Поликарбонат прочность на растяжение
В основном поликарбонат используют для устройства покрытий прозрачных теплиц, веранд. Его популярность также связана с высокой несущей способностью. Этот материал в 200 раз прочнее стекла. Кроме того, он отличается упругостью и пластичностью. Основными видами нагрузок, воспринимаемыми кровлей, являются снеговая и ветровая. Известно, что в различных регионах России выпадает много снега. Поэтому ответ на вопрос, сколько выдержит сотовый поликарбонат, волнует почти всех застройщиков.
Виды поликарбоната и их характеристики
Прежде чем ответить на вопрос, какую нагрузку выдерживает поликарбонат, отметим два вида материала – листовой и сотовый. Первый из них представляет собой сплошной монолитный листовой материал, расчетные параметры которого зависят только от его толщины. С сотовым или ячеистым поликарбонатом дело обстоит немного иначе, так как в зависимости от производителя материал может иметь различную структуру по поперечному сечению. Это важно, так как несущая способность сотового поликарбоната на растяжение и сжатие может отличаться, а при работе на изгибающую нагрузку возникает и растягивающее, и сжимающее напряжение.
Сразу оговоримся, что основная нагрузка, на которую рассчитывается поликарбонат – снеговая нагрузка. Ветер работает на срыв и только снижает нагрузку, а собственный вес настила незначительна и не играет большой роли. Отметим, что согласно СНиП территория России разделена на 8 районов.
Основное усилие на который рассчитывается сотовый поликарбонат – нагрузка на метр квадратный. Расчетными параметрами являются предел прочности и модуль упругости при растяжении, сжатии, изгибе. Предел прочности сотовой панели составляет от 60 до 110 МПа, модуль упругости – 2300-2500 МПа.
Расчет плоского настила
Расчет поликарбоната для плоского настила сводится к определению максимального расстояния между опорами, при котором получается минимальный прогиб, а предельно допустимые величины по прочности не превышаются. При этом поликарбонатная панель рассматривается как простая балка, работающая на изгиб. Расчетная схема может быть представлена как двухопорная, так и многоопорная конструкция. Несущая способность монолитного поликарбоната рассчитывается по следующему алгоритму:
- определяется момент сопротивления – W = bh2/6 (в общем случае определяется суммарный момент сопротивления составляющих поперечного сечения – W = ∑bh2/6);
- рассчитывается максимальный изгибающий момент по формуле М = WR, где R – расчетное сопротивление на изгиб;
- определяется расстояние между опорами по формуле l = √(8M/q) при двух опорах и l = √(12M/q), если количество опор при одинаковых расстояниях между ними превышает число 2;
- рассчитывается момент инерции – Iz = ∑(bh3/12 + y2F);
- определяется прогиб листа – f = 5ql/384EI.
Как видим, для монолитных листов расчет ведется по упрощенной формуле, а несущая способность поликарбоната сотового характеристики поперечного сечения определяются как сумма отдельных частей (ячеистые панели можно расчленить на несколько двутавров). При этом каждый расчетный параметр рассчитывается в отдельности и затем суммируется. Например, для двутавра момент сопротивления – это суммарный показатель стенки и двух полок.
Формулы показывают, что при двухопорной расчетной схеме максимальное расстояние между опорами снижается, а прогиб – увеличивается. Это связано с тем, что при увеличении количества опор изменяется расчетная схема. При двухопорной схеме имеет место шарнирное соединение, которое никак не воспрепятствует прогибу. Многопорная расчетная схема – это комбинация шарнирного соединения на крайних опорах и жесткого защемления на средних. Это свидетельствует о том, что чем больше количество опор, тем большую нагрузку может выдержать настил, так как происходит перераспределение напряжений на пролетах.
Выводы
Предлагаемая методика позволяет рассчитать по допустимым деформациям поликарбонат, нагрузка на который определяется согласно нормативным данным. По результату расчета можно подобрать листы необходимой толщины, максимальное расстояние между элементами обрешетки.
Похожие статьи
Дачная теплица — конструкция, которую можно использовать круглый год. Особые требования к ней предъявляются именно в зимний сезон. Важно, чтобы теплица сохраняла устойчивость при сильном ветре. Также на ней не должен скапливаться снег. Под большим слоем осадков каркас деформируется или полностью разрушится. Решение есть — установка теплицы «Капелька» из поликарбоната. Такое название идет от формы этого парника. Листы материала крепятся на каркас так, что формируется покатая каплевидная крыша. Снежные массы на ней не скапливаются, а сходят и не нагружают тепличную конструкцию. В этой статье вы узнаете об особенностях этого арочного парника и о монтаже теплицы «Капелька» из поликарбоната, инструкция и…
19.06.2020
Осенью собран урожай, теплица закрывается и ждет своего следующего «часа». Но просто открыть её весной и посадить растения снова недостаточно. Перед посевом нужна тщательная подготовка, иначе появятся болезни и вредители, которые плохо повлияют на рассаду. Да и сам парник мог пострадать зимой от снега и ветров, поэтому может потребоваться мелкий ремонт. Когда начинается весенняя подготовка теплицы из поликарбоната Обрабатывать теплицу перед посевом нужно начинать еще до того, как растает снег. Его следует набрать и занести внутрь, чтобы укрыть всю почву (можно и тропинки). Из-за снега земля лучше промерзнет, погибнут вредители, которые еще не проснулись. Более того, тающая вода при проникновении…
Поликарбонат – строительный материал, который достаточно активно и эффективно используется во многих сферах. Его применяют, оформляя фасады, декорируя строения, обустраивая теплицы. Ввиду того, что материал действительно востребованный, производители предлагают достаточно широкий выбор для разных целей. Так, в продаже имеется поликарбонат разных расцветок, отличаются и физические свойства разных видов. Самым главным качеством, на которое непременно нужно обращать внимание, если выбирать материал – плотность. Но не стоит путать это понятие с удельным весом. Последний определяется отношениями плотности к объему. А сама плотность – массой к объему стройматериала. Измеряется плотность поликарбоната кг м3. Что за материал? Прежде, чем хорошо углубиться в понятие плотности…
20.04.2020
Поликарбонат – это термопластичный полимер с высокой прочностью, светопроницаемостью и ударной вязкостью. Является популярным строительным материалом. Выпускается в форм-факторе упругого листа (панели) шириной 2050-2100 мм. Подходит для остекления, обустройства элементов кровли, монтажа ограждений, возведения простых и сложных конструкций, в том числе теплиц, навесов, беседок. Доступен в бесцветно-прозрачном, матовом и окрашенном исполнении. Разновидности поликарбоната Производители предлагают два типа листов, которые имеют кардинальные отличия в конструкции. Монолитный вариант схож по однородно-сплошной структуре с облегченным силикатным стеклом повышенной прочности. Главная особенность сотового (ячеистого) материала – многослойность с обилием пустот, достигнутая за счет наложения тонких панелей на внутренний каркас из продольных перемычек. Легче всего…
18.04.2020
Источник
Главная > Блоги, Статьи > Монолитный поликарбонат: виды, характеристики, особенности обработки
С развитием строительных технологий на рынке появляется все больше практичных новинок, позволяющих полностью преобразить внешний вид зданий. Одним из таких материалов является монолитный поликарбонат, свойства и характеристики которого уже оценили многие отечественные потребители. Абсолютно прозрачные и легкие поликарбонатные панели в 200 раз превышают прочность стекла, благодаря чему находят применение в создании уникальных светопрозрачных конструкций.
Что такое монолитный поликарбонат: общее описание
Материал относится к термопластичным полимерам, получаемым путем конденсации ацетона и фенола. В рамках производственного процесса химические вещества преобразуются в гранулы, которые после экструзии или литья принимают форму сплошных пластиковых листов. Поликарбонат листовой монолитный изготавливается согласно ТУ 6-19-113-87, что обеспечивает ему высокие показатели прочности, ударной вязкости и стойкости к колебаниям температур.
Изделия имеют типовые размеры 3050х2050 мм. При необходимости производители могут изготавливать листы с другими параметрами длины, но с сохранением изначальной ширины. Это объясняется стандартными габаритами экструдеров, которые применяют при производстве материала. Толщина термопласта может варьироваться в диапазоне от 1,5 до 20 мм, удельный вес составляет около 1200 кг/м3.
Виды монолитного поликарбоната
Листовой монолитный поликарбонат предлагается потребителю в двух разновидностях:
- Плоский – прозрачные листы в форме прямоугольника, не имеющие выраженного рельефа поверхности. В большинстве случаев их используют для остекления домов, изготовления торговых витрин или предметов домашнего интерьера.
- Волнистый – листовой материал с поверхностью в виде волны, напоминающей шифер. Благодаря своей форме изделия эффективно отводят воду с кровельных скатов, поэтому волнистый монолитный поликарбонат часто применяется в строительстве навесов, беседок, светопрозрачных вставок на крышах домов.
Производители монолита изготавливают как прозрачные листы материала, так и цветные, окрашиваемые посредством добавления в массу специальных пигментов перед формовкой. Использование этой технологии способствует однородности цвета изделий и позволяет сохранить их привлекательный вид на многие годы.
Свойства и технические характеристики
Если вы планируете купить монолитный поликарбонат, свойства и применение этого материала желательно изучить заблаговременно. Физические и химические параметры полимера во многом определяют сферу его использования и особенности предстоящего монтажа.
Прочность
Именно прочность делает термопласт востребованным среди владельцев дачных хозяйств. Теплицы, изготовленные из поликарбонатных листов, могут выдерживать существенные механические нагрузки, не опасаясь порывов ветра, сильных морозов и атмосферных осадков.
Согласно выводам специалистов, исследовавшим монолитный поликарбонат, характеристика материала на прочность продемонстрировала его повышенную стойкость к ударным воздействиям. В рамках испытаний он оставался цельным при наибольших нагрузках, достигаемых в лабораторных условиях.
Физико-технические параметры панелей выглядят следующим образом:
- Прочность при растяжении (для листов толщиной 3 мм)– 65 МПа.
- Удлинение при растяжении – 6 %.
- Прочность при разрыве (монолитный поликарбонат прозрачный) – 60 МПа.
- Удлинение при разрыве – более 90 %.
- Модуль упругости на растяжение – 2,300 МПа.
- Ударная нагрузка – 158 Дж.
Гибкость
Монолитный поликарбонат рифленый и гладкий имеет способность сгибаться при нормальных условиях внешней среды. Отличные показатели гибкости позволяют уйти от использования обычных прямоугольных теплиц и сместить акценты в сторону построек арочного типа. Благодаря изогнутой форме на поверхности парников не скапливаются снег и дождевая вода.
Вместе с тем, если вы используете поликарбонат монолитный, характеристики его гибкости не стоит слишком преувеличивать. Материал имеет параметр минимального радиуса изгиба, который может зависеть от его толщины. Так, для изделий 3 мм он составляет 430–460 мм, для листов 10 мм – от 1470 до 1510 мм.
Химическая стойкость
Будучи термопластичным полимером, материал имеет свойство противостоять агрессивной среде. Плиты инертны по отношению к таким химическим веществам, как спирт, органические жиры, слабые растворы кислот. Если при обустройстве парников применять поликарбонат монолитный, характеристики и применение термопласта порадуют многих владельцев дачных хозяйств. Причина тому – возможность мыть теплицы изнутри и снаружи, выполнять любые работы, связанные с удобрением саженцев или обеззараживанием грунта.
Однако следует помнить, что полимер устойчив далеко не ко всем химическим веществам. Он способен вступать в реакцию с аммиаком, пропаном, борной и уксусной кислотой, минеральными маслами.
Изоляционные свойства
Независимо от того, какой материал применяется при строительстве – гладкий или профилированный монолитный поликарбонат, любая разновидность изделия имеет меньшую теплопроводность (0,21 (Втм)°С) в сравнении со стеклом. Парник, накрытый поликарбонатными листами, быстро накапливает тепло и удерживает его в помещении, не позволяя уходить в атмосферу при снижении температуры. Благодаря этому саженцы можно высаживать раньше обычного срока.
Согласно исследованиям, уровень звукоизоляции листов толщиной 4–12 мм составляет от 18 до 23 дБ. Низкая плотность и вязкая структура полимерной плиты способствуют эффективному поглощению звуков, поэтому профильный монолитный поликарбонат для крыши считается оптимальным решением при обустройстве светопрозрачных конструкций.
Светопропускание
По степени светопропускания прозрачные листы имеют значения от 86 до 90 %. Хорошо известно, что чем светлее в парнике, тем лучше для саженцев. Однако поликарбонат кровельный монолитный не так хорошо рассеивает свет, как сотовые панели, что может привести к ожогам растений. Поэтому производители часто добавляют в материал специальные добавки, которые изменяют его оптические свойства и позволяют достичь максимального поглощения лучей. Кроме того, во избежание ожогов можно использовать цветные плиты, которые снижают уровень пропускания света.
Если рассматривать прозрачный монолитный поликарбонат, свойства этого материала могут определяться и некоторыми другими оптическими характеристиками, в частности – дымчатостью и степенью пожелтения. Первый показатель для качественных панелей толщиной 3 мм не должен превышать 0,5 %. Степень желтизны составляет не больше одной единицы.
Устойчивость к УФ-лучам и перепадам температур
Основным негативным фактором, влияющим на срок службы изделий, является ультрафиолетовое излучение. Чтобы избежать его отрицательного воздействия на монолитный поликарбонат, лист покрывают защитной УФ-пленкой, которая задерживает и поглощает ультрафиолетовую часть спектра, но пропускает инфракрасный свет. Продукция компании «Полигаль Восток» имеет надежную двухстороннюю УФ-защиту, изготавливаемую немецким производителем Makrolon (Bayer).
Морозоустойчивость пластика позволяет применять его для возведения кровли и обустройства теплиц даже в условиях сурового климата. Монолитный профильный поликарбонат выдерживает морозы до -50 °С, причем как при краткосрочной, так и при долговременной эксплуатации. Теплостойкость большинства марок продукции достигает +120 °С. Благодаря низкому коэффициенту теплового расширения плиты можно использовать для сооружения высокоточных конструкций.
Где применяется материал?
В последние годы поликарбонатные панели становятся отличной альтернативой кварцевому и силикатному стеклу. Если рассматривать, где используется монолитный строительный поликарбонат, нужно отметить, что он востребован во многих хозяйственных сферах – от строительства до торговли и рекламного бизнеса. Чаще всего плиты строительного поликарбоната применяют для следующих целей:
- возведение парников, оранжерей, зимних садов;
- сооружение световых куполов;
- остекление вертикальных поверхностей домов и устройство кровельных вставок;
- установка перегородок в офисных помещениях и административных зданиях;
- изготовление наружной рекламы;
- устройство навесов и козырьков в зданиях, на остановках транспорта.
Доступная цена в сочетании с повышенной прочностью и длительным периодом эксплуатации делают применение монолитного поликарбоната более эффективным по сравнению с обычным стеклом.
Применение в зависимости от толщины
Ассортимент поликарбонатных листов включает в себя широкий спектр изделий толщиной 1,5–20 мм. Чем толще плита, тем ниже ее теплопроводность, что обеспечивает существенное снижение расходов на энергоресурсы при отоплении помещений. Однако выбор тех или иных габаритов должен варьироваться согласно назначению плит. Если вы планируете использовать монолитный поликарбонат, применение в зависимости от толщины может быть следующим:
- до 4 мм – обустройство козырьков, изготовление рекламных вывесок, строительство небольших теплиц;
- от 6 до 8 мм – возведение парников, навесов, оранжерей;
- 10 мм – использование для устройства различных перегородок, барьеров на автодорогах;
- свыше 10 мм – монтаж светопрозрачной кровли или вставок на крыше.
Обработка материала
Многие покупатели задаются вопросами, чем резать монолитный поликарбонат в домашних условиях, как его гофрировать и загибать. Нужно заметить, что материал отличается простотой в обработке. Для работы с ним могут применяться электрические и ручные инструменты, имеющие металлическую режущую поверхность.
Резка
При неправильной резке плиты могут деформироваться, что сделает невозможным их последующее применение. Поэтому выясняя, как разрезать монолитный поликарбонат в домашних условиях, обратите внимание на такие рекомендации:
- Поверхность, на которой будет резаться лист, должна быть чистой и ровной. Это поможет избежать появления вмятин и трещин.
- Перед началом работ необходимо наметить линию реза при помощи маркера.
- Если нужно порезать панели толщиной менее 2 мм, лучше сложить их стопкой в 10–15 листов, что сведет к минимуму вероятность растрескивания.
- Резка монолитного поликарбоната в домашних условиях производится со стороны УФ-покрытия. До завершения работ не рекомендуется снимать защитную пленку.
- Если режутся большие листы, их можно положить на пол. Поверх плиты нужно поместить деревянную доску, по которой можно будет ходить, чтобы не повредить материал.
Отвечая на вопрос, чем разрезать монолитный поликарбонат, следует отметить, что лучшим вариантом для нарезания плит является болгарка. При ее использовании подходит диск №125 по металлу, который позволяет быстро выполнить срез без появления дефектов. Среди других инструментов можно отдать предпочтение электролобзику с самой мелкой пилкой или лазерной резке. Определив, чем резать монолитный поликарбонат, в дальнейшем нужно внимательно следить за состоянием заточки инструмента. Чем острее он будет, тем точнее получится линия реза.
Сгибание
Как говорилось выше, при сгибании плит необходимо учитывать минимальный радиус их изгиба. Иначе можно столкнуться с такими неприятными явлениями, как нарушение целостности конструкции вследствие отхождения от профиля или появление трещин при термическом расширении. Для гибки используют слесарный верстак с тисками. Плиту зажимают на столе и сгибают руками без предварительного нагрева до нужного градуса. Рассматривая, как согнуть монолитный поликарбонат, важно упомянуть, что сгибание выполняется без чрезмерного физического усилия, поскольку плита может сломаться.
При правильном проведении подготовительных работ и последующем грамотном монтаже поликарбонатные панели помогут соорудить функциональные светопрозрачные конструкции, которые будут исправно служить долгие годы.
Источник