De ce trebuie să calculați statica ferestrelor?
Cuvântul "statică" a venit din limba greacă și înseamnă știința echilibrului solidelor într-o stare de odihnă.
În general, cunoașterea statică a ferestrelor face posibilă calcularea structurilor portante astfel încât toate forțele, de exemplu, vântul, sarcinile variabile și gravitația proprie, să fie percepute de elementul de fereastră și transferate către structurile de construcție portante. Structurile portante ale elementului de fereastră trebuie să fie calculate cu o marjă care să asigure o lungă capacitate de lucru (geamuri, densitate și libertatea mișcării clapetei, etanșarea obiectului, etc.). Firește, acest lucru ar trebui făcut în funcție de dimensiunile admisibile ale elementelor și a lambelor furnizate de dezvoltator.
Statica ferestrelor nu ia în considerare toate detaliile ferestrei, ci doar elementele de susținere conținute în ea. Pentru a simplifica calculele, aceste elemente sunt prezentate într-o formă idealizată. Ca rezultat, se obțin anumite sisteme pentru care s-au stabilit metode de calcul, care s-au dovedit pozitive de mai mulți ani. În concluzie, datele inițiale necesare pentru activitatea de calcul static pot fi formulate după cum urmează:
- informații despre forțele externe care afectează structura ferestrei
- informații despre proprietățile materialelor utilizate
- informații privind metodele și metodele de calcul
Toate aceste date ar trebui să fie prezentate în partea teoretică a acestui eseu, astfel încât dumneavoastră, - dragi experți ai procesoarelor de profil PVC, să aveți ocazia să calculați în orice moment încărcăturile statice ale elementului ferestrei.
Elementele de ferestre și ferestre nu sunt proiectate să perceapă sarcini din partea laterală a structurii clădirii. Pentru a calcula părțile individuale ale ferestrei, este necesar ca, la sarcina maximă așteptată, deformarea lor să nu depășească valoarea admisibilă.
Datorită faptului că elementele de ferestre din PVC au o capacitate redusă de rulare, elemente suplimentare de rigiditate sunt utilizate pentru a îmbunătăți statica. Aceste profile de oțel sau aluminiu sunt introduse în profilul din PVC sau înșurubate din exterior. Oțelurile sau rigidizările din aluminiu, datorită modului mare de elasticitate, chiar și la secțiunile transversale mici, au o rezistență mai mare la deformare în comparație cu PVC. În secțiunea B, relația dintre modulul de elasticitate, momentul inerției și valoarea rezistenței la încovoiere calculate pe baza acestora este analizată mai detaliat.
Fixarea elementelor ferestrelor.
După cum sa menționat deja, cu comenzi mari, poate apărea o situație critică atunci când dezvoltatorul după finalizarea lucrărilor cere producătorului ferestrelor să confirme parametrii statici. În ceea ce privește elementele ferestrelor, aceasta poate fi o cerință justă. Cu toate acestea, calculul static al elementelor de fixare și a punctelor de fixare nu trebuie să fie sarcina producătorului de ferestre. Într-o măsură mai mare, aceasta este sarcina designerului. Trebuie să calculeze parametrii pervazului ferestrelor și a pantelor ferestrelor astfel încât la distanțele dintre elementele de fixare, în conformitate cu DIN 18056, să fie garantată rezistența la pantă necesară. Datorită alegerii corecte a elementelor de fixare și a punctelor de fixare, sarcini uniforme sunt transferate pe structura de construcție pentru sarcinile care cad pe elementul de fereastră.
În conformitate cu secțiunea B, "sarcinile care apar în deschiderile ferestrelor trebuie să fie luate în considerare la proiectarea clădirii". Adică locurile de ancoraj trebuie identificate deja în faza de proiectare a structurii de construcție. Ar trebui să se asigure că dispozitivele de fixare de ancorare nu reduc capacitatea portantă a elementelor de construcție adiacente deschiderilor ferestrelor.
Pentru ferestrele metalice din plastic, distanțele dintre punctele de fixare trebuie să fie întotdeauna menținute în conformitate cu Fig. 1:
Distanțe între punctele de fixare pentru ferestrele metalice din plastic GEALAN
Informații detaliate "Montarea și transferul încărcăturii" se află în eseul "Instalare".
Forțele externe care afectează proiectarea ferestrei.
Elementele ferestrei sunt afectate de diferite sarcini, care trebuie percepute de profilul cadrului și amplificatoarelor metalice și transferate elementelor structurii clădirii. Ele pot fi împărțite în sarcini proprii, variabile și vânt.
Sub sarcini proprii se înțelege greutatea proprie a elementelor individuale (de exemplu, greutatea unei unități cu vitraj dublu), care acționează în mod constant asupra structurilor portante.
Variabilele de sarcină variază în funcție de dimensiunea și punctul aplicației. De exemplu, ele sunt însumate din propriile încărcături sub influența oamenilor și a zăpezii.
Vanturile se referă și la sarcini alternante. Cu toate acestea, datorită faptului că acestea sunt, de obicei, principalele sarcini în calculul structurii portante, ele trebuie luate în considerare separat în acest ghid practic.
Sarcina proprie la calcularea elementului de fereastră, de regulă, nu este luată în considerare. Greutatea reală a umplerii este luată în considerare numai la calcularea structurilor de fațadă sau a ferestrelor în care impostul trebuie să încarce o fereastră cu geam dublu sau un panou de umplere.
Greutatea reală este compusă din greutatea structurii (impostul orizontal) și greutatea unității sau a panoului din sticlă.
Sarcinile proprii sunt indicate prin literele G (pentru sarcina concentrată) și g (pentru sarcini uniform distribuite și suprafețe) așa cum se arată în Fig. 2.:
Sarcina proprie G din cauza vitrajului sau a umplerii cu panouri:
Încărcarea proprie g datorită greutății proprii pentru fereastra intermediară:
Apoi, exemplul arată modul de determinare a sarcinilor proprii care acționează asupra impostului orizontal cu geam orb. Sarcina proprie a unității de sticlă izolatoare este direcționată prin plăcuțele suport la impostul orizontal sau la structura cadrului. Ca urmare, când se vede în mod ideal la o distanță de 1,5 ori lungimea pantofului, măsurată din cusătura dreaptă sau stângă, apare o sarcină concentrată G. Se poate calcula conform ecuației:
G = 0,5 * bv * hv * Σ Sv 25 kN / m3,
bv - lățimea unității de sticlă izolatoare în [m];
hv - înălțimea unității de sticlă izolatoare în [m]
Σ SV = suma grosimii tuturor unităților de vitraj în [m];
Greutatea impostului, inclusiv rigidizarea din oțel, poate fi considerată, în mod ideal, ca o încărcătură uniform distribuită. Mărimea sarcinii depinde de suprafața secțiunii transversale a impostului și se introduce în interior sau se înșurubează pe partea exterioară a profilului de oțel. Poate fi luată cu o marjă de 0,05 kN / m (numai pentru un impost cu rigidă introdusă) sau calculată folosind următoarea ecuație:
g = (APVX • 14,6 kN / m3 + AStahl • 78,5 kN / m3) • 104, unde
g - încărcătură uniform distribuită în [kN / m];
APVC este suprafața secțiunii transversale a profilului PVC în [cm2];
Astahl este aria secțiunii transversale a profilului de oțel în [cm2].
Sarcini variabile ale structurilor de ferestre sunt de obicei înțelese ca sarcini cauzate de înclinarea sau înclinarea la oameni. Pentru literele de desemnare P (pentru sarcini concentrate) și p (pentru sarcini uniform distribuite și suprafețe) sunt utilizate.
În conformitate cu DIN 1055, în clădirile care nu sunt destinate publicului, de exemplu în clădirile rezidențiale pentru ferestre, trebuie luată în considerare o sarcină distribuită orizontală de 0,5 kN / m. Pentru clădirile publice, cum ar fi școli, biserici, teatre sau cinematografe, această valoare ar trebui mărită la 1,0 kN / m.
Este necesar să se țină seama de sarcini verticale suplimentare, dacă impostorii sunt sub presiune, când oamenii ies din fereastră. În acest caz, este necesar să se ia în considerare valoarea încărcării verticale uniform distribuite, egală cu 0,5 kN / m.
Încărcăturile de vânt, de regulă, sunt esențiale pentru calcularea staticilor ferestrelor.
Sarcina vântului este o sarcină de suprafață și este notată cu litera w. Între zona de presiune și zona de deflație a vântului, dacă este necesar, se face o distincție folosind notațiile D și S sau semnele "+" (presiune) și "-" (descărcare).
La calcularea ferestrelor și a deschiderilor de ferestre este necesar să se țină seama de încărcările vântului în conformitate cu DIN 1055, ținând cont de înălțimea clădirii sau de forma clădirii. Amplitudinea încărcării vântului a structurii depinde de forma și de înălțimea acesteia. Se compune din forțe de presiune sau de forțe de vid și de fricțiune:
w - presiunea vântului pe unitatea de suprafață a ferestrei [kN / m2];
ср - coeficient aerodinamic [-];
q - cap dinamic (vezi tabelul 2.1) [kN / m2].
Având în vedere faptul că viteza vântului v depinde de înălțimea clădirii, capul dinamic q al ferestrei DIN 1055 este indicat pentru diferite intervale de înălțime. Dacă clădirea, aflată pe un deal abrupt cu privire la teritoriul adiacent, este supusă unor încărcături puternice de vânt, atunci capul dinamic este luat cel puțin q = 1,1 [kN / m2].
Tabelul 2.1: Cap dinamic q conform DIN 1055 (Partea 4, Tabelul 1)
Înălțime față de teritoriul adiacent (înălțime de instalare) h [m]
Viteza vântului v [m / s]
Capul dinamic q [kN / m2]
Coeficientul de presiune aerodinamică cp, luat în considerare pentru sarcina vântului pe ferestre și fațade, se calculează după următoarea formulă:
cp este coeficientul de presiune aerodinamică [-].
sra - coeficient de presiune din exterior [-].
cpl este coeficientul de presiune din interior [-].
... coeficientul de presiune din exteriorul Cpa
trebuie să fie selectate în conformitate cu DIN 1055 în conformitate cu geometria clădirii și poziția suprafeței clădirii aflate în studiu. Datorită faptului că aceste valori sunt în medie pe lățimea clădirii, Coef-t presiunea din exterior Spa pentru elementele purtătoare individuale (de exemplu compuși) trebuie impozite crește cu 25%.
Pentru factorii de descărcare de gestiune, această creștere nu este necesară din cauza distribuției uniforme a sarcinilor, sau oscilațiile sunt luate în considerare în magnitudinea coeficientului însuși.
La determinarea încărcăturilor vântului, designerul trebuie să țină seama de faptul că la marginile clădirilor pot apărea vârfuri de epuizare. Acestea sunt luate în considerare cu ajutorul unui coeficient pentru exteriorul Cpa = 2. Cu o lungime a clădirii mai mică de 8 m. Lățimea debitului crescut este de 1 m. Pentru o clădire cu o lungime mai mare de 8 m. această zonă este de 1/8 din lungimea clădirii. În acest caz, lățimea zonei calculate a descărcării nu trebuie să depășească 2 m.
... coeficientul de presiune din interiorul Cpl
Datorită faptului că de obicei există clădiri și uneori deschise incorect ferestre sau uși în clădire, coeficientul de presiune din interior ar trebui luat de regulă Cpl = 0,2.
În tabel. 2.2 arată sarcina vântului, în funcție de tipul de clădire, de poziția sa, de înălțimea clădirii pentru coeficientul de presiune exterior Cpa = 0,8 sau în interior Cpl = 0,2.
Coeficientul de presiune aerodinamică cp se calculează pentru aceste valori, luând în considerare creșterea cu 25% a coeficientului de presiune externă, în conformitate cu următoarea ecuație:
Tabelul 2.2: Încărcarea vântului w pentru coeficientul aerodinamic Cpl = 1,2 la înălțimi diferite ale clădirilor.
Înălțimea clădirii h [m]