Трехслойная стеновая панель

 

Использование: для отапливаемых зданий , возводимых в районах с сейсмической активностью. Сущность изобретения: панель включает наружный 1 и внутренний 2 железобетонные слои, слой 3 утеплителя между ними и парные консольные выступы 4 с упругими прокладками 6 и приливами 7 у оснований. Парные выступы 4 размещены по периметру панели и развернуты в ее плоскости таким образом, что контактирующие поверхности выступов наклонены в сторону слоя 2. Угол наклона определяется математическим выражением из условия гарантированного взаимного зацепления железобетонных слоев 1 и 2 при их деформациях и смещениях. 2 з. п. ф-лы, 3 ил. сл С XI со сл сл ю о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

IsI)s Е 04 С 2/06, 2/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4824340/33 (22) 08.05.90 (46) 23.05.92. Бюл. ¹ 19 (71) Ленинградский зональный научно-исследовательский и проектный институт типового и экспериментального проектирования жилых и общественных зданий (72) Б.И. Кондрашов (53) 691.022-413 (088.8) (56) Заявка ФРГ ¹ 2413579, кл. Е 04 С 2/26, 1979, Авторское свидетельство СССР

¹1388527,,кл. Е 04 С 2/26, 1986..,. Ы, 1735526 А 1 (54) ТРЕХСЛОЙНАЯ СТЕНОВАЯ ПАНЕЛЬ (57) Использование: для отапливаемых зданий, возводимых в районах с сейсмической активностью. Сущность изобретения: панель включает наружный 1 и внутренний 2 железобетонные слои, слой 3 утеплителя между ними и парные консольные выступы

4 с упругими прокладками 6 и приливами 7 у оснований. Парные выступы 4 размещены по периметру панели и развернуты в ее плоскости таким образом, что контактирующие поверхности выступов наклонены в сторону слоя 2, Угол наклона определяется математическим выражением из условия гарантированного взаимного зацепления железобетонных слоев 1 и 2 при их деформациях и смещениях. 2 з. и, ф-лы, 3 ил.

1735526

Изобретение относится к многослойным строительным элементам, используемым для наружных стен отапливаемых зданий, и предназначено для использования преимущественно в районах с сейсмической активностью, Известна многослойная плита для стен, полов или потолков, включающая два покрывающих слоя, соединенных стержнеобразными перемычками, размещенными в теплоизолирующем слое, Стержни установлены с наклоном более чем в двух различных направлениях, что обеспечивает совместную работу покрывающих слоев.

Недостатком такой плиты является значительный расход металла на перемычкистержни для совместной работы слоев.

Кроме того, стержневые связи, имеющие достаточную высокую степень гибкости, не обеспечивают восприятия сейсмических нагрузок.

Известна также стеновая панель, включающая наружный и внутренний железобетонные слои и утеплитель, соединенный связями в виде выступающих из наружного слоя закладных элементов с вырезами, взаимодействующими с горизонтальными стержнями, расположенными в выемках внутреннего слоя, причем закладные элементы наружного слоя расположены попарно в верхней и нижний его частях и выполнены V-образного поперечного сечения, а вырезы в их изогнутой части параллельны наружному слою в нижней части панели и перпендикулярны в верхней части, при этом фиксация закладных элементов на горизонтальных стержнях осуществляется с помощью коротышей, Ограниченная площадь контакта элементов связей приводит при динамических воздействиях к черезмерным перемещениям наружного и внутреннего железобетонных слоев один относительно другого, В то же время наличие в верхней части панели стержней, а также большое количество металлических закладных деталей повышает металлоемкость изделия, Наиболее близкой к предлагаемой по технической сути является трехслойная стеновая панель, включающая слой утеплителя, размещенный между двумя железобетонными слоями, скрепленными в углах парными консольными выступами в виде железобетонных трапеций и скошенные контактирующие поверхности с упругими прокладками между ними, причем плоскость контакта верхних выступов выполнена с уклоном в сторону внутреннего слоя, их торцовые кромки ориентированы по горизонту, а плоскости контакта нижних выступов, рас10

55 положенных слева и справа от оси симметрии панели, повернуты на 90 относительно оси, перпендикулярной к плоскости панели, соответственно в левую и правую стороны, Парные выступы скреплены стержневыми фиксаторами, размещенными в прорезях, продольный размер которых составляет не более половины ширины монтажного зазора между панелями, а поперечный равен диаметру фиксатора.

Наличие упругих прокладок на контактных поверхностях парных консольных выступов обеспечивает при транспортировании и монтаже гашение динамических нагрузок за счет сил сухого трения между ними, что позволяет снизить жесткость и металлоемкость конструкций связей и анкерных зон при одновременном устранении мостиков холода в зонах контакта железобетонных слоев, Однако стержневые фиксаторы, скрепляющие соприкасающиеся выступы и размещенные B соответствующих прорезях, жестко ограничивают при сейсмических воздействиях взаимное перемещение слоев в поперечном направлении, так как поперечный размер прорези не должен превышать диаметра фиксатора, В результате при сейсмическом воздействии исключается возможность поперечных колебаний соответственно наружного слоя, а следовательно, и разнофазные колебания наружного слоя, и здания, так как внутренний слой наружной панели, соединенный с остовом здания, будет иметь колебания совместные со зданием. При определенной величине горизонтальной нагрузки поперек здания не будет происходить перестройка динамических характеристик здания, что, в свою очередь, не приведет к уменьшению сейсмических нагрузок на здание. При этом усилия будут переходить на связи и их анкеровку, что потребует усиления наружного слоя и выступов, т. е. повышенного расхода материала (стали, цемента). Кроме того, конструкция ограничителей перемещений усложняет технологию изготовления панели и увеличивает трудозатраты, Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности панели при сейсмических воздействиях.

Цель достигается тем, что в трехслойной стеновой панели, включающей слой утеплителя, размещенный между наружным и внутренним железобетонными слоями, скрепленными парными консольными выступами в виде железобетонных брусков, контактирующих по наклонным граням через упругие прокладки и снабженных ограничителями перемещений, парные выступы

1735526

10 а — 2а, а < аГС19 д1 — аГС!9

25

35 размещены по периметру панели, а плоскости контакта выступов наклонены в сторону внутреннего железобетонного слоя, причем ограничители перемещений выполнены в виде приливов у оснований наклонных граней выступов.

Угол наклона а контактирующих граней к плоскости внутреннего железобетонного слоя определен из условия гарантированного зацепления наружного слоя за внутренний при его деформации как в процессе транспортировки и монтажа, так и при эксплуатации по формуле где а — угол наклона контактирующих поверхностей к плоскости внутреннего железобетонного слоя; а — толщина теплоизоляционного слоя; ао — зазор между выступом и противолежащим железобетонным слоем; д1 — половина величины удлинения высоты наружного слоя от температурных деформаций; д2 — величина обжатия упругой прокладки при деформации от нагрузки наружного слоя; т — угол поворота горизонтальной плоскости в уровне центра контактной поверхности выступов, рассчитываемый от нагрузок и их приложения на внутренний слой при его работе.

Для упрощения технологии изготовления панели ограничители перемещений в виде приливов выполнены у основания наклонных.граней выступов одного из железобетонныхх слоев.

На фиг. 1 изображена трехслойная стеновая панель, общий вид, вид сверху и вид сбоку; на фиг, 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг, 3 — разрез Б — Б на фиг. 1.

Трехслойная стеновая панель включает наружный 1 и внутренний 2 железобетонные слои и размещенный между ними слой

3 утеплителя, Слои 1 и 2 скреплены парными консольными выступами 4 в виде железобетонных брусков, наклонные контактирующие грани которых 5 снабжены упругими прокладками 6 и приливами 7 у основания.

Последние выполнены у выступов 4 наружного слоя 1, что целесообразно при формовании панели "лицом вниз". Парные консольные выступы 4 размещены по периметру панели и развернуты в ее плоскости таким образом, что контактирующие поверхности 5 имеют уклон к внутреннему железобетонному слою 2, обеспечивая совместную работу слоев 1 и 2 при горизонтальных и вертикальных статических и динамических нагрузках, Стеновая панель изготавливается следующим образом.

В подготовительную форму устанавливают арматурный каркас наружного слоя 1 совместно с арматурным каркасом его консольных выступов 4, укладывают бетонную смесь и уплотняют вибрированием. Затем на наружный слой 1 укладывают последовательно заранее изготовленные вкладыши из

15 материала теплоизоляционного слоя 3 с формообразующими вырезами под выступы

4 и приливы 7 с прокладкой 6 и заполняют материалом теплоизоляционного слоя 3 промежутки между вкладышами. После этого устанавливают арматурные каркасы внутреннего железобетонного слоя 2 и его выступов 4, укладывают бетонную смесь и уплотняют вибрированием, При транспортировании готовой панели от формовочного цеха к стройплощадке связи, образованные парными консольными выступами 4, работают как единый замковый элемент: при вертикальных динамических нагрузках в процессе такелажных погрузочно-разгрузочных работ включаются верхние связи, и за счет упругой прокладки 6 наружный слой 1 без динамического удара передает нагрузку на .внутренний слой 2.

При установке панели в приобъектную кассету возможен удар с опиранием на наружный слой, В этом случае в работу включаются нижйие связи, также с диссипацией энергии в упругой прокладке. Боковые удар40 ные нагрузки при транспортировке включают в работу связи, расположенные по вертикальным торцам панели с соответствующих сторон, с гашением энергии удара за счет упругих свойств прокладки 6.

45 В процессе эксплуатации, в частности, в случае зимнего изготовления и монтажа (градиент температур при переходе в летний период сможет достичь 90 — 100 С) наружный слой 1 будет испытывать темпе50 ратурные деформации во всех направлениях. При этом связи позволяют наружному слою беспрепятственно удлиниться симметрично относительно горизонтальной и вертикальной осей симметрии.

55 Ветровые нагрузки на наружный слой включают в работу все связи: при Отсосе (действии ветровой нагрузки в сторону от здания) выступы 4, скользя по плоскости контакта, сжимают прокладку 6, уменьшая усилия на сами связи и их анкерные зоны.

1735526 а < arctg д1

25 — alc

55

При активном действии ветра (нагрузка направлена в сторону здания) выступы 4 и ограничители 7 наружного слоя сжимают упругую прокладку 6 в зоне ограничителя 7. сокращая величину деформации сдвига наружного слоя и усилий на выступы внутреннего слоя.

При сейсмическом воздействии на здание внутренний железобетонный слой 2 несущей наружной стеновой панели, жестко соединенный с остовом здания, будет колебаться вместе с ним.. Наружный слой 1, скрепленный с внутренним слоем 2 парными выступами 4 через упругие прокладки 6 по периметру панели, получит сейсмическое воздействие с некоторым опозданием, что вызовет его колебания в иной фазе, чем само здание, т, е. возникнут разнофазовые колебания, что снизит общие сейсмические нагрузки на здание.

Наличие приливов по крайней мере у выступов одного (в нашем примере наружного) слоя ограничивает перемещение слоев одного навстречу другому.

В ссррааввннеенниии и с с ииззввеессттнноой Й ппааннееллььюю, в которой стержневые фиксаторы при сейсмическом воздействии препятствуют поперечным колебаниям наружного слоя, в предлагаемой панели конструкция связей, расположенных по периметру панели и имеющих плоскость контакта выступов параллельно ее сторонам, обеспечивает податливость наружного слоя во всех направлениях в плоскости панели и из плоскости. Это позволяет повысить сейсмостойкость наружных стеновых панелей для зданий, возводимых в районах с высокой интенсивностью землетрясений, Замена стержневых фиксаторов на приливы не только устраняетдополнительные усилия на анкерные связи, но и упрощает технологию изготовления панели, снижает расход арматурной стали.

Формула изобретения

1. Трехслойная стеновая панель, включающая слой утеплителя, размещенный между наружным и внутренним железобетонными слоями, скрепленными парными консольными выступами в виде железобетонных брусков, контактирующих по на5 клонным граням через упругие прокладки и снабженных ограничителями перемещений, отл ича ю щаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности при сейсмических воздействиях, парные вы10 ступы размещены по периметру панели, а плоскости контакта выступов наклонены в сторону внутреннего железобетонного слоя, причем ограничители перемещений выполнены в виде приливов у оснований

15 наклонных граней выступов.

2, Панель по п. 1, отличающаяся тем, что угол наклонайконтактирующих граней к плоскости внутреннего железобетон20 ного слоя определен из условия где а — толщина теплоизоляционного слоя; а — зазор между выступом и противолежащим железобетонным слоем; д1 — половина величины удлинения высоты наружного слоя от температурных деформаций; д2 — величина обжатия упругой прокладки при деформации От наГрузки наружНОГО СЛОЯ;

t — угол поворота горизонтальной плоскости в уровне центра контактной поверхности выступов, рассчитываемый от

40 нагрузок и их приложения на внутренний слой при его работе.

3. Панель по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что приливы выполнены у основания наклонных граней выступов наружного железобетонного слоя, 1735526

Составитель Е.Чернявская

Техред М.Моргентал Корректор Л.Бескид

Редактор О.Хрипта

Заказ 1801 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101