Обзор способов облегчения крыши за счет конструкции и материала

При выборе материала и конструкции крыши необходимо принимать во внимание следующее: снижение массы по сравнению с традиционными конструкциями; обеспечение требуемого уровня жесткости при воздействии возникающих в процессе эксплуатации крутящих и изгибающих нагрузок, а также требуемого уровня прочности при противодействии нагрузкам, возникающим в крыше от обслуживающего персонала; сохранение геометрии конструкции при аварийных режимах; снижение затрат с увеличение срока службы; огнестойкости или наличие встроенных огнеупорных барьерных слоев, легкость ремонта и замены [2].

Сделать это можно несколькими вариантами.

Например, сделать ее из «сэндвич»-панелей – соединенных между собой гофрированных листов металла. Гофры придадут необходимую жесткость конструкции, благодаря чему можно использовать листы металла меньшей по сравнению с обычно используемой величины. Это и приведет к уменьшению веса конструкции.

Но такая крыша весьма трудоемка не только в проектировании, но и в изготовлении.

Второй вариант - использование стеклопластиков.

Стеклопластики - вид композиционных материалов - пластические материалы, состоящие из стекловолокнистого наполнителя (стеклянное волокно, волокно из кварца и др.) и связующего вещества (термореактивные и термопластичные полимеры); материал (70% стекловолокна) на основе полиэфирных смол, обладает прочностью и долговечностью металла, биологической стойкостью полимера (не гниёт, не меняет цвет, не становится хрупким).

Стеклопластики − материалы с малым удельным весом и заданными свойствами, имеющие широкий спектр применения. Стеклопластики обладают очень низкой теплопроводностью (примерно, как у дерева), прочностью как у стали, биологической стойкостью, влагостойкостью и атмосферостойкостью полимеров, не обладая недостатками, присущими термопластам.

Стеклопластики уступают стали по абсолютным значениям предела прочности, но в 3,5 раза легче её и превосходят стали по удельной прочности. При изготовлении равнопрочных конструкций из стали и стеклопластика, стеклопластиковая конструкция будет в несколько раз легче. Коэффициент линейного расширения стеклокомпозита близок к стеклу (составляет 11–13·106 1/°С), что делает его наиболее подходящим материалом для светопроницаемых конструкций. Плотность стеклопластика, полученного путем прессования или намотки, составляет 1,8–2,0 г/см3.

До недавнего времени стеклопластики использовались преимущественно в самолётостроении, кораблестроении и космической технике. Широкое применение стеклопластиков сдерживалось, в основном, из-за отсутствия промышленной технологии, которая позволила бы наладить массовый выпуск профилей сложной конфигурации с требуемой точностью размеров. Эта задача успешно решена с созданием пултрузионной технологии. Существует достаточно много методов, позволяющих массово производить стеклопластиковые изделия различной конфигурации, необязательно профили — например, RTM, вакуумная формовка.

Стеклопластики являются одним из самых доступных и недорогих композиционных материалов. Основные затраты при производстве изделий из стеклопластика приходятся на технологическое оборудование и рабочую силу, затраты на которую велики за счет трудоемкости и больших временных затрат на производство. Соответственно, на данный момент изделия из стеклопластика проигрывают по цене изделиям из металла из-за трудоёмкого и длительного процесса выклейки стеклопластиковых деталей, что вызывает большие затруднения при массовом производстве. Наиболее выгодно использование стеклопластика при мелкосерийном производстве. Крупносерийное производство становится более выгодным при использовании вакуумного формования. Также выгодным может быть и контактное формование, в случае если цена рабочей силы невелика.

Популярные материалы:

Расчёт основных технико-эксплуатационных показателей использования машинно-тракторного парка
Для оценки деятельности тракторного парка рассчитывается ряд показателей использования и загрузки тракторов за сезон полевых работ. Таблица 3.- Эксплуатационный и инвентарный парк тракторов по маркам. Тип и марка трактора Мощность ...

Описание типа судна для перевозки угля
Учитывая данные,описанные в главе 3 (пункт 3.1.), по ограничениям габаритов судового хода и шлюзовых комплексов и вышеперечисленным характеристикам судов для перевозки каменного угля на водных участках пути следования из порта Камбарка в ...

Обработка фундаментов
До монтажа главных механизмов должна быть закончена обработка фундаментов, т.е. получены чистые и ровные опорные поверхности под клинья и прокладки. Судовые фундаменты обрабатываются в цехе на станках, до их установки на судне, или в секц ...