Статичні вимоги

Основним завданням елементів підконструкції вентильованих фасадів є передача навантажень, що сприймаються зовнішнім облицюванням, на несучу конструкцію будівлі. Вибираючи відповідну систему підконструкції, передусім слід звертати увагу на критерії міцності, для яких наразі головним нормативним документом є Європейський документ оцінки (англ. European Assessment Document) – EAD 090034-00-0404. Саме на його підставі видається Національна технічна оцінка (KOT) або Європейська технічна оцінка (ETA) для підконструкцій, призначених для монтажу вентильованих фасадів. Документ визначає обсяг випробувань, які необхідно провести для елементів підконструкції, а також описує їх методику та спосіб інтерпретації результатів.

Випробування на міцність

Найважливішим випробуванням на міцність є перевірка стійкості консолі до дії вертикальних і горизонтальних зусиль, докладно описана в додатку H до EAD 090034-00-0404. Під час випробувань консолі піддаються зростаючим і циклічним навантаженням – як вертикальним, так і горизонтальним. Результати досліджень подаються у вигляді графіка залежності сили від переміщення.

Під час вимірювань необхідно зафіксувати такі результати:

Для вертикального навантаження:

Значення навантаження при сталому переміщенні (після зняття сили), що становить: ΔL = 0,2 ×Lx100
де $L _{x}^{}$ це виліт консолі
Значення навантаження при миттєвому переміщенні (в момент прикладення сили), що становить 1 мм та 3 мм
Значення навантаження до руйнівного переміщення, при цьому вважається, що руйнування настає, якщо:
- Консоль обривається
- Консоль зазнає значної залишкової деформації
- Будь-який з’єднувальний або анкерний елемент консолі обривається

Для горизонтального навантаження:

Значення навантаження для постійного переміщення (після зняття сили) рівного 1 мм
Значення навантаження для руйнівного переміщення, при цьому вважається, що руйнування настає, коли:
- Консоль порветься
- Консоль зазнає значної постійної деформації
- Будь-який елемент кріплення або анкерування консолі порветься

Зафіксовані результати слід підставити у формулу:

$F _{u,5}^{}=F_{mean}-k_{n} \times S$

gdzie:

$F _{u,5}$ — характеристичне значення навантаження, що дає 75% впевненість, що 95% результатів випробувань будуть вищими за це значення
$F _{mean}$ — виміряне значення навантаження
$k _{n}$ — коефіцієнт розподілу, що залежить від кількості випробуваних зразків
$S$ – стандартне відхилення

Таблиця значень коефіцієнтів $k_{n}$

Кількість зразків	3	4	5	6	7	8	10	20	30	∞
Коефіцієнт k_n	3,37	2,63	2,33	2,18	2,10	2,00	1,92	1,76	1,73	1,64

Вищенаведені результати є критеріями міцності для підбору консолей. Критерій № 2 для вертикального навантаження стосується експлуатаційної граничної межі. Рішення щодо допустимого прогину — 1 мм чи 3 мм — має приймати проектант на основі статичного та візуального аналізу всієї системи. Решта критеріїв стосуються граничної несучої здатності.

Щоб рішення вважалося безпечним і допущеним до застосування на конкретному об’єкті та в певних умовах, усі наведені умови мають бути виконані. Тобто проєктні розрахункові навантаження мають бути менші за значення, розраховані за наведеною методою. Це можна також записати формулою:

$F_{obl} < F_{u,5}$

gdzie $F_{obl}$ — проєктне розрахункове навантаження.

Należy zaznaczyć, że powyższy warunek powinien być spełniony dla wszystkich kryteriów. W praktyce często błędnie przyjmuje się tylko jeden warunek – najczęściej dotyczący przemieszczenia doraźnego równego 3 mm.

Слід зазначити, що наведена умова має бути виконана для всіх критеріїв. На практиці часто помилково приймають лише одну умову — найчастіше ту, що стосується тимчасового переміщення 3 мм.

Якщо у системі підконструкції, крім консолей і профілів, використовуються додаткові елементи зачеплення, для них також потрібно виконати випробування міцності, аналогічні описаним вище. Ці випробування детально описані в додатку D до EAD 090034-00-0404.

Рішення підконструкції BSP

Елементи систем підконструкції BSP протестовані в Нотифікованих Органах — Інституті Будівельної Техніки (Instytut Techniki Budowlanej) та чеському інституті TZUS Praha відповідно до EAD 090034-00-0404 та EAD 090034-01-0404. Результати випробувань були використані для отримання Національної Технічної Оцінки та Європейської Технічної Оцінки. Ці документи доступні на нашому сайті у розділі Для Спеціалістів -> Технічна Документація.

Статичні розрахунки алюмінієвої підконструкції

Для кожного проєкту підконструкції під вентильовані фасади необхідно виконати індивідуальні статичні розрахунки з метою збору навантажень, визначення схеми та кроку елементів підконструкції, а також розрахунку їх міцності та/або порівняння проектних навантажень з міцністю випробуваних елементів.

У випадку алюмінієвих підконструкцій, на жаль, існує відносно мало норм, що описують правила їх проєктування. Найдетальніше їх описує Єврокод 9: Проєктування алюмінієвих конструкцій. Це одна з десяти Європейських норм, створених Європейським комітетом стандартизації, які є обов’язковими в країнах-членах Європейського Союзу, поступово замінюючи національні норми відповідно до Рекомендації 2003/887/EC. Вважається, що Європейські норми Єврокод є основним набором будівельних та проєктних регламентів, на основі яких слід виконувати всі конструктивні розрахунки.

Розрахунки найчастіше виконуються з використанням спеціалізованого програмного забезпечення. На жаль, дуже небагато програм, доступних на ринку, можуть виконувати розрахунки та проєктування алюмінієвих конструкцій відповідно до Єврокоду 9. Це пов’язано з тим, що алюмінієві конструкції, на відміну від сталевих, з’явилися в проєктах порівняно недавно.

Для підтвердження правильності статичних розрахунків рекомендується проведення лабораторних випробувань, що дозволяють безпечно визначити та підтвердити міцність окремих елементів підконструкції та всієї системи кріплення фасадного облицювання.

Індивідуальні статичні розрахунки підконструкції BSP

Для кожного проекту підконструкції BSP виконуються індивідуальні статичні розрахунки, що підтверджують відповідність вимогам міцності. Наша компанія користується програмою RFEM від Dlubal Software, яка має впроваджений Європейський стандарт Eurokod 9: Проектування алюмінієвих конструкцій. Приклади розрахунків доступні на нашому вебсайті.

Статичні вимоги