Нагрузки на окна многоэтажных домов

376 Просмотров Опубликовано: 08.02.2017К списку статей

vetrovue-nagruzki

Если для металлопластиковых окон, устанавливаемых в малоэтажных домах (на нижних этажах высоток), основными критериями для их выбора являются тепловые и шумозащитные характеристики, то для оконных конструкций верхних этажей высоток очень важен еще один параметр. Им является способность окна противостоять ветровым нагрузкам.

Эта способность определяется моментом инерции, который рассчитывается с учетом многих составляющих.

 

Влияние ветра на окна

Сильный ветер, который на больших высотах не так уже редок, в сочетании с атмосферными осадками (дождем и снегом) оказывает неблагоприятное влияние на оконные конструкции. Если окно выбрано неправильно, могут наблюдаться следующие негативные явления:

• Проникновение влаги и пыли внутрь окна и в жилые помещения.
• В холодное время года происходит повышенная потеря тепла через окна.
• Деформация конструктивных оконных элементов или их полное разрушение.

Слабые места оконных конструкций

В любом окне, независимо от материала профиля, самым слабым местом является импост или, другими словами, перемычка, соединяющая противоположные концы рамы. Под действием ветровых нагрузок он может прогибаться. Сама же рама, жестко закрепленная в оконном проеме, не подвергается таком влиянию.

Давление ветра на здание

vetrovue-nagruzki4

 

Для повышения сопротивляемости пластикового профиля упругой деформации он армируется металлической вставкой (разной толщины: 1,5-2 мм и сечения: п-образного или замкнутого квадратного). Даже если быть точнее, вставка выполняется не из любого металла, а из стали. Этот выбор не случаен. Величина модуля упругости, называемого еще модулем Юнга, который и характеризует сопротивляемость деформации, у стали в сто раз выше, чем у жесткого поливинилхлорида.

 

Как рассчитывают ветровую нагрузку?

У нас нагрузка от ветра рассчитывается согласно «Державним будівельним нормам» (ДБН В.1.2-2:2006).
Любая конструкция из металлопластикового профиля, не зависимо от ее назначения, еще в момент расчёта, анализируется на сопротивление ветровым нагрузкам, которые могут действовать на конструкцию в процессе всей ее использования. Это именуется статическим расчетом строительного элемента.

vetrovue-nagruzki3

Его целью является подтверждение того факта, что данная конструкция способна выдержать приложенные на нее нагрузки без изменения формы и разрушений. При этом подразумеваются, что все направленные на конструкцию силы, передаются на оконный проем (несущий элемент постройки). Достаточная прочность металлопластикового профиля характеризуется величиной прогиба, которую вызывает сила ветра, вес оконной конструкции и другие силы.

Максимальный прогиб:

По ДСТУ Б В. 2. 6 – 15 — 99 max разрешенный прогиб металлопластиковых конструкций при их длине до 3 м, не должен быть больше значения в 1/200 от длины прогона.

Для элементов, имеющих длину более трех метров, величина прогиба не должна превышать 1/300 от длины прогона, а для тех же элементов со стеклопакетами – не больше 8 мм для каждого стеклопакета.

vetrovue-nagruzki2

В Германии, нормативные документы DIN 18056 «Стены с окнами, измерения и исполнения» устанавливают более жесткие нормы по допустимым деформациям, чем по ДБН В.1.2-2:2006. Так, величина разрешенной деформации для импоста к плоскости окна не должна быть больше чем 1/300 их длины, а для стеклопакета длинной 2,4 м не больше чем 0,8 см.

Стоит отметить, что основы расчетов нагрузок от силы ветра, по немецким нормам DIN, более просты и понятны. Поэтому обычно используются при расчетах многими украинскими компаниями. Согласно немецким нормам DIN 1055 ветровая нагрузка растет с высотой здания и делится на 4 группы A, B, C, D, согласно приведенных ниже данных:

Группа A: высота здания 0 — 8 м, давление 600 Па
Группа B: высота здания 8 — 20 м, давление 600 — 960 Па
Группа C: высота здания 20 — 100 м, давление 960 — 1320 Па
Группа D: высота здания > 100 м,  давление > 1320 Па


 

По нашим ДБН В.1.2-2:2006 расчет достаточно сложный, но более точный, позволяющий учесть местные особенности. Для вычисления предельной ветровой нагрузки используют формулу:

Wm = γfm*W0*C,

где γfm – коэффициент надежности. Для сооружений со сроком эксплуатации 50 лет этот коэффициент принимается равным 1.

W0 – величина характеристического ветрового давления. Зависит от ветрового района и определяется по специальной карте или приложению в ДБН В.1.2-2:2006.

C – коэффициент, вычисляемый по достаточно сложной формуле. Он учитывает высоту здания, тип окружающей местности (сельская, городская, пригородная, промышленная), близость открытых водоемов (рек, озер, морей), тип рельефа (равнинный, холмистый) и многое другое.

 

Рекомендации по выбору окон

Если планируемое вами остекление будет находиться на верхних этажах высоток или будет иметь большие размеры, например, при оборудовании балконов, необходимо обратиться к специалистам нормальной компании-производителя окон для выполнения расчетов прочности.

Ведущие компании-изготовители металлопластикового профиля, такие как Rehau, выпускают изделия с разной армирующей стальной вставкой. Поэтому, учитывая конкретные условия эксплуатации оконной конструкции, всегда можно подобрать нужный тип профиля, а также, при необходимости, использовать специальные усилительные элементы (усилители), имеющие повышенную прочность (об этом также должны знать специалисты нормальной оконной компании)

Нужна консультация по пластиковым окнам в Киеве?
Заполните форму и мы свяжемся с вами

Нас рекомендуют