автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Кровли из цементностружечных плит

МОСКОВСКИЙ ОРДЫ1Л ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ 1ШНЕЖРНО-СТРОИТЕЛБНЫИ ИНСТИТУТ им. З.В.КУШШЕВА

На правах рукописи

ОМАРОВ йумабек Муятарович

УДК 624.011.1.: 69.024.155

КРОВЛИ ИЗ ШННТНОСГРУНЕЧНЫХ ПЛИТ

Специальность 05.23.01- Строительные конструкции,

здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой отепет кандидата технических наук

Москва- 1992

/

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительном институте им. В.В.Куйбышева

Научный рукстодитадь- доктор технических наук, профессор фрейдин Анатолий Семенович

Официальные оппоненты- доктор технических наук, профеосор

Романенков Игорь Григорьевич

кандидат технических наук, с.н.с. Погорельцев Александр Алексеевич

Ведущая организация- Росагрожиливдустрпроекг

Зашита состоится " / 1992 г. в ^\часов

на заседании специализированного Совета К 053.11.01 в Московском инженерно-строительном институте им. В.В.Куйбышева по ад-реоу: 113114, Москва, Шлюзовая набережная, д. 8, ауд. -

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Просим Bao принять' участие в заодте и направить Ваш отзыв по адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссе, 26, МИ® имени В.В.Куйбышева, Учений Совет.

Автореферат разослан " /УССЛ^Ал'.- 1992 г. /£и

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат технических наук

доцент / Э.В.Филимонов

Актуальность саботн. В настоящее время в мало этажом домостроении используются самне разнообразные объемно-планировочные решения домов и конструкционные материалы /дерево, кирпич, бетон, местные строительные материалы и т.д./. Общей проблемой всех налоатаяншс, в том числе я усадебных домов, является эффективное решение крыш, которая является важнш конструктивным элементом любого объекта, обеспечнватш долговечность 'всего сооружения, его надезаюсть я архитектурную выразительность.

До последнего времени абсолютное большинство крш усадебных и малоэтаглых донов выполнялось с применением волнистых асбестоцекентных листов /шифера/.

Резкое повышение объемов жилищного строительства и нехватка кровельных материалов поставили серьёзную проблему по отыскания альтернативных вариантов устройства крыш и кровель жилых зданий и сооружений. К то?,(у See асбестоцемент является канцерогенным материалом к его производство и применение во всем мира сокращается, а в ряде стран запрещено» Это требует вовлечения, наряду а традиционно прпменяеиыш, больного количества новых перспективных кровельных материалов как для вновь создаваемых, так и для реконструируемых объектов.

В современном малоэтажном и усадебном домостроении для устройства крш и кровель, пошло волнистых аебёотоцеыентннх листов, применяются черепица, рулонная кровля, различного рода деревянная кровля, металлическая кровля,-сборные железобетонные плитц по нолезобетонным стропилам а т.д.

Производство многих указанных видов кровли имеет ограниченную индустриальную базу, требует значительного расхода материалов а трудоемкости построечных работ или сопряжено со значительным. расходом древесины, а объемы их производства на удовлетворяют спрос современного уровня строительства.

' В то 26 время о каэдым годом набирает темпы массовое производство одного из современных древесных плитных материалов - цементностружэчных плит ДСП/, объемы производства которого в странах СНГ в настоящее время дооткгли более 700 тис. м3 в год.

Область рашюн&тьного примерная этих плит активно исследуется рядом научно-исследовательских организаций. Одним из перспективных путей '«пользования UCII называется применение

их в конструкциях кровли усадебного и малоэтакного домостроения.

Специфика ЦСП, заключавшаяся в их физико-мехаипческнх характеристиках, геометрических размерах, трудносгораемости и биостойкости и т.д. соответствуют требованиям, предъявляемым к несушм и ограждавшим конструкциям, и требует нового подхода к решению крш и кровель в усадебном и малоэтажном домостроении. Поэтому .решение этих задач является актуальным, имеющим практическое значение.

•Диссертационная работа выполнялась в соответствия с научно-исследовательскими работами по разработка и освоению несущих и огравдашшх конструкций и изделий из цементноструаачншс, проводимыми в ШШСК им. В.А.Кучеренко и ЦНШЭПсельотрое. :

- разработка и исследование безрулонной кровли из ЦСП для малоэтакного домостроения.

задачи йссдшвший?

- разработка конструктивных решений кровли о использованием ЦСП;

- исследование напряженно-деформированного состояния даментно-стружечных плит в конструкции кровли;

- разработка приближенного метода расчета прочности и деформа-тивности листов кровли из ЦСП;

- выбор и исследование средств защити кровли из ЦСП от воздействия атмосферных факторов.

Раткш мэна замтаетоя!

- в использовании в конструкция кровли усадебных и маловтажных донов цеменгнострунечныз плит, :сош8та»ших несущие и ограадакн .щие функции;

- з численных и экспериментальных исследованиях напрякенно-де-

>■ формированного состояния ЦСП в конструкции кровли как транвер-- сальноизотропной плиты, опертой на упруго деформируемые опоры-, деревянные обрешетки;

- в использовании при расчете 1дСП по первому и второму предельным состояниям /прочности и деформативностя/ приближенных формул технической теории изгиба плиг, через численные коэффициенты^ и ^ ;

- в определении оптимальных лакокрасочных и пропиточных составов, используемых для затти элементов из ЦСП от атмосферных факторов. . Практическое значения работы заключается в том, что на основе конструктивных разработок, численных я экспершлептальных исследований сделаны выводы и предложения по проектированию и приближенному расчету прочности и деформативностн кровли аз ЧСП. На основе проведенных лабораторных а натурных исследований ла-кскрасочных и пропиточных составов разработаны рекомендации по применении. загаткых составов.

. ¡ршьшн , лсшд<шид тетин: ' при разработка альбома рабочих чертежей "Экспериментальная крыша на основа КСП и фолдинг элементов мансардного, дома". Гос-агропром СССР, ЦШ&ПсельотроЙ, 1968 г, шифр 83Н-£8; » при разработке альбом рабочих чертежей "Узлы и детали крыш о применением ЦСП для домов усадебного типа.'". Госагропром СССР, ЦШ&Лсельсгрой, Ш9 г, шифр 3015Н-89;

. - при устройства экспериментальных крши двух домов усадебного типа 'в колхозе "Память Ильича" ¡«ценского района Орловской области а ивкв 1980 года.

Дпвдба:д:я_оаСотч. Основные положения диссертационной работы доложены и получшнг одобрение на научно-технической конференции "Молодыэ ученые- сельскому строительству" в г. Алрелевка, ЦШИ-Шсвльстроа в г,, на ресг^бликанской научно-технической конференции "Научно-техническиА прогресс в технологии строительных материалов" а г. Алча-ате, ААСЛ в 1930 г., на научно- технической конференции, посвященной 70- летню института, по итогам научно- исследовательских работ в г. Москва, МИСИ ил. В.В. Куйбыиова а 1951 году. .

- разработанные конструктивные решения и предлоаекгя по проектировал;:» хроата с использованием ЦСП;

- результаты численных ц экспериментальных исследовании напря-?.енно-де(|.ор?.ц!рован!1ого состояния цементностружэчных плит в кои» струкагн кревл;:;

- 6- разработанный приближенный метод расчета прочности и дефор-мативности листов кровли из ЦСП под действием поперечной равномерно распределенной нагрузки от собственного веса листов и веса снегового покрова;

- результата лабораторных и натурных исследований я реномевда-. хеш по применению лакокрасочных и пропиточных составов, используемых для защиты ЦСП в кровле от атмосферных воздействий. Объем д'лссерташгд. Работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Содержание работы изложено на 155 страницах, в том числе 122 мапинописюго текста, 41 рисунков, 40 таблиц, список литературы содержит 119 наименований.

СОЛИьАШЕ РАБОТЫ

•Во введении дано обоснование актуальности выполненного исследования, изложена цель работы, приведены основные положения, вынесенные на защиту, обоснована научная новизна полученных результатов.

Первая глава посвящена состояша вопроса и задачам исследования. Глава носит обзорный характер и содержит сведения о современном состоял.» вопросов прдакшняя кровельных материалов, о физико-механических свойствен в областях применения це-ментностружечных плит.

В первой главе проведен анализ существующих в настоящее время кровель усадеблых и малоэтшшш домов. Рассмотрены кровли из волнистых асбеотоцементиых листов, глиняной черепицы, различного рода деревянных кровель, в частности таких, как деревянные плитки, гойт».кровельная дрань, кровельная щепа и т.д. Описаны данные по металлическим кровлям из ощшковапной тонколистовой стали, несколько вариантов кровли из рулонных материалов на картонной, стекловолокнистой основах, а также- безоснов-ннх рулонных материалов* а том числе из рубероида, пергамина, ояекдоруберрида и т»д*

Применяема в конструкции кровли волнистые осбестоиемант-нио листы и черепица при всех своих достоинствах не удовлетворяют современный потребностям строительного производства. Кроме того, черепичные крыйи имеют большой вес я требупт большего расхода такого дефинитного материала, как древесина. Что яэ касается кровель из волнистых асбестоцементных листов, то в настоящее время в мире прослеживается тенденция к сокращению объемов производства и применения строительных конструкций ft изделий о содер-шмеи асбеста, обусловленная канцерогешпотьв последнего. В то но время достоинством асбестоце:гектных листов являются длительные сроки их эксплуатации, это обусловлено спецификой свойств и взаимодействия асбеста и портлаадемекта.

Производство волнистых асбестоцементных листов имеет хоро-пуо индустриальную базу, объемы производства черепицы в странах СНГ незначительны, ввиду недостаточного уровня производственных мощностей.

Кровли кз деревянных материалов имеют ограниченную индустриальную базу, небольшую долго вечность, значительный расход -древесины н большую трудоемкость построечных работ.

Основным недостатком рулонных кровель является необходи-. кость наклеивания нескольких слоев, устройство сплоиного основания, что ведет к увеличения веса конструкции, дополнительна [всходам материалов л повышенной трудоемкости.

Кровля из сборння глелвэобетонных элементов индустриально по изготовлении и монтажу, но резко увеличивает вес кровли, продъявляят дополнительные требования к иесулим конструкциям, а тадаэ требуют для монтазд специальных подъемных машин н другого оборудования, которые недоступны в отдаленных сельских населенных пунктах.

Совокупность приведенных выше Факторов, а такие неудовлетворенные потребности в кровельных материалах привели к повышенны» срокам строительства, а порой просто к невозможности закончить строительство -лпих объектов из-за отсутствия вообшэ какого-либо кровельного материала.

Анализ современного состояния вопросов исследования я проектирования orpawaajctx конструкций крки и кровель малоэтажных

я усадебных домов позволил сделать вывод о перспективности применения цеыентиостружачных плит в качестве кровельного материала.

ЦСП сочетает в себе положительные свойства древесины и бетона и по ряду показателей превосходит фанеру, ДСП и ДВП: они. трудносгораемы, огне- и биостсйки, имепт более низкие показа-., тали водопоглощеккя и разбухания по толщине, чем, например, ДСП.' Это позволяет использовать. ЦСП во внутренних и наружных элементах конструкций промышленных, сельскохозяйственных, жилых и общественных зданий. Основные физике-механические показатели цементноструаечных слит: плотность от 1100 до 1400 кг/ыР, разбухание в воде по толщине за 24 часа- 2 %, прочность при изгибе 9- 12 МПа, модуль упругости при изгибе от 3000 до 3500 , МПа и т.д. . ... ■ . ,

В настоящее время ЦСП применяются а таких строительных конструкциях, как наружные и внутренние, стеновые панели на дио-кретных связях, плиты покрытий и перекрытий, в конструкциях полов подвесных потолков, сантехкабин, в клееных коробчатых элементах- типа "фолдинг" и т.д.

За. рубежом известны варианты применения цементноструяечных ПЛИТ В конструкциях кровли: ЭТО устройство НВ0Т7Л0В из ЦСП по Обрешеткам под волнистые асбеотоцеыентные листы и устройство несущего слоя из ЦСП с рулонным гидроизоляционным заамтнш слоем. .

Однако в этих вариантах предусмотрена загата несущего слоя из ДСП в конструкциях кровли от атмосферных факторов, то есть ограждающие функции выполнят волнистые асбестоцементнеа листа и рулонные материалы, что значительно усложняет технологию возведения таких кровель и повышает ее стоимость.

Основной ориентир при использовании ЦСП в конструкциях крыт и кровель берется на крупноразмерные листы, совмеэдзша несущие. и ограждающие функции. Вследствие этого необходимо решить вопросы и задачи, связанные с расчетом прочности и деформатив-ности цементнострукечных плит, пршлаклегльк в качестве несущего и ограздашего кровельного материала.

Анализ эксплуатационных свойств ЦСП и условия работы кровельных ограздаших элементов показали необходимость проведения мероприятий химической завиты кровли из ЦСП от воздействия /

- Э -

атмосферных ректоров.

• Во второй глава рассматриваются разработанные конструктивные решения кровли с применением цеыонтностружечных плит,.. результаты численных исследований надряженно-деформироваяно-го состояния ЦСП как транверсалъяоя.зотропной плиты, опертой на упруго деформируемые опоры- деревянные обрешетки. По результатам чибльяннх исследований разработан приближенный метод расчета прочности и деформатпвноотп цеыентностружечных , шшт через численные коэффициенты} и Л .

В ЩШЭПсельстрое в лаборатории деревянного домостроения /зав. лаб, к.т.н. К.В.Козлсо/ о непосредственным участием автора данной диссертации бшш разработаны работав черташ кон-струкшш кровли с использованием цемеитностружечных плит, в которых рассмотрены конструктивные решения кровля о выполнением стыков, узлов и деталей.

Приквдпиалъкьм решением применения Ц.СП в конструкциях кровли усадебных и малоэтажных домоа явилось то, что берутЫ крупноразмерные листы, совмешаюшио несуше /собственный вео, снеговые нагрузки/ и огравдапщие /от атмосферных факторов; ■ онег, доадь и прочие/ функцгш. '

В качестве кровельных элементов пскольйуптоя цемеатност-руяочнка плиты по ГОСТ 26816-66 толщиной 10» 12, 14 ми. Обрз-щетки выполняется из пиломатериалов хвойных пород по ГССТ, 8486-66, рекомендуемые размеры сечений обрешеток 40x40« 50х 50, 60x60, 70x70 ш. В конструкции кровли применяется сливные желоба, изготовленные из оцинкованной огали по ГОСТ 14918-80? >' толввшой 0,8 им. Для более плотного прилегания ДСП и герметизации под металлические детали устанавливаются морозостойкие уплотштэльныэ резинка по ГОСТ 12855-77 али прокладки из рубе-< рощ» по ГОСТ 10923-82. ' •■

Согласно разработанных чертежей а технических условий листы из дементносгружвчных плит укладывается на деревянные обрешетка поперек и вдоль ската крыши.

Крепление листов ЦСЯ к обрешетке осуществляется гвоздями диаметром 4 ии и длиной не менее 80 од. Гвозди устанавливаются в заранее просверленные отверстия в 11СП /во избегание возникновения трещин, сколов с обратной стороны/. Отверстия выполняется размерами на 0,5 мм больше диаметра гвоздя.

• Под гвозди устанавливаются металлические оцинкованные или защищенные от коррозии иным способом шайбы толщиной 3 мм, диаметром 30 мм. . ' • '

Для уплотнения и герметизации под металлическую шайбу устанавливаются шайбы из пористой резины голодной 5-6 ым или из. трех слоев рубероида, отмеченные выше.

Одними из первых при применении ЦСП в конструкции кровли возникли вопросы, связанные с расчетом прочности и деформатив-носгл ее под действием эксплуатационных1 нагрузок. На кровлю действуют поперечные /нормальные к поверхности/ равномерно распределенные нагрузки от собственного веса плит и веса снегового покрова.

Цементиостружечные плиты, рекомендуемые для применения в конструкции кровли, по своим геометрическим размерам является тонкой плитой, это упругое тело призматической формы о малой по сравнению с размерами основания высотой /ширина 1200 мм, длина 3200 или 3600 мм; толщина, как уже отмечалось, 10, 12, 14 мм/. Из ¡этого следует, что при расчете кровли из цементное стружечных плит можно применить техническую теорию изгиба плит, согласно которой уравнением равновесия пластины, загруженной разномерно распределенной нагрузкой, является известное

дифференциальное уравнение С.Жеркен. ''

** , *

где £ - поперечная разномерно распределенная нагрузка, V - цилиндрическая жесткость пластинки, которая определяется; по фор-

На практике при расчете изгибаемых пластинок обычно используются приближенные формулы для определения деформаций и усилий: р4.

м

где^и^- численные коеффкцизитк, аазиеяше от отношения сторон пластин и коэффициента Пуассона-/«/ , ^ - наименьшая сторона пластины; ■

Численные коэффициенты^ л^ находятся решением дифференциального уравнения С. Жермен одним из вариационных или численных методов и сводятся в:, таблицы,/.. .Л"-.'-;. Зная значения'численных коэффициентов V" / % толщину;.

яласгйнкя-4 • модуля упругости пластины и величину действующа поперечной равномернораспределенной нагрузки-можно определять. величину дог»';ка:ши в любой точке плиты и соответствующие им моменты.

Напряжения яе через интенсивность моментов 'определяются

Расчету пластин и оболочек посвящено множс зтво работ зарубежных и советстких учены::.

Расчету прямоугольных пластин вариа£щокныш методами пос-вяшен'.-* работы Хагера, Б.Г.Галаркина, А.С.Кашанка, Л ,

Э.И.Гратолюка я др.

, Суздаственннй вклад в развитие вероятностных методов решения задач механики внесли М.Ф.Баршгейн, И.И.Го ьденблат, А.Р. Ржаницкн, М.С.Стрелецкий и др.

ЕолыаоЯ вклад э развитие теории расчета пластин и оболочек внесли Ф.Геринг, М.Бруссиник, М.Тубвр, С.П.Тямоше, ;о, П. 'ойновский-Кригер, А.А.Гвоздев и др.

0 настоящее время для расчета-пластин и оболочек широкое распространение получили численные методы /чонечны?. разностей, конечных элементов, сведения к задачам Кошм/, которые о точки зрения точности результатов расчета имеют преимущества перад вариационными, так как их точность в первую очередь зависит от густчы сетки, а также от количества итераций.

Обзор численных методов и особенности их применения для расчета различных видов конструкций приводятся в работах С'^к ¿ЦяД, Ж К.Батэ.и Е.Вилсона, Н.Н.Леонть-

ева, А.Н.Леонтьева, Д.Н.Соболева, С.Доброчинского, Б.Я.Лащенко-ва, Ю.Й.Некчинова, Ю.Н.Работнова а др.

■.. Расчет конструкции кровли с применением цементностружечных плит производился, методой конечных элементов с учетом совместной работы ДСП и деревянных обрешеток под действием поперечной равномерно распределенной нагрузки от собственного веса и веса снегового покрова. ' .

Схема Зс^рухения конструкции кровли показана на рис, 1.

Для раочета бия использован вычислительный комплекс "Плате", разработанный на кафедре"Ярикладной иатваатики* МИСИ им. В.В.Куйбышева.

¿адача решается в линейном приближении.

При раочета конструкции кровли дефоршии стропильных ног' очитали незначительными, т.е. равными нулю, ввиду того, что согласно СКиП 11-25-Ш "Нормы проектирования. Деревянные кон- 1 отрухцин" допустимый прогиб стропильных прогиб стропильных ног но более 1/250 от ее пролета. В то же время допустимый прогиб для обрешеток и настила должен быть на более 1/150 от их пролетов. : ' . J ' ; ¡.

Ори расчете конструкции кровли, соотоядей вз цоиенткоотру-, 204HUK плат я деревянных обреааток, методой конечных элеиэнтоа• иопольарвали метод дискретизации обрешеток на конечныэ прямоу- ,-гсльные злеыантн, a UC11 на конечные квадратные тонкоотаиныв плиты. ■

Рассмотрены вариант раскладкя демантноотружечных плит поперек ската крыщ а два варианта раскладки ЦСП вдоль ската крыши /первый вариант, когда стык'мезду соседними лиотеад ЦСП расположен над стропильной ногой и второй вариант- стш? расположен посередине ыезду стро гадами/.

При расчете варианта раскладки ЦСП поперек оката кркши -был принят aar отропял 600, 1000, 1200, 1500 »к, шаг обреаеток 600 ш.

При расчете вариантов раскладки листов ЦСП вдоль ската Крыш был принят наг стропил 2200 т, ваг обрэветок 400, 600, 800, 1000 мм.

Сечение деревянных обреаеток пряшч.'Д/шсь четырех типоразмеров- 40x40, 50x50, 60x60, 70x70 ш.

В процессе проведенных численных исследований напряженно-' деформированного состояния цементноструаечных плит, опертых на. упруго деформируемые деревянные обрашэтка, были определены

численные коэффициенты^ и Д,, рекомендуемые для приближенного метода расчета прочности и деформативности ластов ЦСП под действием вертикальной равномерно распределенной нагрузки от собственного веса листов и веса снегового покрова. Полученные значения численных коэффициентов сведены в таблицы.

Дополнительно по схеме двухпрэлетной балки бшш найдены вначейЕЯ максимальных деформаций и моментов в ЦОД под действием этих «е нагрузок к лолученные результаты сопоставлялись о результатами численных исследований.

■ Значения максимальных моментов, получении: при расчете ПОП численными методами« в гтвисимости от пата стропил и шага обрепоток неныне соотввтствугогх их значений, полученных при расчете по балочной схеме от 8,6 до 24,8 %.

Значения максимальных деформаций листов ЦСП, полученные при расчете численна® методами, также в зависимости ст шага стропил и обрепеток меньше соответствуют* их . яачений, полученных при расчете по балочной схеме от 13,1 до 29,8 %. Пр..' чем о увеличением вага стропил и обрешеток разница между соот-мтствупцими значениями моментов и деформаций, получе: .¡ымипри расчета численкшл методами и по балочной схеме, снижается. Это свидетельствует о том, что о увеличением шага стропил я обрепеток работа цекактнострухечной плиты гриближк^тся к работе двухпролотной балки, хотя разница между эяая значениями сохраняется существенной.

В третьей главе представлены методика и результаты экспе-раме.'гтальных исследований конструкции кровли с применением це-квнтноотружечных шшт.

' Экспериментальное яссиедоваа;;э напряженво-деформнрованно-го состояния конструкции кровли с использованием ЦСП проводилась ва конструкциях в натуральную величину под действием кратковременных и длительных нагрузок при двух вариантах раскладки листов ЦСП: поперек и вдоль оката крыши. . ■ Дзя замера деформаций устанавливалиоьпрогибомеры часового типа ПМ-2 с ценой деления 0,01 мм. Деформации по горизон-тальнш плоскостям контролировались о помощью тензорезисгоров.

В:качестве регистрирующей аппаратуры применяли автоматические измерители деформаций. : ■ •.

Толщина исоледуэмых листов ЦСП составляла 12 мм, сечение Деревянных обрешеток 50x50 ш.

По результатам численяйх и кратковременных экспериментальных исследований было проведено сопоставление полученных ;оответствуюашх значений максимальных напряжений и деформа-®Й в ЦСП.

Анализ результатов показал, что значения максимальных .юментов и деформаций, полученныэ экспериментальным путем для эбоих вариантов раскладки листов-ЦСП, незначительно отличаются от результатов численных исследований, соответственно по моментам на 6,5 и 6,8 %, а по деформациям на 4,6 и 5,3 %. В то ае время эти показатели значительно отличаются от их значений, полученных при расчете по двухпролетной балочной схеме, соответственно по максимальным моментам ра 17,0 и 17,8 %, а го максимальным деформациям на 20,5 и 22,9

Анализ кратковременных экспериментальных исследований конструкции кровли из ЦСП позволяет сделать, вывод о достоверности численных исследований и правильности выбранного приближенного метода расчета прочности я деформативяоети цементно-струнечных плит, применяемых в кровле, через численные коэффициенты f и tC .

Дополнительно были проведены длительные испытания конструкции кровли из ЦСП в атмосферных условиях на полигоне ЦНИИ ЭПсельстроя под нормативной нагрузкой 150 кг/d3. ■ Это позволило выявить влияние таких атьюсфвршн факторов, как снег, дождь, температура на прочиоегкые и дефоркацзоннда характеристика кровли о использованием цемеатностружбчти плит.

Четвертая глава посвяшена выбору и исследованию средств химической зашиты цвменгностружечных плит, применяемых в кровле, от воздействия атмосферных факторов.

Ограждающие листы кровли из ЦСП в процессе эксплуатации подвергаются прямому воздействию атмосферных факторов, как то: солнечная радиация, переменные температура и влажность, химическая агрессия и т.д. Интенсивность воздействий указанных факторов во многом зависит от климатических особенностей данного географического района, времени года, уровня загрязнения окружающей ореды промышленными отходами и другое.

Известно, что наиболее неблагоприятное воздействие на состояние ЦСП оказывает эксплуатационное увлажнение. Увеличение влажности ЦСП от 8 до 30 $ приводят к значительному снижению их прочности 7л> '

Периодическое одностороннее увлажнение-высушивание, как у @сйх лис^вих материалов, вызывает развитие усилий коробления, величина которых, в ряде случаев, мовет превышать прочность плиты на смятие или продавлявание, что приводит к нарушении дискретных связей ограадаших цементностружечных плит < каркасом.

Широко применяемыми способами защиты строительных койот-рукций из древесных материалов от атмосферных факторов являет оя нанесение лакокрасочных материалов и пропитка материала кс отрукщш гидрофобизирудамми составами.

Учитывая аесткие условия эксплуатации кровельных ограгда щих элементов из ¡^Л, для защиты были выбраны материалы, об-,Ладашм высоким уровнем защитной способности.

Ранее проведенные исследования показали целесообразностз использования для оценки пригодности лакокрасочных и пропито' ных материалов для зашиты ¡.СП показателей элагоэажгной спос< ■ ности /козффшдаент "К", равный отношений водопоглбщения зшш:-шениого образца к аналогичной величине контрольного образца/ обобщенных показателей декоративных /АД/"и защитных /АЗ/ сво! в адгезионной прочности.

Согласно техническим требованиям к защитным составам по ЦС11, коэффициент "К" не доллсен превышать значение 0,2, обобщенные показатели не менее 0,7 и 0,5 соответственно; одгэзно! нал прочность покрытия должна превышать прочность ЦСП при рас тяхенин перпендикулярно пласти плиты.

) Уровень защитной способности исследуемых образцов оцени, вали этими показателями в процессе лабораторных ускоренных в натурных климатических испытаний. ; '

Лабораторные и натурные исследования по оценке защитных свойств выбранных материалов проводили в лаборатории Долгове* костя деревянных конструкций Ши'.СК. им. В.А.Кучеренко к лабо] тории деревянного домостроения ЦШОНсе.истрол с непоерздотв; ним участием автора диссертации.

Комплекс лабораторных и натурных исследований защитной способности широко выпускаемых промыаленностья лакокрасочных прониточных материалов выявил варианты, отвечающие требовали) предъявляемым к составам для захиты ЦСП при их энсплуаташп! 1 атмосферных услокгях. 1

Для защити ограздаяшх''элементов кровли из ЦСП рекомендо-заны'органорастворкмш лакокрасочные материалы: пентафталевал 11-5-115, перхлорвиниловая ХВ-1100, кремнийорганйческая КО-174 эмали, органосилакатная композиция 00-12-03, а также пропиточные составы- петролатун и буроугольная композиция.

Оценивая тэхняко-экономические показателя, мояно отмвтиь, что по построечной трудоемкости затраты на возведение черепичной кровли в 2,32 раза, а шиферной на 26 % больше трудозатрат на возведение кровли изцементностружечных плит. Расход пиломатериалов на черепичную крыиу примерно в два раза выше расхода их на кровлю из ЦСП.

ОСНОВНЫЕ! ВЫВОДЫ

На основании проведенных исследований сделаны следующие

выводы!

1. Применение в конструкции кровли усадебных и малоэтажных домов цемектностружечных плит целесообразно, т.к. они отличаются экологической чистотой, трудносгораемоеп постой-костью, обладают хорошими фязико-аэханичесюши показателями и атмосферостойкость». Кровля из ЦСП отвечает требованиям надеж- • ностя, долговечности я архитектурной выразительности, предъявляемым к конструкциям крыш усадебных и малоэтавдых домов.

2. Рекомендуются конструкции кровли с использованием це-мэнтноструясечнах ¿¡лиг с раскладкой листов ЦСП поперек и адоль сшиа крыаи. Принципиальны}« конструктивным решением при этом является использование крупноразмерных листов ЦСП, совмещающих нэсушие и ограждавшие функции, что значительно снижает количество применяемых материалов и трудоемкость построечных работ.

3. Численные исследования напряженно-деформированного состояния ЦСП под действием равномерно распределенной нагрузки в конструкции кровли как транверсяльноизогсопной плиты, опертой на упруго деформируемые опоры- деревянные обрешетки, свидетельствуют, что значения максимальных моментов при расчете листов -ЦСП катодом конечных элементов в зависга..сстя от шага стропил и' обрешеток от 8,8 яо 24,£ £ меныга соответствующих значений, получениих при расчете по балочной схеме. Соответственно, значения максимальных деформаций листов ЦСП отличаатоя от 13,1 до

29.8 %.

4. Достоверность результатов численных исследований подтверждается экспериментальными исследованиями. Экспериментальные значения максимальных моментов и деформаций в 1&П, получе! ные при исследовании конструкции кровли в натуральную величин] близки соответствующим значениям, выявленны-м при численных ис следованиях /разница составляет 6- 7 %/. Отличие от соответствующих значений, полученных при расчете по балочной схеме,составляет 17-23 Ьто позволяет сделать вывод, что на стадии рабочего проектирования расчет конструкции кровли с применением ЦСП следует производить численными методами, более точно от ражажши действительную работу данной конструкции.

5. Расчет по первому и второму предельным состояниям /Прочности и деформативности/ листов ЦСП в кровле под действием вэрткаальной равномерно распределенной нагрузки от собственного веса листов и веса снегового покрова следует производить по схеме двухпролетной плиты, опертой на упруго деформируемые опоры- деревянные обрешетки.

6. Для практического применения на стадии вариантного пр< вотирования рекомендуется приближенный метод расчета прочност! и деформативности листов кровли аз ЦСЛ, полученный в результате численных исследований, через коэффициенты^ и Л , значения которых зависят от варианта раскладки плит, шага стропил, шага и сечения деревянных обрешеток.

7. По результатам лабораторных к натурных исследований защитных составов, предназначенных для обеспечения несущей способности и долговечности цемеитностружечных плит, применяв' мых в кровле, рекомендованы к использованию органорастворшлыо лакокрасочные составы ПФ-115, ХВ-1100, К0-174, 0С-12-03, а та! же пропиточные составы- петролатум и буроугольная композиция. Рекомендации по применению защитных лакокрасочных и пропиточных составов вилячаат.требовашш к подготовке поверхности ЦСП под защитную обработку, сведешь по технологии нанесения, еу® 831 и т.д. ' •

8. Сравнение технлко-экоиомцческих показателей /по трудо емкости, расходу основных материалов к т.д./ кровель из асбеа тоцементных волнистых листов, пазовой ленточной черепицы и кровли из ЦСП позволяет отнести последние.к перспективным кон струкциям при возведен.'.;! кровель усадебных и малоэтажных домо:

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Омаров S.U., Козлов К.В., Тетруашвили К.А. О применении ДСП в-качестве кровельного материала.- В кн.: Тезисы докладов научно-технической конференции "Молодые ученые- сельскому строительству". -М.: ШИЭПсельстрой, 1990. С. 14-15.

2. Омаров S.M. Использование цементностружечных плит в конструкциях кровли.- В кн.: Тезисы докладов республиканской научно- технической конференции "Научно-технический прогресс в технологии строительных материалов", секция 2 "Использование минерального древесного сырья я вторичных ресурсов в производстве строительных материалов и изделий".- Алма-ата.: ААСИ, 1980. С. 63.

3. Козлов К.В., Омаров S.M. Расчет на прочность и дефол-мативнооть кровли с применением цементностружечных штат.- В сб^ научн. тр. ЩШЗПсельстроя "Экспериментально-теоретические исследования конструкций на основе древесины и технологии их -з-готовления".- М.: ШШЭПсельстрой, 1990. С. 23-28.

Подписано э печать 25.05.92 Формат 60x84 /16 Печ.офс. И-105 Обгем I уч.-чзд.л. Т.100 Бесплатно

Ротапринт МИСИ, им ,8 .В. Куйбышев а