Расчет алю.фасадов на ветер

[4UDO]

Здравствуйте, господа и дамы.

Заинтересовал меня вот какой вопрос.

При строительстве любого алю. фасада (в принципе, вообще любого) каждый из элементов проверяется на ветровую нагрузку. По факту, почти всегда именно ветровая нагрузка является максимальной. Но при расчете всегда учитывается только момент инерции самого алюминиевого профиля. Причем только ригеля или только стойки.

Но все понимают, что в сборе конструкция несколько жестче, чем ригель или стойка сами по себе.

Но если с расчетом стойки все понятно, то вопрос по ригелю у меня остается.

Давайте представим ситуацию. Есть некое здание неких габаритов. Пускай это будет торгово-офисный центр. Высота здания - 20 этажей. Высота этажа - 3м. Ширина здания - 40м.

Вот именно такая стена выполнена остекленной из фасадки. Шаг стоек - 1000мм. Заполнение - СПО 6М1-Ар14-И4.

Теперь давайте представим ригель на высоте 15-20м. от земли. Шаг ригелей - 2м. (эфимерно так).

По расчетам ригель должен иметь момент инерции 2,84см^4.

Но при этом мы все понимаем, что СПО заданных габаритов (ШхВ: 1000х2000мм.) сам по себе будет выдерживать эту нагрузку. Т.е. если мы его просто так повесим в воздухе, он не будет прогибаться. Я имею ввиду ширину.

Следовательно, в данном случае мы можем использовать какой-нибудь бестелесый ригель, выполняющий все функции, кроме восприятия ветровой нагрузки. В итоге конструкция будет дешевле и проще.

Может не совсем понятно выразился, но надеюсь меня поймут. Хотелось бы услышать ваше мнение и узнать о вашем опыте.

Заранее спасибо.

[Lega Sega]

Ага понял, теоретически почему бы и нет.

Практически возникает вопрос с вертикальной нагрузкой от собственного веса стеклопакетов.

За счет трения они держаться не будут, все равно сползут рано или поздно и начнут трещать.

Опирать их ровно по углам тоже ата-та - потрескаются.

Поэтому, опять же теоретически, можно придумать какие-нибудь крестовые элементы, крепящиеся на стойки, прячущиеся в шов между заполнениями.

Практически опять возникают вопросы о промерзании, экономической обоснованности, надежности, удобства и скорости монтажа и так далее, сдается мне, что в итоге получится нисколько не лучше, чем классическая стоечно-ригельных системах.

Плюс весь этот колхоз должен хоть каким то нормативным требованиям отвечать.

Изменено 28 октября, 2011 пользователем Lega Sega

[4UDO]

За счет трения они держаться не будут, все равно сползут рано или поздно и начнут трещать.

Не-не-не! Я не говорю об отмене ригелей вообще

Я говорю о том, что вместо системного ригеля с моментом инерции 5-7см^4, к примеру, можно поставить системный же ригель с моментом инерции 0,5-1см^4. Вертикальную нагрузку от подобного СПО такой ригель выдержит с легкостью, а вот по ветру не проходит.

 

Поэтому, опять же теоретически, можно придумать какие-нибудь крестовые элементы, крепящиеся на стойки, прячущиеся в шов между заполнениями.

Как всегда, все давно придумали за нас. Существует спайдерное остекление, где вообще алюминий не надо. Буквально вчера любовался таким. Но это другая стройка, другие деньги и т.д. Речь, собственно, не об этом.

[Aleksey]

Здравствуйте, господа и дамы.

Заинтересовал меня вот какой вопрос.

При строительстве любого алю. фасада (в принципе, вообще любого) каждый из элементов проверяется на ветровую нагрузку. По факту, почти всегда именно ветровая нагрузка является максимальной. Но при расчете всегда учитывается только момент инерции самого алюминиевого профиля. Причем только ригеля или только стойки.

Но все понимают, что в сборе конструкция несколько жестче, чем ригель или стойка сами по себе.

Но если с расчетом стойки все понятно, то вопрос по ригелю у меня остается.

Давайте представим ситуацию. Есть некое здание неких габаритов. Пускай это будет торгово-офисный центр. Высота здания - 20 этажей. Высота этажа - 3м. Ширина здания - 40м.

Вот именно такая стена выполнена остекленной из фасадки. Шаг стоек - 1000мм. Заполнение - СПО 6М1-Ар14-И4.

Теперь давайте представим ригель на высоте 15-20м. от земли. Шаг ригелей - 2м. (эфимерно так).

По расчетам ригель должен иметь момент инерции 2,84см^4.

Но при этом мы все понимаем, что СПО заданных габаритов (ШхВ: 1000х2000мм.) сам по себе будет выдерживать эту нагрузку. Т.е. если мы его просто так повесим в воздухе, он не будет прогибаться. Я имею ввиду ширину.

Следовательно, в данном случае мы можем использовать какой-нибудь бестелесый ригель, выполняющий все функции, кроме восприятия ветровой нагрузки. В итоге конструкция будет дешевле и проще.

Может не совсем понятно выразился, но надеюсь меня поймут. Хотелось бы услышать ваше мнение и узнать о вашем опыте.

Заранее спасибо.

Если просто подвесить, будет осиновый лист... Стеклопакет должен передавать ветровую, да и весовую на проем (на стены и пр. пр.). Часть через стойку, часть через ригель (на стойку). Через спайдер...

Для аналогии вспомните фильмы о парусных судах. Особенно когда ветром мачты ломает...

[Alex IlI]

.... Хотелось бы услышать ваше мнение и узнать о вашем опыте.

Заранее спасибо.

Сначала об опыте.

1998 год конец, начало 1999-го. Экономика мало чем отличалась от теперешней. Для того чтобы выиграть тендер (ну, очень уже хотелось) поставили небольшую ленточку с не расчётными эфемерными ригелями (в обоих смыслах, т.е. и по х, и по у). Впрочем и стойка тоже была в общем-то эфемерная (и по ветру, и по устойчивости). Стеклопакет, правда, был правильный.

До сих пор стоит.

Это потом, после такой наглости, появилось ощущение вседозволенности. Потом были лопнутые пакеты, прогнувшиеся стропила, откровение термошока и температурных деформаций.

Т.е. плавно переходим к мнению.

Если Вам хочется не нормативно снизить стоимость конструкции, то совсем не обязательно искать под это дело теоретического обоснования, просто снижайте.

Когда вас будут судить, никто не будет изучать ваши теоретические выкладки. Будут приняты во внимание нормативы и, возможно, рекомендации системодателя. Но, скорее всего, на вертикальном фасаде пронесёт, если монтажники вменяемые будут.

[nnv2812]

1. Стекло обычно рассчитывается как пластина, опёртая по четырём сторонам. Если убрать ригель, то расчёт должен быть на пластину, опёртую по двум сторонам, т.е. стекло надо пересчитывать. Вероятнее всего, что его толщина увеличится, а значит - и уменьшится выгода от экономии ригеля.

2. Раз такое решение не соответствует каталогу, то Вам его надо сертифицировать или как минимум - доказать его право на существование.

3. В расчётах обычного фасада надо обязательно показывать, что и стойка и ригель - выдерживают нагрузки.

4. Допустим, что Ваш вариант выдержит нагрузки какое-то время. Сколько Вы выиграете за это денег? А в пересчёте на 1 кв.м.? Разница в стоимости ригелей будет незаметна, когда не сможете спокойно уснуть...

Изменено 28 октября, 2011 пользователем nnv2812

[tzertis]

Полностью поддерживаю nnv2812, действительно, стеклопакет необходимо будет считать как шарнирно-опертую пластину по двум сторонам. И соответственно каким-то непостижимым образом получить разрешение на данный тип остекления от производителя фасадной системы.

[Lega Sega]

Вертикальную нагрузку от подобного СПО такой ригель выдержит с легкостью, а вот по ветру не проходит.

Чего то у мну все наоборот последнее время, больше от веса заморочек, чем от ветра

[Alex IlI]

Чего то у мну все наоборот последнее время, больше от веса заморочек, чем от ветра

Так он если на вес (от нормального, не эфемерного пакета) проходит, то и на ветер и подавно.

[4UDO]

Собственно, Алютех для примера.

Бестелесый ригель: Jx=0,65см^4, Jy=4,95см^4

Вменяемый ригель: Jx=13,89см^4, Jy=12,52см^4

На примере видим, что увеличение момента инерции "для ветра" на 2 порядка, момент инерции "на вес" увеличился всего в 3 раза.

Собственно, вот простейший расчет.

Высота над землей - 20м. Ветровой район - 3 (Самара). Шаг стоек - 1000мм. Шаг ригелей - 2000мм. Заполнение - 6М1-Ар14-И4 (к примеру. важно, что толщина стекла - 10мм.).

В итоге, потребные характеристики ригеля Jx=2,84см^4, Jy=1,92см^4. Видим, что массу пакета ригель выдерживает, а вот по ветру не проходит. На ведь пакет с такой формулой при габарите метр сам по себе имеет вполне серьезную жесткость. Мы ведь рассматриваем его не в центре, а по кромке. Она прогибается меньше.

Самое интересное. Если при прочих равных увеличить высоту до 30м, то необходимый Jx=3,68см^4, а потребный Jy остается тем же.

Я вот думаю, что есть некоторая жесткость у самого пакета. Возможно, что ее можно учесть и вполне обоснованно уменьшить толщину ригеля.

Полностью поддерживаю nnv2812, действительно, стеклопакет необходимо будет считать как шарнирно-опертую пластину по двум сторонам. И соответственно каким-то непостижимым образом получить разрешение на данный тип остекления от производителя фасадной системы.

А как же тогда спайдерное остекление? Там вообще 4 точки опирания, и они при этом не на кромке пакета. Я вот наблюдал пакеты ориентировочно 1,5-1,7х3-3,5м. И ничего, и отлично стоит. Притом стоит сие чудо на самом берегу Волги. И более того, они там большими пакетами крышу на спайдерах сделали. Пакеты конечно поменьше, но явно не 1кв.м.

[tzertis]

...

А как же тогда спайдерное остекление? Там вообще 4 точки опирания, и они при этом не на кромке пакета...

 

Мы сейчас говорим о стоечно-ригельной системе, о расчете заполнения закрепленного по 4-м сторонам, зачем сюда приплетать спайдерное? Там своя специфика расчетов заполнения, структуры заполнения (многослойное, с ПВБ-пленкой к примеру от DuPont "SentryGlass"), фурнитуры.

[4UDO]

Мы сейчас говорим о стоечно-ригельной системе, о расчете заполнения закрепленного по 4-м сторонам, зачем сюда приплетать спайдерное? Там своя специфика расчетов заполнения, структуры заполнения (многослойное, с ПВБ-пленкой к примеру от DuPont "SentryGlass"), фурнитуры.

В конечном счете разница заключается в самом стекле. Т.е. в спайдере само стекло более жесткое.

В итоге можно сделать вывод, что необходимо лишь использовать такое заполнение, которое будет выдерживать данные ветровые нагрузки. Лично мне кажется (чисто субъективно пока), что пакет 6-14-4 при ширине 1м. и высоте установки 20м. выдержит ветровую нагрузку сам по себе.

Вообще, я не очень хотел бы спорить и что-то доказывать. Я лишь хочу узнать обоснованные мнения других конструкторов. Т.е. почему можно так делать, а почему вот так нельзя.

Изменено 28 октября, 2011 пользователем 4UDO

[Alumix]

Я лишь хочу узнать обоснованные мнения других...

Я тут быстренько и грубо прикинул Ваш фасад.... общая смета в 20 млн. руб. с исползованием необходимого "вменяемого ригеля" при переходе на желаемый "бестелесый ригель" уменьшается примерно на 100тыс.

Соглашусь с

Разница в стоимости ригелей будет незаметна, когда не сможете спокойно уснуть...

[4UDO]

Разница в стоимости ригелей будет незаметна, когда не сможете спокойно уснуть...

Даже если так, то реальную физику из собственного любопытства хотелось бы узнать.

Да и 100т.р. порой играют решающее значение.

[Alumix]

~0.5% от сметной стоимости лучше вбить на непредвиденные расходы,чем на экономию

[4UDO]

~0.5% от сметной стоимости лучше вбить на непредвиденные расходы,чем на экономию

Или на откат кому-нибудь

[Alumix]

Откат уже вбит...это ГРАНД - смета!!!

[4UDO]

Откат уже вбит...это ГРАНД - смета!!!

Еще один нюанс. Лишние 100 тысяч раскидать в качестве премий монтажникам/сборщикам/логистам и т.д. = неделька-полторы опережения графика без финансовых потерь со стороны самой фирмы.

В любом случае, лишними деньги не бывают. Да и как я уже говорил выше, мне важно понять физику процесса, а денег мы потом сэкономим как-нибудь.

[nnv2812]

Физика заключается в том, что жёсткость ригеля обеспечивает условие опирания заполнения по четырём сторонам. Если поставить ригель с меньшими значениями, то нагрузка, передаваемая на ригель стеклопакетом, будет его сильнее прогибать. Вслед за прогнувшимся ригелем будет прогибаться и стеклопакет, что может привести к его разрушению. Такая экономия на мой взгляд - очень сомнительная:

1. При пересчёте толщины наружного стекла может оказаться, что 6М1 не выдержит, а значит надо будет ставить более дорогое стекло (толще или закалённое). Думаю, что даже дороже выйдет.

2. Допустим, что по расчётам - 6М1 - достаточно. Но прогибаться оно будет сильнее, а значит появится линза, которую надо будет убирать опять за счёт более дорогого стекла (см. п.1)

Ещё раз обращаю Ваше внимание, что Вы должны использовать СИСТЕМУ. Ни один производитель алюминиевой системы не даст добро на включение в систему изделий другого производителя без соответствующих испытаний, а значит опять платить.

[tzertis]

Здравствуйте, господа и дамы.

...

Следовательно, в данном случае мы можем использовать какой-нибудь бестелесый ригель, выполняющий все функции, кроме восприятия ветровой нагрузки...

 

4UDO, вот и на твою улицу пришел праздник.

Сегодня выдалось несколько минут отдыха на работе и я перелистывая каталоги, нашел что ты и хотел, - бестелесный ригель применяемый в обычном стоечно-ригельной системе Российского произ-ва.

С самой системой я работал лет 7 назад - проектировал только встраиваемые конструкции: оконные и дверные блоки.

И вот совершенно случайно наткнулся на очень необычные решения.

Прикрепляю выкопировки листов:

[4UDO]

нашел что ты и хотел, - бестелесный ригель применяемый в обычном стоечно-ригельной системе

На самом деле, тут не просто бестелесый ригель. Данное сечение обладает вполне вразумительными моментами инерции. Такие ригели вообще являются основными в таких системах, как АГС-150 и New Tec SY-150 (по сути, клоны друг друга). Прелесть всех подобных систем в том, что выпил в ригеле делать не надо, только вырубать паз в стойке, а ригель просто пилить на любой пиле. У данного ригеля очень большая доля материала находится в "усах" профиля, что позволяет не создавать тело.

Я же говорил о том, чтобы повысить жесткость системы, учитывая жесткость рамки и кромок стекла.

[jaroslaw8]

На самом деле, тут не просто бестелесый ригель. Данное сечение обладает вполне вразумительными моментами инерции. Такие ригели вообще являются основными в таких системах, как АГС-150 и New Tec SY-150 (по сути, клоны друг друга). Прелесть всех подобных систем в том, что выпил в ригеле делать не надо, только вырубать паз в стойке, а ригель просто пилить на любой пиле. У данного ригеля очень большая доля материала находится в "усах" профиля, что позволяет не создавать тело.

Я же говорил о том, чтобы повысить жесткость системы, учитывая жесткость рамки и кромок стекла.

Если говорить о AGS150, то по вашему примеру фасада проходит ригель 150216 с моментами инерции 12 и 13....

Еще меньше только один ригель 150215, который вам никак не подойдет. К слову сказать, мы уже лет 7 как отказались от его использования в принципе. Я тут совершенно не вижу смысла что то выдумывать.

, не говоря уж о том, что в расчетах вы получаете требуемый ригель один. а хотите ставить еще меньше..

 

К вопросу экономии могу сказать так. Я вот тут спроектировал витражик из АФ50 и выбрал там ригелек третий или четвертый по очереди от самого мелкого, высотой примерно 50мм. По нагрузкам он имеет запас двукратный. Но в итоге крепеж оказался неудобный, особенно на стойках с усиливающим профилем. Саморезы в ребра закладного профиля попадают ну и т. д. Можно конечно взять их длину и покороче, но и по другим параметрам я увидел что высота ригеля неудачна. и при любом раскладе теперь буду брать следующий номер артикула, побольше.

[4UDO]

Это уже вопрос технологичности системы. Хотя вот странно, я использую Алютех Ф50 и ни разу проблем с закреплением закладной и попаданием саморезов в усилитель не было. При условии правильного подбора саморезов, конечно.

 

По поводу жесткости ригеля. Я лишь хочу понять, можно ли в процессе расчета как-то учитывать жесткость стеклопакета, прижимов, крышек и т.д.

Вообще, откуда я все это взял - это системы офисных перегородок. Если посмотреть на основной профиль и собранный из него каркас - то это просто парус. Стойки при шаге 1м. и высоте 2,5-3м. болтаются, как флаг на ветру. А стоит туда поставить хотя бы один ряд стекла и одеть крышки, система становится в разы жестче. Вот я думаю, почему нельзя это учитывать в фасадах?

Не призываю, уменьшать ригель из-за того, что стеклопакет используется 6+6. Просто хочу понять, какую прибавку к жесткости даст это самое стекло.

[jaroslaw8]

Я лишь хочу понять, можно ли в процессе расчета как-то учитывать жесткость стеклопакета, прижимов, крышек и т.д.

Вообще, откуда я все это взял - это системы офисных перегородок. Если посмотреть на основной профиль и собранный из него каркас - то это просто парус. Стойки при шаге 1м. и высоте 2,5-3м. болтаются, как флаг на ветру. А стоит туда поставить хотя бы один ряд стекла и одеть крышки, система становится в разы жестче. Вот я думаю, почему нельзя это учитывать в фасадах?

Не призываю, уменьшать ригель из-за того, что стеклопакет используется 6+6. Просто хочу понять, какую прибавку к жесткости даст это самое стекло.

В формулах расчетных ваша идея нигде не фигурирует, и видно не зря. А может и фигурирует. но в виде добавочных коэффициентов типа площади стеклопакета, вида остекления, высоты и т п.. И что-то от себя добавлять лучше не стоит.

думаю, если вам это безумно интересно, надо обратиться к первоисточнику, т.е выводу самой формулы. Вникните в дебри сопромата.

Я вот вообще даже и не парюсь на эту тему.

ну представьте простой мост через речку. рассчитываются там балки и фермы. Но никто не делает при этом поправки на различные декоративные элементы типа освещения. бордюров. ограждения и т п.

Изменено 28 апреля, 2012 пользователем jaroslaw8

[Lega Sega]

Я же говорил о том, чтобы повысить жесткость системы, учитывая жесткость рамки и кромок стекла.

 

По поводу жесткости ригеля. Я лишь хочу понять, можно ли в процессе расчета как-то учитывать жесткость стеклопакета, прижимов, крышек и т.д.

 

Крепление прижима идет на саморезы, крышка вообще защелкиваеться - соединение мягко говоря поддатливое, так что о каком учете в работе можно говорить?

Про стеклопакеты и дистанционную рамку вообще молчу - нечего заполнение к прочности приплетать.

P.S. Так то конечно заманчиво - нахлобучил крышку на стойку повыше, оси момента инерции сместились, момент вырос - красота...

Только черевато сильно