СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЛАСТМАСС

Испытания предварительно напряженных панелей

Серьезным фактором, ограничивающим применение трехслойных конструкций со средним слоем из пенополистирола, являются противо: пожарные требования. Применение же в сочетании с алюминиевыми обшивками фенольного пенопласта, имеющего повышенную огнестой­кость, затруднено из-за хрупкости и пониженного сопротивления растя­жению последнего. В связи с этим было предложено [59] применить пред-

Варительно напряженные панели (рис. 6.1), которые по сравнению с опи­санными выше панелями (например, рис. 4.17) имеют следующие основ­ные отличия:

А) поперечные ребра, разделяющие панели на (примерно) квадрат­ные ячейки;

Б) выпуклые очертания обшивок (в каждой из ячеек), имеющих предварительное напряжение и вызывающих в связи с этим в основном сжимающие усилия в пенопласте вместо обычных растягивающих.

Именно эта особенность — важнейшее преимущество предваритель­но напряженных панелей (рис. 6.1), позволяющее применять фенольные пенопласты и тому подобные материалы, хуже работающие на растяже­ние, чем на сжатие. Кроме того, наличие в клеевых швах преимущест­венно сжимающих усилий, вместо растягивающих, способствует по­вышению надежности конструкции (независимо от вида пенопласта) в связи с тем, что наиболее опасны для клеевых швов растягивающие усилия.

Предварительное напряжение в обшивках позволяет вместе с тем снизить их толщину.

Предварительные расчеты и эксперименты показали, что даже при значительной величине предварительных напряжений (порядка 300—400 кГ/см2) возможно возникновение в обшивках сжимающих на­пряжений под влиянием температурных воздействий. Действительно, при повышении температуры в обшивках, стесненных по кромкам, воз-** никают сжимающие усилия, которые могут превысить усилия предвари­тельного напряжения и вызвать таким образом остаточные сжимаю­щие усилия в обшивках.

С другой стороны, нельзя давать слишком больших величин пред­варительного напряжения, так как под воздействием отрицательных температур в обшивках, закрепленных по кромкам, возникают дополни­тельные растягивающие усилия, которые суммируются с усилиями пред­варительного напряжения.

Таким образом, при установлении величины предварительного на­пряжения в обшивках должны соблюдаться следующие основные условия:

А) суммарные величины предварительного напряжения и растяги­вающих напряжений, возникающих от воздействий отрицательных тем­ператур, не должны превышать расчетного сопротивления для алюми­ниевых обшивок;

Б) суммарные максимальные величины предварительного напряже­ния и сжимающих напряжений, возникающих в обшивках при воздей­ствии положительных температур или полезных нагрузок, не должны превышать расчетных критических напряжений акр для алюминиевых обшивок, подкрепленных пенопластом (см. главу 5). При среднем слое из фенольного пенопласта величина огкр относительно невелика — около 100—150 кГ/см2 вместо 300—400 кГ/см2 при полистирольном пенопласте.

По предварительным данным, величины предварительного напря­жения в алюминиевых обшивках следует принимать около 300—500 кГ/см2.

Несмотря на указанные существенные преимущества предваритель­но напряженных панелей, они только начинают выходить из стен лабо­ратории, что объясняется их недостаточной изученностью. В качестве первых объектов применения этих панелей намечается ряд зданий в районах крайнего Севера.