конструкційні деревина і пластмаси

Обшивки суцільних тришарових плит можуть виготовлятися з металевих чи неметалевих листових матеріалів. Металеві обшивки виконують, як правило, з алюмінієвих листів плоских, крупно- чи дрібногофрованих товщиною близько 1 мм. Гофри можуть розташовуватися уздовж чи поперек плити. Застосовують також плоскі сталеві листи, покриті антикорозійною плівкою. З неметалічних обшивок застосовуються плоскі асбестоцементні листи товщиною до 10 мм і листи водостійкої будівельної фанери.

Обшивки захищають середній нежорсткий шар від механічних пошкоджень і кліматичних впливів та сприймають стискаючі і розтягуючі напруження, що  виникають при згині плити. Металеві обшивки є також гідро- і пароізоляційними шарами. Азбестоцементні обшивки при малих ухилах покрівлі не забезпечують надійну гідроізоляцію покриття.

Середній шар суцільних тришарових плит виготовляється, головним чином, з пінопластів. Найбільш ефективне застосування  пінополіуретану чи пінополістирола, що спінюється з гранул безпосередньо в процесі їх виготовлення. Можна також виготовляти середній шар із заздалегідь виготовлених пінопластових плит, але цей процес більш трудомісткий.

Розрахунковою схемою тришарової суцільної плити є шарнірно обперта балка. Вона може бути одно-, двух-і трьохпролітною нерозрізною, навантажена рівномірним навантаженням від власної ваги і ваги снігу. Враховується також тимчасове зосереджене навантаження від ваги людини з вантажем, розрахункова величина якої Р=1,2 кН. Від рівномірного навантаження в перерізах плити виникають згинальні моменти, максимальне значення яких при одно- і двопролітній схемах обчислюється по формулі М = ql2/8. Максимальні поперечні сили, що виникають в однопрольотній плиті - Q = ql/2, у двопрольотній —  Q  = ql//8.

Міцність і жорсткість обшивок тришарових плит значно вища, ніж міцність і жорсткість середнього пінопластового шару. Тому основна частина нормальних напружень розтягання і стиску виникає в обшивких. Напруження, що сколюють, у плитах, як правило, відносно малі і їх може сприймати середній шар, міцність якого при сколюванні достатня. Міцність клейових з'єднань, що працюють на сколювання і. забезпечення стійкості обшивок, теж достатня.

Руйнування плит з тонкими плоскими і міцними алюмінієвими обшивками відбувається, як правило, від місцевої втрати стійкості стиснутої обшивки в зоні дії максимального згинаючого моменту. Обшивка відривається в цьому місці від пінопластового середнього шару, утворює складку і плита в цілому втрачає несучу здатність.

Плити з гофрованими алюмінієвими, фанерними й азбестоцементними обшивками при висоті гофра не менш 5мм руйнуються звичайно від розриву пінопластового середнього шару в зоні дії максимальних поперечних сил. При цьому виникає розрив у пінопласті, спрямований під кутом до горизонталі, і плита втрачає несучу здатність.

Руйнування плит з менш міцними азбестоцементними обшивками може відбуватися також від розриву нижніх розтягнутих обшивок у середині прольоту в зоні дії максимальних згинальних моментів. При цьому розривається пінопласт і плита втрачає несучу здатність.

Розрахунок суцільних тришарових плит проводиться на згин з використанням загальних формул будівельної механіки з урахуванням особливостей роботи обшивок і внутрішніх шарів. Оскільки міцність обшивок велика, можна вважати, що всі нормальні напруження  від розтягу і стиску сприймаються тільки обшивками, і роботу середнього шару на ці напруження можна не враховувати. Також можна не враховувати роботу тонких обшивок на сколювання і вважати, що всі напруження  сприймаються тільки середнім шаром. Можна знехтувати також власною жорсткістю тонких обшивок і вважати, що нормальні напруження по їх товщині розподіляються рівномірно. При цьому можна вважати, що плече пари внутрішніх сил ho равно відстані між осями обшивок товщиною δ : ho = h -  і внутрішні нормальні сили стиску Nст і розтягання Nр.будуть рівні Nст = Nр= M/ho.

Геометричні характеристики перерізу суцільної тришарової плити товщиною h і шириною b з обшивками товщиною  можуть з достатньою точністю визначатися з урахуванням цих особливостей її роботи і припущення, що нормальні напруження можна вважати постійними по товщині обшивок по наступним формулах:

момент інерції

 

момент опору

 

момент статичний

 

Геометричні характеристики плит із крупногофрірованими обшивками варто визначати з врахуванням того, що довжина гофра більше розрахункової ширини плити. При мілкому гофрі цим (у невеликий запас міцності) можна зневажати.

Розрахунок суцільних тришарових плит проводиться по формулах (2.7).

Міцність і стійкість стиснутого тонкого плоского алюмінієвого обшивки і міцність її з'єднання із середнім шаром перевіряються по формулі

 

де φ—коефіціент стійкості стиснутої обшивки, прийнятий меншим із двох: — φ1— з умови стійкості обшивки і φ2— з умови міцності з'єднання обшивки із середнім шаром з пінопласту. 

Для плит з обшивками з фанери, азбестоцементу і гофрованих алюмінієвих листів основної є перевірка середнього пінопластового слоя на сколювання. При цьому, наприклад, розрахунковий опір пінополіуретану з щільністю 60 кг/м3 при сколюванні Rск =0,025 МПа. Для плит з азбестоцементними обшивками необхідна перевірка розтягнутої обшивки на розтягання. При цьому розрахунковий опір плоских асбестоцементних листів марки М-250 при розтяганні Rр = 4,2 МПа.

Для плит з тонкими плоскими алюмінієвими обшивками основної є перевірка міцності і стійкості стиснутої обшивки по формулі (4.5). У цьому випадку приймається ho = h і розрахунковий опір алюмінію марки АМГ-2П  R=150 МПа.

Перевірка тришарових плит по прогинах проводиться на нормативні навантаження по формулі , аналогічній формулі прогину стержнів, що згинаються: