Окончательный выбор конструкции импоста и уточнение артикула производится после проведения контрольного статического расчёта элементов оконного блока на действие ветровой нагрузки.

Статическому расчёту на действие ветровых нагрузок подлежат только вертикальные и горизонтальные импосты. Расчёт производится из условия недопустимости избыточных прогибов, приводящих к разуплотнению окна пвх и сквозному продуванию через притворы. Таким образом, на стадии проведения статического расчёта производится проверка условия необходимой жёсткости импостного профиля с установленным в нём усилителем.

Элемент ПВХ-окна, рассчитываемый на действие ветровой нагрузки, рассматривается как шарнирно опертая балка на двух опорах, нагруженная равномерно распределенной нагрузкой (рис.4.2.2.1). В настоящее время в Рос- сии не существует отечественных нормативных документов, содержащих методики прочностных расчётов светопрозрачных конструкций окон.

В сложившейся практике проектирования соответствующие расчёты производятся по методике, зафиксированной в европейских нормативах DIN EN 14351-1 «Окна и двери», DIN EN 12210 «Прочность системы» и DIN 1055 «Воздействия на сооружения». Согласно DIN EN 12210, принимается, что допустимая деформация элементов оконных блоков не может быть более 1/300 рабочей длины профиля — L (см. рис. 4.2.2.1).

Рис. 4.2.2.1. Схема к статическому расчёту элементов оконного блока на действие ветровой нагрузки

При прочностных расчётах окон ПВХ принимается, что все силовые нагрузки воспринимаются стальными усиливающими вкладышами: жёсткостью ПВХ пренебрегают. Это допущение принимают в силу большой разницы жесткостей ПВХ и стали (Е пвх = 2 700 Н/мм2; Е стали = 210 000 Н/мм2). Таким образом, расчет ПВХ-окон на действие ветровых нагрузок сводится к выбору сечения стальных усиливающих вкладышей (армирующих профилей) и дальнейшему выбору соответствующего артикула ПВХ-профиля, в который может быть установлен стальной вкладыш, принятый по расчёту.

Вычисление требуемого момента инерции армирующего профиля импоста согласно DIN EN 14351-1 производится по формуле:

Момент инерции, вычисляемый по формуле (4.2.2.1), должен быть определен раздельно для каждой области нагрузки. Области нагрузки, расположенные справа и слева окна, не должны складываться. Моменты инерции рассчитываются отдельно для каждой из составляющих, и только потом суммируются.

Для лёгких ограждающих конструкций расчётное значение ветровой нагрузки необходимо принимать с учётом коэффициентов запаса при резких ураганных порывах ветра. В настоящее время при расчётах оконных конструкций ветровая нагрузка, действующая на окна (расчетное ветровое давление), принимается согласно DIN 1055-4 (табл. 4.2.2.1). Как показывают сравнительные расчёты и более чем 10-летний опыт эксплуатации современных окон в России, требования соответствующих европейских документов применимы для расчёта оконных конструкций зданий высотой до 100 м для всех ветровых районов России.

Табл. 4.2.2.1. Группы зданий по ветровой нагрузке (согласно DIN 1055)

В соответствии с указанными выше теоретическими предпосылками, для проектируемого оконного блока строится расчётная схема (рис. 4.2.2.2) и определяется группа исходных данных. Поскольку импост является неотъемлемой частью оконного блока и работает совместно со стеклопакетом, принимается трапецевидное распределение нагрузки под углом 45° в пределах расчётной области.

Рис. 4.2.2.2. Расчётная схема проектируемого оконного блока

1. Согласно табл. 4.2.2.1, здание с максимальной высотной отметкой 137 12,00 м (см. чертеж фасада здания — рис. 4.2.1.1) относится к группе нагрузки В, и подвергается ветровому давлению W = 0,00060 Н/мм2 = 600 Па (см. табл. 4.2.2.1).

2. Площадь сбора нагрузки в соответствии с расчётной схемой (рис. 4.2.2.2). Ширина сбора нагрузки В1 = В2 = 122/2 = 61 см. Допустимый прогиб вертикального импоста f = L/300 = 165/300 = 0,55 см.

3. Рабочая длина элемента L = 165 см. Подставляя значения в формулу (4.2.2.1), получим:

Поскольку В1 = В2, то суммарный требуемый момент инерции может быть определён как

Таким образом, импост арт. 03 201 с армированием арт. 81 806 604: I x = 3,76 см4 > Ix треб Σ = 3,60 см4 (рис. 4.2.1.4б), предварительно выбранный на стадии разработки архитектурного решения, удовлетворяет требованиям жёсткости.

Возврат к списку