СУМІСНИЙ ВПЛИВ ПІНОПОЛІУРЕТАНУ ТА ОБШИВКИ З ГІПСОВОЛОКНА НА ПОВЕДІНКУ ЛЕГКОГО СТАЛЕВОГО С-ПРОФІЛЮ В СКЛАДІ КОМПОЗИТНОЇ СТІНОВОЇ ПАНЕЛІ
DOI:
https://doi.org/10.31650/2707-3068-2025-29-34-40Ключові слова:
холодногнутий сталевий каркас, композитна стінова панель, пінополіуретан, несуча здатність, механізм руйнуванняАнотація
Дослідження зосереджене на оцінці механічного впливу пінополіуретану (PU) та облицювання на несучу здатність, жорсткість і механізми руйнування системи з холодногнутого сталевого каркасу (LSF). Проведено випробування двох груп зразків під осьовим стиском: (1) необлицьовані LSF-конструкції, що складаються виключно з холодногнутих С-профілів, та (2) композитні панелі, які включають той самий сталевий каркас, серцевину з пінополіуретану, доданого під тиском, і зовнішнє облицювання з гіпсоволокнистих плит. Результати експерименту демонструють суттєве покращення конструктивних характеристик завдяки композитній дії. Композитні панелі досягли середньої несучої здатності 316,7 кН, що більш ніж удвічі перевищує показник необлицьованих LSF-конструкцій (у середньому 133,4 кН). Крім того, композитні панелі показали значно вищу пластичність, із середнім вертикальним переміщенням при максимальному навантаженні 10,27 мм проти 5,43 мм для сталевих каркасів. Початкова жорсткість композитної системи також значно зросла – до 45,76 кН/мм, що приблизно у 1,5 раза більше, ніж у каркасу без наповнення. Пінополіуретан, доданий у контрольованому промисловому процесі, забезпечує однорідне та міцне зчеплення як зі сталевим каркасом, так і з облицюванням, що забезпечує ефективну композитну дію та підвищений опір до локальної та загальної втрати стійкості. Візуальний огляд та аналіз кривих навантаження-переміщення підтвердили, що тоді як LSF-конструкції зазнавали локального та позаплощинного випинання, композитні панелі зберігали стабільність і руйнувалися переважно через локальне зминання без загальної втрати несучої здатності. Ці результати підкреслюють переваги використання композитних панельних систем і закладають основу для розробки проєктних моделей і майбутньої стандартизації такого типу конструктивних елементів.
Посилання
[1] Mousavi, S.A.; Zahrai, S.M.; Bahrami-Rad, A. Quasi-static cyclic tests on super-lightweight EPS concrete shear walls. Eng. Struct. 2014, 65, 62–75.
[2] Xu, Z.; Chen, Z.; Osman, B.H.; Yang, S. Seismic performance of high-strength lightweight foamed concrete-filled cold-formed steel shear walls. J. Constr. Steel Res. 2018, 143, 148–161.
[3] Hegyi, P.; Dunai, L. Experimental study on ultra-lightweight-concrete encased cold-formed steel structures Part I: Stability behaviour of elements subjected to bending. Thin-Walled Struct. 2016, 101, 75–84.
[4] Miller, H.T.; Pekoz, T. Behavior of Cold-Formed Steel Wall Stud Assemblies. J. Struct. Eng. 1993, 119, 641–651.
[5] Tian, Y.; Wang, J.; Lu, T.; Barlow, C. An experimental study on the axial behaviour of cold-formed steel wall studs and panels. Thin-Walled Struct. 2004, 42, 557–573.
[6] Wang, J.; Tian, Y.; Lu, T. The role of frame members and sheathing in partition wall panels subjected to compression. Thin-Walled Struct. 2005, 43, 983–1002.
[7] Bakran, A.; Krolo, P.; Lukačević, L.; Palijan, I. Experimental Investigation of the CFS-PU Composite Wall Panel under Axial Compression. Buildings 2023, 13, 1897. https://doi.org/10.3390/buildings13081897
+38 (067) 962-83-55
