книги / Светопрозрачные конструкции. (Результаты исследований)

Как видно из графиков, деформации при испытаниях по режиму III несколько меньше деформаций по режиму I. В обоих случаях деформации, замеренные на фрагмен­ тах с эластичным слоем, в 2 раза больше деформаций фрагментов без эластичного слоя. Такая зависимость по­ вторялась в течение всего периода испытаний. Деформа­ ция фрагментов без эластичного слоя на длине 57 см при

Рис. 4. Изменение наружных и внутренних температур стекло­ блока и шва в течение одного цикла

режиме I достигает 130-10_3 мм, а с эластичным слоем 25210~3 мм; при режиме III достигает соответственно 105 • 10—3 и 232 - 10—3 мм, т. е. можно считать, что при эксплуатационном температурном режиме эластичная обмазка уменьшает усилия обжатия стеклоблока от тем­ пературных воздействий в 2 раза.

Две панели размером 6X1,5 м установили на специ­ альную камеру вплотную друг к другу. Внутри камеры были установлены 10 специальных нагревателей по 1,4 кет, которые периодически включали и выключали. Температуры замеряли термопарами ручным потенцио­ метром КП-59 и автоматическим потенциометром ЭПП-09 с записью показаний на диаграммной ленте. Всего было проведено 13 циклов испытаний. Каждый цикл включал нагрев в течение 6 ч и остывание в течение 3 ч. Исследо­ вания показали, что при нагреве температура поверхно­ сти шва отстает от температуры поверхности стеклоблока на 2 ч (рис. 4). При охлаждении примерно через 1 ч тем­ пературы блока и шва становятся одинаковыми. В пане­

ли без эластичного слоя разрушилось 13 стеклоблоков, а в панели с обмазанными блоками разрушенных блоков не было. Характер разрушения стеклянных блоков без эластичного слоя (рис. 5) дает основание предполагать, что под влиянием перепада температур на лицевых стен­ ках блока последний испытывает усилия, направленные параллельно и перпендикулярно торцовым стенкам. Об­ мазка торцов блоков эластичной мастикой исключает воз-

Рис. 5. Характер разрушения стеклянных блоков Б панели без эластичного слоя

можность появления напряжений, направленных парал­ лельно торцовым стенкам, уменьшая одновременно влия­ ние нормальных напряжений.

Стыки стекложелезобетонных конструкций зенитных фонарей находятся в наиболее тяжелых условиях экс­ плуатации. Исследование работы различных материалов для заделки и гидроизоляции стыков производили на фрагментах экспериментальных конструкций (в клима­ тической камере). Для заделки стыков и гидроизоляции швов в фрагментах стекложелезобетонных конструкций были отобраны следующие материалы:

1)мастики ХП-2, БЛК и МРБ-Г-Г;

2)уплотнители — керамзитоизол, пороизол и гернит. Керамзитоизол представляет собой смесь горячей

резино-битумной мастики и керамзита, объемное соотно­ шение 1 :8. Его теплостойкость 100—110° С.

Стыки между фрагментами стекложелезобетонных панелей выполнили по следующим вариантам:

82

Рис. 6. Экспериментальные стекложелезобетонные панели с эластич­ ным слоем (ребристая и плоская)

а — вид сверху; б — сечения продольные; в — сечения поперечные

Рис. 7. Стыки между стекложелезобетонными панелями

84

рамзитоизол и горячая мастика РБВ, оклеенная поверху двумя слоями стеклоткани (рис. 7).

Экспериментальные ребристые панели испытали йа статическую нагрузку. Одновременно испытали аналогич­ ные панели без применения эластичного слоя. Панели, изготовленные методом объемного вибрирования из бето­ на состава 1:2:4 с осадкой конуса 2—3 см на шлакопортландцементе марки 500, устанавливали на две опоры, одна из которых подвижная, другая — неподвижная. Па­ нели загружали равномерно распределенной статической нагрузкой. За нормативную нагрузку была принята на­ грузка от снега <7 = 150 кГ/см2, расчетная нагрузка учи­ тывалась коэффициентом перегрузки для постоянной на­ грузки 1,1 и временной нагрузки 1,4. Полная расчетная нагрузка составляла 420 кГ/м2. Загружение панелей про­ изводили ступенями, равными 20% от нормативной на­ грузки, с выдержкой после каждой ступени загружения в течение 10 мин. После приложения полной норматив­ ной нагрузки панели выдерживали в течение 30 мин и продолжали загружение ступенями по 35 кГ/м2 с выдерж­ кой на каждой ступени по 10 мин. Прогибы замеряли прогибомерами ЛИСИ с ценой деления 0,001 мм. В про­ цессе испытания в панели с эластичным слоем при на­ грузке 490 кГ/м2 в растянутой зоне несущих ребер появи­ лись волосные трещины, которые достигли величины 1.5 мм при нагрузке 910 кГ/м2. Волосные трещины в рас­ тянутой зоне несущего ребра панели без эластичного слоя образовались при нагрузке 525 кГ/м2 и достигли ве­ личины 1,5 мм при нагрузке 980 кГ/м2. В обоих случаях

85

тивной нагрузки соответственно оказался равным 1/4000 и 1/4600, что также подтверждает несколько большую деформативность стекложелезобетонных конструкций с использованием эластичного слоя, нанесенного по тор­ цам стеклоблоков (табл. 3).

При определении теоретических значений прогибов от нормативной нагрузки было принято, что стеклоблоки в работе панели с эластичным слоем не участвуют.

3. Натурные испытания

Для экспериментальной проверки ребристые стекло­ железобетонные панели покрытия размером в плане 6 Х Xl,5 м установлены на опытном павильоне лаборатории светопрозрачных ограждений ЦНИИПромзданий.

В задачу натурных исследований входили:

1) проверка долговечности стекложелезобетонных конструкций с эластичным слоем;

2 ) определение характера распределения температур на поверхностях конструкций;

3)определение отставания по времени в прогреве и остывании стеклянных блоков и швов;

4)разработка и проверка в натуре наиболее рацио­ нальной конструкции стыков между панелями;

5)проверка гидроизоляционных материалов для бе­ тонных швов.

В покрытии павильона были установлены три ребри­ стые панели. В одной из них швы гидроизолировали хо­ лодной мастикой изол марки ХП-2, нанесенной слоем толщиной 2—2,5 мм. Панели изготовлены на портланд­ цементе марки 500 из бетона состава 1:2:4 при В/Ц — = 0,85 с осадкой конуса 2—3 см, прочность контрольных кубиков 150—180 кГ/см2. На торцы стеклянных блоков нанесена эластичная обмазка из мастики ХП-2, толщиной 0,2—0,5 мм. Температуры замеряли в весенний период, характерный наиболее резкими изменениями температур в течение суток. Положительная температура внутри па­ вильона поддерживалась нагревательными приборами, вентиляторами. За период замеров температура наруж­ ного воздуха колебалась с —15 до +5° С. Относительная влажность воздуха внутри помещения не превышала 60%.

Максимальные и минимальные значения температур на внутренних поверхностях панелей составили соответ­

86

ственно +30° и + 5°С. Причем если средние температу­ ры по сечению примерно одинаковы, то в распределении минимальных и максимальных температур наблюдаются скачки, что говорит о возможности местных перенапря­ жений в панели. В результате испытаний установлено, что бетон в шве нагревается значительно быстрее и осты­ вает на 2 —3 ч позже, чем стеклоблоки; при этом перепа­ ды температур между наружной и внутренней поверх-

Рис. 8. Изменение внутренних и наружных температур стекло­ блока и шва в течение суток

/ — температура внутренней поверхности стеклоблока; 2 — температура внутренней поверхности шва; 3 — температура наружной поверхности стеклоблока; 4 — температура наружной поверхности шва

ностью шва примерно на 15% меньше, чем на лицевых стенках блока, что наглядно представлено на рис. 8 . За период эксплуатации в течение 1,5 лет разрушений стек­ лянных блоков не наблюдалось. Заделка стыка между ребристыми стекложелезобетонными панелями была вы­ полнена по двум вариантам:

а) с уплотнением пороизолом на мастике ХП-2 и за­ делкой керамзитоизолом с последующей заливкой поверху горячей мастикой марки МРБТ-Г или РБВ; б) с уплот­ нением пороизолом на мастике ХП-2 с заделкой шлако­ ватой и дополнительной укладкой поверху пороизола.

Отдельные участки стыка проклеивали поверху рулон­ ным изолом или тремя слоями стеклоткани с примене­ нием холодных и горячих мастик. Полуторогодовая экс­ плуатация конструкций в натурных условиях показала, что в конструкции стыка по первому варианту не было обнаружено никаких дефектов.

87

4. Предварительные результаты экспериментального строительства

На основе проведенного комплекса научно-исследова­ тельских и экспериментальных работ, а также проверки опытных стекложелезобетонных конструкций в натурных условиях два варианта экспериментальных конструкций (с применением ребристых и плоских стекложелезобетон-

Рис. 9. Схема расположения зенитных фонарей из стекло­ железобетонных панелей на корпусе № 2 Барнаульского шинного завода

ных панелей) использовали для зенитных фонарей Бар­ наульского шинного комбината. Стекложелезобетонные панели с эластичным слоем установлены на покрытии корпуса № 2 и части главного корпуса Барнаульского шинного комбината, запроектированного Ленинградским ПИ-1 Союзмашстройпроекта Госстроя СССР. Корпус №2 размерами в плане 282 x 72 м имеет сетку колонн 18x6 м, высоту до низа несущих балок 6 м. Температура внутрен­ него воздуха помещений 16—18° С, относительная влаж­ ность 50—60%. Требуемое количество стекложелезобе­ тонных панелей в конструкции фонарей и размещение последних в покрытии было определено на основании све­ тотехнического расчета (рис. 9). Заводская технология изготовления стекложелезобетонных панелей с эластич­ ным слоем отрабатывалась на БКЖБИ № 1 в Барнауле.

88

стенде от излишков и затеков бетона, после чего подава­ ли в камеру и пропаривали по следующему режиму:

траверсы транспортировали по цеху и устанавливали в кантователь. В панели, установленной в кантователе, очи­ щали стеклоблоки, а ребра и швы с наружной стороны гидроизолировали мастикой изол ХП-2, а с внутренней наносили слой пароизоляции из алюминиевой краски на эпоксидном лаке, что одновременно повышало и свето­ технические качества панели. При наружных температу­ рах воздуха ниже —10° С панель вывозили на склад с промежуточным охлаждением ее в тамбуре в течение 20—30 мин. При складировании панелей в местах мон­ тажных петель укладывали специальные деревянные прокладки. Ребристые и плоские панели складировали раздельно. В целях определения несущей способности две панели от каждой партии в 2 0 0 шт. испытывали на испытательном стенде с помощью резиновой подушки на действие равномерно распределенной статической на­ грузки. При испытании ребристой панели опоры устанав­ ливали по коротким сторонам (одна из опор катковая, вторая — шарнирно неподвижная).

Нагружение панели осуществлялось долями нагрузки, равными 20% от нормативной, равной 340 кг/м2\ при этом на каждой ступени загружения панель выдержива­ ли под нагрузкой в течение 15 мин. После загружения

•полной нормативной нагрузкой панель выдерживали в те­ чение 30 мин. Замеры деформаций по приборам произво­ дили в начале и конце каждой ступени загружения. Как показали испытания, панели выдерживают нагрузку не­ сколько выше контрольной, т. е. более 600 кГ1м2. Панели транспортировали к месту монтажа автотранспортом, при этом каждая панель опиралась на ребра ниже располо­ женной через специальные прокладки. Ребристые стекло­ железобетонные панели устанавливали на металлические опорные столики и приваривали лишь к одному из них для обеспечения свободы деформаций. Опорные столики

90