Ключевые слова

• Двери патио
• Консерватории

Связанные элементы Trend

минимальные окна® от KELLER AG
минимальные окна® от KELLER AG

Сосредоточьтесь на главном

Вилла Сорренто расположена на южном побережье Австралии, недалеко от Мельбурна. Особое расположение дает редкую возможность установить безграничную связь между домом, окружающим ландшафтом, пляжем и водой. Главной заботой владельца было как можно лучше сохранить этот плавный переход.

Благодаря совершенно новому дизайну отеля, …

ВЕТЕР Дом, Северная Голландия
ВЕТЕР. Дом, Северная Голландия

KELLER Партнер: KUMASOL BV

The W.I.N.D. Дом на севере Голландии сочетает в себе как интегрированные устойчивые решения, так и домашнюю автоматизацию, позволяя при этом гибко использовать пространство.
Расположенный на окраине голландской деревни и недалеко от моря, дом окружен лесным массивом, а фасадом выходит на открытое пространство польдерного пейзажа.

Дизайн дома отвечает как его обстановке, так и…

ВИЛЛА ПОЛНОСТЬЮ
ВИЛЛА ПОЛНОСТЬЮ

Патио как сердце

Расположенная в красивом швейцарском горном районе, у подножия Шавалар в районе Фюлли, очень необычная семейная вилла, которая также включает в себя отдельное жилье. Впечатляющий холмистый ландшафт подчеркивает уникальное расположение. Владелец хотел, чтобы объект был спроектирован так, чтобы горы были показаны в самом выгодном свете со всех точек зрения и…

Сравнить

Удалить все

Сравнить до 10 продуктов

Фасадные опоры и структурные перемещения

Интерфейс между фасадом и конструкцией является неотъемлемой частью облицованного здания. Надлежащее функционирование соединений между ними, безусловно, имеет основополагающее значение для работы облицовки и здания в целом.

В этой статье рассматриваются опорные устройства для различных типов фасадов, используемых в зданиях со стальным каркасом, типы кронштейнов и их функции, движения конструкции и их влияние на облицовку здания. Это относится к зданиям в два и более этажей.

Полностью остекленная навесная стеновая система, используемая в многоэтажной стальной конструкции

Содержание

• 1 Опорные устройства для ограждающих конструкций
• 2 Крепления к основной конструкции
  • 2. 1 Гравитационные кронштейны и другие крепления
  • 2.2 Ограничения
  • 2.3 Влияние допусков конструкции NSSS
• 3 Воздействие движения здания
  • 3.1 Вертикальные перемещения
  • 3.2 Боковые перемещения при эксплуатации
  • 3.3 Потенциальное влияние прогиба балки
  • 3.4 Влияние деформации панели на фальц остекления
  • 3.5 Влияние смены аренды на теоретические прогибы краевой балки
• 4 Деформационные швы в навесных стенах
• 5 Реалистичные отклонения балки
• 6 Каталожные номера
• 7 Ресурсы
• 8 См. также

[наверх]Опорные устройства ограждающих конструкций

Практически для всех типов фасадов вес ограждающей конструкции и действующие на нее боковые нагрузки ложатся на основную конструкцию здания. Исключением являются малоэтажные каменные здания, где каменная оболочка может опираться на землю, а каркас здания воспринимает только боковую нагрузку. Облицовка из каменной кладки, дождевые экраны и теплоизоляционная штукатурка обычно опираются на дно. Сборная обшивка может быть как с опорой снизу, так и с верхним подвесом. Навесные стены, как правило, верхнеподвесные.

Для всех типов облицовки главная конструкция несет вес, а опорное устройство допускает относительное перемещение, так что прогибы первичной конструкции не создают непреднамеренных нагрузок на систему облицовки.

Облицовка с нижней опорой должна допускать прогиб несущей конструкции, компенсировать вертикальное перемещение верхней балки, одновременно обеспечивая боковое ограничение и позволять боковое перемещение здания в плоскости облицовки. Верхнеподвесная облицовка (например, навесная стена) должна допускать отклонение несущей конструкции вверху, компенсировать вертикальное перемещение конструкции внизу, обеспечивая боковое ограничение и допуская боковое перемещение в плоскости облицовки.

Компенсируемые перемещения

Если фасадный элемент ограничивается конструкцией только сбоку, например, на уровне промежуточного этажа 2-этажного импоста соединение также должно обеспечивать вертикальное перемещение.

Отсутствие достаточных поправок на перемещения в процессе эксплуатации в соединениях между фасадом и конструкцией неизбежно приведет к передаче нагрузки через элементы ограждающих конструкций, на которые они не рассчитаны. Это может привести к протечкам, трещинам в хрупких элементах, выходу из строя соединений, короблению стоек и разбитию стекла.

Чтобы постоянно избегать этих потенциальных проблем, проектировщики зданий должны обратиться к проектировщикам фасадного подрядчика, чтобы понять их требования и ограничения их кронштейнов. Элементы конструкции следует выбирать таким образом, чтобы перемещения, которые должна выдерживать облицовка, были разумными, а к облицовке не предъявлялись необычные требования по перемещению, которые могут привести к непредвиденным расходам. Они могли бы возникнуть, если бы смещения были такими, что для их размещения необходимо было разработать новые профили ригелей, а группа проектировщиков здания и консультант по затратам предположили, что применяется обычное решение.

Как правило, детали перемещений здания предоставляются в отчете инженера-строителя, который может использоваться проектировщиками других строительных элементов. Этот отчет имеет наибольшую ценность, если необходимо предоставить реалистичные оценки движения здания.

[наверх]Крепления к основной конструкции

Ограждающие конструкции с нижней опорой, поддерживаемые на каждом уровне, передают вертикальные и боковые нагрузки на основную конструкцию на уровне пола в виде линейных нагрузок. Боковые нагрузки также действуют на нижнюю часть пола выше, но эти нагрузки могут быть дискретными точечными нагрузками, приложенными через скобы.

Гравитационные нагрузки на навесную стену обычно применяются в виде дискретных точечных нагрузок через кронштейны, подвешенные к этажу выше. Боковые нагрузки также применяются как точечные нагрузки на уровне пола.

Некоторые малоэтажные здания облицованы кирпичной кладкой, поддерживаемой на уровне земли, и, следовательно, на основной каркас на уровне верхних этажей не действуют гравитационные нагрузки. Однако боковые нагрузки передаются на основную раму на этих уровнях.

Боковые нагрузки передаются через горизонтальные ограничительные кронштейны, не оказывающие сопротивления вертикальному движению.

[вверх] Гравитационные кронштейны и другие крепления

Унифицированное устройство поддержки навесной стены

Гравитационные нагрузки, применяемые в качестве линейных нагрузок, либо поддерживаются непосредственно плитой перекрытия, либо к краю плиты крепится непрерывный угол уступа. Литые каналы часто используются для удержания болтов.

Половая направляющая легкой стальной заполняющей стены обычно укладывается непосредственно на верхнюю часть плиты и крепится к ней с помощью анкерных болтов, передающих боковые нагрузки. Направляющая может быть установлена ​​в правильном положении относительно установленной на полу разбивочной сетки.

Гравитационные кронштейны навесной стены воспринимают точечные нагрузки и обычно крепятся к верхней части плиты на краю пола и прячутся под фальшполом. В качестве альтернативы кронштейны можно прикрепить к краям пола. Производители навесных стен обычно имеют собственную систему кронштейнов, которую можно регулировать в трех ортогональных направлениях.

Горизонтальная регулировка в плоскости и перпендикулярно плоскости навесной стены осуществляется с помощью литых швеллеров и зубчатых кронштейнов с прорезями и зубчатыми шайбами ​​соответственно или другими подобными средствами. Длина залитых каналов и прорезей обеспечивает достаточную регулировку для получения правильной линии. Допуски на установку облицовки могут быть в пределах плюс-минус 2 мм, чтобы сохранить внешний вид стыков между панелями.

Боковые нагрузки передаются на гравитационные кронштейны с помощью клиньев или тройников в соответствующих пазах, которые обычно позволяют регулировать вертикальный винт.

Кронштейн с прорезными отверстиями и зубчатыми шайбами ​​
(Изображение ©Yuanda Europe)

[вверху]Ограничители

Ограничительные кронштейны обеспечивают боковое ограничение облицовки здания и сопротивляются силам, перпендикулярным поверхности (давлению и всасыванию), но допускают относительное вертикальное перемещение между облицовкой и конструкцией.

Стены с заполнением из легкой стали имеют швеллерную секцию с фиксированными носками, направленными вниз к потолку этажом выше. Вертикальные стойки опираются сбоку на головную гусеницу, но зазор между вершинами стоек и стенкой швеллера допускает вертикальное отклонение верхнего этажа относительно нижнего.

В навесных стеновых ограждениях защита от внеплоскостных нагрузок обеспечивается в нижней части импоста с помощью выступа, закрепленного в полости профиля, который входит в зацепление с расположенным ниже профилем. Это обеспечивает передачу силы сдвига при одновременном осевом перемещении.

В тех случаях, когда импосты навесных стеновых панелей проходят за пол, кронштейны на промежуточных уровнях пола обеспечивают сдерживание горизонтальных нагрузок, но допускают вертикальные перемещения, например, с помощью вертикальных щелевых отверстий.

[наверх]Влияние строительных допусков NSSS

Национальная спецификация стальных конструкций (NSSS) устанавливает допустимые отклонения для возведенных стальных конструкций. Регулировка, необходимая для установки облицовки до ее допустимых отклонений, вытекает из значений NSSS и диктует длины щелевых отверстий и закладных швеллеров. Общий отвес многоэтажных колонн дает максимально допустимое отклонение осевой линии колонны относительно центра колонны у ее основания. Ряд колонн на краю этажа также может быть отклонён от отвеса и находится в пределах допустимого отклонения. Если также предполагается, что положение края пола может меняться относительно положения колонн, это также необходимо учитывать.

При определении максимального комбинированного отклонения следует учитывать, разумно ли предположить, что максимальные значения отдельных допустимых отклонений могут сосуществовать. В этом случае следует добавить максимумы. Если это не так, например, из-за того, что отклонения независимы и относятся к одному и тому же элементу, можно использовать другое средство комбинирования, такое как правило суммы квадратов корней:

Где:

• D — комбинированное отклонение
• d _i – индивидуальные отклонения
• n – количество отдельных отклонений

Если предположить, что максимальное отклонение края пола между колоннами может сосуществовать с максимальным отвесом здания и допустимое отклонение края пола равно то же значение, что и для положения луча в NSSS, в таблице указана необходимая корректировка.

Необходима регулировка как внутрь, так и наружу (плюс и минус), как показано на диаграмме

Необходимость внутренней и внешней регулировки

[top]Влияние движения здания

Монтаж облицовочных панелей
(Изображение © Arup)

Строительные движения, влияющие на облицовку, можно разделить на два класса:

• Перемещения, происходящие один раз в процессе строительства;
• Движения, происходящие в течение срока службы здания.

Очевидно, что первый класс движений возникает только один раз и в целом можно считать необратимым.

[наверх]Вертикальные перемещения

Монтаж навесной стены производится после заливки бетонного пола, чтобы были установлены заливные швеллеры. Гравитационные кронштейны фиксируются на линии и приблизительном уровне. Допуски установки на линии и отвесе находятся в пределах около 2 мм. Первая панель устанавливается и выравнивается с помощью регулировочных винтов в креплении кронштейна. Последующие панели возводятся так, чтобы разделенные стойки сцеплялись друг с другом и регулировались по уровню, постепенно окружая здание.

Закрывающая панель сдвигается вертикально вниз между уже установленными панелями с обеих сторон.

После установки облицовка должна выдерживать движения здания и продолжать работать. Перемещения возникают в результате укорочения колонны, прогиба балки из-за наложения постоянных и временных нагрузок и тепловых эффектов. Расчетные значения перемещений разделены на возникающие при строительстве после монтажа облицовки и возникающие в процессе эксплуатации и приведены в таблицах.

Опора сборной панели

Предполагается, что колонны изготовлены из стали марки S355 при высоте этажа 4,0 м на сетке 9 м. Значения прогиба балки основаны на пролете / 360, рекомендуемом пределе, указанном в Национальном приложении Великобритании к стандарту BS EN 1993-1-1 ^[1] для расчетных вертикальных прогибов при характерных сочетаниях нагрузок из-за переменных нагрузок.

Для жестких панелей с нижней опорой, таких как сборный железобетон или каменная кладка, необходимо предусмотреть деформационные швы в верхней части панели между ней и конструкцией над ней, чтобы обеспечить отклонение балки.

[наверх]Боковые перемещения при эксплуатации

Боковое перемещение здания из-за ветровой нагрузки приводит к деформации сдвига панелей облицовки на сторонах здания параллельно направлению ветра. Если предполагается боковое смещение H/500, боковое смещение на высоте 4,0 м составляет 8 мм.

[вверх]Потенциальное влияние прогиба балки

Движения открывания и закрывания

Потенциальное влияние отклонений краевых балок исследуется на примере монолитных навесных стен. Подобные эффекты применимы и к другим системам облицовки. В монолитных навесных стеновых конструкциях как блокирующие ригели, так и соединения стоек необходимы для компенсации движений каркаса в процессе эксплуатации и обеспечения герметичности от погодных условий. Там, где занятые этажи находятся рядом с незанятыми этажами, будут происходить как открывающие, так и закрывающиеся движения.

Чрезмерные закрывающие движения приведут к передаче нагрузки через элементы облицовки, не предназначенные для ее восприятия; чрезмерное открывание может привести к нарушению герметичности фрамуг. Припуски в навесной стене, рассчитанные на перемещение в процессе эксплуатации, не должны расходоваться на размещение элементов рамы, которые выходят за пределы согласованного допуска.

Деформация временной нагрузки в краевой балке 25 мм может компенсироваться панелями навесных стен двумя различными способами. В цельной навесной стене с раздельными, замковыми стойками, где стеклопакет приклеен к раме с помощью конструкционного силикона, нагрузка передается на кронштейн на одной стороне панели, когда балка принимает отклоненную форму. Соседние панели скользят относительно друг друга, образуя ступени между соседними панелями по вертикали.

Деформация панели из-за отклонения балки

В каркасных навесных стенах и блочных навесных стенах, где остекление не связано силиконом, панели деформируются при сдвиге, и ступенек между соседними панелями не возникает. Остекление обычно поддерживается вблизи вертикальных краев стеклопакета. Таким образом, сдвиговая деформация панели навесной стены приведет к повороту остекления в соответствии с наклоном несущего ригеля, что может привести к поломке стекла в случае контакта между стеклопакетом и импостами.

[наверх]Влияние деформации панели на фальц остекления

Фальц остекления представляет собой канал, в котором находится стеклопакет и который перекрывает стеклопакет по всему периметру. Зазор между стеклопакетом и тыльной стороной фальца остекления и размер нахлеста учитывают перемещение стекла относительно обрамляющих его стоек и ригелей.

Фальц остекления

Влияние деформации панели на стеклопакет

Величина относительного перемещения и, следовательно, теоретически необходимая глубина фальца остекления зависят от пропорций деформации стеклопакета и панели.

На схеме (справа) d — это минимальный зазор между стеклопакетом и рамой и минимальное перекрытие для предотвращения расцепления и

d = δ _v (h/b) + δ _h (h/h _с )

Для теоретических перемещений уже рассмотренных величин (максимальное относительное отклонение поперек панели шириной 1500 мм: δ _v = 14 мм и горизонтальный прогиб на одном этаже: δ _h = 8 мм) и полное остекление размером 2,6 м x 1,3 м при высоте этажа 4,0 м:

d = 14 х (2,6/1,3) + 8 х (2,6/4,0) ≈ 33 мм

Таким образом, фальц остекления должен иметь глубину не менее 66 мм.

Для стеклопакетов площадью 1,3 м2 требуется фальц остекления глубиной не менее 34 мм.

На практике фальц остекления намного меньше, чем это, но разбитие стекла происходит очень редко, что позволяет предположить, что деформация панели также намного меньше.

[наверх]Влияние смены арендатора на теоретический прогиб краевой балки -услуги в таблице выше. Закрытие движения были показаны как положительные; начальные движения были показаны как отрицательные. Прогибы балки на основе пролета / 1000 также были сведены в таблицу.

Эти движения происходят при опорожнении и разборке пола и обратятся при установке и повторном занятии. Закрывающие движения из-за укорочения колонны при доработке и динамической нагрузке 2,5 мм уже произошли. Показанные случаи имеют место, если максимальные тепловые перемещения совпадают с изменением заполнения.

Движение

Движение	Отверстие		Закрытие
	мм	мм	мм	мм
Прогиб балки	л/360	л/1000	л/360	л/1000
Прогиб краевой балки (коммуникации, фальшпол, потолок)	-3,2	-1,2	3,2	1. 2
Прогиб краевой балки (динамическая нагрузка)	-25,0	-9,0	25,0	9,0
Тепловое расширение/сжатие оболочки	-3,3	-3,3	3,8	3,8
Всего	-31,5	-13,5	32,0	14,0

Максимальное закрывающее движение относительно установки составляет 32,0 + 2,5 = 34,5 мм для балок с пролетом 9 м и пределом прогиба пролет/360. Как и ожидалось, отклонение краевой балки является доминирующим компонентом, на долю которого в данном случае приходится около 82% движения.

Максимальный прогиб в разделенных ригелях
(Изображение предоставлено Arup)

Раздельные ригели в унифицированных панелях навесных стен должны выдерживать вертикальное перемещение, сохраняя при этом водонепроницаемость. Верхняя и нижняя части транца сцепляются друг с другом. Прокладки в карманах обеспечивают герметичность. Как видно из эскиза на рисунке, чрезмерное закрытие приводит к контакту между верхней и нижней ригелями, что создает возможность нежелательной прямой передачи вертикальной нагрузки через контактирующие поверхности. Чрезмерное раскрытие приводит к расцеплению верхних и нижних ригелей и прямому пути снаружи внутрь здания.

Максимальный прогиб, который можно выдержать в типичных блочных панелях навесных стен, установленных с соблюдением допусков и зазоров, составляет около 15 мм, как показано на рисунке (справа), а в системах стержневых навесных стен он еще ниже – около 8 мм.

Аналогичные вопросы актуальны и для других видов облицовки. Мастики-герметики часто используются для деформационных швов в кирпичной кладке и сборной облицовке. Уплотнения должны оставаться эффективными как при открытии, так и при закрытии.

[top]Реалистичные прогибы балок

Как следует из вышеизложенного, навесные стены с остеклением, не приклеенным к раме силиконом, не способны компенсировать деформации, возникающие в результате теоретических максимальных перемещений краевых балок из-за временных нагрузок. Кажется очевидным, что предел прогиба в пролете/360 нереалистичен для краевых балок, поддерживающих облицовку, и что прогибы такой величины на практике не встречаются. Две возможные причины этого:

• Фактические временные нагрузки в зданиях меньше, чем указанные временные нагрузки.
• Номинально свободно опертые балки обеспечивают достаточную торцевую фиксацию, чтобы значительно уменьшить прогиб балки.

Хорошо известно, что фактические временные нагрузки в офисных зданиях часто меньше, чем расчетные временные нагрузки, и этот факт является одной из причин того, что здания, облицованные навесными стенами с расположением, подобным показанному, по-видимому, не испытывают проблем. Также известно, что на практике номинально свободно опертые балки в обычной конструкции могут достигать степени закрепления концов, которая будет достаточной для значительного уменьшения прогиба балки. Полная фиксация приведет к отклонению середины пролета на одну пятую от свободно поддерживаемого отклонения; фактическое отклонение будет где-то между этими двумя значениями. Публикация SCI 183 обсуждает этот вопрос.

Очевидно, что эти два эффекта приводят к значительному уменьшению прогибов, которые могут составлять примерно пролет/1000 для унифицированных навесных стен для балки с пролетом 9 м. Этот факт, несомненно, является причиной того, что было зарегистрировано несколько случаев, когда чрезмерные прогибы несущей конструкции вызывали проблемы с навесными стенами.

[вверх] Ссылки

1. ↑ NA+A1:2014 к BS EN 1993-1-1:2005+A1:2014. Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 3: Проектирование стальных конструкций Общие нормы и правила для зданий, BSI

[вверх] Ресурсы

• Национальная спецификация металлоконструкций (7-е издание), публикация № 62/20, BCSA 2020
• Исправления — Первая редакция Национальной спецификации стальных конструкций (7-е издание), 2023 г. (публикация № 67/23), BCSA
• Комментарий (3-е издание) к Национальной спецификации металлоконструкций для строительства зданий (7-е издание), 2022 г.