расчет вертикальной алюминиевой стойки

Расчет вертикальной алюминиевой стойки

Выбор сечений профильных элементов. Расчет вертикальной алюминиевой стойки.

Фасадное остекление - элемент сплошного остекления, выполненный в навесном варианте.

Максимальный прогиб элементов навесного фаса да под действием ветровой нагрузки не должен быть больше:

1/200 (со стеклом), 1/300 (со стеклопакетом) от расчетного пролета L (расстояния между точками крепления) и не превышать при этом значения максимально допустимого прогиба наружного стекла стеклопакета, равного 8 мм, т.е.

f max верт = L/300 < 8мм.

Максимальная величина прогиба горизонтального ригеля фасадного остекления под действием собственного веса с учетом дополнительной нагрузки от навесных солнцезащитных элементов и т.п. (при вертикальном нагружении) не должна быть больше 1/200 (со стеклом)  и 1/300 (со стеклопакетом) от расчетного пролета и не превышать при этом 3 мм, т.е.

f max гориз = L/300 < 3мм.

По прогибам см. статью "Прогибы_светопрозрачных_конструкций"

f доп = 5/384*(qрасч*H^4)/(E*Jx) , откуда f доп - допускаемый прогиб для ограждающих конструкций согласно табл. 42 СП 20.13330.2011 "Нагрузки и воздействия", мм.

Jx = 5/384*(qрасч*H^4)/(E*fдоп.)*k1*k2 - требуемый момент инерции стойки, см^4

Если по длине стойки устанавливается несколько стеклопакетов, то момент инерции стойки необходимо умножать на повышающий коэффициент k2, учитывающий прогиб по кромке стекла

В случае если остекление производится стеклопакетами высотой больше 2400мм, то момент инерции стойки необходимо умножать на повышающий коэффициент k1. Обычно в расчете не учитывают.

Wm = W0 *K(ze)*(1+S(ze))*Cp*V - нормативное значение пиковой ветровой нагрузки, кг/м^2

S(ze) - коэффициент, учитывающий изменение пульсации ветра по высоте

V - коэффициент корреляции ветровой нагрузки

Таблица 1 - ветровой район

Таблица 2 - повышающий коэффициент К1

Таблица 3 - повышающий коэффициент К2

Таблица 4 - коэфф. изменения ветрового давления К(Ze), либо по формуле K(Ze)=K10(Ze/10)^2альфа

Рисунок 1 - план кровли и фасад

Рисунок 2 - прогиб

E = const = 7100000000 кгс/м^2 - модуль Юнга для алюминия (для стали 2100000)

qрасч.  = Wm *B*γ - расчетная линейная равномерная нагрузка на единицу поверхности

В - ширина грузовой площади

H - высота стойки

с - аэродинамический коэффициент для фронтальной - 1,2, для угловой части здания - 2,2

Wo - нормативное значение ветрового давления, для Москвы 23 кгс/м^2

γ = 1 - коэффициент надежности по ветровой нагрузке (СП 20.13330.2011) для расчета по предельным состояниям 2-ой группы напряжений, для расчета по прогибу.

γ = 1,4 - коэффициент надежности по ветровой нагрузке (СП 20.13330.2011) для расчета по предельным состояниям 1-ой группы напряжений, для расчета по напряжению.

Закрепление основных элементов (вертикальных стоек) навесного стоечно - ригельного фасада по схеме однопролетной балки на двух опорах.

Также необходим проверочный расчет стойки на устойчивость.

Таблица 5 - коэффициенты для нахождения К(Ze) и S(Ze)

Таблица 6 -  коэффициент пульсации давления ветра S(Ze), либо по формуле     S(Ze)=S10(Ze/10)^-альфа

Таблица 7 -  площадь ограждения с которой собирается нагрузка

Несущий каркас здания, предназначенный для закрепления светопрозрачного навесного фасада обычно проектируется с перекрытиями, имеющими небольшой консольный выступ за наружную грань колонн или внутренних несущих стен. Это предполагает закрепление алюминиевого каркаса на стальные кронштейны на перекрытиях и , соответственно, облегчает  монтаж навесной стены.

Данная статья носит информационный характер. Рекомендую посмотреть статью "ПРОГИБЫ СВЕТОПРОЗРАЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ" по ссылке

Прогибы из каталога разработчиков профильных систем:

- прогибы от фронтальных нагрузок брать 1/200, но не более 15мм.

- прогибы от вертикальных нагрузок брать 1/500, но не более 3мм.

Рекомендую посмотреть статью "SJ MEPLA ЧАСТЬ1" по ссылке

Прогибы на стекла из ГОСТ 24866-2014 изм 1

- при воздействие только постоянных или временных длительных нагрузок прогиб стекла не должен превышать 1/250 короткой стороны, суммарный встречный прогиб соседних стекол не должен превышать 1/2 ширины дистанционной рамки. Пример таких нагрузок, климатическая нагрузка.

- при наиболее неблагоприятном сочетании всех воздействующих на стеклопакеты нагрузок (с учетом коэфф. сочетаний) прогиб листовых стекол не должен превышать 1/100 наименьшей стороны или 1/2 ширины дистанционнной рамки (применяется наименьшее значение). Пример таких сочетаний может быть пиковая ветровая нагрузка + климатическая нагрузка.