Wpływ termoizolacji na nośność pokrycia z blachy trapezowej

Mocowanie płatwi do kątownika podporowego wraz ze sposobem ułożenia warstwy izolacyjnej
Mocowanie płatwi do kątownika podporowego wraz ze sposobem ułożenia warstwy izolacyjnej

Belki stalowe z profili cienkościennych o różnych kształtach przekroju poprzecznego są obecnie bardzo często stosowane jako elementy podparcia nowoczesnych pokryć z blach trapezowych. Pokrycie mocowane jest zwykle bezpośrednio do górnych stopek kształtowników, podczas gdy ich stopki dolne pozostają swobodne. Płatwie śrubowane są w środnikach do głównych elementów nośnych układu konstrukcyjnego. W tego typu rozwiązaniach istotną rolę odgrywa współpraca elementów belka-blacha [1, 2, 3, 4, 5]. Bezpośrednie przyleganie blach pokrycia do stalowych elementów wsporczych prowadzi jednak do powstawania mostków termicznych.

Znane są obecnie i dyskutowane rozwiązania systemowe [6], zakładające użycie ocieplenia między blachą a belką w celu wyeliminowania mostków i izolowania całego pokrycia. Norma polska [7] nie podaje wprost wytycznych dotyczących projektowania tego typu rozwiązań, pozwala jednak na określenie nośności i sprawdzenie użytkowalności płatwi oraz blachy, na podstawie odpowiednich badań zgodnie z załącznikiem A tej normy. Ocena wpływu warstwy izolacyjnej na stopień zabezpieczenia płatwi przez pokrycie blaszane przed zwichrzeniem oraz na pracę łączników, a tym samym na nośność całego przekrycia była celem badań doświadczalnych wykonanych w Instytucie Materiałów i Konstrukcji Budowlanych Politechniki Krakowskiej.

Przedmiot badań

Badaniom poddano dwa modele w skali naturalnej stanowiące fragmenty konstrukcji nośnej pokrycia dachowego lekkich hal magazynowych. W modelu BB, pokazanym na fot. 1, pokrycie z blachy trapezowej zostało przymocowane do konstrukcji wsporczej (płatwi Z 250) w sposób bezpośredni, a w modelu BIB pokazanym na fot. 2 pomiędzy blachę trapezową a płatwie wstawiono warstwę izolacyjną z wełny mineralnej. Elementy modeli dobrano na podstawie istniejących rozwiązań systemowych i obliczeń normowych [7], tak aby możliwie dokładnie odwzorować ich rzeczywiste warunki pracy.

Opis modelu badawczego 

Główne wady polskich dachów (cz. 1)

Jak prawidłowo zamontować kosz dachowy?

Stan techniczny dachów zielonych wykonywanych w budynkach w Polsce – wyniki badania sondażowego

Metoda podwójnego pomiaru dachówek

Jak projektować i wykonywać gzymsy?

Jako płatwie pokrycia dachowego przyjęto gięte z blach na zimno zetowniki Z 250 o grubości 2 mm, wykonane ze stali o podwyższonej wytrzymałości S350GD, ocynkowane fabrycznie (Zn 275 g/m2). Pokrycie dachowe wykonano z blachy trapezowej BTD 45/1000 o grubości 0,5 mm, wyprodukowanej ze stali S280GD powleczonej po obu stronach poliestrem SP25.
Badania własności mechanicznych stali wykonano w statycznej próbie rozciągania zgodnie z normą [8] (dla Z 250 Resr = 382 MPa, dla BTD 45/1000 Resr = 322 MPa).

Wolno podparte płatwie Z 250 przymocowane zostały przegubowo za pośrednictwem kątowników podporowych i dwóch śrub M16 (fot. 3) do pełniącego rolę rygla dwuteownika HEB 100, zamocowanego do konstrukcji stendu. Między ryglem z HEB 100 a dolną stopką płatwi pozostawiono prześwit 10 mm zgodnie z technologią montażu dla płatwi.

Blachę trapezową BTD 45/1000 zamocowano do każdej płatwi wkrętami samowiercącymi OC-63038 (model BB) i OC-63045 (model BIB) z podkładką z EPDM w rozstawie co 333 mm. Arkusze blach trapezowych zamocowano między sobą na zakład wkrętami samowiercącymi OCW-48016 z podkładką z EPDM w rozstawie co 450 mm.

Izolację dachu stanowiła mata z wełny mineralnej z włókien szklanych o grubości 100 mm, jednostronnie od spodu pokryta folią aluminiową, tworzącą dodatkowy ekran cieplny oraz pełniącą rolę paroizolacji. Maty izolacyjne w postaci pasków o szerokości 400 mm umieszczone zostały między blachami trapezowymi a płatwiami dachowymi, tak jak to pokazano na fot. 3.

Przeprowadzono badania 8 próbek (fot. 4) zastosowanej izolacji cieplnej, mające na celu określenie ich charakterystyk mechanicznych przy ściskaniu według normy PN-EN 826: 1998 [9]. Otrzymane wyniki przedstawiono na rys. 1. Średnia pomierzona w modelu grubość warstwy izolacyjnej między płatwią a blachą w otoczeniu łącznika mocującego blachę do płatwi i dalej na jej stopce była bliska zeru, natomiast w środku odcinka pomiędzy łącznikami wynosiła 6 mm. Pomiary ściśliwości wełny w modelu pozostały w dobrej zgodności z wynikami uzyskanymi podczas badania próbek przy ściskaniu dla siły F = 20 kN, wynikającej z technologii dokręcania łączników.

Realizacja obciążenia

Badane modele poddane zostały obciążeniom zewnętrznym działającym w dwóch kierunkach: pionowym i poziomym zgodnie z fot. 5–6. Pomiaru wartości obciążenia dokonywano przy użyciu czujników siły.

Obciążenie pionowe realizowane za pomocą siłownika hydraulicznego o nośności 50 kN przekazywane było na stalowy trawers IPE 240 o długości 3 m, a następnie za pośrednictwem 8 dwuteowników IPE 140 o długości 6 m każdy na badany fragment pokrycia. Obciążenie poziome realizowane również za pomocą siłownika hydraulicznego o nośności 5 kN przekazywane było na położoną centralnie belkę ceową z twardego drewna (fot. 6) o długości 2 m, a z niej na model badawczy.
Obciążenie pionowe modelu wprowadzono, wzorując się na załączniku A4 normy PN-EN 1993–1–3: 2006 [7], który podaje kilka etapów obciążania.

W pierwszym etapie model badawczy poddany został badaniom wstępnym polegającym na obciążaniu modelu do poziomu sumarycznego obciążenia charakterystycznego (V1 = 33 kN, H1 = 2,4 kN). Następnie model został odciążony. Wartość obciążenia dla tego etapu ustalono na podstawie analizy warunków stanu granicznego nośności i użytkowalności dla belki i blachy, obliczonych według przepisów normowych [7]. Warunkiem decydującym o przyjętym tu obciążeniu okazała się użytkowalność płatwi.

W drugim etapie, odpowiadającym badaniom odbiorczym (dopuszczającym), przyłożono obciążenie pionowe ustalone jako suma: 1,0 · rzeczywisty ciężar własny, 1,15 · pozostałe obciążenia stałe, 1,25 · obciążenia zmienne (V2 = 38 kN, H2 = 2,9 kN). Obciążenie to zostało utrzymane przez godzinę, a następnie model został odciążony.

W trzecim etapie, odpowiadającym badaniom wytrzymałościowym blachy, przyłożono obciążanie aż do wartości równej obciążeniu charakterystycznemu, przyjętemu do badań wstępnych, zwiększonemu przez współczynnik bezpieczeństwa (V3 = 43 kN, H3 = 3,5 kN).

Czwarty etap badań polegał na dalszym obciążaniu modelu ponad jego wartość obliczeniową jak wyżej, aż do poziomu, przy którym model badawczy osiągnął nośność graniczną, tj. nie był zdolny do przeniesienia dalszego przyrostu obciążenia (V4 = 52 kN, H4 = 4 kN dla zespołu BB (fot. 1), V4 = 59 kN, H4 = 5 kN dla zespołu BIB (fot. 2).

Wartość obciążenia poziomego ustalono za każdym razem jako: H = 1/10 V (bez uwzględnienia ciężaru własnego modelu i rusztu obciążającego równego 9,4 kN).

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 3/2010

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Jak zapewnić trwałość mocowania elewacji?


Wsporniki przejmują ciężar muru i za pomocą zabetonowanych szyn kotwiących lub kotew przekazują go na ścianę nośną... ZOBACZ »


Czego użyć do izolacji balkonu, a czego do izolacji dachu?

Szukasz wpustu balkonowego dobrej jakości?

Najczęściej spotykane w polskim budownictwie dachy to dachy płaskie, pokryte papą lub blachą, więc... czytaj dalej » Wpust balkonowy prosty, wpust balkonowy skośny, ogrzewany lub nieogrzewany? Co wybrać? czytaj dalej »

Jak i czym ocieplić poddasze?


W systemie termoizolacji na krokwiach, która z pewnością jest najbardziej efektywną metodą termoizolacji, stosuje się... ZOBACZ »



Gdy ważna jest termoizolacyjność i estetyka...

Tłumienie dźwięków uderzeniowych i drgań budynków. Zobacz »

Ukryte mocowanie oznacza, że łączniki płyt są niewidoczne, co poprawia...
czytaj dalej »

Zapewnienie dobrej wibroakustyki dla budynku to coraz częściej wyzwanie dla świadomych i wymagających... czytaj dalej »

Dlaczego hydroizolacja budynków jest tak ważna?

Wyniki badań statystycznych wskazują, że ok. 80% wszystkich uszkodzeń obiektów budowlanych sprowadza się w rezultacie do problemów z nieszczelną hydroizolacją.  czytaj dalej »


Chcesz ograniczyć straty ciepła z budynku? Zobacz »

Jak usunąć wilgoć ze ścian?

W obecnych czasach rosnące ceny energii cieplnej i eketrycznej skłaniają do analizy strat ciepła w budynkach mieszkalnych. Jedynym sposobem ograniczenia kosztów jest...
czytaj dalej »

Wilgoć pojawiająca się w budynku i związana z nią pleśń szkodzą naszemu zdrowiu, powodują wyższe rachunki za ogrzewanie i niszczą mury. czytaj dalej »

Jak dobrać posadzkę do obiektu?


Wybierz posadzkę, która będzie funkcjonalna i łatwa i czyszczeniu... ZOBACZ »


Dowiedz się więcej o hydroizolacji dachów »

Wypróbuj aplikację projektową i stwórz własną wizualizację »

Dostarczamy innowacyjne systemy hydroizolacji oraz pokryć dachowych, mające na celu zmianę sposobu życia i pracy naszych klientów... czytaj dalej » Dodaj własne zdjęcie i dopasuj kolory elewacji lub wnętrza do swojego budynku! czytaj dalej »

Czego użyć do izolacji kanałów wentylacyjnych?


Systemy ochrony energii w budownictwie i w instalacjach technicznych, spełniają najbardziej restrykcyjne normy europejskie definiując... ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Szukasz wpustu balkonowego dobrej jakości?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Wpust balkonowy prosty, wpust balkonowy skośny, ogrzewany lub nieogrzewany? Co wybrać? czytaj dalej »

Czego jeszcze nie wiesz o izolacji natryskowej?


Poliole to grupa wyrobów przeznaczonych do wytwarzania szerokiej gamy poliuretanów, które... ZOBACZ »


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Synthos S.A. Synthos S.A.
Grupa Kapitałowa Synthos S.A. jest jednym z największych producentów surowców chemicznych w Polsce. Spółka jest pierwszym w Europie...
11/12/2019

Aktualny numer:

Izolacje 11/12/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Modernizacja poddaszy użytkowych
  • - Okładziny podłogowe
Zobacz szczegóły
Ulga remontowo-modernizacyjna w PIT 2017

Ulga remontowo-modernizacyjna w PIT 2017

W aktualnych przepisach prawa podatkowego nie znajdziemy wielu ulg, które obowiązywały w poprzednich latach. Wśród nich jest ulga remontowo- modernizacyjna. Niektórzy...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.