Оглавление 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Стеновая панель на деревянном каркасе. Общая характеристика, назначение и эксплуатационные свойства .

      Стеновые панели -это самонесущие навесные конструкции. Они используются в зданиях, строящихся по каркасно-панельной схеме. Крепятся в качестве горизонтальных, вертикальных, а также наклонных ограждающих конструкций. Несущие элементы здания могут быть изготовлены из железобетонных, металлических, клеедеревянных и деревянных элементов.В данной работе использованы стеновые панели на деревянном каркасе. Стеновые «сэндвичи» не требуют дополнительных отделочных работ. Это изделия полной заводской готовности.

Стеновые  панели используют и для вентилируемых  фасадов. В этом случае, они выполняют роль облицовки наружной стены, сочетая ее с функцией теплозащиты.

      Стеновая  панель является не только ограждающей  конструкцией, она воспринимает на себя все силовые воздействия прочих элементов здания (балок и щитов перекрытия, стропильной системы и кровли). Поэтому современные панели имеют достаточно прочный и устойчивый каркас, выполненный из цельной древесины (двери, брус) или специальных балок (швеллер, двутавр и пр.).

      Сложная конструкция стеновых панелей позволяет  вмонтировать внутрь все инженерные коммуникации. Конструкция каркасного дома собирается на производстве, где все детали и строительные элементы должны маркироваться и упаковываться, и только затем доставляться на место возведения дома.

      В качестве «обивки» панели могут выступать  разные материалы — пластик, металл и т. д.). Однако для частного жилья более подходящим вариантом конструкционного материала являются древесно-волокнистые плиты, в частности, ориентированно-стружечная плита (OSB). Изготовленные из OSB стеновые панели практически не впитывают влагу, а значит, не подвергаются гниению. Выполненные на основе OSB здания могут эксплуатироваться при наружных температурах от -50 до +40 °С. Применение OSB не связано ни с какими ограничениями по проведению внутренних и наружных отделочных работ. Специалисты называют её одним из лучших плитных материалов, поскольку она обладает хорошей влагостойкостью и отличными характеристиками по несущей способности.

      Для изготовления OSB плиты применяется древесный материал, который разбирается на щепу, затем ориентируется (раскладывается) в разных направлениях в три-четыре слоя, после чего прессуется при высокой температуре. Благодаря плите, созданной из натурального материала, только что построенный панельно-каркасный дом изнутри будет отдавать свежим древесным ароматом.

      Обшивка из плиты OSB обладает следующими свойствами:

1. простота  монтажа; 
2. высокая плотность обшивки; 
3. постоянство параметров; 
4. отличная устойчивость внешней обшисостоит из внутреннего наполнителя.

      В данной работе применяется теплоизоляционный материал URSA GLASSWOOL M-11. Он является самым известным и легким материалом, обладающим высокими тепло-, звукоизоляционными характеристиками и относительно низкой ценой.

      Характеристика материала приведена в таблице 1. 

Таблица 1.Характеристики  URSA М-11 

      Паро- и гидроизоляционным материалом в стеновой панели является рубероид РКП-350 ГОСТ 10923-93.

Характеристика  материала приведена в таблице 2.

Таблица 2.Характеристики РКП-350

2.Расчет  параметров стеновых  панелей.

2.1 Теплотехнический  расчет.

     СНиП 11-3-79.Настоящие нормы строительной теплотехники должны соблюдаться при проектировании ограждающих конструкций (наружных и внутренних стен, перегородок, покрытий, чердачных и междуэтажных перекрытий, полов, заполнений проемов: окон, фонарей, дверей, ворот) новых и реконструируемых зданий и сооружений различного назначения (жилых, общественных_1, производственных и вспомогательных промышленных предприятий, сельскохозяйственных и складских_2) с нормируемыми температурой или температурой и относительной влажностью внутреннего воздуха.

       Влажностный режим жилого дома в зимний период в зависимости от относительной влажности и температуры внутреннего воздуха находится по СНиП 11-3-79  (таблица 1. См. Приложение). При влажности воздуха 40%  и температуре 20-24ºС установлен нормальный влажностный режим.

     Жилой дом находится в 3 зоне влажности  территории России, следовательно, в  сухой зоне влажности (СНиП 11-3-79  прил. 1. См. Приложение).  

     Условия эксплуатации ограждающих конструкций  в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности района строительства установлены по СНиП 11-3-79. (прил. 2. См. Приложение) .Для жилого дома  условия эксплуатации – А.   

      Гидроизоляция стен от увлажнения грунтовой влагой  предусмотрена (с учетом материала и конструкции стен): горизонтальная - в стенах (наружных, внутренних и перегородках) выше отмостки здания или сооружения, а также ниже уровня пола цокольного или подвального этажа;вертикальная - подземной части стен с учетом гидрогеологических условий и назначения помещений. 

        В наружных стенах помещения   предусмотрены невентилируемые (замкнутые) воздушные прослойки и каналы высотой не более высоты этажа и не более 6 м (СНиП 11-3-79). 

      Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяют по формуле (1):

   ,    (1)

где п - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по табл. 2(См.Приложение);

t_в - расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений;

tн - расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 2.01.01-82:

Dt^н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по табл. 3(См. Приложение);

a_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 4(См. Приложение).

      Термическое сопротивление R, м²•°С/Вт, слоя многослойной ограждающей конструкции, следует определять по формуле(2):

   ,     (2)

где d — толщина слоя, м;

      l — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м • °С), принимаемый по прил. 3*.

    Сопротивление теплопередаче R_o, м² × °С/Вт, ограждающей конструкции следует определять по формуле(3):

   ,    (3)

где a_в —то же, что в формуле (1);

      R_к — термическое сопротивление ограждающей конструкции, м²×°С/Вт

     a_н — коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции. Вт/(м • °С), принимаемый по табл. 5.(См. Приложение.)

  При определении R_к слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом, и наружной поверхностью ограждающей конструкции, не учитываются.

      Термическое сопротивление R_к, м • °С/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев по формуле (4):

  R_к = R₁ + R₂ + ... + R_n + R_в.п.,    (4)

  R_к =

где R₁, R₂, ., R_n — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м² • С/Вт, определяемые по формуле (2);

       R_в.п. — термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, принимаемое по прил. 4(См Приложение.). 
 

      Тепловую  инерцию D ограждающей конструкции следует определять по формуле(5):

  D = R₁ s₁ + R₂ s₂ + ... + R_n s_n  ,    (5)

  D = 0,075 6,75 + 0,024 3,53 + 0,7 0,73=1,1

где R₁, R₂, ..., R_n — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м²·°С/Вт, определяемые по формуле (2);

s₁, s₂, ..., s_n — расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м²•°С), принимаемые по прил. 3(См Приложение.).

  П р и м е ч а н и я: 1. Расчетный коэффициент теплоусвоения воздушных прослоек принимается равным нулю.2. Слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом, и наружной поверхностью ограждающей конструкции, не учитываются. 

  Температура внутренней поверхности ограждающей конструкции по теплопроводному включению (диафрагмы, сквозного шва из раствора, стыка панелей, жестких связей стен облегченной кладки, элементов фахверка и др.) должна быть не ниже температуры точки росы внутреннего воздуха при расчетной зимней температуре наружного воздуха (согласно СНиП 2.01.01-82)

  П р и м е ч а н и е. Относительную влажность внутреннего  воздуха для определения температуры  точки росы в местах теплопроводных включений ограждающих конструкций жилых и общественных зданий следует принимать:для зданий жилых, больничных учреждений, диспансеров, амбулаторно-поликлинических учреждений, родильных домов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, общеобразовательных детских школ, детских садов, яслей, яслей-садов (комбинатов) и детских домов — 55 %; для общественных зданий (кроме вышеуказанных) — 50 %.

   ,     (6)

  График 1. График температур внутренних поверхностей слоев стеновой панели.

2.2 Нагрузки и воздействия на сооружение.

  Расчет  конструкций и оснований по предельным состояниям первой и второй групп  следует выполнять с учетом неблагоприятных  сочетаний нагрузок или соответствующих  им усилий.

  Эти сочетания устанавливаются из анализа реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок для рассматриваемой стадии работы конструкции или основания.

  В зависимости от учитываемого состава  нагрузок следует различать:

а) основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных (7): 

С_m=Р_d+(ψ_l1Р_l1+ψ_l2Р_l2+ψ_l3Р_l3+…) +(ψ_t1Р_t1+ψ_t2Р_t2+ψ_t3Р_t3+…)  …………..(7)

С_m=Р_d+(ψ_l1Р_l1+ψ_l2Р_l2+ψ_l3Р_l3+…) +(ψ_t1Р_t1+ψ_t2Р_t2+ψ_t3Р_t3+…)

Р_d – это нагрузка, включающая вес частей сооружений, в том числе вес несущих и ограждающих строительных конструкций;

  Для того, чтобы рассчитать Р_d нужно суммировать вес фундамента, стен, перекрытий, крыши.

  Фундамент – это монолитный ростверк, опирающийся  на сваи. Возьмем в сечении 50 на 50 см. Общая длина ростверка L (8)

L= 5,4∙2 +6,6∙2 +6,6+2,44+2,88 = 36 м.                         (8)

Объем фундамента V_ф, равен (9):

V_фунд =36∙0,5∙0,5 = 9 куб. м.                                    (9)

      При максимальной плотности бетона 2500 кг/м3 получим Р_фунд=22,5тонн.

      Вес предложенной стеновой панели колеблется в пределах 40-50 кг/кв.м. (По данным расчетов каркасно-панельных домов «Уральского завода  теплоизоляционных конструкций». ( См. Список использованных сайтов) Примем максимальное значение 50 кг/кв.м. Общая длина стены равна L длине ростверка – 36 метров, предложенная высота стеновых панелей 2,6 м. Получаем площадь стен S_C (10):

      S_C= 36∙2,6∙ = 93,6 кв. м                                                 (10)

      Площадь перекрытий S_П , (11)площадь крыши S_К, (12)и площадь фронтонов S_Ф(13)равна:

      S_П=6,6∙5,4∙2=71,3 кв. м                                                 (11)

      S_К =4,15∙7,2∙2=59,8 кв. м.                                             (12)

      S_Ф =2,6∙5,4/2=7 кв. м.                                                    (13) 

      Вес перекрытий P_П (14),стеновых панелей P_C (15), крыши, P_К (16)и фронтонов P_Ф (17)равен:

      P_C= 50∙93,6 = 4,68 тонн                                   (14)

      P_П= 50∙71,3 = 3,57 тонн                                    (15)

      P_К= 50∙59,8 = 3 тонны                                      (16)

      P_Ф= 50∙7∙2 = 0,7 тонны                                     (17)

Р_d= Р_фунд +P_C +P_П +P_К +P_Ф=22,5+4,68+3,57+3+0,7=34,45 тонн         (18) 

Длительные  нагрузки Р_l1 включают: нагрузки от людей, снеговые нагрузки. 

  Нормы настоящего раздела распространяются на нагрузки от людей, животных, оборудования, изделий, материалов, временных перегородок, действующие на перекрытия, покрытия, лестницы зданий и сооружений и полы на грунтах.

  Варианты  загружения перекрытий этими нагрузками следует принимать в соответствии с предусмотренными условиями возведения и эксплуатации зданий. Если на стадии проектирования данные об этих условиях недостаточны, при расчете конструкций и оснований необходимо рассмотреть следующие варианты загружения отдельных перекрытий:

     - сплошное загружение принятой  нагрузкой;

- неблагоприятное  частичное загружение при расчете  конструкций и оснований, чувствительных к такой схеме загружения;

     - отсутствие временной нагрузки.

  При расчете перекрытия пола, воспринимающего нагрузки от одного перекрытия,  нормативные значения нагрузок P_t, указанные в табл. 6.(См. Приложение.), следует снижать в зависимости от грузовой площади  А, м², с которой передаются нагрузки на рассчитываемый элемент, умножением на коэффициент φ₁ ( при А > А₁ = 9 м²), равный (19): 

                                             (19)

  Коэффициенты  надежности по нагрузке  g_f  для равномерно распределенных нагрузок следует принимать:

  1,3 - при полном нормативном значении менее 2,0 кПа;

  Р_{l1чел норм.}= P_t ∙ φ₁                                             (20)

  Р_{l1чел норм.}=1,5∙0,41=0,615 кПа

  Р_{l1чел расч.}= g_f  ∙ Р_{l1чел норм}                                       (21)

  Р_{l1чел расч.}=1,3∙0,615=0,8 кПа 

5 СНЕГОВЫЕ НАГРУЗКИ

  Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле 

S₀ =0.7 c_e c_t m S_{g ,} (22)

где

S_g –вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли, принимаемый в соответствии с п. 5.2;

с_e – коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов, принимаемый в соответствии с п. 5.5;

с_t – термический коэффициент, принимаемый в соответствии с п. 5.6;

m - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с п. 5.4.

  5.2 Вес снегового покрова S_g на 1 м² горизонтальной поверхности земли следует принимать в зависимости от снегового района Российской Федерации по данным таблице 5.1. 

Таблица 5.1

  В горных и малоизученных районах, обозначенных на карте 1 приложения Е, в пунктах с высотой над уровнем моря более 1500 м, в местах со сложным рельефом, а также при существенном отличии местных данных от приводимых в таблице 5.1 вес снегового покрова следует устанавливать на основе данных органа по гидрометеорологии. При этом значение S_g следует принимать как превышаемый в среднем один раз в 25 лет ежегодный максимум веса снегового покрова, определяемый на основе данных маршрутных снегосъемок о запасах воды на защищенных от прямого воздействия ветра участках (в лесу под кронами деревьев или на лесных полянах) за период не менее 20 лет.

  5.3 В расчетах необходимо рассматривать  схемы как равномерно распределенных, так и неравномерно распределенных снеговых нагрузок, образуемых на покрытиях вследствие перемещения снега под действием ветра или других факторов, в их наиболее неблагоприятных расчетных сочетаниях.

  5.4 Схемы распределения снеговой нагрузки и значения коэффициента  m  следует принимать в соответствии с приложением Б, при этом промежуточные значения коэффициента m  определяются линейной интерполяцией.

  В тех случаях, когда более неблагоприятные  условия работы элементов конструкций возникают при частичном загружении покрытия, следует рассматривать схемы со снеговой нагрузкой, действующей на половине или четверти его площади (для покрытий с фонарями - на участках шириной b).

  Примечания:

1. В необходимых  случаях снеговые  нагрузки следует  определять с учетом  предусмотренного  дальнейшего расширения здания.

  2. В тех случаях, когда в приложении Б не приводятся схемы распределения снеговой нагрузки по покрытиям рассматриваемого типа, их необходимо определять по данным испытаний или на основе специально разработанных рекомендаций.

  3. Нормативное значение снеговой  нагрузки S₀ на схемах приложения Б следует принимать без учета коэффициентов с_e, с_t и m.

  5.5 Для пологих (с уклонами до 12% или с f/l £ 0,05) покрытий однопролетных и многопролетных зданий без фонарей, проектируемых в районах со средней скоростью ветра за три наиболее холодных месяца V ³ 2 м/с (см. схемы 1, 2, 5 и 6 приложения Б), следует установить коэффициент сноса снега 

где

  k - принимается по таблице 6.2;

  b - ширина покрытия, принимаемая не более 100 м.

  Для покрытий с уклонами от 12 до 20% однопролетных  и многопролетных зданий без фонарей, проектируемых в районах с  V ³ 4 м/с (см. схемы 1 и 5 приложения Б) следует установить коэффициент сноса