Учет ветровой нагрузки при создании оконной конструкции

Как известно, окна подобно любой другой внешней части здания подвергаются непосредственному воздействию окружающей среды. Это не только температурные колебания, но и высокие механические нагрузки. Поэтому, чтобы окна служили долго и не создавали проблем, необходимо учитывать множество факторов как на стадиях проектирования и экструзии системы профилей, так и на стадиях расчета и изготовления оконной конструкции.
Разрабатывая системы ПВХ-профилей Winbau, специалисты компании LRS Planung&Technologie CmBH и A+G Extruzion CmBH не только соблюдали все требования к разработке данных конструкций, но и принимали во внимание различия климатических условий Украины и, соответственно, нагрузок на профиль. Проектировали систему таким образом, чтобы она имела широкие возможности применения.
В результате была создана трехкамераня система ПВХ-профиля Winbau, функциональная, удобная в комплектации и несложная в установке. Система позволяет изготовить максимальное количество различных типов окон при минимально необходимом использовании разных типов профилей. Технические характеристики ПВХ-профиля Winbau по теплоизоляции и физико-механическим свойствам превосходят нормативные на 30-60%. Однако для эксплуатационных характеристик окна важно не только качество профиля, но и то, как собрано окно. Поскольку, например, с холодом и зноем успешно справляется профиль, с ветром же должен бороться оконный блок в целом.
Компания Winbau непосредственно заинтересована в надежности и долговечности готовой оконной конструкции, поэтому внимательно и даже требовательно относится к переработчикам, стремится оказать им помощь в сборке изделия.
В частности, одновременно с проектированием оконного блока и расчетом основных и функциональных размеров изделий специалисты по расчету оконных конструкций должны проводить расчет элементов конструкций на статическую устойчивость. Эти расчеты необходимы, поскольку готовый оконный блок должен быть устойчив к множеству эксплуатационных нагрузок, в том числе ветровой, которая является одной из наиболее значимых.
Чтобы оконные блоки были способны сохранять функциональные характеристики под воздействием ветрового давления, компания Winbau разработала расчетные формулы ветровой нагрузки.

Расчет элементов переплета на прогиб под действием ветровой нагрузки
Статический расчет элементов переплета оконных конструкций от действия различного вида нагрузок проводится на основании следующих нормативных документов: ДСТУ Б В.2.6.-15-99 “Конструкції будинків і споруд. Вікна та двері полівінілхлоридні. Загальні технічні умови”, СНиП 2.01.07-85 “Нагрузки и воздействия”. Однако у СНиП уже есть свой преемник и продолжатель — проект Государственных строительных норм (ДБН), в котором более точно учтены атмосферные нагрузки на территории Украины.
Элементы переплетов окон, закрепленные в проеме, не требуют расчета. Необходим расчет горизонтальных и вертикальных промежуточных импостов.

Нагрузка на импост
Для ветровой нагрузки установлены два расчетных значения:
1. Предельное расчетное значение нагрузки (или расчетная нагрузка по 1.3а СНиП 2.01.07-85) — значение нагрузки, соответствующее экстремальной ситуации, которая может возникнуть не более одного раза в течение срока эксплуатации конструкции и используется для проверки предельных состояний первой группы, выход за границы которых эквивалентен полной утрате работоспособности конструкции.
Для ветровой нагрузки в качестве предельного расчетного значения нагрузки выступает максимально допустимый прогиб элемента — f доп.
f доп. определяется согласно ДСТУ Б В.2.6.-15-99. При длине рам до 3,0 м прогиб не должен превышать L/200. Для изделий размером более 3,0 м прогиб должен быть не более L/300. Однако в любом случае значение прогиба в конструкциях, остекленных стеклопакетом, не должно превышать 8 мм.

• Share

2. Эксплуатационное расчетное значение (или расчетная нагрузка по 1.3 в СНиП 2.01.07-85) — значение нагрузки, которое характеризует условия нормальной эксплуатации конструкции. Как правило, эксплуатационное расчетное значение используется для проверки предельных состояний второй группы, связанных с затруднением нормальной эксплуатации (возникновение недопустимых перемещений конструкции, недопустимая вибрация, чрезмерное раскрытие трещин в железобетонных конструкциях и т.п.).
В данном случае это фактический прогиб элемента от действия нагрузки — f факт.
В прочном изделии соблюдается основное условие:
f факт. < f доп.
Если это условие не соблюдено, то жесткость элементов изделия недостаточна. В этом случае необходимо заменить усилительные вкладыши, повысив прочностные характеристики изделия, или изменить расчетную схему конструкции.

• Share

Для определения фактического прогиба импоста от действия ветровой нагрузки необходимо знать следующие величины: