Проект. асбестоцем. констр. (к СНиП 2.03.09-85)

часть 1
часть 2
часть 3
часть 4
Центральный научно–исследовательский институт строительных конструкций им. В.А. Кучеренко (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко) Госстроя СССР
Справочное пособие к СНиП
Серия основана в 1989 году
Проектирование асбестоцементных конструкций
Москва Стройиздат 1990
Рекомендовано к изданию секцией легких конструкций научно–технического совета ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко.
Разработано ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Л.Н.Пицкель – разд. 1 – 7; Ю.Ц.Гохберг – разд. 1 – 4, 7; Н.Н. Поляков – разд. 4, 7; С.Б. Ермолов и Л.В. Суровова – разд. 7; инж. П.М. Киселев – разд. 7); ЦНИИЭПсельстроем Госагропрома СССР (канд. техн. наук Ю.А.Муравьев, инж. В.Н. Аверьянов – разд. 4 и прил. 2); НИИСФ Госстроя СССР (канд. техн. наук И.Г.Кожевников – разд. 6); ВНИИПроектасбестоцементом (канд. техн. наук И.Н. Иорамашвили, инженеры В.И. Пивко, Н.И.Зельвянская – прил. 1). Под общей редакцией кандидатов техн. наук Л.Н. Пицкеля и Ю.Ц. Гохберга.
Редактор И.А. Баринова
Разработано к СНиП 2.03.09–85 "Асбестоцементные конструкции". Содержит рекомендации по расчету и проектированию конструкций. Даны примеры расчета наиболее распространенных асбестоцементных конструкций. Приведены номенклатура конструкций и основные области их применения.
Для инженерно–технических работников проектных и строительных организаций.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящее справочное пособие дает рекомендации по расчету и проектированию асбестоцементных конструкций следующих типов:
плоских и волнистых (профилированных) листов, сводчатых оболочек волнистого профиля, изготовляемых из листового асбестоцемента на листоформовочных машинах;
плит и панелей комплексных каркасных и бескаркасных (трехслойных) с облицовками из плоских асбестоцементных листов;
многопустотных плит и панелей, а также погонажных изделий (швеллеров, подоконных досок, плинтусов и других деталей), изготовляемых по экструзионной технологии.
1.2. Текст СНиП 2.03.09. – 85 отмечен в Пособии соответствующим номером пункта в квадратных скобках; ссылки на пункты, таблицы, формулы и чертежи данного СНиПа приведены также в квадратных скобках.
В прил. 1 к СНиП 2.03.09. – 85 приведены рекомендации по основному и допустимому применению рассматриваемых конструкций в различных частях зданий и сооружений. При выборе типов конструкций следует учитывать физико–механические характеристики асбестоцемента и конструкций из этого материала, технико–экономические показатели конструкций.
1.3. Асбестоцементные конструкции и изделия должны применяться только при наличии проекта производства строительных работ, составленного на основе действующих нормативных документов и рекомендаций по хранению, транспортированию, монтажу и эксплуатации этих конструкций.
Правильно спроектированные, смонтированные и эксплуатируемые асбестоцементные конструкции, как показывают натурные обследования, имеют срок службы 30 – 50 лет.
1.4. [ 1.2]. Конструкции должны проектироваться с учетом их заводского изготовления.
Это требование связано с особенностью производства конструкций. Волнистые и плоские листы, экструзионные плиты и панели изготовляются на технологических линиях производительностью более 500 тыс. м2 /год. Каркасные и бескаркасные плиты и панели также производят в специализированых цехах, производительностью 50–100 тыс. м2 /год на предприятиях строительной индустрии.
В обоих случаях продукция выпускается в соответствии с ГОСТами или ТУ, с последующим техническим контролем.
Изготовление каркасных или бескаркасных комплексных конструкций непосредственно на строительной площадке может допускаться только в исключительных случаях, на требуемом техническом и организационном уровне, с проведением соответствующих контрольных испытаний.
1.5. [1.4]. Асбестоцементные конструкции следует рассчитывать по несущей способности (предельным состояниям первой группы) и по деформациям (предельным состояниям второй группы).
Исследованиями установлено, что асбестоцемент – листовой и экструзионный – с достаточный для практики точностью может приниматься при расчетах как материал, характеризующийся линейной зависимостью между напряжениями и деформациями. Оба предельных состояния имеют место практически для всех асбестоцементных конструкций; для многих определяющим является второе, как следствие больших линейных деформаций материала при увлажнении, что сформулировано в [п. 1.7].
1.6. [1.8]. При проектировании асбестоцементных конструкций, эксплуатируемых в условиях агрессивных сред, следует предусматривать защиту их и элементов крепления к несущему каркасу здания от коррозии в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11 – 85.
Согласно СНиП 2.03.11 – 85 защита асбестоцементных конструкций требуется при средней или сильной агрессии. Согласно [п. 6.16] поверхности асбестоцементных конструкций (плит и панелей всех видов) рекомендуется защищать от увлажнения с целью уменьшения влажностных деформаций. Эту защиту следует применять во всех случаях, вне зависимости от величин влажностных деформаций.
1.7. [1.9]. Плиты и панели каркасные и экструзионные следует применять при температуре нагрева их поверхности не более 80 о С.
Это ограничение температуры нагрева связано с требованиями ограничения ползучести асбестоцемента, возрастающей при повышении температуры.
1.8. [1.10]. Плиты и панели бескаркасные следует применять при температуре внутренней поверхности конструкций не более 30 °С и при температуре наружной поверхности не более 80 °С.
Ограничение температуры нагрева внутренней поверхности конструкций связано с резким уменьшением расчетных характеристик пенопластов при действии повышенных температур.
1.9. [1.11]. Свободно лежащие плоские и волнистые листы следует применять при температуре не более 100 °С.
Увеличение допускаемой температуры для асбестоцемента с 80 °С (см. п. 1.7 Пособия) до 100 °С связано с тем, что для листов разрешается больший прогиб, чем для плит и панелей [см. табл. 7].
2. МАТЕРИАЛЫ
2.1. По [пп. 2.1 и 2.2] асбестоцементные плоские и волнистые (профилированные) листы, применяемые в ограждениях, являются самостоятельными конструкциями (см. прил. 1). Плоские листы, используемые в плитах и панелях, являются материалом для этих конструкций.
2.2. [2.4]. Для плит и панелей каркасных и экструзионных необходимо использовать минераловатный или стекловатный утеплитель на синтетическом связующем, а также при наличии технико–экономических обоснований другие теплоизляционные материалы.
Минераловатные утеплители рекомендуется применять в виде матов, что улучшает долговечность конструкций и условий труда при их производстве.
2.3. Перечень пенопластов, применяемых в асбестоцементных конструкциях, и расчетные характеристики пенопластов приведены в [прил. 2].
3. РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ
3.1. [3.1]. Расчетные сопротивления листового асбестоцемента следует принимать по [табл. 1], экструзионного асбестоцемента – по [табл. 3].
При определении расчетных сопротивлений листового асбестоцемента по [табл. 1] величину временного сопротивления (предела прочности асбестоцемента изгибу) следует принимать по государственным стандартам или техническим условиям, при этом величину временного сопротивления асбестоцемента плоских листов необходимо умножить на коэффициент 0,9.
Это требование вызвано особенностью стандартной методики испытаний, предусматривающей испытания образцов, вырезанных из плоских листов, в двух направлениях – вдоль и поперек листа. За предел прочности принимается полусумма результатов этих двух испытаний.
Определим расчетные сопротивления R листового плоского непрессованного асбестоцемента.
Таблица 1

По ГОСТ 18124 – 75 (СТ СЭВ 827 – 77) предел прочности
должен быть не менее 18 МПа. Тогда, умножая
=
18 МПа на 0,9, получим исходную для определения
R

по [табл. 1] величину
= 180,9
= 16,2 МПа. Пользуясь ближайшим к
до =
16,2 МПа табличным значением R
=
16 МПа, находим по нему соответствующие значения расчетных сопротивлений листового асбестоцемента: R m = 14 МПа, R m t = 11,5 МПа, R t = 6 МПа.
3.2. Расчетные сопротивления асбестоцемента следует умножать на следующие коэффициенты условий работы:
а) по [п. 3.2а] для асбестоцементных конструкций, проверяемых на воздействие постоянных, временных длительных и кратковременных нагрузок, – на коэффициент , равный:
,
где – нормальные напряжения от действия постоянных, временных длительных и кратковременных нагрузок;
– нормальные напряжения от действия постоянных и временных длительных нагрузок.
По данным расчета экструзионной плиты определим значения для различных элементов конструкций при неблагоприятных сочетаниях нагрузок и воздействий (см. табл. 1).
При линейной зависимости между нагрузками и напряжениями допускается определять, принимая вместо напряжении нагрузки, их вызывающие;
б) по
[п. 3.2б] для конструкций, находящихся в условиях атмосферного
увлажнения (подверженных действию капельной влаги) и в помещениях с
мокрым и влажным режимом, принимаемым по СНиП II –3–79**, при защите наружных поверхностей конструкций влагонепроницаемыми покрытиями – на коэффициент = 0,9; при отсутствии защиты для конструкций из листового асбестоцемента – на = 0,8; для конструкций из экструзионного асбестоцемента – на = 0,65.
3.3.
При назначении коэффициента
=
0,9 для расчетных сопротивлений асбестоцемента элементов
конструкций и при защите влагонепроницаемыми покрытиями следует
учитывать вид покрытия и вид влажностных воздействий. Различают
влажностные воздействия, вызванные действием капельной влаги и
воздушным увлажнением [по табл. 6]; различают покрытия, непроницаемые
как для жидкой, так и парообразной влаги, и покрытия, непроницаемые
только для жидкой или только для парообразной влаги. Так, например,
если покрытие (например, краска) защищает наружную обшивку (полку) плиты или панели лишь от жидкой влаги, то коэффициент = 0,9 следует использовать при определении расчетного сопротивления материала обшивки (полки) при ее расчете только на увлажнение капельной влагой [табл. 6]; при воздушном же увлажнении обшивки (полки) плиты или панели следует вводить коэффициент = 0,8 или = 0,65.
3.4. [3.7]. Определяемое для асбестоцемента, защищенного от увлажнения, значение умножают на коэффициент 0,75.
При введении коэффициента = 0,75 к значению влажностных линейных деформаций асбестоцемента, защищенного от увлажнения, следует принимать во внимание соображения об учете вида защитного покрытия и вида увлажнения, изложенные в п. 3.3.
4. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ АСБЕСТОЦЕМЕНТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
4.1. По [п. 4.1] проверку прочности элементов асбестоцементных конструкций следует производить из условия обеспечения в элементах напряжений, не превышающих расчетные сопротивления (с соответствующими понижающими коэффициентами) при суммарном учете силовых и температурно – влажностных воздействий.
В соответствии с особенностями конструктивных решений в п. 4.1 СНиП 2.03.09 – 85 приводятся формулы для проверки прочности обшивок каркасных, бескаркасных плит и панелей, полок экструзионных плит и панелей, заполнителя бескаркасных панелей, клеевых соединений обшивок с каркасом, плоских и волнистых листов.
4.2. По [п. 4.2] расчет асбестоцементных каркасных конструкций проводится с учетом податливости соединений между обшивками и каркасом. Ниже приводится последовательность проведения расчета.
Значения напряжений в обшивках и каркасе определяются по формулам [11] – [14].
Определение напряжений в расчетном сечении при наличии податливости в соединениях обшивок с каркасом производится в два этапа, причем при назначении расчетного сечения каркасной плиты или панели учитывается только часть ширины обшивок, редуцируемых к ребрам [см. п. 4.3].
Первый этап расчета носит предварительный характер и заключается в определении коэффициента податливости связей т в указанных выше формулах. Находят положение нейтральной оси по формуле [24]. Определяется момент инерции расчетного сечения и статические моменты обшивок и относительно найденной нейтральной оси по [п. 4.7].
По формуле [21] и [22], в которой следует заменить b на и на , определяют значение т . При этом формула [21] принимает вид:
(1)
а формула [22]:
(2)
где – момент инерции каркаса относительно собственной оси.
Формула (1) используется для определения коэффициента m при расчете изгибаемых конструкций, за исключением случая чистого изгиба (постоянная эпюра изгибающих моментов на всем пролете).
При расчете свободно опертой каркасной плиты или панели на действие равномерно распределенной нагрузки следует пользоваться формулой (2).
Коэффициент т может иметь разное значение по длине конструкции, отрезок которой определяется начальным и конечным (для этого отрезка) изгибающими моментами. Рекомендуется принимать отрезок СВ , на котором эпюра поперечных сил однозначна.
Значение
определяется для каждого участка по формуле [23]; причем если т
> т0
, то для расчета каркаса следует принимать т = т0 , если т < т0 , то следует принимать для такого расчета m . Для расчета обшивок приведенные рекомендации принимаются с обратными знаками неравенств.
Получив значения коэффициентов податливости по формулам (1) и (2), определяем нормальные и касательные напряжения в обшивках и каркасах по [п. 4.2].
Следующий этап расчета состоит в проверке соединений. Для этого определяем выполнение неравенства по формуле [25] с учетом определения расчетных усилий , по [пп. 5.1 – 5.3]. Если требование формулы [25] не удовлетворяется, следует изменить либо конструкцию соединений, либо сечение каркаса или обшивки.
4.3. По [п. 4.11] при соединении плит и панелей на деревянных каркасах гвоздями или профильными элементами работа обшивок не учитывается.
4.4. Согласно [п. 6.9] гвоздевые соединения не могут применяться для плит покрытий. Эти ограничения, в частности, вызваны требованиями обеспечения повышенной безопасности монтажа кровельных волнистых листов, укладываемых по асбестоцементным плитам типа ПАД.
4.5. В стеновых панелях допускается применение гвоздевых соединений, устанавливаемых с соблюдением требований [разд. 6].
4.6. Расчет бескаркасных плит и панелей по [пп. 4.13 и 4.20] производится без учета работы элементов обрамления.
4.7. Приведенный в [п. 4.17] расчет распространяется на каркасные и экструзионные плиты и панели с двумя обшивками. Расчет плит и панелей с одной обшивкой при соединениях ее с каркасом на шурупах, гвоздях и профилях на температурные и влажностные воздействия не производится.
4.8. Расчет конструкций в виде волнистых профилированных и плоских листов (при их свободном опирании) на температурно–влажностные воздействия не производится.
4.9. Расчет каркасных плит и панелей на температурные и влажностные воздействия по [пп. 4.17 и 4.29] производится без учета податливости шурупных и клеевых соединений обшивок с каркасом.
4.10. Расчет каркасных стеновых панелей на гвоздевых соединениях обшивок с каркасом на температурные и влажностные воздействия не производится.
4.11. Допускается не производить расчет каркасных плит под рулонную кровлю на температурные и влажностные воздействия.
4.12.
В [п. 4.17] приведены выражения для определения напряжений в
каркасных плитах и панелях и экструзионных плитах и панелях для
общего случая расчета конструкций на температурные и влажностные
воздействия. В частном случае, если обшивки (полки) и каркас (ребра)
плит и панелей выполнены из материалов, имеющих одинаковые модули
упругости (
=
==
)
и коэффициенты температурного линейного расширения ( = == ), то расчет температурных напряжений может не производиться. Так, например, определение температурных напряжений в элементах экструзионной плиты или панели, выполненных из одного материала, может не производиться при расчете панелей на температурные воздействия, действующие в теплое время года, а также и в холодное время года, если влажность материала элементов конструкции равна или не превышает 12 % [табл. 5].
4.13. В случае расчета каркасных и экструзионных плит под рулонную кровлю на стадии эксплуатации влажностные
воздействия на наружную обшивку (полку) плит могут не учитываться [п. 4.19].
4.14. При расчете по [п. 4.21] асбестоцементных экструзионных центрально–сжатых элементов, ослабленных какими–либо отверстиями, дополнительно следует определять напряжения в них по формуле:
, (3)
где – площадь поперечного сечения нетто элемента.
,
где – площадь ослаблений элемента.
4.15. Следует иметь в виду, что проверку прочности центрально–сжатых и сжато–изогнутых элементов необходимо проводить в соответствии с [п. 4.1].
4.16. Расчет экструзионных плит и панелей на температурные и влажностные воздействия следует производить по [п. 4.29].
5. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СОЕДИНЕНИЙ АСБЕСТОЦЕМЕНТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
5.1. Коэффициент 0,25 в формуле [64] принят с учетом требований [п. 6.10], которыми предусматривается создание податливости соединения путем увеличения диаметра отверстия в каркасе и установки упругих прокладок и шайб между каркасом и обшивкой.
5.2. Коэффициент 0,6 в формуле [65] принят с учетом податливости соединения.
6. УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ АСБЕСТОЦЕМЕНТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
6.1. [6.1]. Асбестоцементные плиты и панели следует применять при условии защиты конструкций от коррозии в соответствии с указаниями [п. 1.8] в наружных ограждениях – при влажности внутреннего воздуха помещений не более 75 %, во внутренних ограждениях – при влажности не более 85 %.
Указаннные ограничения введены на основе анализа опыта строительства, в основном сельскохозяйственных производственных зданий, где влажность основных помещений для содержания птиц и животных составляет 60 – 75 %. В объектах с более высокой влажностью применение асбестоцементных плит и панелей возможно при принятии дополнительных, сравнительно с типовыми, конструктивных решений по защите поверхностей и вентилирования внутренних полостей плит и панелей.
Допустимые значения средней температуры наружного воздуха наиболее холодных суток, о С, для стен промышленных зданий из асбестоцементных экструзионных панелей в зависимости от температуры и относительной влажности внутреннего воздуха приведены в табл. 2.
Допустимые значения средней температуры наружного воздуха наиболее холодных суток, °С, для покрытия промышленных зданий из асбестоцементных экструзионных плит покрытия в зависимости от температуры и относительной влажности внутреннего воздуха приведены в табл. 3.
6.2. [6.2]. При проектировании асбестоцементных конструкций для зданий, возводимых в районах с температурой наружного воздуха наиболее теплых и холодных суток соответственно выше 25 °С и ниже минус 40 °С, следует применять прессованные асбестоцементные листы.
При проектировании каркасных плит и панелей для внутренних ограждений зданий с мокрым режимом помещений следует применять также прессованные асбестоцементные листы.
Указанные наружные и внутренние условия эксплуатации требуют использования асбестоцементных листов повышенной плотности, прочности и морозостойкости. Такие листы выпускаются промышленностью, в технологический процесс их производства включено уплотнение прессованием при давлении до 20 МПа.
6.3. [6.4]. В каркасных и бескаркасных плитах и панелях следует применять асбестоцементные листы с влажностью не более 8 % по массе.
В каркасных и бескаркасных экструзионных плитах и панелях влажность минераловатного утеплителя не должна превышать 8 % по массе.
Испытаниями установлено, что равновесная влажность листового асбестоцемента после 7 – 10–дневной выдержки в помещении при температуре свыше 12 % и влажности 50 – 60 % составляет не более 7– 8 %, а экструзионного – 4 – 5 % по массе. Эти значения влажности должны приниматься при расчетах напряжений и деформаций конструкций при эксплуатации как начальные. При этом принимается, что в процессе транспортирования и хранения конструкции защищены от увлажнения капельной влагой.
6.4. [6.5]. В проектах следует указывать условные обозначения и сорт асбестоцементных листов в соответствии с государственными стандартами и техническими условиями и принятые величины временных сопротивлений (пределы прочности) изгибу.
В прил. 1 Пособия приведен справочный материал по асбестоцементным изделиям и конструкциям, выпускаемым промышленностью. Рекомендуется применять листы высших сортов, строго контролируя применяемые листы по сортам и маркам.

Таблица 2

Таблица 3

6.5. [6.8]. В каркасных асбестоцементных плитах и панелях, в которых каркас соединяется с асбестоцементными листами на клею, на концевых участках каркасов следует предусматривать установку по одному болту, винту или заклепке.
Это требование связано с повышением огнестойкости рассматриваемых плит и панелей. После выгорания клея в швах сохраняется пониженная несущая способность конструкций, возрастает предел огнестойкости.
6.6. При проектировании асбестоцементных плит с деревянным каркасом не допускается гвоздевое соединение обшивок с каркасом. Это ограничение вызвано требованиями безопасности монтажа кровли по плитам.
Увеличение диаметра отверстия под шуруп в асбестоцементном листе требуется для обеспечения ограниченной податливости соединения с целью снижения напряжений в листе при его увлажнении. При этом несущая способность соединения определяется по [4.2].
6.7. Гвоздевое (в том числе на винтовых гвоздях) соединение допускается только для стеновых панелей. При этом решении обшивка панелей в расчет несущей способности панелей не вводится.
6.8. [6.16]. Для уменьшения влажностных деформаций следует предусматривать гидрофобизацию или защиту водостойкими красками поверхностей асбестоцементных конструкций.
Для повышения долговечности, уменьшения влажностных деформаций асбестоцементных конструкций и улучшения их вида, их поверхности окрашивают различными красками или наносят на них древесный шпон. Промышленность производит также изделия, в которые поступает красящее вещество в процессе приготовления массы, а также крупноразмерные плоские листы, окрашенные силикатными красками или синтетическими эмалями и красками.
Плоские листы, предназначенные для строительных конструкций в качестве наружной или внутренней облицовки могут быть окрашены в построечных условиях.
Окраска состоит из следующих операций:
подготовка поверхности асбестоцемента к окраске. Очищенная от грязи поверхность обдувается сжатым воздухом и обезжиривается растворителем (уайт–спирит, ацетон и др.);
приготовление окрашивающей композиции. Для окраски могут быть использованы лакокрасочные материалы, дающие атмосферо– и водостойкое покрытие. В качестве окрашивающих материалов рекомендуются перхловиниловые эмали типа ХВ–1100 (ГОСТ 6993 – 79*); кремнийорганические эмали КО–174 (ТУ 6–02–576 – 75); рабочая вязкость эмали 18 – 20 с по вискозиметру B З–4; нанесение эмали на поверхность листа.
Эмаль наносится краскораспылителем в 2–3 слоя до полной укрывистости с промежуточной сушкой каждого слоя в течение 20 – 30 мин. Окончательная сушка в течение 2 – 3 ч. Полное отверждение окрасочного слоя заканчивается на 5 – 7–е сутки.
Окрасочные эмали являются токсичными, пожаро– и взрывоопасными веществами, поэтому необходимо соблюдать нормы и правила техники безопасности.
6.9. В необходимых случаях на поверхность плит и панелей следует наносить пароизоляцию. Пароизоляционный слой наносится на плоскую асбестоцементную обшивку с внутренней ее стороны.
Выбор типа пароизоляционного слоя в каждом конкретном случае происходит согласно расчету требуемого сопротивления паропроницанию, определенного по СНиП II –3–79**.
Рекомендуемые типы пароизоляционных слоев приведены в табл. 4. Пример расчета представлен в Руководстве по теплотехническому расчету и проектированию ограждающих конструкций (М.: Стройиздат, 1985).
6.10. По [п. 6.21] не допускается приложение к асбестоцементным листам, обшивкам каркасных и бескаркасных плит и панелей сосредоточенных нагрузок (от трубопроводов, оборудования и т.п.). Приложение таких нагрузок допускается к экструзионным плитам и панелям, а также к каркасам плит и панелей.
При приложении указанных нагрузок к плитам и панелям должен проводиться расчет на прочность и деформации узла крепления, а также плит и панелей с учетом всех действующих на конструкцию нагрузок и воздействий.
Таблица 4

часть 1
часть 2
часть 3
часть 4