Что собой представляет рифлёный армирующий профиль

Наряду с армирующим профилем из гладкого металла, на оконном рынке существует, активно пропагандируется и достаточно широко используется профиль, изготовленный из рифленого металлического листа.

Пропагандисты этого профиля утверждают, что если взять тонкий лист металла, сделать на нём рифление в виде периодически повторяющихся вмятин и выпуклостей, затем из него изготовить армирующий профиль, то этот армирующий профиль будет такой же жёсткий, как и изготовленный из толстого гладкого металла. Ссылаются, они при этом на результаты исследований, проведённых в сентябре 2000 года в Исследовательском строительном центре. Вопрос, на самом деле интересный и его стоит рассмотреть более детально.

Дело в том, что, если момент инерции такого профиля рассчитать, хоть и весьма затруднительно, но, в принципе, можно, то с модулем упругости и расчетом величины прогиба, возникает некоторая неопределённость. Суть проблемы состоит в том, что методика расчётов предназначена исключительно для работы с гладкими профилями. Модуль упругости, являющийся характеристикой материала, показывает поведение стержня под нагрузкой. Именно растягиваемого стержня, а никак не пружины. При изгибании профиля, одна его сторона подвергается сжатию, а другая, - растяжению. Известно, что прямой стержень растянуть значительно сложнее, чем пружину того же сечения и изготовленную из того же материала. Профиль, состоящий из прямых элементов, должен оказывать большее сопротивление изгибающему воздействию, чем профиль, состоящий из пружинных элементов. Рифлёный металлический лист обладает, отчасти, свойствами пружины, в отличие от гладкого листа. Следовательно, профиль, изготовленный из рифлёного листа должен быть менее жёстким по сравнению с профилем, изготовленным из гладкого металлического листа той же толщины.

Как же быть с результатами сравнительных испытаний, на которые ссылаются изготовители и продавцы рифленого армирующего профиля?

При изучении отчёта № ВТС 11186S, в котором описываются эти испытания и их результаты, можно выяснить, что испытывались не оконные армирующие профили, а армирующие профили, предназначенные для гипсокартонных перегородок. В процессе сравнительных испытаний, перегородки, с использованием сравниваемых профилей подвергались воздействиям, не соответствующим характерным воздействиям, которым при эксплуатации подвергаются окна из ПВХ профиля. Наиболее близким к воздействию ветровых нагрузок, было измерение прогиба от бокового удара по перегородке большим мягким телом. Вот выдержка из этого отчёта. Первыми показаны результаты гладкого профиля, вторыми, - результаты испытаний перегородки с рифлёным армирующим профилем.

Данные проведенных испытаний
BS 5234: ЧАСТЬ 2: 1992, ПРИЛОЖЕНИЕ Е & DIN 4103: ЧАСТЬ 1: 1984, СЕКЦИЯ 4.3
ПОВРЕЖДЕНИЕ СТРУКТУРЫ ДВУХ ПЕРЕГОРОДОК RIGIPS ВЫСОТОЙ 2,5 М И ТОЛЩИНОЙ 125 ММ ОТ УДАРА БОЛЬШИМ МЯГКИМ ТЕЛОМ. ОДИН АРМИРУЮЩИЙ ПРОФИЛЬ - МАХI CW 100-06, А ДРУГОЙ - HADLEY UltraSteel^тм CW 100-055.
Код испытания: 11186 S
Дата испытания: 6 сентября 2000
Ударная позиция: Смотри рисунок



Введение армирующих профилей МАХI CW 100-06 в перегородку RIGIPS толщиной 125 мм.

Измерение прогиба проводилось от позиции удара с другой стороны перегородки (часть А)



Дополнительное измерение отклонений базируется на наблюдениях, проведенных с обеих сторон перегородки.




Введение профилей HADLEY UltraSteel^тм CW 100-055 в перегородку RIGIPS толщиной 125 мм.

Измерение прогиба проводилось от позиции удара с другой стороны перегородки (часть А)



Измерение отклонений проводилось с обеих сторон перегородки.



Сравнив показатели прогибов, при равных величинах воздействия, можно увидеть, что перегородка с рифлёным армирующим профилем прогибалась, в среднем на 24,58% сильнее, чем перегородка с гладким армирующим профилем. Что подтверждает наши предположения. Остаточные деформации перегородки с рифлёным армирующим профилем были меньше, чем перегородки с гладким профилем, что тоже характерно для различного поведения прута и пружины после снятия нагрузки. Возможно, что для гипсокартонных перегородок, минимизация остаточных деформаций и очень важна, но при производстве окон, гораздо большую роль играет прогиб во время воздействия нагрузки, а не после её снятия.

Для того, чтобы развеять все сомнения, по поводу упрочнения армирующего профиля рифлением металла или отсутсвия этого упрочнения, был поставлен опыт.

Для опыта были использованы два образца армирующего профиля одинаковых габаритных размеров и с одинаковой толщиной стенки. Один образец был изготовлен из рифлёного металла, другой – из гладкого. Сначала, оба образца были закреплены в виде консолей и нагружены равным весом. Профили подвергались нагрузке по оси Х и по оси У. На фотографиях видно, что в обоих случаях профиль изготовленный из рифлёного металла прогнулся сильнее.



Затем, профили были размещены в виде балок и тоже нагружены равным весом. В этом положении рифлёный профиль тоже прогнулся сильнее гладкого.







Из всего этого напрашивается вывод: армирующий профиль, изготовленный из рифлёного металлического листа, не является более жестким, чем профиль, изготовленный из гладкого листа той же толщины. Более того, из двух армирующих профилей, один из которых изготовлен из рифлёного листа, а второй из гладкого той же толщины, более жёстким является гладкий профиль.

Вероятно, упрочнение накаткой при рифлении, которое вызывает нагартованность поверхности профиля, имеет место, т.е. формально, такой профиль должен быть прочнее и жестче. Но фактор изменения геометрии профиля и фактическое превращение гладкого стержня в пружинящий элемент превышает достигнутое за счет накатки микроупрочнение профиля. Очевидно, что применяемый сейчас рисунок и высота рифления не годится для окон. Вероятно, ситуация может быть исправлена подбором специальной геометрии для накатки рисунка – например, продольные канавки или микрорельеф, что однозначно удорожит рифленый профиль. Ясно, что нынешние рифленые профили менее жестки и не годятся для замены гладких усиливающих профилей в ПВХ-окнах.

Для подтверждения этого вывода, конечно, следует провести цикл серьёзных лабораторных исследований. Эта работа обязательно будет проведена и её результаты будут опубликованы.

Любая попытка сэкономить на материале армирующего профиля, при изготовлении окон из ПВХ, в конечном итоге, неизбежно приводит к резкому снижению прочностных характеристик готового изделия.