Ko dar nežinojote apie daugiasluoksnes konstrukcines plokštes. V dalis

Daugiasluoksnės konstrukcinės plokštės (angl. sandwich panels) gaminamos pagal pažangias gamybos technologijas (angl. advanced structural technology). Šiame straipsnyje smulkiau aptarsime angų įtaką tokioms plokštėms bei jų parinkimo projektams kriterijus, langų tvirtinimo būdus.

Šiuolaikinėse statybose konstrukcinės plokštės vis dažniau naudojamos ne tik pramoniniams pastatams, bet ir įstaigoms, todėl vis rečiau pasitaiko visai aklinų, be langų fasadų. Dažniausiai juose yra langų juostos, atskiri langai, durys, vartai, angos, skirtos vėdinti, įvairiems įrenginiams, vamzdynams. Paprastai angos stačiakampės arba apvalios. Konstruktyviu požiūriu, idealios yra ovalo formos angos (jose nėra kampų, kuriuose atsirastų įtempimų koncentracija), deja, jų beveik nepasitaiko. Sąlygiškai angas galima skirti į dideles ir mažas.

Mažos angos konstrukcinėse plokštėse

Mažomis angomis daugiasluoksnėse plokštėse galima vadinti tokias angas, kurios apima tik dalį plokštės pločio. Vis dėlto net ir tokios angos sumažina plokštės stiprumą lenkimo momentui ir skersinei jėgai, taip pat atsiranda įtempimų koncentracija išpjautų angų kampuose, galinti lemti ankstesnį plokštės suirimą.

Plokštės stiprinti nereikia, jei:

1) plokštės laikomoji galia yra pakankama – plokštės storis parinktas didesnis dėl priešgaisrinių ar šiluminių reikalavimų, o ne pagal vėjo apkrovas,
2) anga yra ne vienoje iš kritinių zonų (ne plokštės viduryje, kur didžiausias lenkimo momentas, ir ne ties atrama, kur didžiausia skersinė jėga),
3) plokštės standumas sumažintas – tai leidžia jai deformuotis ir perduoti apkrovą greta esančiai plokštei.

Jei plokštės, kurioje yra išpjautos angos, stiprumo nepakanka atlaikyti mechaninius ir temperatūros poveikius, reikia stiprinti jos laikančiąją galią – storinti plokštę, dengiančius plieno lakštus, naudoti geresnių mechaninių charakteristikų termoizoliacinę medžiagą – užpildą. Jei ir to nepakanka, plokštę galima stiprinti visą angos perimetrą aprėminant papildomu konstrukciniu elementu, t. y. plokštes sujungti bendram darbui. Be to, galima įvesti papildomą konstrukciją (karkasą), kuri perduotų apkrovas į laikantįjį karkasą.

Didelės angos konstrukcinėse plokštėse

Didelėmis angomis konstrukcinių plokščių sienoje galima vadinti tokias, kurių aukštis didesnis nei vienos plokštės plotis, t. y.langus, vartus ir kitas dideles angas. Didelės angos fasade sumažina plokščių standumą sukimui, lenkimui, taigi ir stiprumą lenkimo momentui bei skersinei jėgai. Dėl sumažėjusio standumo plokštės deformuojasi ir per plokštes jungiančias išilgines siūles perduoda apkrovą greta esančioms plokštėms. Šis mechanizmas priklauso nuo konkretaus gamintojo plokščių stiprumo duomenų. Tiksliai apskaičiuoti tokį apkrovų persiskirstymo mechanizmą labai sudėtinga − galima taikyti „baigtinių elementų metodą“, eksperimentų duomenis. Reikia atsižvelgti į konkretaus gamintojo plokščių mechanines charakteristikas: stiprumą lenkiant, sukant, skersinę jėgą, sukibimą tarp plieno lakštų ir užpildo. Tai priklauso nuo plokštės storio, dengiančių plieno lakštų storio, užpilužpildo mechaninių parametrų, taip pat reikia atsižvelgti į konkrečios angos dydį ir formą, padėtį fasade.

Praktiškai tokiems atvejams skaičiuoti bendrovė „Paroc Panel System“ sukūrė paprastesnę metodiką, kai anga fasade išdėstyta tarp greta esančių plokščių. Šiuo atveju apskaičiuota, kad greta esančiai plokštei perduodama 70 proc. apkrovos, kitai plokštei – 30 proc. apkrovos.

Šios procentinės išraiškos tinka tik „Paroc“ daugiasluoksnėms plokštėms.

Jei visas fasadas sudarytas iš vienodo pločio plokščių, apkrovų persiskirstymo schema gali būti dar paprastesnė.

Kadangi dalis apkrovos nuo plokščių juostos, kur yra anga, perduodama greta esančioms plokštėms, būtina įvertinti šį apkrovos padidėjimą parenkant visą plokščių sistemą, t. y. greta angos esančios plokštės turi atlaikyti žymiai didesnį lenkimo momentą, skersinę jėgą, įvertinant apkrovų persiskirstymo koeficientus.Nevalia pamiršti, jog reikia tinkamai parinkti ir plokščių tvirtinimo elementų skaičių – šalia angos esančioms plokštėms teks žymiai didesnės vėjo siurbimo apkrovos, taip pat jos turės perimti angose esančių langų bei durų svorio vertikalias apkrovas.

Siūlės tarp plokščių turi būti pakankamai stiprios, kad atlaikytų skersines jėgas. 6 pavyzdyje parodytas tipinis siūlės suirimas dėl skersinių jėgų.

Sudėtingais atvejais, pavyzdžiui, kai plokštėse su daug atramų yra didelių nesimetriškų angų, tiksliai įrąžoms apskaičiuoti galima taikyti „baigtinių elementų metodą“. Tuomet, kai plokščių angos dar papildomai sustiprintos apvedant jas konstrukciniu elementu, plokščių sąveika su konstruktyvu dar sudėtingesnė. Tokiu atveju patartina projektuoti papildomą karkasą taip, kad jis pats visiškai perimtų visas papildomas apkrovas ir perduotų jas pastato laikančiajam karkasui.

Labai didelėms angoms, tokioms kaip vartai, labai aukštos vitrinos, taip pat turi būti projektuojami atskiri laikantieji karkasai, rygeliai.

Ne mažiau svarbu tinkamai sujungti patį lango rėmą su konstrukcine plokšte.

Standartinių langų tvirtinimas konstrukcinėse plokštėse

Lango rėmas yra tvirtinamas į atraminį U formos profilį, kuris sujungtas su plokštę dengiančiais plieno lakštais.

Patartina langams tvirtinti naudoti ne „termoprofilius“, o atskirus nedidelius neperforuotus U formos profiliusirfiksuotijuosprie plokštės tik rėmo tvirtinimo vietose, t. y. kas 600–1 000 mm.

Langų sistema „Aluman-IFS“ buvo specialiai sukurta naudoti fasaduose kartu su konstrukcinėmis „Paroc“ plokštėmis. Pagrindinė tokių langų ypatybė – nereikalingi jokie papildomi skardinimo elementai. Siūlė tarp plokščių ir langų yra visai lygi ir „nematoma“.

Langų rėmų „Aluman-IFS“ profiliaiatitinka „Paroc“ plokštės siūlės formą. Jų aukštis toks pat kaip ir „Paroc“ plokštės –1 200 mm. Tai leidžia langus montuoti tiesiai į plokštes be papildomų tvirtinimo ir skardinimo elementų.

Langų sistemos „Aluman-IFS“ pranašumai:

• integruojami su „Paroc“ plokštėmis,
• natūralus vandens nuvedimas,
• estetiška išvaizda,
• greitas ir paprastas montavimas,
• galimybė montuoti langus kartu su plokštėmis,
• nereikalingi papildomi atraminiai profiliai langui tvirtinti,
• nereikalingas papildomas skardinimas,
• siūlė tarp plokštės ir lango nelaidi vandeniui, esant net 750 Pa slėgių skirtumui,
• žemos eksploatavimo sąnaudos.

Langų rėmai yra padengti 60 mikronų UV spinduliams atsparia danga. Spalvas galima rinktis pagal RAL arba NCS spalvų katalogus.

Kitus langų tvirtinimo konstrukcinių plokščių fasaduose būdus apžvelgsime kituose straipsniuose.

Liutauras Bajarskas,
„Paroc Panel System Oy Ab“ projektų inžinierius

2006 m. Žiema