X.А.АКРАМОВ, канд.техн. наук (Ташкентский архитектурно-строительный ин-т), Работа трехслойных железобетонных стеновых панелей

В настоящее время важнейшей задачей хозяйственной жизни является экономное расходование энергоресурсов. Однако следует признать, что эффективность использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) в странах СНГ крайне низка. Велико отставание по энергосбережению в коммунальном хозяйстве, где потребляется до 20% всех энергоресурсов и на единицу жилой площади расходуется в 2-3 раза больше энергии. чем в странах Европы.

Теллопотери в многоэтажном жилом доме составляют; через стены — 36%, окна — 24%, пол первого этажа — 2%, потолок верхнего этажа — 1%. Поэтому первостепенной мерой по сокращению теплопотерь в жилых домах является утепление стен.

В России с вводом в действие изменения Ns 3 к СНиП II-3-79 “Строительная теплотехника", которые предусматривают повышение значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций в 2,5-3,5 раза, современным теплотехническим и экономическим критериям отвечают только трехслойные стеновые панели.

За рубежом в жилищном строительстве широко применяются стеновые многослойные конструкции с эффективными утеплителями. По данным Международного совета по строительству, доля таких панелей в общем объеме крупнопанельных стен в ведущих европейских странах значительна и составляет от 75 до 100%. Даже в такой стране, как Южная Корея, с близкими к узбекским климатическими условиями доля многослойных конструкций весьма значительна. В Узбекистане применение многослойных конструкций невелико. Поскольку актуальность использования подобных конструкций для решения вопросов энергосбережения очевидна, необходимо стремиться к более широкому внедрению их в республике.

Учитывая малую изученность трехслойных конструкций с гибкими связями и принятые при проектировании приближенные способы их расчета, нами проводились экспериментальные исследования с целью выявления влияния гибких связей и утеплителя на совместную работу слоев. Были изготовлены образцы трехслойных стеновых панелей, геометрические размеры поперечного сечения которых приведены на рисунке (поз.а). Длина образцов равнялась 250 см, ширина 40 см, толщина была такая же, как и у натурных панелей. Наружные слои изготовлены из тяжелого бетона класса В25. Армирование несущего внутреннего слоя принято двух типов: пространственными и плоскими каркасами, установленными по середине несущего слоя и изготовленными из арматуры класса А-Ill (А400) диаметрами 6 и 10 мм. В качестве утеплителя использовали плитный пенополистирол (ПСБ) марки 30 по РСТ Уз 716-96.

Для проверки приемлемости методов расчета по прочности, жесткости и трещиностойкости железобетонных тонких плитных элементов, принятых в КМК 2.03.0196 [1], наряду с трехслойными образцами были изготовлены образцы в виде отдельных плит внутреннего и наружного слоев трехслойных панелей с сохранением армирования, как в трехслойных образцах. Эти образцы использовались при анализе оценки влияния связей в трехслойных элементах.

Чтобы выявить отдельно влияние гибких связей и утеплителя, испытывали трехслойные образцы как с утеплителем, так и без него. Всего изготовлен и испытан 31 образец, из которых 8 — отдельные плиты. Была также исследована анкеровка и работа на сдвиг связей в виде гибких шпилек трехслойных панелей с эффективным утеплителем. Кроме того, разработаны и оценены, с учетом экспериментально полученных результатов, предложения по расчету трехслойных панелей с гибкими связями и эффективным утеплителем как составных стержней до образования трещин и по прочности.


До образования трещин (при эксплуатационных нагрузках) трехслойные панели с гибкими связями и эффективным утеплителем можно рассчитывать как упругие системы с учетом повышенной податливости гибких связей за счет обмятия бетона в местах заделки путем увеличения их длины на 1,3 диаметра с каждой стороны.

Расчет образования трещин рекомендуется проводить также с использованием результатов определения усилий в элементах, как в упругих составных стержнях, с учетом вышеприведенных рекомендаций в части податливости гибких связей и предпосылки норм проектирования железобетонных конструкций при оценке трещиностойкости внецентренно растянутых сечений.

Расчет по прочности следует осуществлять в соответствии с предложениями и по формулам проф. Ю.В.Чиненкова [2] методом предельного равновесия. При этом момент, воспринимаемый сечением, представляет собой сумму моментов, воспринимаемых внутренним внецентренно растянутым слоем, внешнем внецентренно сжатым слоем и сечением в целом, зависящим от предельных усилий в связях.

В последние годы в качестве альтернативы трехслойным стеновым панелям с эффективным утеплителем и гибкими связями разработаны трехслойные панели с утепляющим слоем из низкопрочного (до 0,5 МПа) полистиролбето- на, монолитно связанного с наружными слоями из тяжелого или легкого конструкционного бетона.

Для проверки трещиностойкости, жесткости и прочности наклонных сечений изгибаемых трехслойных элементов с монолитно связанными слоями были проведены экспериментально-теоретические исследования. Изготовлено и испытано четыре серии (20 балок) образцов длиной 330 см (пролетом 300 см) и сечением 16x25 см (см.рисунок, поз.в) с наружными слоями, толщиной 4 см каждый, из тяжелого бетона прочностью 23...30,6 МПа и внутренним слоем из полистиролбетона прочностью 0,245...0,496 МПа. Высота поперечного сечения принята близкой к реальным ограждающим конструкциям. Изучены физико-механические свойства полистиролбетона низкой прочности (0,2-0,5 МПа).

Выявлено влияние поперечного армирования (хомутов и наклонных стержней) на работу трехслойных железобетонных элементов при изгибе и разработаны рекомендации по учету их в расчетах. Получены экспериментальные данные о влиянии деформаций сдвига среднего слоя из низкопрочного бетона на прогибы изгибаемых трехслойных элементов с монолитно связанными слоями и даны рекомендации по их оценке. Разработаны предложения по теоретической оценке трещиностойкости, прочности и деформаций трехслойных элементов монолитного сечения с низкопрочным средним слоем из полистиролбетона.

Полученные рекомендации по расчету трехслойных железобетонных конструкций позволяют проектировщикам шире внедрять такие конструкции в жилищных, сельскохозяйственных и промышленных зданиях.

Бетон и железобетон, 2001 №2