Vypočítajte si cenu svojho domu
Námestie Andreja Hlinku 1, 010 01 Žilina
+421 911 613 911

Inovatívny spôsob kotvenia polyuretánových fasádnych panelov pri výstavbe pasívnych budov 2. Diel – „Odtrhová skúška“

An innovative method of anchoring polyurethane fasade panels in the construction of passive buildings. Part 2

Úvod

Doterajšie spôsoby kotvenia PUR panelov

– skrutkovým spojom (Obr. 4)
– nitovaným spojom

sú zamerané na kotvenia, ktoré sú charakteristické tým, že v spoji je namáhaný kotevný prvok (skrutka, nit), a jadro PUR panelu nie je nijako zvlášť namáhané okrem tlakovej sily vyvolanej svornosťou kotviaceho prvku.

Obr. 4 príklady kotvenia PUR panelu o nosnú  konštrukciu
zdroj:   http://www.konstrukce.cz/PublicFiles/UserFiles/images/K/2009/K309/OBR_K309_R/800x800_ruukki01.jpg

Nakoľko v danom prípade je použitý spoj lepený (Obr. …) existuje istá obava z toho, že jadro PUR panelu sa môže:

– separovať od krycieho plechu (Obr. …)
– alebo poškodiť v jeho vlastnom objeme v okolí lepeného spoja

vplyvom pôsobenia sacích síl vetra, alebo síl vzniknutých od bimetalického priehybu panelu (Obr. …) vzniknutých pri zohrievaní PUR panelu slnkom.

Z tohto dôvodu bol PUR panel podrobený skúške na odtrhnutie malej vrstvy PUR materiálu o hrúbke 0,1 – 0,3 mm od krycieho plechu, čím sa sledovalo miesto a spôsob deštrukcie.

Meranie

image034Pred samotným meraním vychádzame z nasledovných predpokladov:

– lepený spoj medzi plechom a nosnou konštrukciou uvažujeme ako ideálny
– oceľovú konštrukciu uvažujeme ako dokonale tuhú
– krycí plech PUR panelu uvažujeme ako dokonale pevný

Určenie predbežnej pevnosti jadra PUR panelu pre odtrhnutie z kotevnej stojiny

Podľa technického listu výrobcu [7] je pevnosť jadra v ťahu = 60 kPa. Predpokladáme, že odtrhová sila bude menšia nanajvýš rovná tomuto napätiu. Model nám odhalí aké napätia vznikajú v okolí lepeného spoju a určí predpoklady pre nasledujúci výskum.

Parametre vzorky:

Hrúbka PUR hmoty na krycom plechu = 0,1-0,3mm

Použité lepidlo PU50

Použitý spôsob merania …………………………………..

Meranie ukázalo, že vzorka sa odtrhla v PUR hmote a nie PUR hmota od krycieho plechu. Z toho vyplýva, že medzná sila na deštrukciu jadra PUR panelu bude sila zodpovedajúca napätiu 60kPa (údaj pevnosti jadra PUR panelu výrobcu. Skúška vykonaná podľa STN EN 14509)

Vzorka po vykonaní skúšky s meracím zariadením 

POROVNANIE S MODELOM

Skúška ukázala, že k separácii PUR hmoty od oceľového plechu nedôjde ale dôjde k porušeniu PUR hmoty v jadre panelu. Napätie pri ktorom dôjde k deštrukcii sa rovná medznej pevnosti PUR jadra a to je = 0,6Mpa. Pre podperu šírky 150mm ide o zaťaženie 9 kN/m. Túto hodnotu teraz porovnáme s modelom, ktorý nám ukáže aké sily na PUR panel môžu pôsobiť. Tieto sily je prakticke nemožné zmerať na výskumnom objekte nakoľko do merania by boli vnesené významné chyby a preto sa model javí ako presnejší a bezpečnejší.

Pre porovnanie musíme najskôr určiť napätia vzniknuté od vetra a bimetalického priehybu. Na to nám poslúži simulačný sw TrayPan ver. 2.30.0.0, ktorý vykonáva výpočet podľa noriem STN EN 14509 a STN EN 1991-1-4. Skúmaná vzorka je fasádny panel dĺžky 8000mm podopretý v troch miestach. Skúmať budeme podperu B

Tvar skúmaného modelu
Tvar skúmaného modelu

Pre určenie síl od bimetalického priehybu bol zvolený PUR panel s farbou povrchu RAL9001. Výrobca udáva rozdiel teplôt pri tejto farbe medzi interiérom a exteriérom v lete 35°C. Napätia v podpere B je 1,7 kN/m ako je vidno na Obr. …. Ako vidíme hodnota od bimetalického priehybu 1,7 kN/m je menšia ako hodnota pevnosti panela = 9 kN/m.

Ďalším namáhaním je sila vetra. Silu vetra určíme od jeho rýchlosti. Podľa normy [1] sa pre výpočet zaťažení od vetra pre budovy s výškou do 200m udáva rýchlosť vetra pre 10 minútový priemer rýchlosti vetra vo výške 10m nad terénom, a to určením z fundamentálnych hodnôt popísaných v Tab. 1. Výskumný objekt sa podľa mapy nachádza v pásme II. (Obr. ) a platí, že vb=26m/s.

Z Obr … je vidieť maximálne zaťaženie v podpere B, ktoré je = 2,9 kN/m. Táto hodnota je opäť menšia ako pevnosť PUR jadra panelu.

Tabuľka 1. Fundamentálna hodnota základnej rýchlosti vetra, vb,0

Oblasti vb,0
I podľa mapy na obrázku NB1 vb,0=24m/s
II podľa mapy na obrázku NB1 vb,0=26m/s
III pre 700m n.m. až 1300 m n.m. vb,0=30m/s
IV Pre horské oblasti nad 1300m n.m. vb,0=33m/s
Výsledky napätí v podperách vplyvom rozdielu teplôt PUR panela
Určenie zaťažení od vetra
výsledky napätí v podperáchvplyvom síl od vetra