СИП-Панели. Клеим и строим сами - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Ссыль оч. информативная, читал с интересом, спасибо. Теперь анализ ... Кривые СИПы влекут за собой гнутоклеенные арки. Гнутоклеенные арки влекут за собой кривые СИПы. Чтобы выскочить из этого замкнутого круга, надо всё - таки делать гранённые арки. Они безальтернативны для гопницкого уровня. Причём никаких особых засад я тут не вижу. При распиловке бруса зигзагом даже отходов не будет. Ибо когда части распиленного бруса склеиваются в арку, длина не изменяется, а просто приобретается кривизна, и всё.
Логично полусвод набирать либо из шести, либо из семи панелей. Из семи, считаю, уже как - то многовато. Т. о., оптимальный свод - это половинка 24 - гранника.
Когда кривые арки и кривые СИПы поставлены на поток, можно конечно и идеально круглый свод делать. Но не разворачивать же их производство ради единственного в жизни эпизода ! Покупать за границей - придётся до трусов раздеться. А ждать начала выпуска у нас - думаю, бесполезно. Поэтому -самое простое - гранённая форма !
В каркасном варианте мне всё более - менее ясно. Пока неясно с бескаркасным вариантом.

И пара слов про то, что лучше изолирует тепло - ЭППС или пенопласт. Сравнивать утеплители надо не по коэффициенту теплопроводности, а по затратам при заведомо одинаковом конечном результате. Иными словами, нужно смотреть, во что обойдётся слой ЭППС, пенопласта и пр., необходимый для достижения одной и той же степени утеплённости здания. Сопутст. расходы, если они есть, тоже надо учитывать. Допустим, для ППУ не нужен крепёж и клей, а для пенопластов всё это потребуется. Длительное созерцание значений коэффициентов теплопроводности в таблицах ведёт народ к отупению. Надо созерцать сразу рубли.

 

Бескаркасный - возможно, так:
вертикальные связи между панелями одного ряда - сплайн (утепленная шпонка)

потом по верху получившейся стенки - шпонка из двух слоев доски 50х[толщина пенопласта], собранных на клей + саморезы\гвозди вразбежку - на всю длину стенки. У досок снимается малка в 82.5 градуса.
Панели разных рядов делать вразбежку - чтобы вертикальные швы не сплошняком через свод шли.
Как-то так. Здесь толщина СИПа 300 мм ровно. 3d-модель позже выложу.


Однако в таком случае, по-моему, сборку нужно начинать с возведения (как минимум частичного) фронтонов и внутренних перегородок - как несъемной опалубки для свода. А то пока он (свод) весь не собран - без подпорок довольно неустойчивая вещь.

 

Это для свода с пролетом 10 м по внутреннему ОСБ, собранного из 12 СИП-сегментов толщиной 300 мм. Почему 300? ХЗ, если честно. Я, как дилетант, побаиваюсь пихать туда что-то меньшее, чем самая большая толщина выпускаемой панели.

Есть программы, позволяющие выполнять прочностные расчеты конструкций из плоских СИПов.
Например, hsbcad, Autodesk Helius Composite, Revit, HouseCreatorSIP.
До них у меня руки не дошли пока (и вряд ли в скором времени дойдут).

 

Для каких - то нагрузок этого хватит. Вопрос только, для каких именно. Самый лучший способ срастить две сэндвичевые панели - это срастить их силовые наружные слои. Если же мы сращиваем только шпонки, а ОСБ просто стыкуем и никак не скрепляем, это хуже, причём сильно. Дерево - материал анизотропный. Поперёк волокон оно работает оч. паршиво и с готовностью трескается. Причём иногда просто от перепадов влажности, а не от нагрузок. А если после этого появляются ещё и нагрузки ...
Идём далее. Очень точно склеить шпонки (как в хорошей столярке по гнётом или со струбцинами) - почти невозможно. А надеяться на пену, которая заполнит пустоты некачественного шва ... Я бы не понадеялся. Кабы что - то там размером с гараж делать, то да, способ рабочий. А при пролёте 10 - 12 м при тайфуне или слое снега метровой толщины м. б. большие проблемы.
В подавляющем большинстве случаев ангар имеет профиль, не совпадающий с перевёрнутой цепной линией. А надо иметь в виду, лишь тот свод полностью освобождён от изгибных нагрузок, который имеет форму наподобие половинки овала, да и то - это только с учётом веса свода БЕЗ снеговой нагрузки. Такое редко делают, потому что не нравится наклонный отход стены от земли. Вот и делают ближе к полукругу или чистый полукруг. Расплата за это - наличие в своде изгибных нагрузок. В зените такой свод под нагрузкой стремится прогнуться, а у земли - наоборот стремится согнуться ещё больше. Если делать ставку на шпонки, то придётся задавать профиль поближе к цепной линии. Но это озн. ухудшение обитаемости ангара.

 

Если не сращивать силовые слои сэндвича, то для серьёзной скорлупы я бы сделал ставку на силовой каркас. Причём в арках каркаса не д. б. явно прослабленных сечений. Прочность места, где было выполнено сращивание, д. б. НЕ МЕНЬШЕ прочности бруса в его исходном виде.

У деревянных шпангоутов слабое звено - именно места соединений. Самый худший вариант - мех. крепёж (гвозди, саморезы, скобы и пр.). Дерево оч. не любит точечных нагрузок. Поэтому рулит склейка ...

 

Не совсем в тему ... Именно проблемы с прочным соединением панелей в самонесущий свод заставляют меня колебаться между ангаром из СИПов и отпэпэушенной решёткой Фостера https://www.geometrica.com/fr/node/759 или аналогичными висячими покрытиями, где этой проблемы и в помине нет. Там всё решает болгарка и сварка.

 

Есть оч. много типов всяких складчатых сводов, где одинарную общую кривизну компенсируют локальной сложной кривизной участков свода. И всё бы ничего ... Наворот ! Если всё - таки заморачиваться чем - то подобным, то самое простое из всего - гофра треугольного профиля. Один шпангоут побольше, второй поменьше, и так от торца до торца ангара. Образующая цилиндра при таком устройстве ангара приобретает форму зигзага. Но всё равно сложно. Не чувствую сильно прямого резона. Погоня за креативом губительно сказывается на технологичности.

То, что на рисунке - это результат того, что половину гранённых арок провернули относительно другой половины ровно на пол грани. Образующиеся при этом треугольные (что хорошо) щели заделываются плитным материалом. Жёсткости добавляется столько, что ангар не должен рухнуть даже если стык панелей будут ... шарнирным. Треугольные вставки не дадут аркам изменить геометрию. Идея, может, и красивая, но не проще ли сделать более тупой гранённый каркас из брусьев ?

 

...про деревяшки, прямые и с подвывертом:

Деревянные шпангоуты в кницах как в шелках обычно - как раз для усиления соединений. И кроме того - они же по тем самым упомянутым мной правилам Ллойда делаются. А там регламентировано все - сечения отдельных деревьев, сечения и пропорции узлов и их элементов, крепеж... и это все в привязке к размеру конструкции в целом, виду и материалу обшивки, целям эксплуатации и т. д.
Конструкции получаются с таким запасом прочности, что любое страховое агенство такие суда страхует без каких-либо нареканий. Не для рекордов, в-общем, технология постройки, а для повседневной жизни и тяжелой работы.

В случае изготовления граненых арок из бруса можно пойти несколькими путями:
1. (хихи) Делать традиционными методами (как в т. н. Timber Frame или традиционных японских\китайских домах - там тот же самый силовой каркас из бруса хвойных пород, укрытый от внешних воздействий)

тут вот интересная книжечка есть (убираем пробелы)
https:/ fabiap. files. wordpress. com/2011/01/wood-joints-in-classical-japanese-architecture.pdf
- но это чудовищно накладно и сложно.
2. Варганить металлические соединительные элементы - например, как в домах по технологии Post and Beam - это как ТимберФрэйм для небогатых:

Танцев с бубном тоже невпроворот.

3. Есть еще вариант с фанерными\металлическими обкладками...


4. Клеить шпангоуты из бруса с кницами + обкладки - уже дешевле, технологичнее, но все равно тяжко.

На шпонках вроде как соединения между стенами и крышей домов из СИПов делают постоянно. Как вариант усиления узла, можно заказать гибку мет. полосы в нестандартный уголок (не 90 градусов, а то, что нужно) - и обкладывать стыки панелей изнутри конструкции и снаружи ее - на конструкционный клей и саморезы в ту же шпонку...

Но это все резко увеличивает геморрой (и стоимость), вы правы.

На самом деле, геморройность возрастает настолько, что лично мне даже гнутоклееные шпангоуты и радиусные СИПы не кажутся чем-то нереальным...

Для шпангоутов нужен один шаблон и куча струбцин. У того же Алексея Хоменко, ссылку на самостройную арочную мастерскую которого я приводил ранее, все подробно описано. У него около 2 часов уходило на изготовление одного гнутоклееного шпангоута радиусом 6 метров - и работал он в одиночку.

Для радиусных СИПов, изготавливаемых на основе стандартных панелей ОСП нужен вакуумный пресс у которого вместо плоского стола - радиусный (размеры стола 2.4х1.2 м).
По поводу станка как такового - и у вас личный опыт есть, да и тот же Janushek и некоторые другие участники форума подробно описали. Радиусный стол площадью в сандартную панель ОСП и радиусностью 10-11 метров? Не проблема же совсем.
Я одно время (с 2008 по 2012) исторической реконструкцией 14 века Западной Европы занимался, так мы щиты пехотные под покраску делали из 2 слоев фанеры на клей и гвозди, прижимая их стропами с храповиком к простенькой оправке. Ну один в один вот так (только у нас оправки не такие красивые были):


а потом обрезАли электролобзиком до нужной формы.
Ну да, для СИПов нужно эту оправку очень точно сделать (например, на раскройном станке с ЧПУ из фанеры кучу элементов повыпиливать), потом приклеить и прибить к ней 2 (а лучше 3) листа фанеры, отшпаклевать\отшлифовать получившуюся поверхность (длинный узкий кусок тонкой фанеры с приклеенной к нему наждачкой - так называемый torture board
- наше все, ага), а снизу прикрутить еще лист фанеры и задуть конструкцию пеной на всякий случай для жесткости.
Но ведь это размером примерно с хорошую двуспальную кровать конструкция - не самолетное крыло... Да и погибь выходит не очень большая.

Немногим сложнее изготовления плоского стола для того же станка, по-моему (а если делать СИПы самому - станок понадобится в любом случае).
Да, это работы, которые надо проделать. Да, шлифовка - занятие неблагодарное, да, придется сварить\купить\одолжить\скрысить откуда-то гору струбцин - но ведь это просто по числу технологических операций выходит как минимум не геморройнее граненого каркаса равной прочности?
Но тут я вполне мог упустить какой-то практический аспект, неизвестный мне как (пока что) диванному теоретику СИПов.

 

И бескаркасная моделька

 

Пенопласт СИПа покрасил в синий, чтобы было видно утепленную шпонку (сплайн), пенопласт которой покрасил в белый. Длина ангара 16 метров с гаком. Пролет - 10 м по внутреннему ОСБ.
СИПы по 300 мм.

 

1. По шпангоутам. Ни на одной представленной схеме нет соединения, равнопрочного нетронутому брусу. Кстати, надо ещё конкретно смотреть, как в данной схеме работают элементы, они сов. необязательно нагружены на чистый изгиб, там м. б. комбинация сжатия и растяжения, а это здорово меняет дело. Я знаю великое множество способов сочленить брус, но лишь в единственном - в "простом усе" в месте соединения совсем нет пераендикулярных торцов. Дерево безобразно склеивается торцами. Если же применять щёчки, то для достижения прочности, равной прочности исх. бруса, нужно в щёчках набрать суммарное сечение, никак не меньшее сечения бруса. И вот тогда не возражаю ...

2. У Хоменко сарай (ангар) имеет ширину 6 м. Кабы это было бы 10 -12 м, да кабы стояла задача накрыть площадь 300 м кв., эпопея с гнутокленными арками осложнилась бы глобально. Да, там всё возможно. Но я просто исхожу из того, что гранённые арки сделать легче. Тупо меньше кусков, и нет проблем прижать, потому что ничего не надо насиловать и выгибать. Кстати, я в ролике показал стык в один этаж. Но ничего не мешает снизу бесконечно доклеивать такие же заусованные элементы. Намазал ПВА, вогнал саморезы для фиксации, и всё. Доп. слои можно доклеивать в уже поднятом состоянии, если трудно поднять толстую арку. Всё это жутко похоже на гнутоклееную технологию, но с минимумом дрючки.

3. Если кровля - это профнастил, то для гранённого свода подойдёт самый обычный, а для радиусного - либо опять насиловать обычный, либо покупать специальный для арочных сводов.

 

И всё - таки ... помимо своей воли ... я задумался ...

 

В предыд. посте изображён ангар со складчатым сводом, который м. б. собран из одинаковых треугольных элементов с косо подпиленными краями. Складчатость даёт возможность (теоретическую) уйти от каркаса, ибо за жёсткость конструкции здесь отвечает не тупая толщина элементов, а продвинутая форма свода.
На купольных форумах ругают ангар за его одинарную кривизну и считают НЕДОкуполом. А напрасно ... Сложная кривизна м. б. реализована и в чисто ангарных формах. Интересная конструкция, но всё опять упирается в возможность действительно прочного сращивания элементов.

На данный мом. вр. среди всего того, что выше обсуждалось, для меня пока лидер по прочности - каркасный вариант с гнуто - или не полигональноклеенными арками.

 

Всегда нужно помнить об этом ...