Методы статического расчета светопрозрачных конструкций

Огромную популярность приобретают сегодня алюминиевые конструкции изготовленные из алюминиевых профильных систем, которые заполняются стеклом и стеклопакетом. Являясь надежной защитой от неблагоприятных факторов окружающей среды,  они позволяют воплотить самые смелые и сложные архитектурные решения. При этом светопрозрачные фасады отличаются длительным сроком службы и неприхотливостью в эксплуатации.
Для того чтобы светопрозрачные конструкции служили долго и качественно, необходимо соблюдение четырех условий:
1.    Корректно разработанный проект на остекление
2.    Качественные материалы и комплектующие
3.    Грамотное изготовление и монтаж конструкций
4.    Регулярный уход за конструкциями (правильная эксплуатация)
Наиболее ответственным этапом разработки проекта является проведение статического расчета элементов конструкции. Именно на этом этапе закладываются решения, которые в дальнейшем обеспечат конструкции необходимую прочность, устойчивость и целостность.
Любой статический расчет необходимо начинать с определения значений нагрузок, действующих на конструкцию, которые регламентируются СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». Для определения расчетного значения необходимо знать регион строительства и расположение конструкции на фасаде здания. Для вертикальных конструкций необходимо учитывать нагрузки от действия ветра и собственного веса конструкций, для конструкций с углом наклона к горизонту 60˚ и меньше добавляется снеговая нагрузка. Так же для некоторых элементов конструкций необходимо учитывать гололедную нагрузку (например, для солнцезащитных ламелей) и нагрузку от опирания людей (например, для ограждений балюстрад и лоджий).
Основные требования и параметры конструкции, которые  должны быть использованы и соблюдены при расчетах, а так же методика расчета конструкций на основе алюминия изложены в  СП 128.13330.2012 «Алюминиевые нагрузки» Существуют две группы предельных состояний, по которым ведется расчет конструкций: первая – по несущей способности и общей устойчивости и вторая – по деформациям. К расчету по первой группе предельных состояний относится расчет на прочность, устойчивость и жесткость конструкции. Результатом подобного расчета является набор минимально допустимых инерционных характеристик профиля, в зависимости от которых и выбирается какой именно профиль из обширной номенклатуры системы Татпроф будет применен для того или иного элемента конструкции.
К расчету по второй группе предельных состояний относится расчет фактического прогиба элементов конструкций от действия той или иной нагрузки. Так, расчет вертикальных элементов (стоек) ведется с учетом нагрузки от действия ветра,  а расчет прогиба горизонтальных элементов (ригелей) – еще и с учетом нагрузки от веса заполнения. Для того чтобы оценить насколько тот или иной профиль соответствует требованиям статического расчета необходимо определить предельно допустимые значения. Согласно требованиям нормативных документов данное значение определяется в зависимости от расчетной длины элемента и при использовании в качестве заполнения стекла составляет l/200, а при использовании стеклопакета – l/300. Помимо этого, необходимо так же учитывать конструктивные требования: фактическое значение прогиба элемента, как горизонтального, так и вертикального, не должно превышать 5 мм, а при встраивании створки – 2,5 мм. Эти величины определяются конструктивными особенностями СВК: если прогиб профиля превысит значение в 5 мм, он начнет опираться на заполнение, что в свою очередь приведет к возникновению краевых напряжений в стекле и, как следствие, к его разрушению. А в случае наличия створки в фасаде прогиб больше 2,5 мм затруднит, а возможно и вовсе исключит возможность открывания. 
Задавшись целью обеспечить полную безопасность остекления и идеальную оптику, нельзя забывать и о принципах обеспечения плоскостности. Проблема «королевства кривых зеркал»  фасадов во многом заключается в повсеместной неразумной экономии, когда в стеклопакетах используют стёкла минимально допустимых толщин. Чем  больше толщина стекла, тем менее оно чувствительно к деформированию. Поэтому важно при проектировании СВК проводить статические расчеты не только элементов каркаса и узлов крепления, но и заполнения. 
Таким образом, статические расчеты дают уверенность в безопасности конструкции, в обеспечении  заданных пользовательских характеристик, а так же в сохранении внешнего вида конструкции на должном уровне на протяжении всего срока эксплуатации.  Компания Татпроф работает на рынке светопрозрачных конструкций более 26 лет, накопленные за этот период опыт и компетенции позволяют нам предлагать нашим клиентам выполнение статических расчетов любой сложности с учетом специфики светопрозрачных конструкций на основе алюминия и технических особенностей системы.