автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Несущая способность трехслойных панелей с металлическими обшивками и технологическими стыками среднего слоя

На правах рукописи

ХАЙРУЛЛИН ЛЕНАР РАВИЛЕВИЧ

(

НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ТРЕХСЛОЙНЫХ ПАНЕЛЕЙ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ОБШИВКАМИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ СТЫКАМИ СРЕДНЕГО СЛОЯ

05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

2 2 НОЯ 2012

Казань — 2012

005055261

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский государственный архитектурно-строительный университет».

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Кузнецов Иван Леонидович

Холопов Игорь Серафимович

- доктор технических наук, профессор

ФГБОУ ВПО «Самарский государственный архитектурно-строительный университет»,

заведующий кафедрой «Металлических и деревянных конструкций»

Столбов Александр Васильевич

- кандидат технических наук, доцент

ФГБОУ ВПО «Камская государственная инженерно-экономическая академия»,

заведующий кафедрой «Строительные конструкции»

Ведущая организация:

ГУП «Татинвестгражданпроект»

Защита состоится «03» декабря 2012 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.077.01 при Казанском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 420043, г. Казань, ул. Зеленая, 1, ауд. 3-203 (зал заседаний Ученого совета).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан «01» ноября 2012 г.

Ученый секретарь .

диссертационного совета Абдрахманова Л.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Требования рационального использования тепловой энергии в зданиях, сооружениях и объектах транспорта, обеспечения высокого качества строительства, а также строительства в отдаленных и сейсмоопасных районах, создают, в настоящее время, условия для широкого применения легких индустриальных ограждающих конструкций с высокими теплотехническими показателями. Одними из наиболее эффективных конструкций ограждения, отвечающих этим требованиям, являются трехслойные панели с металлическими обшивками и средним слоем из пенопластов и поперечно-ориентированных ламелей минеральной ваты.

В последние годы, в связи с широким внедрением поточного производства трехслойных панелей, повсеместное применение находят панели, изготавливаемые из сплошных металлических тонколистовых обшивок и среднего слоя из отдельных листов или ламелей ограниченной длины. Однако существующими методиками расчета не предусматривается деление среднего слоя на сплошной и имеющий стыки. В связи с этим становятся актуальными работы, направленные на исследование различных конструкций панелей, средний слой которых не сплошной, а состоит из отдельных листов или ламелей, т.е. имеет поперечные стыки.

Очевидно, что по сравнению с уже традиционными трехслойными панелями, имеющими сплошной средний слой, панели, имеющие поперечные стыки, представляют собой измененную конструктивную схему, для которых требуется проведение исследований, направленных на уточнение их действительной работы и методики расчета несущей способности.

Цель работы: Уточнение особенностей действительной работы и характера исчерпания несущей способности трехслойных панелей с металлическими обшивками и поперечными технологическими стыками среднего слоя, с разработкой методики их расчета на поперечный изгиб и новых конструктивных решений.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- выполнить анализ конструктивных решений существующих трехслойных панелей и методик их расчета на поперечный изгиб;

- исследовать технологию изготовления трехслойных панелей и показать влияние поперечных стыков среднего слоя на образование конструктивных несовершенств, и, как следствие, на напряженно-деформированное состояние (НДС) конструкции;

- провести экспериментальные исследования натурных образцов трехслойных панелей с различными физическими характеристиками и конструктивными особенностями среднего слоя и выявить характер исчерпания несущей способности трехслойных панелей, имеющих поперечные технологические стыки среднего слоя;

- разработать конечно-элементные модели трехслойных панелей и провести численные исследования их НДС;

- разработать методику расчета несущей способности трехслойных панелей с учетом различного расположения поперечных технологических стыков среднего слоя по длине панели;

- предложить новые конструктивные решения трехслойных панелей со стыками среднего слоя, обеспечивающие повышение их несущей способности и эксплуатационных свойств.

Научная новизна:

- определены основные характерные технологические несовершенства панелей с заполнителем из отдельных листов или ламелей, и выявлено их влияние на НДС трехслойных панелей;

- на основе численных и экспериментальных исследований работы трехслойных панелей со стыками среднего слоя, расположенными в средней и при-опорной частях, исследовано их НДС и выявлен характер исчерпания их несущей способности, заключающийся в местной потере устойчивости сжатой обшивки в месте стыка и разрушении среднего слоя в локальной зоне у стыка;

- впервые получены аналитические зависимости для определения критических сил потери устойчивости сжатой обшивки, с учетом различного расположения места стыка и величины непроклея;

- впервые получены аналитические зависимости для определения напряжений в среднем слое в локальной зоне у стыка.

Практическая значимость

Разработана и экспериментально проверена инженерная методика расчета трехслойных панелей с технологическими стыками среднего слоя из листов пено-полистирола и ламелей минеральной ваты.

Разработаны и экспериментально исследованы новые конструктивные решения трехслойных панелей со стыком среднего слоя, направленные на повышение эффективности их применения, защищенные 5-ю патентами РФ.

Достоверность результатов, полученных в ходе экспериментальных исследований, обеспечена использованием научно-обоснованных методик испытаний, тарированных измерительных приборов и сертифицированного оборудования. Достоверность результатов теоретических исследований обеспечена использованием классических методов сопротивления материалов и строительной механики и хорошей сходимостью с результатами расчетов конечно-элементных моделей на ПК "ЛИРА" и с данными экспериментов. Расхождение составляет с данными экспериментальных исследований от 1 до 30%, с численными - до 12%.

Внедрение результатов. По результатам экспериментальных исследований выполнены и переданы научно-технические отчеты о несущей способности и характере работы трехслойных панелей следующим производителям: ОАО «Ти-мер», ООО «Технострой», ООО «ТЕМ-ПО». Выполнена разработка и внедрение в производство новых конструкций трехслойных панелей с минераловатным средним слоем и армирующими элементами, что расширило область применения конструкций данного типа.

Прилагаются справки о внедрении результатов исследований на производственных предприятиях.

На защиту выносятся:

Результаты численных и экспериментальных исследований НДС трехслойных панелей с технологическими стыками среднего слоя.

Методика расчета местной устойчивости сжатой обшивки в панелях имеющих поперечные стыки среднего слоя.

Методика проверки прочности среднего слоя в локальной зоне у стыка.

Новые конструктивные решения трехслойных панелей.

Апробация работы: Основные результаты выполненных исследований по теме диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава КГАСУ 2001 - 2012 годов, итоговой конференции республиканского конкурса научных работ среди студентов и аспирантов на соискание премии им. Н.И. Лобачевского, г. Казань, 2002, международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительного и дорожного комплексов», г. Йошкар-Ола, 2004, международной научно-технической конференции «Современные проблемы совершенствования и развития металлических, деревянных, пластмассовых конструкций в строительстве и на транспорте», г. Самара, 2005.

Публикации: По материалам диссертации опубликовано 18 работ, в том числе 3 научные статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и 5 патентов на изобретение РФ.

Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 199 листах машинописного текста, содержит 8 таблиц и 110 рисунков. Список литературы включает 126 наименований.

Автор выражает признательность и благодарит д.ф.-м.н., проф. Каюмова P.A. за ценные советы и помощь в теоретических исследованиях.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертации, сформулированы цель и основные задачи исследования.

В первой главе представлен обзор конструктивных решений трехслойных панелей и опыт их применения в строительстве. Дана их краткая характеристика, отмечены достоинства и недостатки. Наиболее широкое применение в современном строительстве нашли трехслойные панели максимальной заводской готовности с металлическими обшивками и утеплителем на основе пенопластов и минеральной ваты.

Во многих случаях предельное состояние трехслойных панелей определяется потерей общей устойчивости конструкции в целом и местной устойчивости сжатой обшивки. В связи с этим вопросы разработки теории устойчивости составляют одно из главных направлений научных исследований.

Одни из первых основополагающих результатов в теории трехслойных конструкций были получены Э. Рейсснером и A.n. Прусаковым для пластин, и

А.Л. Рабиновичем для стержней. Дальнейшее развитие исследований заключалось в учете моментной работы несущих слоев в рамках классической гипотезы прямых нормалей. На базе этой модели, уточненные варианты теории для пологих трехслойных оболочек с учетом и без учета тангенциальных компонентов напряжений в заполнителе построены в работах Э.И. Григолюка и Л.М. Куршина. Такие задачи рассматривались также Л. Э. Брюккером и A.A. Уманским. Общая теория расчета трехслойных пластин и оболочек с конструкционным средним слоем разрабатывалась также в трудах П.П. Чулкова, Х.М. Муштари, А.Я. Александрова, Хоффа, Моутнера, Гордона и др. Влияние сдвига заполнителя на устойчивость трехслойных стержней и пластин от внешних нагрузок и температурных воздействий представлены в работах A.A. Уманского, им получена формула для определения критических нагрузок потери общей устойчивости.

Особую группу составляют задачи расчета панелей со сплошным средним слоем на местную устойчивость. Решения данных задач базируются на классических работах по устойчивости стержней и пластинок на упругом основании, принадлежащих С.П. Тимошенко, и А.П. Диннику. Хофф и Маутнер выявили характер симметричной формы потери устойчивости и получили простые выражения для критических напряжений, применив энергетический метод.

По мнению некоторых авторов, потеря местной устойчивости основных несущих элементов трехслойных панелей связана с наличием начальной погиби обшивки. В этом случае предельное состояние в трехслойной конструкции может быть определено по напряжениям в обшивке и заполнителе. Напряженное состояние таких трехслойных конструкций с начальной погибью и волнистостью обшивки исследовал А.П. Воронович. А.Я. Александров разработал методику расчета на прочность легкого заполнителя трехслойных пластин с учетом напряжений сдвига и отрыва, возникающих по поверхности склейки слоев. Этот вопрос рассматривается и в работах Л.М. Куршина, А.П. Прусакова, В.И. Королева, Вэна, Юсуфа, Норриса и Уильямса. Местную устойчивость обшивок в панелях со сплошным заполнителем исследовал также А.Л. Рабинович.

Необходимо отметить, что большинство вышеприведенных работ были выполнены применительно к расчету авиационных и судовых трехслойных конструкций, однако строительные конструкции имеют свои особенности.

В отечественной практике теоретическими и экспериментальными исследованиями строительных трехслойных конструкций занимались, прежде всего, в ЦНИИСК им В .А. Кучеренко, ЦНИИПСК им Н.П. Мельникова, ЦНИИПромзданий, ЦНИИЭПсельстрой и др. организациях - А.Б. Губенко, С.Б. Ермолов, А.Б. Брусиловский, A.M. Чистяков, С.М. Гликин, Ю.А. Муравьев, П.В. Годило, Ф.В. Расс, С.А. Аскеров, О.Б. Тюзнева, Ф.Ф. Тамплон, Ю.А. Веселев, В.Н. Кобелев, С .И. Тимофеев, В.И. Мартемьянов.

Анализ результатов вышеуказанных исследований показал, что исследований работы трехслойных панелей с металлическими обшивками, заполнитель которых имеет поперечные стыки, произвольно расположенные по длине панели не проводилось.

Состояние вопроса по рассматриваемой проблеме позволило определить основные задачи диссертационной работы.

Во второй главе описываются экспериментальные исследования несущей способности и деформативности трехслойных панелей без стыков среднего слоя-заполнителя, целью которых являлась отработка методики испытания таких конструкций и получение контрольных данных, для дальнейшего сравнения с панелями со стыками среднего слоя. Описано экспериментальное и измерительное оборудование, а также методика проведения испытаний трехслойных панелей на изгиб при кратковременном действии равномерно распределенной статической нагрузки. Приведены результаты испытаний трехслойных панелей с различными заполнителями из пенополиуретана (далее ППУ) и пенополистрола (ППС).

Для проведения испытаний, были использованы опытные образцы в виде серийных трехслойных панелей, с реальными размерами и конструктивными особенностями, применяемые в строительстве в качестве ограждающих конструкций, что позволило избежать влияния масштабного фактора. Это особенно важно для выявления влияния начальных технологических несовершенств, вызванных наличием поперечных стыков, на несущую способность трехслойных панелей. Толщины панелей от 50 до 220 мм, со стальными обшивками толщиной от 0,5 до 0,7 мм.

Для данного исследования необходимо было создать приближенное к практике напряженное состояние поперечного изгиба. При этом граничные условия и пролеты панелей были приняты одинаковыми, опирание испытываемых образцов осуществлялось шарнирными линейными опорами, нагрузка на испытываемые образцы прикладывалась равномерно-распределенной по всей площади панели с помощью мерных грузов, через деревянные подкладки.

В ходе проведения испытаний фиксировались следующие данные: значение нагрузки, деформации и напряжения в обшивках, значение максимального прогиба в середине пролета на каждом этапе нагружения; численное значение напряжения на этапе перед разрушением; значение разрушающей нагрузки; место и характер разрушения.

Для измерения деформаций и соответственно напряжений в обшивках, были применены тензодатчики ПКБ-20 с сопротивлением 200 Ом, подключенные или к тензометрическому мосту (автоматическому измерителю деформаций) АИД-4, или к электронной тензометрической станции ММТС-64.01. Измерение прогибов проводилось на половине пролета, при помощи контрольных линеек с ценой деления 1 мм, по наружным кромкам, и при помощи стрелочного индикатора (прогнбомера 6ПАО), с ценой деления 0,01 мм, в центре панели. Схема стенда для испытания представлена на рис. 1, образцы различных серийных типов панелей в процессе испытания - на рис. 2.

Характер прогибов для всех панелей с заполнителем без стыка из ППУ и ППС качественно одинаков, а их величины с большой точностью совпадают с теоретическими значениями.

1 1 II. 1 -

4 ^сппп

Рис. 1. Схема стенда для испытания: 1 - панель; 2- база стенда; 3- неподвижная опора; 4- катковая опора; 5- прогибомер; 6- контрольные линейки; 7- тензодатчики; 8- тарированные грузы; 9- деревянные прокладки; 10- ограничитель прогиба панели на момент разрушения.

а) б) в)

Рис. 3. Исчерпание несущей способности: а - разрушение заполнителя из ППУ. б и в - потеря устойчивости обшивки в панели с заполнителем из ППС.

Отрыв обшивки от пенопластового заполнителя происходил не по клеевому соединению, а по материалу заполнителя. Зона разрушения панелей с заполнителем из ППС соответствует сечению с максимальными изгибающими моментами и соответственно с максимальными нормальными напряжениями в обшивках. Однако, на этапе перед разрушением, максимальные нормальные напряжения в обшивке, как согласно показаниям тензодатчиков (уровень напряжений составлял в середине пролета 378-626 кг/см2), так и вычисленные теоретически, были значительно ниже, чем предельные, и они находились в зоне линейной работы материала обшивок. При этом максимальные напряжения в заполнителе не достигли своего предельного значения (рис. 4). Такой характер потери несущей способно-

Рис. 2. Испытание серийных типов панелей: а) с заполнителем из ППУ, б) с заполнителем из ППС, в) с заполнителем из минваты. По результатам исследований выявлены формы исчерпания несущей способности панелей без стыка. Физическое разрушение панели с заполнителем из ППУ произошло в приопорной части, от разрушения заполнителя по наклонному сечению, с дальнейшим отрывом и проскальзыванием стальных обшивок (рис. За). Разрушение всех трехслойных панелей с заполнителем из ППС происходило в ютери устойчивости сжатой обшивки (рис. 36, Зв).

50

75

100 125

Нагрузка, кг/м2

0 25

в сжатой обшивке в середине пролета -•— в сжатой обшивке у опор —*— в растянутой обшивке в середине пролета

Рис. 4. Зависимость напряжений в обшивках от нагрузок (образец № 3), с заполнителем из ППС)

125 150 175

Толщина панели, мм

сти трехслойной панели показывает, что физическое разрушение панели произошло именно в результате местной потери устойчивости сжатой обшивки от действия нормальных напряжений. Таким образом, приведенные на рис. 5, экспериментальные значения разрушающих нагрузок, оказались выше соответствующих им теоретических значений на величину от 7 до 78%. В целом полученные результаты испытаний образцов панелей без стыков среднего слоя, в достаточной степени соответствовали существующей методике расчета трехслойных панелей.

В третьей главе описываются особенности конструктивных решений, технология изготовления, причины возникновения технологических дефектов, а также результаты экспериментальных исследований несу-

50 75 100

♦ Экспериментальные данные

Теоретические значения

-Линейная аппроксимация экспериментальных значений Рис. 5. Экспериментальная и теоретическая зависимость разрушающей нагрузки от толщины панели.

щей способности и деформативности трехслойных панелей с технологическими стыками среднего слоя. Изучен характер исчерпания несущей способности панелей и их поведение в предельных состояниях.

Особенностями исследуемых трехслойных конструкций является то, что их средний слой состоит из отдельных листов ППС или ламелей минеральной ваты с вертикально ориентированными волокнами. Исследование технологии производства таких трехслойных панелей по непрерывной или стендовой технологии показало, что данная технология уже предполагает наличие поперечных технологических стыков среднего слоя, произвольно расположенных по длине панелей. Кроме этого технологический процесс также допускает наличие дефектов уже при изготовлении листов или ламелей среднего слоя.

Основным и наиболее сильно влияющим на ее работу дефектом, является разность толщин листов или ламелей среднего слоя в месте стыка (рис. 6), что в свою очередь, при окончательном склеивании обшивки и заполнителя, вызывает

непроклей - область расслоения обшивки и среднего слоя. И эти дефекты не являются браком, а допустимы ГОСТами и техническими условиями производителей.

'--тГ

б) В)

Рис. б. Стыки листов заполнителя, а - в идеале, б и в - реальные. Показано что при изготовлении панелей на непрерывных линиях, со стороны валков на панель будут действовать дополнительные силы:

2л2у2т Т]„

~Т2

2 л\'і

+ <5 г-^

АМі/иУ л/4Д Л2 +/,2

(1)

Р,-сжимающая сила от валков.

Появление этих дополнительных сил также является причиной появления

Рис. 7. Конструкция трехслойной панели с технологическими стыками: а - с заполнителем из листов ППС, б. в - с заполнителем из ламелей минваты.

Экспериментальное и измерительное оборудование, а также методика проведения испытаний трехслойных панелей с технологическими стыками заполнителя аналогична панелям без стыков.

В результате испытаний получена картина действительной работы на поперечный изгиб различных видов трехслойных панелей, со стыками заполнителя, несущая способность и предельное состояние которых, меняются в зависимости от вида и материала среднего слоя, толщины панелей, а также расположения стыков по длине панели.

Зависимость экспериментальных прогибов от нагрузки для всех панелей качественно имеет одинаковую форму и носит линейный характер до определенной

непроклея.

В панелях с заполнителем из ППС со сплошным поперечным стыком (рис. 7 а), зона непроклея представляет собой воздушную прослойку прямоугольной формы, шириной равной ширине панели. В панелях с заполнителем из минваты с шахматным расположением ламелей (рис. 7 б), непроклей возникает в виде полосы расположенной поперек панели, но с неровными, краями, из-за того, что стык перекрывается смещением ламелей смежных рядов. В панелях с заполнителем из минваты с расположением ламелей в виде «лесенки» (рис. 7 в), форма непроклея близка к полосе прямоугольной формы расположенной под определенным углом к краю панели, зависящим от величины смещения ламелей.

величины (пример панели со средним слоем из ППС, толщиной 50 мм - рис. 8). При нагрузках близких к предельным, наблюдалось небольшое увеличение интенсивности нарастания прогибов. Однако, сравнивая экспериментальный прогиб панелей с теоретическим, можно видеть, что экспериментальная зависимость прогибов носит более деформативный характер. Это говорит о том, что расчеты прогибов панелей, основанные на существующих теоретических предпосылках не подходят для расчета панелей, имеющих технологические стыки среднего слоя.

На этапе перед разрешением, нормальные напряжения в сжатой обшивке были равны 441-556 кг/см2. Очевидно, что величина предельных нормальных напряжений значительно ниже, предела прочности материала обшивки. Теоретическая величина предельных напряжений, полученная согласно существующим расчетным положениям, превышает на 60 % максимальные экспериментальные значения. Такие значения напряжений нельзя связывать только с влиянием начальной технологической погиби обшивки (как в случае с заполнителем без стыка). Необходимо сделать вывод именно о наличии в месте стыка, зоны (полосы) с не-

проклеем, спровоцированной именно наличием стыка. Эта полоса для сжатой обшивки является участком, неподкреплен-ным в этом месте упругим основанием. Несущая способность трехслойных панелей с технологическим стыком заполнителя во всех случаях ниже, чем аналогичных панелей без стыка. Картина распределения разрушающей наРис. 8. Экспериментальные и теоретические зависимости меж- ГРУЗКИ> в зависимости от ду нагрузкой и прогибами панелей со средним слоем из ППС, расположения стыка по толщиной - 50 мм. длине панели (рис. 9) для

всех толщин принципиально носит одинаковый характер. Наименьшее значение несущей способности наблюдается у панелей, стык заполнителя в которых располагается или ближе к опоре, или в середине пролета. Т.е. наиболее неблагоприятным, для несущей способности панелей, согласно экспериментальным данным, является расположение стыка заполнителя на расстоянии (0-0,2)1 и (0,4-0,6)1 от опоры (где /-пролет панели).

По результатам испытаний трехслойных панелей выявлены их основные предельные состояния. Прежде всего, отметим, что места разрушения панелей не всегда соответствовали зоне с максимальными нормальными напряжениями в обшивках. Разрушение всех образцов с ортотропным заполнителем (из 1111С), имеющих технологический стык (за исключением одной), произошло в месте

Прогиб, мм

Панели без стыка Панель 1 со стыком 110 мм

♦ Панель 2 со стыком 450 мм » Панель 3 со стыком 610 мм

- Панель 4 со стыком 870 мм ■ Панель 5 со стыком 1100 мм

- Панель 6 со стыком 1300 мм —*—Теоретический прогиб

О 150 300 450 600 750 900 1050 1200 1350 1500 Расстояние стыка от опоры по длине полупанели, мм

* Панель толщиной 50 мы ■ Панель толщиной 80 мм X Панель толщиной 100 мм * Панель толщиной 125 мм

* Панель толщиной 150 мм

Рис. 9. Зависимость разрушающей нагрузки от расположения стыка по длине панелей, толщиной 50, 80. 100 и 125 мм.

расположения поперечных стыков заполнителя. Разрушение панелей с анизотропным заполнителем (из ламелей минеральной ваты, расположенных в шахматном порядке), происходило как на опоре, так и в местах поперечных стыков.

Было установлено, что характер исчерпания несущей способности панелей с заполнителем, имеющим поперечный стык, зависит от физико-

механических свойств заполнителя и самое главное от расположения стыка по длине панели. Разрушение панели со стыком, расположенным в средней части панели, происходило от местной потери устойчивости сжатой обшивки от действия нормальных напряжений (рис. 10 а, г). Если стык заполнителя находился в приопорной зоне, то разрушение панели происходило от разрушения заполнителя со сдвигом по стыку (рис. 10 б, в) или разрушение заполнителя, от действия касательных напряжений (рис. 10 д, е). При этом после вскрытия образца, вблизи стыка, как в растянутой обшивке, так и в сжатой, наблюдалась зона, длиной около 1040 мм с признаками непроклея. Т.е. на несущую способность панелей большое влияние оказывает наличие и величина технологических несовершенств, а именно наличие стыка заполнителя и непроклея обшивок в месте расположения стыка.

Рис. 10. Характер исчерпания несущей способности панелей с заполнителем из ППС и минваты: а, г - местная потеря устойчивости сжатой обшивки в месте стыка; б, в, д, е - разрушение среднего слоя от действия поперечных сил.

Сравнение минимальных и максимальных разрушающих нагрузок для различных толщин панелей (рис. 1 ]) показывает, что значения минимальных разрушающих нагрузок для испытанных панелей, расположены ниже теоретических

1 400 ~_____' разрушающих нагрузок. Та-

350 ким образом, можно сделать

вывод о том, что сущест-

вующие методики расчета

* 250 .—' — - для трехслойных панелей

g- 2оо могут использоваться толь-

я * ^^ ко для расчета панелей с

3 150 »

^ — континуальным заполните-

й юо —^—----лем, а у панелей имеющих

50 ^^ стык среднего слоя, экспериментальные разрушаю-0 1 1 1- шие нагрузки ниже расчет-

50 75 100 125 150 175 200 225 ных Лпя ПЯГЧРТЯ TilliUV па

Толщина панели, мм ных. Для расчета таких па-♦ Максимальные значения (панели без стыка) нелей существующие мето» Минимальные значения „,,„„ г -♦-Теоретические значения Дики расчета должны быть

Рис. 11. Максимальные и минимальные значения разрушаю- дополнены, исходя из учета щих нагрузок для различных толщин панелей. прочности панели в месте

стыка.

В четвертой главе представлены результаты аналитических и численных исследований трехслойных панелей с технологическими стыками заполнителя. Рассмотрены теоретические проблемы определения напряженно-деформированного состояния заполнителя и потери местной устойчивости обшивки в месте стыка.

Численные исследования выполнены методом конечных элементов на вычислительном комплексе «ЛИРA-Windows». В панелях со сплошным стыком (с заполнителем из ТТПС) рассматривалась плоская задача, а со стыками перекрытыми смещением соседних участков заполнителя (из ламелей минваты) - объемная. При моделировании также было учтено наличие у стыка непроклея величиной до 40 мм.

Численные исследования также как и экспериментальные, выявили два предельных состояния - местная потеря устойчивости сжатой обшивки (рис. 12) и достижение заполнителем предела прочности.

in

Рис. 12. Предельные состояния в виде местной потери устойчивости обшивки: а - в середине пролета, панели из ППС без стыка; б - в месте стыка, панели из ППС; в - в месте стыков.

панели из ламелей минваты.

Выявлено, что несущая способность трехслойных панелей, определяемая местной потерей устойчивости сжатой обшивки, со стыком в среднем слое меньше, чем панелей без стыка той же толщины. И чем ближе расположен стык к центру панели, тем меньше ее несущая способность (рис. 17). В наиболее неблагоприятном случае, т.е. в случае панели со стыком заполнителя расположенным в центре, несущая способность ниже на величину от 11-23% (для панелей без не-проклея) до 53% (для панелей с непроклеем 40 мм). Так же было выявлено, что напряжения в заполнителе в месте стыка существенно выше напряжений в тех же местах панелей без стыка и несущая способность панелей, определяемая прочностью заполнителя тем меньше, чем ближе стык располагается к опоре. При этом величина напряжений в заполнителе у стыка (и соответственно несущая способность панели) от толщины панели зависит не существенно, а максимальные напряжения возникают в месте соединения обшивки и заполнителя, непосредственно в месте стыка.

Итак, численные исследования показали, что наличие и расположение стыка, а также наличие и величина непроклея, существенным образом влияют на несущую способность трехслойной панели, а также подтвердили возникновение предельных состояний в виде местной потери устойчивости сжатой обшивки и достижения заполнителем предела прочности в месте стыка.

Таким образом, необходимо аналитически решить две задачи о нахождении критической силы (напряжения) для обшивки с непроклеем и определения максимальных напряжений, возникающих в среднем слое в локальной зоне у стыка.

В области без непроклея принимается гипотеза прямой нормали:

и> = и'о(г) • у; V = 1'0(г). (2)

Здесь ю, V - перемещения вдоль и поперек панели, г, у - продольная и поперечная координаты. Нормальные напряжения в сечении будут равны:

оЬ^Щ^-Г. (3)

Связь момента Мх и напряжений записывается в виде (А - площадь сечения):

М, = [ст^уМ; (4)

А

Из (3) и (4) вытекают выражения для напряжений в обшивке и заполнителе:

в>

(£/,)• ефя,«^+ (6)

¿г (Е1,) "3

Тогда сжимающие силы в обшивке р = а\ (Л, -Ъ) (7)

Далее рассмотрена трехслойная панель с непроклеем сжатой обшивки. Поведение обшивки в зоне без непроклея описывается моделью балки на упругом основании. Поведение основания описывается моделью Винклера, т.е. принимается, что на балку действует реакция: д = к' • V (8)

¿Є,

ск

Для элементов проклеенной части обшивки из системы, содержащей уравнение изогнутой оси балки:

и уравнений равновесия:

получено уравнение в виде: Е1

Для не проклеенной части:

Решение ищется в виде (начало координат - в центре непроклея, ввиду симметрии рассматривается только правая половина панели):

й1- (9)

Ьк ■ V, -- = О,. - Р--, ск ' сіг (Ю)

(П)

(12)

упР = А„ре (тг)+В„ре "г8іп(шг); V, = Лл„со8(аг) + Л,„мп(аг) + С„,г + 0„

(13)

Решение содержит 6 констант интегрирования. Они находятся из граничных условий. Это условия стыковки и условия затухания решения при больших г:

е.Г - <27 = 0; М'Г 0; - у'„р = 0; - у„ = 0; 6т (0) = 0; у'(0) = 0. (14) Система уравнений (14) однородная, поэтому чтобы найти приравниваем

нулю ее детерминант: аег| - || = 0. (15)

Уравнение (15) содержит неограниченное количество корней Ркр. Из них выбирается действительное и минимальное значение Ркр. В данной работе, с целью возможности использовать традиционную формулу Эйлера, в качестве неиз-

р Э р - КР - 7Г2Е1

кр А2 2

(16)

Для этого в формулу Эйлера [16] подставляется Ркр, найденное из (15), и вычисляется ц . Здесь /г зависит только от одного параметра - приведенной жесткости

(17)

основания:

рт — к

ЕІ,

Эта задача решалась также численно методом конечных разностей для конечных значений длины обшивки. Сравнение с численными решениями показало, что аналитическое решение для обшивки бесконечной длины справедливо для реальных размеров непроклея. По результатам расчетов получен ряд значений /и при разных кпрт. Для удобства использования в практических вычислениях построена регрессионная функция:

(18)

1 /!І

— — — —ь / —

— 1д(к прие

Рис. 13. График зависимости коэффициента //'от к„т

Для проверки прочности заполнителя в области стыка рассмотрен случай, когда стык расположен в приопорной зоне. Обшивка у стыка рассматривается в виде полубесконечной балки на упругом Винклеровском основании (рис. 14).

102

_Т

411

г Рис. 14. Обшивка как полубес-

конечная балка на упругом основании

Решением дифференциального уравнения балки на упругом основании

Е1У = к' V (19)

получено: = акЛ?. + С2е~/1' 5т/Ь + соя/к + С4ел' ьтЯ-; (20)

Л = ^-,С3=С4=0. (21)

Из граничных условий: £/у = М = 0; Е1Х\"=<212, (22)

определены константы интегрирования: = ; С2 = 0. (23)

Тогда прогиб обшивки определяется из уравнения: £/ду = е'- соя Яг.. (24)

4 Л

А напряжение в упругом основании (среднем слое) равно (эпюра напряжений

С О „-*,

представлена на рис. 15): аж" =~еГ\"""у' ^^

где коэффициент упругого основания для большой толщины среднего слоя (для

Г.Е~~ Е гъ

нашего случая) к' = 0,282• ; Ц»» = ■ <26>

Таким образом, условие прочности заполнителя

_тах _ к ( 0-

Е/Д4Я3

(27)

Далее определена предельная нагрузка по теории предельного равновесия:

<2^=осж-а-Ь-арас„-с-Ь. (28)

Величина областей растяжения а и сжатия с, определена из упругой постановки. Получено: я/с=0,49.

Предельная нагрузка, полученная по теории предельного равновесия, определяется в зависимости от координаты расположения стыка по длине панели /, по

формуле: 1„рм=0т<,/{1/2~1)- (29)

Таким образом, при расчете несущей способности трехслойных панелей с технологическими стыками среднего слоя, помимо выполнения требований действующих норм, также необходимо проверять местную устойчивость обшивки у стыка, с учетом непроклея по формулам [16], [18] и прочность среднего слоя в локальной зоне у стыка по формуле [27].

2 1.2 и

ас

ь 1 0)

I 0.8

ш

*

5.0.6 с те

х 0.4

0.2 0 -0.2

Координата г, см

Рис. 15. Эпюра напряжений в приопорной зоне заполнителя, примыкающего к стыку, от нагрузки 100 кг/м2 для панели 3x1 м.

\

\

1 , 10

Результаты аналитических решений по расчету местной устойчивости обшивки и прочности среднего слоя по предложенной методике, приведенные на графике на рис. 16 и 17, хорошо согласуются с результатами экспериментальных и численных исследований. Расхождение составляет с данными экспериментальных исследований от ] до 30%, с численными -до 12%.

В пятой главе представлены результаты разработки новых конструктивных решений трехслойных панелей, повышающих их несущую способность, надежность и эксплуатационные качества. Одним из путей повышения несущей способности трехслойных панелей является увеличение прочности заполнителя. Однако увеличение прочности заполнителя возможно только одновременно с увеличением его плотности, что неизбежно 30 40 50 60 70 скажется на ухудшении теплотехни-Расположение стыка I, см ческих характеристик. К наиболее оп-

;значения;

тимальным способам, повышающим заполнителя, без сущест-

экспериментальные значения; рассчитанные по разработанной методике, рассчитанные по теории предельного равновесия

прочность венного изменения его плотности, относится армирование заполнителя.

Рис. 16. Изменение величины нагрузки ч панели 3x1 м с заполнителем из пенополистирола, в зависимости от расположения стыка. В связи с этим разработаны и защищены патентом технические решения с использованием армирующих элементов, устанавливаемых при сборке конструкции трехслойной панели. Одним из способов армирования является установка вертикальных плоских армирующих элементов между рядами ламелей заполнителя по всей длине панели или только в приопорных участках. Для повышения эффективности их работы, армирующие элементы могут быть перфорированы, а на их боковых поверхностях при выполнении перфорации могут быть образованы шипы (рис. 18 а). Другим техническим решением является применение в качестве армирующего элемента сетки из синтетического материала (рис. 18 6).

Эксперименты показали (рис. 19 а), что установка вертикальных плоских армирующих элементов, в зависимости от их количества, позволяет повысить несущую способность панелей от 21% (3 элемента) до 33% (5 элементов), установка сетки из синтетического материала - от 4% (с одной стороны) до 17% (с двух сторон). Более эффективным и экономически целесообразным является полосовое

160 300 450 600 750 900 1050 1200 1350 1500 Расстояние стыка от опоры по длине полу панели (h-50 мм), мм

Рис. 17. Сравнение результатов экспериментальных и численных исследований с аналитическими решениями:

1 - Разрушающая нагрузка согласно экспериментальным исследованиям;

2 - Несущая способность определенная по существующим отечественным методикам расчета; 3 - Предельная нагрузка по устойчивости обшивки -аналитическое решение (непроклей 2 см); 4 - Предельная нагрузка по устойчивости обшивки - аналитическое решение (непроклей 3 см); 5 - Предельная нагрузка по прочности среднего слоя - аналитическое решение; 6

- Предельная нагрузка по устойчивости обшивки - численное решение (непроклей 2 см); 7 - Предельная нагрузка по устойчивости обшивки -численное решение (непроклей 3 см); 8 - Предельная нагрузка по прочности среднего слоя - численное решение; 9

- Несущая способность определенная по ЕК 14509: 2006.

Рис. 18. Конструкция трехслойных панелей: а) с вертикальными армирующими элементами, б) с армирующими элементами в виде сетки из синтетического материала. 1,2- обшивки, 3 - ламели минваты, 4 - армирующие элементы. 5 - клеевая прослойка, армирование, в качестве материала для которого целесообразно использовать обрезки рулонной стали для обшивок. Численные исследования так же подтвердили большую эффективность полосового армирования (рис. 19, б).

.180 i

L160

L

I 140

I 120 i

i 100 í 80 60 40 20 0

j 300

I 250

о. «

* 200 к

1 150

3

>,

S ioo

, о-'-■-'

' 0 150 300 450 600 750 900 1050 1200 1350 1500 Расстояние стыка от опоры по длине полупанели (h=100 мм), мм

Количество армирующих элементов, шт

Количество армирующих элементов, шт

Рис, 19. Зависимость предельной нагрузки от количества армирующих элементов: а) экспериментальные данные, б) результаты численного расчета.

Помимо перечисленного также был разработан способ повышения несущей способности трехслойных панелей с заполнителем со сплошным стыком (из ППС). В трехслойной панели, заполнитель которой состоит из отдельных по длине листов, их соединение выполнено при помощи отрезка профилированного листа, вдавленного в торцы стыкуемых листов пенополистирола.

Указанное решение было проверено при помощи численного эксперимента, результаты которого показали, что применение жесткой вставки существенно уменьшает напряжений отрыва обшивок и соответственно увеличивает несущую способность (на отрыв обшивки у стыка), до 140%, при применении вставки длиной 4 см (рис. 20).

о 3

а) 61 0 1 2 3 4 5 6 7

Длина половины вставки, см

Панель без непрокпея —Панель с непроклеем 10 мм

—•— Панель с непроклеем 20 мм -*- Панель с непроклеем 30 мм

—Панель с непроклеем 40 мм

Рис. 20. Способ повышения несущей способности трехслойных панелей с заполнителем со сплошным стыком (из ППС) при помощи жесткой вставки: а) конструкция узла; б) зависимость повышения несущей способности от длины жесткой вставки.

I Ё120

I и.

II

Основные выводы и результаты

1. Анализ опыта применения трехслойных панелей показал, что современная технология изготовления панелей предусматривает использование в качестве среднего слоя отдельных листов или ламелей утеплителя. Данная технология приводит к появлению одного или нескольких поперечных стыков и конструктивных несовершенств.

2. Для панелей со средним слоем из пенополистирола, изготавливаемых по непрерывной технологии получены данные об образовании непроклея в месте стыка

листов среднего слоя и аналитические выражения, объясняющие причину их образования.

3. По результатам натурных испытаний 40-ка образцов трехслойных панелей, отличающихся материалом среднего слоя и наличием и расположением стыка по их длине, получены новые экспериментальные данные о характере исчерпания несущей способности и о влиянии наличия и места расположения стыков на НДС панели в ее характерных точках. При этом несущая способность панелей со стыком среднего слоя ниже аналогичных панелей без стыка на величину до 60%.

4. Составлены конечно-элементные модели трехслойных панелей со стыками среднего слоя и проведены численные исследования НДС, которые показали, что несущая способность панелей определяется, в зависимости от расположения стыка по длине панели, как потерей устойчивости сжатой обшивки, так и потерей прочности заполнителя в месте стыка. При этом несущая способность панелей со стыком до 53% ниже аналогичных панелей без стыка.

5. Разработана методика расчета несущей способности панелей со стыком среднего слоя. Напряжения местной потери устойчивости обшивки рассчитываются как для пластинки, подкрепленной сплошным упругим основанием и на основе решения уравнений равновесия, с учетом граничных условий, получены зависимости (16), (18) для определения критической силы местной потери устойчивости сжатой обшивки в зависимости от расположения стыка по длине панели и величины непроклея.

6. В рамках разработанной методики решена задача о прочности среднего слоя от действия поперечных сил в области стыка. Для этого обшивка в области стыка листов среднего слоя представлена в виде полубесконечной балки, лежащей на упругом винклеровском основании, загруженной внешней нагрузкой, роль которой выполняет поперечная сила. Решением дифференциального уравнения изогнутой оси балки и граничных условий получены формулы (27), (29) для определения величины напряжений в заполнителе, в зоне прилегающей к стыку и величины предельной нагрузки.

7. Результаты расчета местной устойчивости обшивки и прочности среднего слоя по предложенной методике хорошо согласуются с результатами экспериментальных и численных исследований. Расхождение составляет с данными экспериментальных исследований от 1 до 30%, с численными - до 12%.

8. Разработаны новые конструктивные решения трехслойных панелей, в которых обеспечивается повышение несущей способности при армировании полосами до 33% (в зависимости от количества армирующих элементов), при армировании сеткой до 17%, что подтверждаются численными и экспериментальными исследованиями.

Основное содержание диссертации опубликовано в 18 работах:

- в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК: 1. Хайруллнн, Л.Р. Экспериментальная проверка значений критических сил потери устойчивости сжатой обшивки трехслойных панелей с технологическим

стыком среднего слоя / JI.P. Хайруллин, И.Л. Кузнецов // Вестник Иркутского Государственного Технического Университета. -2007. -№3(31). -С. 83-85.

2. Хайруллин, Л.Р. Результаты численных исследований трехслойных панелей с технологическим стыком среднего слоя / Л.Р. Хайруллин // Известия КазГАСУ. -2009, -№ 1(11).-С. 139-142.

3. Хайруллин, Л.Р. Исследование прочности трехслойных панелей с технологическими стыками среднего слоя вблизи опоры / Л.Р. Хайруллин, P.A. Каюмов // Известия КазГАСУ. -2011, -№ 2(16). -С. 116-120.

- в других изданиях:

4. Хайруллин, Л.Р. Результаты исследования действительной работы трехслойных панелей / Л.Р. Хайруллин II Материалы 53 республиканской научной конференции. Сборник научных трудов аспирантов. / КГ АС А. -Казань, 2001. -С. 60-63.

5. Хайруллин, Л.Р. Исследование влияния стыка утеплителя трехслойной панели на её несущую способность / Л.Р. Хайруллин // Материалы 54 республиканской научной конференции. Сборник научных трудов аспирантов. / КГАСА. -Казань,

2002. -С .73-77.

6. Хайруллин, Л.Р. Критическая сила для обшивки трехслойной панели, как балки на упругом основании / Л.Р. Хайруллин // Материалы 55 республиканской научной конференции. Сборник научных трудов аспирантов. /, КГАСА. -Казань,

2003. -С. 45-50.

7. Каюмов, P.A. Критическая сила для балки на упругом основании при наличии непроклея / P.A. Каюмов, Л.Р. Хайруллин // Материалы конференции «Наука и практика. Диалоги нового века». 4.2 / -Наб. Челны, 2003. -С. 281-283.

8. Хайруллин, Л.Р. О некоторых процессах, возникающих при изготовлении трехслойных панелей / Л.Р. Хайруллин, А.З. Камалов // Материалы международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительного и дорожного комплексов» 4.2 / МарГТУ. -Йошкар-Ола, 2004. -С. 188-191.

9. Хайруллин, Л.Р. Причины появления дефектов в трехслойных панелях и влияние их на несущую способность / Л.Р. Хайруллин // Материалы 56 республиканской научной конференции. Сборник научных трудов докторантов и аспирантов. / КГАСА. -Казань, 2004. -С. 85-89.

10. Кузнецов, И.Л. Расчет трехслойных панелей с технологическим стыком среднего слоя / И.Л. Кузнецов, Л.Р. Хайруллин // Сборник научных трудов III международной научно-технической конференции «Современные проблемы совершенствования и развития металлических, деревянных, пластмассовых конструкций в строительстве и на транспорте». / -Самара, 2005. -С. 176.

11. Хайруллин, Л.Р. Результаты натурных испытаний трехслойных панелей с заполнителем из минеральной ваты на основе базальтового волокна / Л.Р. Хайруллин // Материалы 57 республиканской научной конференции. Сборник научных трудов докторантов и аспирантов. / КГАСУ. -Казань, 2005. -С. 111-117.

12. Хайруллин, Л.Р. Результаты разработки и экспериментальных исследований трехслойных панелей с армирующими элементами с заполнителем из минеральной ваты / Л.Р. Хайруллин // Материалы 58 республиканской научной конферен-

ции. Сборник научных трудов докторантов и аспирантов. / КГАСУ. -Казань, 2006. -С. 200-204.

13. Хайруллин, Л.Р. Оценка достоверности численных результатов расчета трехслойных панелей с технологическим стыком заполнителя / JI.P. Хайруллин // Материалы 59 республиканской научной конференции. Сборник научных трудов докторантов и аспирантов. / КГАСУ. -Казань, 2007. -С. 88-92.

-патенты РФ:

14. Пат. 2191872 Российская Федерация, М. Кл. 7 Е 04 В 1/61, 2/74. Узел опи-рания трехслойной панели / Кузнецов И.Л., Хайруллин Л.Р. ; заявитель и патентообладатель КазГАСА. -№2001101703/03 ; заявл. 17.01.01 ; опубл. 27.10.02, Бюл. №30. -3 с.

15. Пат. 2204666 Российская Федерация, М. Кл. 7 Е 04 С 2/26. Трехслойная панель / Кузнецов И.Л., Хайруллин Л.Р., Соколов И.И., Давлетшина Ф. И. ; заявитель и патентообладатель КазГАСА. -№2001108554/03 ; заявл. 30.03.01 ; опубл. 20.05.03, Бюл. №14. -3 с.

16. Пат. 2212503 Российская Федерация, М. Кл. 7 Е 04 В 1/61, 1/38. Узел крепления трехслойных панелей / Кузнецов И.Л., Шмелев Г.Н., Хайруллин Л.Р., Чапаев А.Ф., Давлетбаева Ф.И. ; заявитель и патентообладатель КазГАСА. -№2001108553/03 ; заявл. 30.03.2001 ; опубл. 20.09.03, Бюл. № 26. -4 с.

17. Пат. 2295614 Российская Федерация, МПК Е04С 2/26. Трехслойная панель / Кузнецов И.Л., Хайруллин Л.Р., Каюмов P.A. ; заявитель и патентообладатель КазГАСА. -№2005114335/03 ; заявл. 28.04.05 ; опубл. 20.03.07, Бюл. № 8. -4 с.

18. Пат. 2315156 Российская Федерация, МПК Е04С 2/26. Трехслойная панель / Кузнецов И.Л., Хайруллин Л.Р., Коктыш В.В. ; заявитель и патентообладатель ООО «Технологии Строительства» ООО «ТехноСтрой». -№2005141824/03 ; заявл. 29.12.05 ; опубл. 20.01.08, Бюл. №2. -4 с.

Подписано к печати 31.10.2012г. Формат 60x84/16 Объем 1,0 п.л. Заказ № 482

Отпечатано в полиграфическом секторе Издательства КГАСУ 420043, Казань, ул. Зеленая, д.1

Печать RISO Тираж 100 экз.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ существующих конструктивных решений трехслойных панелей с легким средним слоем

1.2 Анализ современного состояния и существующих методов расчета трехслойных панелей с легким средним слоем

1.3 Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТРЕХСЛОЙНЫХ ПАНЕЛЕЙ БЕЗ СТЫКОВ СРЕДНЕГО СЛОЯ

2.1 Цели и задачи экспериментальных исследований

2.2 Методика проведения испытания

2.3 Результаты экспериментальных исследований трехслойных панелей без стыков среднего слоя на поперечный изгиб

2.3.1 Результаты экспериментальных исследований трехслойных панелей со средним слоем из пенополиуретана

2.3.2 Результаты экспериментальных исследований трехслойных панелей со средним слоем из пенополистирола

2.4 Выводы по главе

ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ, ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА ПОПЕРЕЧНЫЙ ИЗГИБ ТРЕХСЛОЙНЫХ ПАНЕЛЕЙ СО СТЫКАМИ СРЕДНЕГО СЛОЯ

3.1 Особенности конструктивных решений трехслойных панелей со стыками среднего слоя

3.2 Исследование технологии изготовления трехслойных панелей со стыками среднего слоя и причины возникновения технологических дефектов

3.2.1 Технология непрерывного изготовления трехслойных панелей со стыком среднего слоя из пенополистирола

3.2.2 Технология стендового и непрерывного изготовления трехслойных панелей со стыками среднего слоя из минеральной

3.2.3 Причины возникновения технологических дефектов

3.3 Результаты экспериментальных исследований на поперечный изгиб трехслойных панелей с технологическими стыками среднего

3.3.1 Результаты экспериментальных исследований трехслойных панелей с технологическим стыком среднего слоя из пенополистирола

3.3.2 Результаты экспериментальных исследований трехслойных панелей с технологическими стыками среднего слоя из минеральной ваты

3.4 Выводы по главе

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА НА ПОПЕРЕЧНЫЙ ИЗГИБ ТРЕХСЛОЙНЫХ ПАНЕЛЕЙ С ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ СТЫКАМИ СРЕДНЕГО СЛОЯ

4.1 Выбор расчетной схемы и принятые допущения

4.2 Численные исследования работы трехслойных панелей с технологическими стыками среднего слоя

4.2.1 Численные исследования работы трехслойных панелей со стыком на всю ширину панели (со средним слоем из пенополистирола)

4.2.2 Численные исследования работы трехслойных панелей с перекрытыми стыками среднего слоя (из ламелей минеральной 134 ваты)

4.3 Критическая сила для обшивки трехслойной панели как балки на упругом основании

4.4 Исследование прочности трехслойных панелей с технологическими стыками среднего слоя вблизи опоры

4.5 Сравнение результатов экспериментальных, численных и аналитических исследований

4.6 Методика расчета трехслойных панелей со стыками среднего слоя на поперечный изгиб

4.7 Выводы по главе

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА НОВЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ТРЕХСЛОЙНЫХ ПАНЕЛЕЙ И ИХ ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

5.1 Новые конструктивные решения

5.2 Численные исследования новых конструктивных решений трехслойных панелей

5.2.1 Численные исследования панелей с вертикальными армирующими элементами

5.2.2 Численные исследования панелей со вставкой в месте стыка

Современные проблемы строительства, связанные с экономией энергетических, трудовых и материальных затрат на возведение и эксплуатацию зданий и сооружений, заставляют проектировщиков и технологов искать новые технические решения и совершенствовать уже известные. Одним из путей, позволяющих решить эти проблемы, а также добиться уменьшения массы зданий и сооружений при высоких жесткостных и прочностных свойствах систем, является широкое внедрение в практику строительства наружных ограждений, выполненных из трехслойных панелей заводского изготовления на основе трудногорючих пенопластов или ориентированной минеральной ваты и тонколистовых материалов. Эффективность этих конструкций определяется универсальностью конструктивных решений, высокой степенью их заводской готовности, простотой монтажа, малым весом и эксплуатационной надежностью. Снижение материалоемкости стеновых и кровельных ограждений при применении легких многослойных панелей позволяет значительно уменьшить массу зданий и обеспечить быструю сборку зданий, возводимых в различных условиях (в том числе в районах крайнего севера, в сейсмоопасных районах, в отдаленных и труднодоступных районах) из комплектно поставляемых конструкций полной заводской готовности. Такие индустриальные здания уже нашли широкое применение в строительстве. Это и обусловливает актуальность исследований, направленных на совершенствование конструктивных решений и методов расчета трехслойных панелей.

Актуальность проблемы

Требования рационального использования тепловой энергии в зданиях, сооружениях и объектах транспорта, обеспечения высокого качества строительства, а также строительства в отдаленных и сейсмоопасных районах создают в настоящее время условия для широкого применения легких индустриальных ограждающих конструкций с высокими теплотехническими показателями. Одними из наиболее эффективных конструкций ограждения, отвечающих этим требованиям, являются трехслойные панели с металлическими обшивками и средним слоем из пенопластов и поперечно-ориентированных ламелей минеральной ваты.

В связи с широким внедрением поточного производства трехслойных панелей в последние годы повсеместное применение находят панели, изготавливаемые из сплошных металлических тонколистовых обшивок и среднего слоя из отдельных листов или ламелей ограниченной длины. Однако существующими методиками расчета не предусматривается деление среднего слоя на сплошной и имеющий стыки. В связи с этим становятся актуальными работы, направленные на исследование различных конструкций панелей, средний слой которых не сплошной, а состоит из отдельных листов или ламелей, т.е. имеет поперечные стыки.

Очевидно, что по сравнению с уже традиционными трехслойными панелями, имеющими сплошной средний слой, панели, имеющие поперечные стыки, представляют собой измененную конструктивную схему, для которых требуется проведение исследований, направленных на уточнение их действительной работы и методики расчета несущей способности.

Цель и задачи работы

Цель работы: Уточнение особенностей действительной работы и характера исчерпания несущей способности трехслойных панелей с металлическими обшивками и поперечными технологическими стыками среднего слоя с разработкой методики их расчета на поперечный изгиб и новых конструктивных решений.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: выполнить анализ конструктивных решений существующих трехслойных панелей и методик их расчета на поперечный изгиб;

- исследовать технологию изготовления трехслойных панелей и показать влияние поперечных стыков среднего слоя на образование конструктивных несовершенств и, как следствие, на напряженно-деформированное состояние (НДС) конструкции;

- провести экспериментальные исследования натурных образцов трехслойных панелей с различными физическими характеристиками и конструктивными особенностями среднего слоя и выявить характер исчерпания несущей способности трехслойных панелей, имеющих поперечные технологические стыки среднего слоя;

- разработать конечно-элементные модели трехслойных панелей и провести численные исследования их НДС;

- разработать методику расчета несущей способности трехслойных панелей с учетом различного расположения поперечных технологических стыков среднего слоя по длине панели;

- предложить новые конструктивные решения трехслойных панелей со стыками среднего слоя, обеспечивающие повышение их несущей способности и эксплуатационных свойств.

Научная новизна

- Определены основные характерные технологические несовершенства панелей с заполнителем из отдельных листов или ламелей и выявлено их влияние на НДС трехслойных панелей;

- на основе численных и экспериментальных исследований работы трехслойных панелей со стыками среднего слоя, расположенными в средней и приопорной частях, исследовано их НДС и выявлен характер исчерпания их несущей способности, заключающийся в местной потере устойчивости сжатой обшивки в месте стыка и разрушении среднего слоя в локальной зоне у стыка;

- впервые получены аналитические зависимости для определения критических сил потери устойчивости сжатой обшивки с учетом различного расположения места стыка и величины непроклея;

- впервые получены аналитические зависимости для определения напряжений в среднем слое в локальной зоне у стыка.

Практическая значимость

Разработана и экспериментально проверена инженерная методика расчета трехслойных панелей с технологическими стыками среднего слоя из листов пенополистирола и ламелей минеральной ваты.

Разработаны и экспериментально исследованы новые конструктивные решения трехслойных панелей со стыком среднего слоя, направленные на повышение эффективности их применения, защищенные 5-ю патентами РФ.

Достоверность результатов, полученных в ходе экспериментальных исследований, обеспечена использованием научно-обоснованных методик испытаний, тарированных измерительных приборов и сертифицированного оборудования. Достоверность результатов теоретических исследований обеспечена использованием классических методов сопротивления материалов и строительной механики и хорошей сходимостью с результатами расчетов конечно-элементных моделей на ПК "ЛИРА" и с данными экспериментов. Расхождение с данными экспериментальных исследований составляет от 1 до 30%, с численными - до 12%.

Внедрение результатов

По результатам экспериментальных исследований выполнены и переданы научно-технические отчеты о несущей способности и характере работы трехслойных панелей следующим производителям: ОАО «Тимер», ООО «Технострой», ООО «ТЕМ-ПО». Выполнена разработка и внедрение в производство новых конструкций трехслойных панелей с минераловатным средним слоем и армирующими элементами, что расширило область применения конструкций данного типа.

Прилагаются справки о внедрении результатов исследований на производственных предприятиях.

На защиту выносятся

Результаты численных и экспериментальных исследований НДС трехслойных панелей с технологическими стыками среднего слоя.

Методика расчета местной устойчивости сжатой обшивки в панелях имеющих поперечные стыки среднего слоя.

Методика проверки прочности среднего слоя в локальной зоне у стыка.

Новые конструктивные решения трехслойных панелей.

Апробация работы

Основные результаты выполненных исследований по теме диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава КГ АСУ 2001 - 2012 годов, итоговой конференции республиканского конкурса научных работ среди студентов и аспирантов на соискание премии им. Н.И. Лобачевского (г. Казань, 2002), международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительного и дорожного комплексов», (г. Йошкар-Ола, 2004), международной научно-технической конференции «Современные проблемы совершенствования и развития металлических, деревянных, пластмассовых конструкций в строительстве и на транспорте», (г. Самара, 2005).

Публикации: по материалам диссертации опубликовано 18 работ, в том числе 3 научные статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и 5 патентов на изобретение РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 199 листах машинописного текста, содержит 8 таблиц и 110 рисунков. Список литературы включает 126 наименований.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В работе рассмотрены некоторые вопросы, связанные с действительной работой и расчетом строительных трехслойных панелей со стальными тонколистовыми обшивками и заполнителем, имеющим поперечные стыки (листы пенопласта и ламели минеральной ваты), работающих на поперечный изгиб.

Исследования напряженно-деформированного состояния трехслойных панелей со стыком среднего слоя проведены аналитическим путем и численно с помощью метода конечных элементов на ЭВМ. Экспериментальные исследования проведены с использованием механических методов создания нагрузок и современных методов регистрации тензометрических показателей на базе ЭВМ.

На основе проведенного исследования получены основные результаты и выводы.

1. Анализ опыта применения трехслойных панелей показал, что современная технология изготовления панелей предусматривает использование в качестве среднего слоя отдельных листов или ламелей утеплителя. Данная технология приводит к появлению одного или нескольких поперечных стыков и конструктивных несовершенств.

2. Для панелей со средним слоем из пенополистирола, изготавливаемых по непрерывной технологии, получены данные об образовании непроклея в месте стыка листов среднего слоя и аналитические выражения, объясняющие причину их образования.

3. По результатам натурных испытаний 40-ка образцов трехслойных панелей, отличающихся материалом среднего слоя и наличием и расположением стыка по их длине, получены новые экспериментальные данные о характере исчерпания несущей способности и о влиянии наличия и места расположения стыков на НДС панели в ее характерных точках. При этом несущая способность панелей со стыком среднего слоя ниже аналогичных панелей без стыка на величину до 60%.

4. Составлены конечно-элементные модели трехслойных панелей со стыками среднего слоя и проведены численные исследования НДС, которые показали, что несущая способность панелей определяется, в зависимости от расположения стыка по длине панели, как потерей устойчивости сжатой обшивки, так и потерей прочности заполнителя в месте стыка. При этом несущая способность панелей со стыком до 53% ниже аналогичных панелей без стыка.

5. Разработана методика расчета несущей способности панелей со стыком среднего слоя. Напряжения местной потери устойчивости обшивки рассчитываются как для пластинки, подкрепленной сплошным упругим основанием; и на основе решения уравнений равновесия с учетом граничных условий, получены зависимости (4.3.40, 4.3.80) для определения критической силы местной потери устойчивости сжатой обшивки в зависимости от расположения стыка по длине панели и величины непроклея.

6. В рамках разработанной методики решена задача о прочности среднего слоя от действия поперечных сил в области стыка. Для этого обшивка в области стыка листов среднего слоя представлена в виде полубесконечной балки, лежащей на упругом винклеровском основании, загруженной внешней нагрузкой, роль которой выполняет поперечная сила. Решением дифференциального уравнения изогнутой оси балки и граничных условий получены формулы (4.4.10), (4.4.12) для определения величины напряжений в заполнителе - в зоне, прилегающей к стыку, и величины предельной нагрузки.

7. Результаты расчета местной устойчивости обшивки и прочности среднего слоя по предложенной методике хорошо согласуются с результатами экспериментальных и численных исследований. Расхождение составляет с данными экспериментальных исследований от 1 до 30%, с численными - до 12%.

8. Разработаны новые конструктивные решения трехслойных панелей, в которых обеспечивается повышение несущей способности при армировании полосами до 33% (в зависимости от количества армирующих элементов), при армировании сеткой до 17%, что подтверждается численными и экспериментальными исследованиями.

186

1. Александров, A.B. Сопротивление материалов: учеб. для вузов / A.B. Александров, В.Д. Потапов, Б.П. Державин. - М. : Высш. шк., 1995.- С 276-278.

2. Александров, А.Я. Конструкции с заполнителями из пенопластов / А.Я.Александров, И.Я. Бородин, В.В. Павлов. М.: Оборонгиз, 1962.

3. Александров, А.Я. Прочность, устойчивость, колебания : Справочник. В 3 т. Т. 2. / А.Я. Александров и др. ; под ред. И.А. Биргера и Я.Г. Пановко.- М.: Машиностроение, 1968. 346 с.

4. Александров, А.Я. Расчет трехслойных панелей / А.Я. Александров, Л.Э. Брюккер, Л.М. Куршин, А.П. Прусаков. М.: Оборонгиз, 1960.

5. Аскеров, С.А. и др. Сложный изгиб трехслойных панелей при учете сдвигов от различного сжатия обшивок и концентрации напряжений у ребер / С.А. Аскеров // Сборники: «Расчет конструкций с применением пластмасс». М., Стройиздат, 1974.

6. Батрак, В.Е. Метод оценки работоспособности полимерных заполнителей трехслойных панелей при действии длительныхэксплуатационных нагрузок / В.Е. Батрак, В.В. Бобряшов, В.М. Бобряшов // Кровельные и изоляционные материалы. 2009. - №1. - С. 57-59.

7. Болотин, В.В. К теории слоистых плит / В.В. Болотин // Известия АН СССР. Отд-ние техн. наук. Механика и машиностроение. 1963. - № 3. -С.65-72.

8. Болотин, В.В. Механика многослойных конструкций / В.В. Болотин, Ю.Н. Новичков // М.: Машиностроение, 1980. - 375 с.

9. Брусиловский, А.И. Расчет трехслойных клееных строительных панелей / А.И. Брусиловский // Сб. «Исследование конструктивных пластмасс и строительных конструкций на их основе / Госстройиздат, М, 1962.

10. Брюккер, Л.Э. Изгиб трехслойных пластин с различными внешними слоями при повышенных температурах / Л.Э. Брюккер // В сб. : Расчеты элементов авиационных конструкций. Машиностроение. 1965. - Вып. 4.

11. Брюккер, Л.Э. Некоторые варианты упрощения уравнений изгиба трехслойных пластин / Л.Э. Брюккер // В сб. : Расчеты элементов авиационных конструкций. Трехслойные панели и оболочки. Машиностроение. 1965. - Вып. 3. - С. 74 - 99.

12. Ванин, Г.А. Устойчивость оболочек из композиционных материалов с несовершенствами / Г.А. Ванин, Н.П. Семенюк. Киев : Наукова думка, 1987. - 200 с.

13. Веселев, Ю.А. Экспериментальное изучение малоразмерного купола из многоугольных трехслойных панелей / Ю.А. Веселев // Легкие строительные конструкции : сб. науч. тр. / Рост. Гос. строит, ун-т. -Ростов н/Д, 1998. С. 146-154.

14. Воронович, А.П. Устойчивость обшивки с заполнителем при сжатии и сдвиге. Дисс. канд. техн. наук. ВВИА им. Жуковского, 1948. -176 с.

15. Гликин, С.М. Прогрессивные ограждающие конструкции промышленных зданий / С.М. Гликин. М.: Стройиздат, 1990. - 232 с.

16. Годило, П.В. Исследования работы конструктивного среднего слоя из пенополистирола в трехслойных панелях и их формования термоимпульсным методом : автореф. дис. . канд. техн. наук : 05.23.01 / П.В. Годило. М., 1974.

17. ГОСТ 21562-76. Панели металлические с утеплителем из пенопласта. Общие технические условия. Издание официальное. М. : изд-во стандартов, 1976. - 10 с.

18. ГОСТ 22695-77. Панели стен и покрытий зданий слоистые с утеплителем из пенопластов. Пенопласты. Методы испытаний на прочность. Издание официальное. М.: изд-во стандартов, 1977. - 6 с.

19. ГОСТ 23486-79. Панели металлические трехслойные стеновые с утеплителем из пенополиуретана. Технические условия. Издание официальное. М.: изд-во стандартов, 1979. - 18 с.

20. ГОСТ 15588-86. Плиты пенополистирольные. Технические условия. Издание официальное. М.: изд-во стандартов, 1986. - 14 с.

21. Григолюк, Э.И. Критические нагрузки трехслойных цилиндрических и конических оболочек / Э.И. Григолюк, П.П. Чулков. Новосибирск : Западно-сибирское книжное изд., 1966 - 223 с.

22. Григолюк, Э.И. Устойчивость и колебания трехслойных оболочек / Э.И. Григолюк, П.П. Чулков. М.: Машиностроение, 1973. - 172 с.

23. Гринь, И.М. Строительные конструкции с применением пластических масс / И.М. Гринь, М.И. Илик, Е.А. Поберезкин, H.A. Скворцов. -Харьков : изд-во харьковского университета, 1968. 340 с.

24. Губенко, А.Б. Строительные конструкции с применением пластмасс / А.Б. Губенко. М.: изд-во литературы по строительству, 1970. 328 с.

25. Демченко, Д.Б. Экспериментально- теоретическое изучение несущей способности шестиугольной трехслойной панели покрытия : автореф. дис. . канд. техн. наук : 05.23.01 / Денис Борисович Демченко. Ростов-на-Дону, 1999.

26. Динник, А.Н. Круглая пластинка на упругом основании / А.Н. Динник // Известия Киевского политехнического института. Киев, - 1910. - С. 287 -306.

27. Ермолов, С.Б. О влиянии начальной погиби обшивки на деформацию трехслойных панелей / Ермолов С.Б. // Строительная механика и расчет сооружений. 1966. - № 4.

28. Ермолов, С.Б. Прочность трехслойных панелей с металлическими обшивками и заполнителем из пенопласта : автореф. дис. . канд. техн. наук : 05.23.01 / С.Б. Ермолов. -М., ЦНИИСК им В.А. Кучеренко, 1979.

29. Иванов, А.М. Применение пластмасс в строительных конструкциях и частях зданий / A.M. Иванов, Д.В. Мартинец, В.И. Мартемьянов, К.Я. Алгазинов ; под ред. A.M. Иванова. М.: Высшая школа, 1965. - 292 с.

30. Исследования конструктивных пластмасс и строительных конструкций на их основе. Труды ЦНИИСК ; под редакцией А.Б. Губенко ; вып. И, 1962.

31. Каюмов, P.A. Критическая сила для балки на упругом основании при наличии непроклея / P.A. Каюмов, JI.P. Хайруллин // Материалы конференции «Наука и практика. Диалоги нового века». 4.2 / Наб. Челны, 2003. - С. 281-283.

32. Кобелев, В.Н. Расчет трехслойных конструкций : Справочник / В.Н. Кобелев, JIM. Коварский, С.И. Тимофеев. М. : Машиностроение, 1984. -304 с.

33. Койсин, В.Е. Локальная прочность трехслойных конструкций с пористым наполнителем : автореф. дис. . канд. техн. наук : 01.02.04 / Виталий Евгеньевич Койсин . СПб., 2004.

34. Королев, В.И. Симметричная форма потери устойчивости трехслойных пластин и оболочек / В.И. Королев // Вестник МГУ. Сер. физ.-мат. наук. -1956.-№5.-С. 52-55.

35. Куршин, Л.М. Об устойчивости трехслойных пластин при изгибе / Л.М. Куршин // Строительство. 1959 - №9. С. 10-14.

36. Куршин, Л.М. Обзор работ по расчету трехслойных пластин и оболочек: Расчет пространственных конструкций / Куршин Л.М. // М. : ГИФМЛ, Вып. 7.-1962.-С. 163-192.

37. Кутухтин, Е.Г. Легкие конструкции одноэтажных производственных зданий / Е.Г. Кутухтин, В.М. Спиридонов, Ю.Н. Хромец. М. : Стройиздат, 1988. - 263 с.

38. Материалы для проектирования наружных ограждающих конструкций с применением стальных гнутых термопрофилей ИНСИ. Омск. : ГОУ СибАДИ, 2003.-29 с.

39. Мир авиации : Скоростной бомбардировщик De Havilland D.H.98 Mosquito, http://world-of-avia.narod.ru/moscito.htm.

40. Муравьев, Ю.А. Исследование клееных трехслойных сводов с обшивками из алюминиевых сплавов и других материалов и легкими заполнителями : автореф. дис. . канд. техн. наук : 05.23.01 / Ю.А. Муравьев. М., 1967.

41. Муравьев, Ю.А. Новые облегченные конструкции для возведения производственных сельскохозяйственных зданий / Ю.А. Муравьев. М. : Стройиздат, 1974. - 136 с.

42. Муштари, Х.М. К общей теории пологих оболочек с заполнителем / Х.М. Муштари // Изв. АН СССР. Отдел механики и машиностроения. -1961.-№2.-С. 24-29.

43. Найштут, Ю.С. Сотовые строительные конструкции: учебное пособие / Ю.С. Найштут. М.: изд-во Ассоциации строительных вузов, 1998. - 140 с.

44. Новые формы легких металлических конструкций / Под общ. ред. В.И. Трофимова. ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. М., 1993. - 286с.

45. Огнестойкие панели «сэндвич» с утеплителем из базальтовой ваты : Проспект ОАО «Самарский завод «Электрощит». 2 с.

46. Панели-«сэндвич» : Проспект ОАО «Самарский завод «Электрощит». 2 с.

47. Панели стеновые и кровельные : Проспект Челябинского завода профилированного стального настила. 2 с.

48. Пат. 2191872 Российская Федерация, М. Кл. 7 Е 04 В 1/61, 2/74. Узел опирания трехслойной панели / Кузнецов И.Л., Хайруллин Л.Р. ;заявитель и патентообладатель КазГАСА. №2001101703/03 ; заявл. 17.01.01 ; опубл. 27.10.02, Бюл. №30. - 3 с.

49. Пат. 2204666 Российская Федерация, М. Кл. 7 Е 04 С 2/26. Трехслойная панель / Кузнецов И.Л., Хайруллин Л.Р., Соколов И.И., Давлетшина Ф. И. ; заявитель и патентообладатель КазГАСА. -№2001108554/03 ; заявл. 30.03.01 ; опубл. 20.05.03, Бюл. №14. 3 с.

50. Пат. 2295614 Российская Федерация, МПК Е04С 2/26. Трехслойная панель / Кузнецов И.Л., Хайруллин Л.Р., Каюмов P.A. ; заявитель и патентообладатель КазГАСА. -№2005114335/03 ; заявл. 28.04.05 ; опубл. 20.03.07, Бюл. №8.-4 с.

51. Прочность и деформативность конструкций с применением пластмасс / ГОССТРОЙ СССР, ЦНИИСК ; ред. А. Б. Губенко. М. : Стройиздат, 1966.-296 с.

52. Прусаков, А.П. Основные уравнения изгиба и устойчивости трехслойных пластин с легким заполнителем / А.П. Прусаков // ПММ. -1951 Г.-Т15. С. 27-36.

53. Рабинович, А.Л. Устойчивость обшивки с заполнителем при сжатии / А.Л. Рабинович // Труды ЦАГИ, М., Оборонгиз, 1946 г. - №595.

54. Расе, Ф.В. Местная устойчивость «в большом» жесткого слоя трехслойной пластины при ее сжатии с изгибом / Ф.В. Расс // Механика композитных материалов. Рига, 1999. - Т.35. - №1. - С. 59-70.

55. Рахимов, Р.З. Современные теплоизоляционные материалы: учеб. пособие / Р.З. Рахимов, Н.С. Шелихов. Казань: КГАСУ, 2006. - 392 с.

56. Рекомендации по проектированию и расчету конструкций с применением пластмасс. М. :ЦНИИСК им. Кучеренко, 1969. - 150 с.

57. Ржаницын, А.Р. Составные стержни и пластинки / А.Р. Ржаницын. М. : Стройиздат, 1986. - 316 с.

58. Снитко, Н.К. Устойчивость стержневых систем в упруго-пластической области / Н.К. Снитко. М. : изд-во литературы по строительству, 1968. -248 с.

59. Стены и покрытия полистовой сборки : проспект ЦНИИ проектлегконструкция Минмонтажспецстроя СССР. М., 1990. - 4 с.

60. Стальные конструкции полносборных одноэтажных зданий системы «Батлер» (США). Реферативная информация ЦИНИС. Сер. VIII. Вып. 20. -1974.

61. Строительные материалы и утеплители : проспект ЗАО «Мосстрой-31». -20 с.

62. Тамплон, Ф.Ф. Металлические ограждающие конструкции / Ф.Ф. Тамплон. JI.: Стройиздат, 1988. - 248 с.

63. Тамплон, Ф.Ф. Ограждающие конструкции из алюминиевых панелей / Ф.Ф. Тамплон. JI.: Стройиздат, 1976. - 96 с.

64. Терегулов, И.Г. Сопротивление материалов и основы теории упругости и пластичности: учеб. для вузов / И.Г. Терегулов. М.: Высш. шк., 1984. -472 с.

65. Технический каталог строительных трехслойных панелей типа «Венталл-С», «Венталл-К» с минераловатным утеплителем : Проспект завода металлоконструкций «Венталл», 1999. 34 с.

66. Тимошенко, С.П. Устойчивость стержней, пластин и оболочек / С.П. Тимошенко. М.: изд-во «Наука», 1971. - 808 с.

67. Томпсон, Дж. Потеря устойчивости и выпучивание конструкций: теория и практика ; под ред. Дж. Томпсона и Г. Ханта: пер. с англ. / Под ред. Э.И. Григолюка. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат.лит., 1991. - 424 с.

68. Трофимов, В.И. Легкие металлические конструкции зданий и сооружений / В.И. Трофимов, А.М. Каминский. М. ; изд-во АСВ, 2002. - 576 с.

69. ТУ 5284-001-58649165-03. Панели трехслойные стальные с утеплителем из минеральной ваты. 2003. 13 с.

70. ТУ 5284-166-03821424-98. Панели трехслойные с утеплителем из пенополиуретана и обшивками из металла и других материалов. 1998. -27 с.

71. ТУ 5284-183-03821424-2000. Панели трехслойные с утеплителем из пенополистирола с обшивками из металла и других материалов. 2000. -21 с.

72. Уманский, A.A. Строительная механика самолета / Уманский A.A. М., 1961.-С. 84-87.

73. Хайруллин, Л.Р. Исследование влияния стыка утеплителя трехслойной панели на её несущую способность / Л.Р. Хайруллин // Материалы 54 республиканской научной конференции. Сборник научных трудов аспирантов. / КГАСА. Казань, 2002. - С .73-77.

74. Хайруллин, Л.Р. Исследование прочности трехслойных панелей с технологическими стыками среднего слоя вблизи опоры / Л.Р. Хайруллин, P.A. Каюмов // Известия КазГАСУ. 2011, - № 2(16). -С. 116-120.

75. Хайруллин, Л.Р. Критическая сила для обшивки трехслойной панели, как балки на упругом основании / Л.Р. Хайруллин // Материалы 55республиканской научной конференции. Сборник научных трудов аспирантов. / КГАСА. Казань, 2003. - С. 45-50.

76. Хайруллин, Л.Р. Результаты исследования действительной работы трехслойных панелей / Л.Р. Хайруллин // Материалы 53 республиканской научной конференции. Сборник научных трудов аспирантов. / КГАСА. -Казань, 2001.-С. 60-63.

77. Хайруллин, JI.P. Результаты численных исследований трехслойных панелей с технологическим стыком среднего слоя / JI.P. Хайруллин // Известия КазГАСУ. 2009. - № 1(11). - С. 139-142.

78. Холопов, И.С. Экспериментальные исследования кровельных панелей "сэндвич" с базальтовым утеплителем / И. С. Холопов, М.Д. Мосесов, A.B. Соловьев, Е.В, Ильдияров, С.М. Петров, Н.В. Попков // Известия вузов. Строительство. -2008. № 2. - С. 107-111.

79. Хромец, Ю.Н. Промышленные здания из легких конструкций / Ю.Н. Хромец. М.: Стройиздат, 1978. - 176 с.

80. Хромец, Ю.Н. Современные конструкции промышленных зданий / Ю.Н. Хромец. М.: Стройиздат, 1982. - 351 с.

81. Черноиван, В.Н. Разработка слоистых панелей на основе профилированной фанеры и фенольного пенопласта : автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.23.01 : защищена 17.02.1984 : утв. 11.07.1984 / Черноиван Вячеслав Николаевич. М., 1983. - 22 с.

82. Чистяков, A.M. Легкие многослойные ограждающие конструкции / A.M. Чистяков. М.: Стройиздат, 1987. - 240 с.

83. Чистяков, A.M. Разработка и исследование легких ограждающих конструкций на основе заливочных пенопластов : автореф. дис. . д-ра техн. наук : 05.23.01 / A.M. Чистяков. М.: ВЗИСИ, 1980. - 36 с.

84. Шебештьен, Д. Легкие конструкции в строительстве / Д. Шебештьен ; перевод с англ. М.С. Школьникова. М.: Стройиздат, 1983. - 332 с.

85. Шоболов, H.M. Легкие ограждающие конструкции с утеплителем на основе минеральных волокон / Н.М. Шоболов // Обзорная информация. -М.: ВНИИНТПИ, 1991 г. С. 23-25.

86. Штамм, К. Многослойные конструкции / К. Штамм, X. Витте ; под ред. С.С. Кармилова ; перевод с нем. Т.Н. Орешкиной. М. : Стройиздат, 1983.-300 с.

87. Шунгский, Б.Е. Строительные конструкции с сотовым заполнителем / Б.Е. Шунгский. -М.: Стройиздат, 1977. 112 с.

88. Budimpex S.C.: Проспект фирмы « Budimpex». 2001. 24 s.

89. EN 14509:2006. Self-supporting double skin metal faced insulating panels -Factory made products Specifications. 2006. - P. 147.

90. Frostig, Y. Localized load effects in high-order bending of sandwich panels with flexible core / Y. Frostig, M. Baruch // J. Engrg. Mech., Vol. 122. №11. - 1996.-pp. 1069-1076.

91. Gehrke, K. Mehrschichtelemente aus Polyurethanhartschaum stoff und Asbestzementplatten / K. Gehrke // Bauzeitung. - 1970. - № 11. - pp. 585587.

92. Goodier, J.N. Cylindrical Buckling of Sandwich Plates / J.N. Goodier // J. of Appl. Mech. 1946. - Vol. 13. - № 4.

93. Gordon. Aircraft design Considerations Modern Plastics / Gordon. 1943.

94. Gough, G.S. The stabilization of a thin sheet by a continious supporting medium / G.S. Gough, C.F. Elam, N.A. De Bruyne // J. of the Royal Aeronautical Society. 1940. vol. 44. - № 349. - pp. 12-43.

95. Hoff, N.J. Bending and Buckling of Rectangular Sandwich Plates / N.J. Hoff // J. NASA TN. 1950. № 2225.

96. Hoff, N.J. The Buckling of Sandwich Type Panels / N.J. Hoff, S.E. Mautner // J. Aeronaut. Sci. 1945. - Vol. 12. - № 3.

97. Isowand : Проспект фирмы «Hoesch». Siegen, 1974. -8 s.

98. Meus, W. Plyty Zebrowowarstwowe universalne elementy dla lekkiego budownictwa halowego / W. Meus, B. Bany // Inzinieria i Budownictwo.1970.-№2.-pp. 50-56.

99. Murs-Rideaux Ondatherm : Проспект фирмы «Ondatherm». Paris. -1974.-32 p.

100. Neuber, H. Theorie der Druckstabilität der Sandwich Plate / H. Neuber // Zeitschrift für angew. Nath und Mech. 1952. - № 11-12.

101. Noor, A.K. Computational models for sandwich panel and shell / A.K. Noor, W.S. Burton, C.W. Bert // Appl. Mech. Rev. 1996. - Vol. 49. № 3. - P. 155199.

102. Norris, Ch.B. Strength of sandwich construction / Ch.B. Norris // In: Symposium on structural sandwich constructions. ASTM Special Technical Publication. Philadelphia. - 1952. - № 118. - pp. 46-53.

103. Paretti Sandwich Luxalon : Проспект фирмы «Hanter Douglas». -Rotterdam, Milano, 1974. - 6 p.

104. Rapetti, T. Un nouveau mode de construire en acier: le système structural BEHLEN / T. Rapetti // Asier-Stahl-Steel. 1971. - №5. - pp. 223-232.

105. Reichard, T.W. Paper honeycomb sandwich panel as lightweight structural components / T.W. Reichard // SIB S 56 Simposium. - Budapest. - April1971.-p. 16.

106. Reissner, E. Finite deflections of sandwich plates / E. Reissner // J. Aeronaut. Sei. 1948. - Vol. 15. - № 7. - P. 435-440.

107. Somatherm : Проспект фирмы «Metecno». Milano. - 1974. - 8 p.

108. Somerhausen, M. Plastics used in fasades / M. Somerhausen // CIB Simposium Rotterdam. April, 27-29. 1970, reproduction, - p.13.

109. Van der Neut, A. Die Stabiiitat geschichteter Streifen (Platten) / A. Van der Neut // National Luchtvaartlaboratorium (Holland). Bericht № 284 (286). -Amsterdam. -1943.

110. Wan, C.C. Face Buckling and Core Strength Requirement in Sandwich Constructions / Wan, C.C. // J. Aeronaut. Sci. 1947. - № 9.

111. Williams, D. Flat Sandwich Panels Under Compressive End Loads / D. Williams, D.M. Legget, H.G. Hopkins // A.R.C. R.&M. 1941. - № 1987.

112. Zenkert, D. An Introduction to Sandwich Construction / D. Zenkert. London : Chameleon Press Ltd, 1995.