Монтаж конструкций

Монтаж конструкций
Одним из наиболее важных вопросов при работе с сотовым поликарбонатом является монтаж
листов в различные конструкционные элементы, используемые в рекламе и строительстве.
Всевозможные проблемы, возникающие в этих случаях, связаны с тем, что из-за их малого веса листы
сотового поликарбоната могут устанавливаться в конструкции достаточно большой длины - до 12м и
ширины - до 2,1м. При этом часто не учитывается фактор изменения линейных размеров листов при
изменении температуры окружающей среды. Практически это выражается в том, что при монтаже не
оставляются зазоры между листом сотового поликарбоната и жесткой конструкцией, а при увеличении
температуры происходит увеличение линейных размеров листа, он "упирается" в конструкцию и, как
следствие, происходит коробление и лист покрывается волнами. Или же в конструкции делается
недостаточный напуск на лист - при понижении температуры размер листа уменьшается и он выходит из
конструкции. Для правильного расчета монтажной конструкции необходимо знать коэффициент линейного
термического расширения материала. Для поликарбоната эта величина равна 7.10-5 К-1 = 0,00007 м/м.°С
= 0,07 мм/м.°С, то есть при изменении температуры на 1ºС каждый линейный метр листа уменьшается
или увеличивается во всех направлениях на 0,07 мм. Пример расчета: при монтаже листа сотового
поликарбоната в жесткую конструкцию длиной 10 метров и при разнице температур в течение года в
средней полосе России 70°С (от -30°С до +40°С) зазор между листом и конструкцией равен 49мм
(0,07х10х70 = 49 мм). Минимальный допуск, рекомендуемый для листов сотового поликарбоната,
составляет 3,5 мм на каждый метр длины или ширины - расчет проводится исходя из разницы температур
50ºС. Диаметр отверстий под крепежные болты или винты должен быть на 4-6 мм больше, чем сами
болты.
Непосредственно перед монтажом листов сотового поликарбоната в соответствующую
конструкцию необходимо снять с торцов панели защитную пленку, которая используется только для
транспортировки и хранения листов. Вместо нее наклеить на торцы специальную защитную алюминиевую
ленту и закрыть "U"-профилем. При использовании сотового поликарбоната в сухих помещениях следует
использовать сплошную защитную ленту ("Multifoil G 3629", "Celux CA 024 или 025). При возможном
образовании внутри панелей водяного конденсата при использовании сотового поликарбоната на улице
или в других условиях, когда возможен перепад температур, торцы панелей, обращенные вверх или
расположенные горизонтально, закрывают сплошной защитной лентой, а торцы направленные вниз
защищают специальной перфорированной алюминиевой лентой ("Multifoil AD 3429", "Celux CA 020 или
023") для дренажа образующегося конденсата и для вентиляции каналов в панели.
Ветровые нагрузки при вертикальном расположении конструкций из сотового
поликарбоната
При монтаже конструкций из листов сотового поликарбоната на открытом пространстве, которые
обычно имеют большую площадь, обязательно необходимо учитывать соотношение механической
прочности самого СПК и возникающих в данной местности ветровых нагрузок. От величины динамической
ветровой нагрузки зависят конструкционные особенности сооружения и толщина используемого сотового
поликарбоната.
В таблице 2 указаны наибольшие значения скорости ветра, типичные для европейской территории, и
соответствующие величины динамических ветровых нагрузок для конструкций, расположенных на
открытом месте. При необходимости расчета с учетом географических районов, наличия редких или
обширных насаждений следует обратиться к нормативным документам СНиП 2.01.07-85. В общем случае
расчет производиться следующим способом. Динамическая ветровая нагрузка P (кг/м²) рассчитывается по
формуле Р = 0,063.V².k, где V (м/с) - скорость ветра и k - аэродинамический коэффициент, который при
соотношении высоты сооружения к его ширине меньше 5 равен 1,2. В тех редких случаях, когда
соотношение высоты к ширине больше 5, k принимает значение 1,6. В Европе используют значение
динамической ветровой нагрузки, выраженной в ньютонах на квадратный метр - в этом случае формула
выглядит следующим образом P (Н/м²) = 0,613.V².k (результат умножения коэффициента 0,063 на
ускорение силы тяжести 9,81 м/сек²).
Таблица 2. Расчет динамических ветровых нагрузок
Скорость
ветра
Высота
над уровнем
земли, м
км/ч
м/с
0-8
103.7
28.8
0-8
103.7
8 - 20
8 - 20
Аэродинамический
коэффициент
Динамическая
ветровая нагрузка
кг/м²
Н/м²
1.2
62.7
610
28.8
1.6
83.6
813
128.9
35.8
1.2
96.9
943
128.9
35.8
1.6
129.2
1257
При монтаже различных конструкций крепление листов сотового поликарбоната возможно
несколькими способами:
- вертикально с четырех сторон;
- вертикально с двух сторон вдоль ребер жесткости;
- вертикально поперек ребер жесткости при макс.ширине крепления 2100 мм (макс.ширина листов
СПК);
- в изогнутом состоянии вдоль ребер жесткости.
Для каждого из указанных способов крепления расстояние между крепежными элементами
конструкций зависит от величины динамической ветровой нагрузки. Расчеты таких конструкций
достаточно сложны и производятся по специальным компьютерным программам. В данной статье все
расчеты для стандартных способов крепления листов СПК сведены в несколько таблиц, которыми удобно
пользоваться в каждодневной работе сайнмейкеров, строителей и всех других пользователей этого
удобного материала.
Крепление с четырех сторон
При креплении листов сотового поликарбоната со всех четырех сторон немаловажным фактором
является соотношение ширины (а) проема монтажа и его длины (b). При разных значениях этого
соотношения в зависимости от величины ветровой нагрузки и толщины листа СПК расстояние между
крепежными элементами по ширине (а) будет изменяться, соответственно, будет изменяться и длина (b).
На практике величины ветровых нагрузок не превышают значений 1200 Н/м², толщины используемых для
наружных работ листов СПК 6, 8, 10, и 16 мм, а соотношение ширины и длины проема монтажа бывают
следующими:
1. а:b = 1:1
2. а:b = 1:1.5
3. а:b = 1:>1.5
В таблице 3 приведены рекомендуемые расчетные значения ширины (а) проема монтажа вдоль
ребер жесткости листов СПК при различных соотношениях а:b и различных ветровых нагрузках.
Таблица 3.
Толщина (мм)
1
2
3
1
610
950
2
3
1
2
3
1
2
3
6
1050 920
8
1250 1100 720 1150 1020 655 1075 940 610 1020 900 570
10
1500 1150 815 1375 1070 730 1280 950 670 1215 920 620
16
2100 1420 1100 1950 1310 980 1825 1210 880 1725 1120 810
600
850 570 900
800
780 530
1000
1200
Динамическая ветровая нагрузка, Н/м²
Примеры пользования таблицей:
1. Размер проема конструкции составляет 1100х1650 мм (2.а:b=1,5), динамическая ветровая нагрузка
составляет 600 Н/м²; в таблице находим рекомендуемую толщину листа 10 мм.
2. Толщина листа 8 мм, длина проема (b) 1500 мм, ветровая нагрузка 800 Н/м², соотношение а:b=1,5
(2); из таблицы находим расстояние (a) между крепежными элементами конструкции 1020 мм.
Крепление с двух сторон вдоль ребер жесткости
При креплении листов сотового поликарбоната с двух сторон вдоль ребер жесткости (без крепления
поперек длины проема) рекомендуемая расчетная ширина (а) между крепежными элементами в
зависимости от толщины листа и величины динамической ветровой нагрузки представлена в таблице 4.
Таблица 4.
Толщина (мм) Ширина между крепежными элементами (а)
6
570
530
8
655
610
570
535
10
730
670
620
685
16
1100
980
880
810
600
800
1000
1200
Динамическая ветровая нагрузка, Н/м²
Крепление поперек ребер жесткости
При креплении листов сотового поликарбоната поперек ребер жесткости при максимальной ширине
листа 2100 мм рекомендуемое расчетное расстояние между крепежными элементами в зависимости от
толщины листа и величины динамической ветровой нагрузки представлено в таблице 5.
Таблица 5.
Толщина (мм) Расстояние между крепежными элементами
6
690
630
590
570
8
830
760
720
680
10
1010
930
875
830
16
1450
1325
1240
1180
600
800
1000
1200
Динамическая ветровая нагрузка, Н/м²
Крепление в изогнутом состоянии вдоль ребер жесткости
При креплении листов сотового поликарбоната в изогнутом состоянии вдоль ребер жесткости
расстояние между крепежными элементами рассчитывается исходя из толщины листов (мм), радиуса
изгиба (м) и величины динамической ветровой нагрузки (Н/м²). Рекомендуемые расчетные значения
ширины закрепления (м) представлены в таблице 6.
Таблица 6.
Радиус изгиба листов, м
1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 2.
1 2 3 4 5 6 7 9 0
6
2.
1
1.
9
1.
7
8
2. 2. 2. 2. 2. 2. 2.
1 2 3 4 5 6 7
2.
8
3.
0
Ветро
вая
3. 3. 3. 3. 4. 4. 4. 4. 4. нагруз
2 4 6 8 0 2 4 6 8
ка
1.
6
1.
4
1.
3
1.
2
1. 0.9 0.8 0. 0.7 0.
1 2
5 8 5 7
0.
7
2.
1
2.
0
1.
9
1.
8
1.
1.
1.
1.5 1.4
1.2
6
3
1
1.
1
1. 0.9 0.9 0.8 0.8
0 7
2
6
3
2.
1
2.
1.
1.
2.0 1.9
1.7
1
8
6
1.
5
1.
1.
1.4 1.3 1.2 1.1
4
0
600
1
0
1
6
6
2.1 2.1 2.0
1.
8
1.
5
1.
4
8
1.
9
1.
2
1.
1
1.
0
0.
9
0.
0.
0.
0.8 0.7
0.6
8
7
6
1.
8
1.
7
1.
6
1.
4
1.
1.
0.
1.2 1.1
0.9
3
0
9
0.
8
0.
0.7
8
1.
9
1.
1.
1.
1.6 1.5
1.3
7
4
2
1.
2
1.
0.
1.0 0.9 0.9 0.8
1
8
1.
8
1.
7
1.
6
1.
5
1.
4
1.
3
1.
2
800
1
0
1
6
6
1.9 1.8 1.6
1.
5
1.
3
1.
1
8
1.
0
0.
9
0.
8
0.
7
0.
0.6 0.6
7
1.
7
1.
4
1.
3
1.
1
1.
0.
0.
0.9 0.9
0.8
0
8
7
1.
5
1.
1.
1.
1.3 1.2
1.1
4
1
0
1.
5
1.
4
1.
3
1.
2
1.
1
1000
1
0
1.
0
1
6
6
8
0.
0.9
9
1.6 1.5 1.3
1.
3
1.
0
0.
9
0.
8
0.
8
0.
7
0.
6
0.
0.6
6
1.
3
1.
2
1.
1
1.
0
0.
0.
0.8 0.7
9
7
1.
3
1.
1.
0.
1.1 1.0
0.9
2
0
8
1.
2
1.
1
1.
0
1200
1
0
1
6
0.
8
1.3 1.2 1.1
1.
0
Представленные в таблицах 3, 4, 5 и 6 данные рассчитывались исходя из коэффициента запаса
прочности конструкции равным 1,5. В случае изготовления рекламной продукции неответственного
назначения возможна корректировка указанных в таблицах значений длины и ширины закрепления
сотового поликарбоната в сторону увеличения расстояния между крепежными элементами (уменьшение
коэффициента запаса прочности до 1,1-1,2).
Снеговые нагрузки при монтаже конструкций из сотового поликарбоната
Для средней полосы России немаловажным фактором, влияющим на прочность конструкций из
сотового поликарбоната, являются нагрузки снегового покрова на поверхность листов. Такие нагрузки для
разных районов варьируются от 60 до 120 кг/м² (~600-1200 Н/м²). В зависимости от величины нагрузки и
выбранной толщины листа сотового поликарбоната максимальные допустимые расстояния между
элементами крепления листов изменяются по ширине вдоль ребер жесткости листов (А) и по длине
поперек ребер жесткости (В). Пример расположения элементов крепления показан на рисунке 1. Сложные
компьютерные программы, применяемые для расчетов всех этих величин, можно для простых случаев
свести к нескольким уравнениям, по которым легко рассчитать значения А и В (мм). В общем виде эти
уравнения можно записать в следующем виде: В = С - kА, где С и k - соответствующие коэффициенты,
изменяющиеся при различных значениях снеговых нагрузок и толщины листов сотового поликарбоната.
Расчеты выполнены исходя из значения коэффициента запаса прочности конструкции равным 1,5.
Результаты расчетов - значения С и k в зависимости от величин снеговых нагрузок и толщины листов
сотового поликарбоната представлены в таблице 7.
Таблица 7.
Толщина
листов СПК,
мм
Снеговая нагрузка, кг/м²
60
C
90
k
C
120
k
C
k
6
2450 1.55 1880 1.15 1450 0.88
8
2900 2.0 2550 1.9 1900 1.4
10
4500 3.2 3700 2.8 2600 2.0
16
8500 6.5 6300 5.0 4700 3.8
Практические расчеты следует начинать со значения ширины (А) между крепежными элементами
(обрешеткой) А>400-600 мм, так как реальные расстояния по ширине всегда больше.
Пример 1. Снеговая нагрузка 60 кг/м², толщина листа СПК 10 мм. Из таблицы 6 находим значения С =
4500 мм и k = 3,2. Получаем общее уравнение В = 4500 - 3,2А. При значении А = 600 мм рассчитываем
значение В = 2580 мм. При значении А = 1000 мм получаем значение В = 1300 мм.
Пример 2. Снеговая нагрузка 90 кг/м², толщина листа СПК 16 мм. Из таблицы 6 находим значение С =
6300 мм и k = 5,0. Получаем уравнение В = 6300 - 5,0А. При значении А = 800 мм рассчитываем значение
В = 2300 мм. В случае монтажа неответственных конструкций коэффициент запаса прочности можно
снизить до 1,2. В этом случае отношение коэффициентов будет 1,5/1,2=1,25. Умножаем значения ширины
и длины закрепления на 1,25 и получаем А = 1000 мм и В = 2875 мм.
При монтаже конструкций из СПК уклон для слива дождевой воды должен составлять не менее 5° (9
см на 1 метр длины листа).