Зубарев на основе экспериментов В. М. Прокофьева, исходя из предложенной им предельной треугольной по высоте эпю­ры растягивающих напряжений в нижней половине сечения оболочки. В верхней поло­вине сечения образуется при этом складка.

[58] Изгибающие моменты следует определять с учетом дополнительных моментов от продольных сил, возникающих в результате изгиба элемента.

[59] Предложение автора В. И. Трофимова, Ф. Ф. Томплона и П. В. Годило.

[60] Испытания стыковых соединений проводились А. М. Чистяковым и Н. М. Шо - боловым.

[61] Проводились в ЦНИИПО МООП СССР под руководством В. С. Федоренко.

[62] Виды и свойства синтетических клеев, применяемых для строительных конструк­ций, изложены в главе 3.

[63] Разработка технологических процессов изготовления трехслойных и других кон­струкций с применением пластмасс производилась П. В. Годило, Л. М. Ковальчуком, В. Ф. Скударем, А. М. Чистяковым, В. В. Патуроевым, Е. И. Баскакиным, Е. П. Па - рини и др.

[64] При командировке автора в Англию, Чехословакию и другие страны.

[65] К сожалению, схема, представленная фирмой, недостаточно полна и четка.

[66] Разделение клеев по категории вязкости условное: одни и те же клеи в процессе нарастания вязкости могут переходить из одной категории в другую.

[67] В разработке линии принимали участие И. С. Скрябинский, И. И. Ратнер и др.

20 А. Б. Губенко

[68] Рецептура и другие данные приведены в главе 3.

[69] Разработана ЦНИИЭП торговых зданий вместе с НИИ пластмасс.

[70] Изготовление панелей производилось на экспериментально-строительной площад­ке ЦНИИСК им. Кучеренко (директор В. А. Григорьев, гл. инж. Л. Б. Глезин) под на­учным руководством автора, Л. М. Ковальчука и А. М. Чистякова.

[71] Проектирование цехов и оборудования для изготовления трехслойных и свето­прозрачных конструкций проводилось в ЭКБ ЦНИИСК им. Кучеренко. Основной автор технологической части проекта В. Ф. Скударь.

[72] Работа по выявлению технико-экономической эффективности ограждений про­мышленных зданий выполнялась сектором экономики ЦНИИСК под руководством канд. техн. наук С. А. Фасса по специально разработанной им методике.

21 А. Б. Губенко

[73] Величина экономии стали на несущий каркас при применении плит с алюминие­выми или стальными обшивками примерно одинакова (разница 0,35 кг/м2).

[74] Данные по панелям с асбестоцементными обшивками с различными видами пенопласта (полистирольного и фенольного) усреднены как близкие по показателям.

[75] Данные по панелям с плоскими и гофрированными обшивками усреднены как практически равноценные.

[76] Здесь и далее сравнение стоимости производится с учетом экономии на каркасе.

[77] Выполнены ЦНИИЭП жилища совместно с ЦНИИСК по методическим указа­ниям последнего.

[78] Расчеты проводились для трехслойных панелей со средним слоем из пенополи­стирола. Однако полученные результаты могут быть с достаточным приближением рас­пространены и на панели с фенольным пенопластом, что подтверждается приведенными выше (табл. 36) подсчетами стоимости трехслойных плит покрытий с асбестоцементными обшивками и различными видами среднего слоя (полистирольный и фенольный пенопласт).

[79] В этом вопросе мы можем пока основываться на зарубежном опыте, например, данных применения кровельных плит «текталь», выпускаемых фирмой «Хьеш» в ФРГ (см. главу 2), а также на данных отечественного экспериментального строительства (глава 4).