Стыки
Собственный вес стен, а также вес перекрытий и находящейся на них полезной нагрузки в трехслойных стеновых панелях передается на внутренний (со стороны помещения) несущий слой. В сжатых элементах - несущая способность стены определяется прочностью стыка (вследствие разрушения части панели, примыкающей к стыку).
В настоящее время наиболее распространенными являются два типа стыковых соединений - контактный и платформенный. Оценка их по прочности для трехслойных конструкций произведена по СНиП 2.08.01-85 «Конструкции жилых зданий» с использованием двух натурных конструкций панелей горизонтальной разрезки.
Прочность концевых участков панелей ленточной разрезки проверяли загружением несущего слоя толщиной 70 мм. Длина участка загружения принята равной половине ширины простенка в стенах из панелей ленточной разрезки - 60 см, толщина шва - в соответствии с проектом 2 см .
Панели испытаны в рабочем положении с опиранием на бетонную подушку длиною, как и шов, 60 см. Для этого использована рама, закрепленная в силовом полу. Нагрузку создавали двумя 50-тонными домкратами и передавали на растворный шов через бетонную призму длиной 60 см с поперечным сечением 15x15 см. Для равномерной передачи нагрузки на призму укладывали на растворе стальную плиту толщиной 40 мм (рис. 7.7).
Концы первой панели загружали по площадке 60x6 см на расстоянии от наружной грани 1 см, чем учитывалась возможность неплотного заполнения шва снаружи. Один из концов второй панели также загружали по площадке 60x6 см, но по краю панели, чем учитывалась возможность взаимного смещения стыкуемых панелей на 1 см. Из-за повреждения конца второй панели нагрузку прикладывали в удалении него. При испытании измеряли деформации бетона в направлении действующего усилия в средней части высоты панели на базе 40 см с каждой стороны двумя индикаторами с ценой деления 0,001 мм.
Прочность бетонов определяли испытаниями контрольных образцов, а также дополнительно по выпиленным из несущего слоя кубам с размером ребра 7 см. Прочность цементного раствора швов определяли испытаниями кубов с ребром 10 см.
Все панели разрушались по наружному загруженному слою на участках, примыкающих к стыку. В первой панели разрушение сопровождалось откалыванием наружной незагруженной части бетона по всей длине стыка и с торца панели, а также образованием трещины, разделившей наружный и средний слои из полистиролбетона. Bо второй панели разрушение сопровождалось откалыванием бетона наружного слоя в месте приложения нагрузки. Все фрагменты разрушались от раздробления бетона сжатой приопорной зоны. Расслоения по контакту слоев не происходило.
Результаты испытаний концевых участков панелей на сжатие и расчетов приведены в таблице 7.7. При разрушении трех из четырех концевых участков панелей напряжения на загруженной площадке были близки призменной прочности бетона. При приложении нагрузки в удалении от конца второй панели напряжения на загруженной площадке превосходили призменную прочность бетона на 39%, что обусловлено влиянием незагруженных участков бетона, примыкающих к загруженному, как при местном сжатии.
Прогибы всех конструкций при нормативной нагрузке были значительно меньше ограниченных нормами, что свидетельствует о надежной их работе в эксплуатационной стадии.
Теоретические значения прочности приопорных участков в зоне стыка определены в соответствии с рекомендациями «Пособия по проектированию жилых зданий (к СНиП 2.08.01-85)», М., 1989, раздел «Расчет прочности горизонтальных стыков при сжатии» с учетом фактических прочностей и модулей упругости бетонов и цементного раствора. По результатам испытаний концевых участков панелей ленточной разрезки на сжатие этот расчет обеспечивает повышенный запас (до 48%).
На основании проведенных исследований трехслойных ограждающих железобетонных конструкций с теплоизоляционным слоем из полистиролбетона могут быть сделаны следующие выводы.
Ни в одной из испытанных конструкций вплоть до разрушения в среднем слое из низкопрочного полистиролбетона не образовывались наклонные трещины, не было трещин по контакту слоев и взаимного их смещения. Последнее свидетельствует о надежной связи слоев панели между собой при принятой технологии изготовления, а отсутствие наклонных трещин - о долговечности разработанных конструкций.
Изгибаемые конструкции (перекрытия, стеновые панели), как и предусматривалось при проектировании, разрушались в средней части пролета при напряжениях в рабочей растянутой арматуре, достигающих предела текучести или превышающих условный, предел текучести для арматуры, не имеющей площадки текучести. Панель чердачного перекрытия разрушилась по классической схеме с образованием продольных и диагональных шарниров. Полученные результаты свидетельствуют о правомерности подхода к расчету и конструированию трехслойных ограждающих конструкций как железобетонных приведенного двутаврового сечения.
Для всех испытанных конструкций образование нормальных трещин происходило при нагрузках, превышающих нормативные, а их раскрытие было существенно меньше допускаемого СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции». Указанные особенности работы трехслойных конструкций связаны с использованием в наружных слоях конструкционных бетонов и важны для обеспечения их эксплуатационных качеств.
При принятом в проектах конструкции строповочных петель стеновых панелей обеспечивается их надлежащая анкеровка в наружных слоях из конструкционного бетона при испытаниях вплоть до нагрузок, при которых напряжения в петлях существенно превышали предел текуче стали, нарушения анке ровки петель не происходило.
Принятые конструкции закладных деталей стеновых панелей для крепления их к каркасу здания, такие же как и в типовых конструкциях из легких бетонов, имеют достаточный запас по прочности и удовлетворяют требованиям норм по трещиностойкости. Анализ результатов испытании позволил усовершенствовать конструкции некоторых закладных деталей с учетом особенностей трехслойных панелей с целью их усилениями снижения металлоемкости.
Использование конструкционных бетонов классов по прочности на сжатие В12,5...В25 в наружных слоях предотвращает сколы углов панелей и защитного слоя арматуры при транспортировании и монтаже и обеспечивает более надежную защиту рабочей арматуры от коррозии, чем в применяемых однослойных из бетона на пористых заполнителях, что повышает эксплуатационную надежность трехслойных панелей.
Проведенные испь тания трехслойных конструкций монолитного сечения с теплоизоляционным слоем из полистиролбетона класса по прочности на сжатие В0,75 и наружными слоями из конструкционных легкого и тяжелого бетонов классов по прочности на сжатие В 12,5...В25 и анализ полученных результатов позволяют рекомендовать их для применения в жилищном, промышленном и сельскохозяйственном строительстве.
