Навесные вентилируемые фасадные системы ГОСТы, СНиП, СП.

6 Общие требования

6.1 Материалы несущих подконструкций НФС и минимальные толщины их несущих и вспомогательных элементов следует принимать по ГОСТ Р 58154.

6.2 При наличии овальных отверстий обязательно использование дополнительной металлической шайбы.

6.3 При выборе марки стали следует руководствоваться положениями СП 16.13330 и ГОСТ 5632. При этом за расчетную температуру в районе строительства следует принимать температуру наружного воздуха наиболее холодных суток обеспеченностью 0,98, определенную согласно СП 131.13330.

6.4 Прессованные профили из алюминиевых сплавов, применяемые в конструкции, должны отвечать требованиям ГОСТ 22233.

6.5 Расчетное сопротивление конструкций из гнутых профилей следует определять согласно СП 260.1325800.

6.6 Расчетное сопротивление алюминиевых сплавов следует определять в соответствии с требованиями СП 128.13330 и принимать равным меньшему из значений расчетного сопротивления по условному пределу текучести  и расчетного сопротивления по временному сопротивлению , полученных с использованием приведенных в СП 128.13330 коэффициентов надежности по материалу.

6.7 Вертикальные и горизонтальные предельные прогибы направляющих назначаются проектировщиком НФС по согласованию с заказчиком, исходя из конструктивных и эстетических требований, но не более значений, приведенных в пункте 15.2.3 СП 20.13330.2016.

     7 Нагрузки и воздействия, действующие на навесную вентилируемую фасадную систему

7.1 Расчет элементов фасадных систем и их креплений выполняется на воздействие постоянных, временных и особых нагрузок. При расчете всех элементов НФС сбор нагрузок осуществляется по грузовым площадям.

7.2 В качестве постоянных принимают нагрузки от собственного веса элементов подконструкции НФС и от материала облицовки. Нормативные значения постоянных нагрузок определяют по технической документации предприятий-изготовителей.

Расчетные значения постоянных нагрузок от веса элементов подконструкции и облицовки получают с использованием коэффициента надежности по нагрузке  в соответствии с СП 20.13330. Для наиболее распространенных материалов облицовки коэффициент  приведен в таблице 1.

Таблица 1

7.3 В качестве временных нагрузок следует принимать:

- ветровые нагрузки;

- гололедные нагрузки, независимо от высоты здания;

- нагрузки от оборудования, если по условиям задания на проектирование они могут передаваться на элементы несущей подконструкции НФС;

- снеговые нагрузки, если особенности конфигурации облицовки делают возможным скопление снега на ее участках;

- усилия от температурных воздействий при их наличии;

- прочие нагрузки при их наличии.

7.4 В качестве особых учитывают сейсмические нагрузки при их наличии.

7.5 Значение снеговой нагрузки определяют в соответствии с СП 20.13330. Значение гололедной нагрузки на облицовку определяют по формуле (12.2) СП 20.13330.2016.

7.6 При расчете всех элементов НФС и их креплений следует определить значения основной и пиковой ветровых нагрузок и провести расчет на большую из них. Также следует учитывать повышенные значения пиковой ветровой нагрузки на угловых участках зданий в соответствии с СП 20.13330.

7.7 В сочетания, включающие одновременно гололедную и ветровую нагрузки, следует включать основную ветровую нагрузку, сниженную в соответствии с требованиями раздела 12 СП 20.13330.2016.

7.8 Для сооружений повышенного уровня ответственности, указанных в [1], статья 48.1, часть 2 или примечании 2 к пункту 11.1.7 СП 20.13330.2016, а также во всех случаях, не предусмотренных разделом В.1 приложения В СП 20.13330.2016, аэродинамические коэффициенты следует определять на основании продувки макета здания в аэродинамической трубе либо по результатам математического моделирования в верифицированных лицензионных программных комплексах в соответствии с СП 20.13330 и ГОСТ Р 56728.

7.9 Значения нормативных нагрузок от оборудования принимают по фактическим данным. Расчетные значения получают, используя соответствующие коэффициенты надежности по нагрузке по СП 20.13330.

7.10 При формировании сочетаний нагрузок следует руководствоваться СП 20.13330 и использовать соответствующие коэффициенты сочетаний.

7.11 При необходимости учета сейсмических нагрузок их следует определять по СП 14.13330 по результатам совместного расчета основного здания и НФС в специализированном программном комплексе. Возможно подтверждение несущей способности подконструкции при сейсмических воздействиях путем проведения испытаний натурных фрагментов НФС с облицовкой в аккредитованной лаборатории.

7.12 Температурные воздействия на НФС учитывают в соответствии с требованиями СП 20.13330 и СП 131.13330.

При проектировании НФС следует предусматривать конструктивные меры, исключающие стеснение температурных деформаций.

     8 Расчетные схемы, сбор нагрузок и определение усилий в элементах

8.1 В зависимости от фактических условий крепления при расчете вертикальной направляющей следует принимать расчетную схему в виде однопролетной или многопролетной балки. Возможно наличие в схеме одной или двух консолей.

Все стыки профилей направляющих по длине следует рассматривать как шарнирные соединения.

В расчетной схеме в местах крепления к несущим кронштейнам принимаются шарнирно-неподвижные опоры, а к опорным кронштейнам - шарнирно-подвижные.

8.2 В случаях, когда конструкция стыка направляющей с кронштейном (удлинителем) исключает шарнирную работу узла, каркас подконструкции НФС может быть рассчитан как система рам, состоящих из направляющих, кронштейнов и удлинителей (при их наличии) и имеющих частично или полностью защемленные узлы. В этом случае расчет следует проводить в сертифицированном программном комплексе.

8.3 Нагрузки от собственного веса направляющей, а также нагрузки от веса облицовки и ветровые следует рассматривать как равномерно распределенные.

В горизонтально-вертикальных системах в местах крепления вертикальных направляющих к горизонтальным нагрузку от них принимают в виде сосредоточенных сил.

При конструировании такой системы для минимизации кручения и исключения влияния бимомента следует располагать крепления элементов облицовки и вертикальных направляющих максимально близко к опорам.

8.4 Усилия в направляющих, работающих по многопролетной схеме, следует определять как для неразрезных балок. Указания по определению усилий в многопролетных балках при различном числе пролетов и для разных случаев загружения приведены в [2].

8.5 При расчете направляющих, имеющих более одного несущего кронштейна, следует учитывать в расчете усилия, возникающие в стержне направляющей от температурных воздействий. Эти усилия допускается не учитывать в случаях, когда продольные перемещения в направляющей, вызванные температурными воздействиями, компенсируются смятием прокладок под пятами кронштейнов, не превышающим 10% от первоначальной толщины прокладки.

8.5.1 При определении температурных воздействий на подконструкции НФС их следует рассматривать как защищенные от воздействия солнечной радиации конструкции неотапливаемых зданий, для которых нормативные значения средних температур по сечению элемента в теплое и холодное время года  и  равны средним суточным температуры наружного воздуха в теплое и холодное время года  и  соответственно.

;                                                         (1)

,                                                      (2)

где ,  - средние суточные амплитуды температуры воздуха наиболее холодного и наиболее теплого месяца соответственно, принимаемые по таблицам 3.1 и 4.1 СП 131.13330.2012.

Начальную температуру, соответствующую замыканию конструкции или ее части в законченную систему, в теплое  и холодное  время года следует принимать по фактическим данным или вычислять по формулам:

;                                                         (3)

,                                                         (4)

где ,  - многолетние средние месячные температуры воздуха в январе и июле, принимаемые для надземной части сооружений по таблице 5.1 СП 131.13330.2012.

Расчетные значения изменений средних температур по сечению элемента в теплое  и холодное  время года соответственно вычисляют по формулам:

;                                                       (5)

,                                                       (6)

где =1,1 - коэффициент надежности по нагрузке для температурных климатических воздействий.

8.5.2 Температурное удлинение направляющей  вычисляют по формуле

,                                                           (7)

где  - большее из значений  и ;

 - длина участка направляющей, для которого определяется удлинение (см. рисунок 1).

Рисунок 1 - Температурные деформации направляющей НФС

8.5.3 Перемещение пяты кронштейна при смятии под воздействием удлинения направляющей  вычисляют по формуле

,                                                                 (8)

где  - высота кронштейна;

 - вылет кронштейна (см. рисунок 2).

Рисунок 2 - Схема деформации прокладки под пятой кронштейна

8.5.4 Напряжение в стержне направляющей от температурных воздействий  вычисляют по формуле

.                                                           (9)

Усилие в стержне направляющей от температурных воздействий  вычисляют по формуле

,                                                           (10)

где  - площадь сечения направляющей.

8.6 Отдельным температурным блоком может считаться участок НФС, элементы подконструкции которого полностью отделены от элементов соседних участков либо соединены с ними вставкой, обеспечивающей свободное перемещение концов элементов в продольном направлении. Значение свободного перемещения должно быть не менее суммы температурных перемещений концов соединяемых элементов.

8.7 В качестве сил, воздействующих на кронштейны и удлинители, следует принимать опорные усилия направляющей в месте крепления к кронштейну.

     9 Расчет направляющих

9.1 При расчете подконструкции НФС на прочность и устойчивость должны быть отдельно рассмотрены элементы, условия работы которых отличаются от рядовых:

- расположенные в угловых зонах;

- работающие консольно;

- имеющие увеличенную грузовую площадь;

- имеющие увеличенный пролет;

- имеющие нестандартное закрепление к основанию.

Наиболее распространенные типы сечений направляющих приведены на рисунке 3. Допускается использовать сечения, отличные от приведенных.

Направляющие замкнутого сечения рассчитывают без учета бимомента.

Расчет направляющих незамкнутого сечения с учетом бимомента выполняют только в следующих случаях:

- для горизонтальных направляющих, кроме случаев, когда направляющая прикреплена непосредственно к строительному основанию либо когда точки передачи на направляющую вертикальной нагрузки совпадают с точками ее закрепления к кронштейнам;

- вертикальных направляющих, имеющих выражено несимметричное сечение относительно плоскости изгиба и при этом загруженных или опертых с эксцентриситетом, при этом допускается не учитывать эксцентриситет в случаях, когда его значение составляет менее 1,5% размера сечения в направлении эксцентриситета.

Секториальные характеристики профилей, необходимые для расчета с учетом бимомента, следует указывать в каталогах производителей систем НФС. При отсутствии таких сведений секториальные характеристики сечения определяют расчетом в сертифицированных программных комплексах или ручным расчетом. Пример определения секториальных характеристик сечения приведен в приложении А.

Примечание - Стрелками примерно обозначены места приложения горизонтальной нагрузки.

а - сплошное; б - из многопустотного профиля; в - гнутое с элементами двойной толщины; г - П-образное замкнутое; д - П-образное незамкнутое; е - замкнутое; ж - гнутый швеллер с отгибами

Рисунок 3 - Наиболее распространенные типы сечений направляющих

9.2 Расчет направляющих, изготовленных из алюминиевых прессованных профилей

9.2.1 Расчет на прочность и устойчивость направляющих из алюминиевых сплавов проводят в соответствии с положениями СП 128.13330 и настоящего стандарта. Пример расчета растянуто-изгибаемой направляющей при действии собственного веса, ветровых и гололедных нагрузок приведен в приложении Б.