Читать книгу Фасадные работы и архитектура для чайников: семь раз отмерь – один заплати - Александр Калашников - Страница 11

Общие сведения

При проектировании фасадных конструкций зданий и сооружений следует применять конструктивные решения, изделия и материалы, обеспечивающие требуемую несущую способность, долговечность, пожаробезопасность, теплотехнические характеристики конструкций и температурно-влажностный режим помещений.

Задачами проектирования НФС являются:

определение параметров и характеристик, обеспечивающих соблюдение требований по безопасности и эксплуатационной надежности;

определение конструктивного исполнения фасадной конструкции с разработкой комплекта рабочей документации.

Состав работ и порядок проектирования НФС приведены в пункте 5.1.5. и приложении 5.1.2 (в приложениях Б и В СП Свода правил 522.1325800.2023 соответственно).

Основные эксплуатационные нагрузки

Нагрузки и воздействия на фасадные конструкции назначаются с учетом климатического района (подрайона) строительства по СП 131.13330. К основным эксплуатационным нагрузкам при проектировании следует относить:

климатические (ветровые, снеговые, температурные и гололедные);

нагрузки от собственного веса облицовочных элементов, элементов несущего каркаса.

Иные нагрузки и воздействия, в том числе особые, учет которых необходим при проектировании фасадных конструкций, должны быть указаны в техническом задании на проектирование.

Основные требования к конструкциям

При проектировании фасадных конструкций следует:

применять оптимальные конструктивные схемы (бескаркасная, комбинированная, рамная или стержневая несущие конструкции НФС), сечения элементов и марки сплавов;

учитывать технические возможности изготовителей элементов конструкций и монтажных организаций.

При проектировании несущих каркасов фасадных конструкций следует учитывать требования:

СП 16.13330, СП 260.1325800 – для стальных конструкций, включая конструкции из коррозионностойкой стали;

СП 128.13330 -для конструкций из алюминиевых сплавов.

Все стержневые (линейные) элементы конструкций по напряженно-деформируемому состоянию (НДС) следует разделять на четыре класса.

1-й класс – НДС, при котором напряжения по всей площади сечения не превышают расчетных |σ| < Ry(R) (упругое состояние сечения);

2-й класс – НДС, при котором в одной части сечения |σ| < Ry(R), а в другой |σ| = Ry(R) (упруго-пластическое состояние сечения);

3-й класс – НДС, при котором по всей площади сечения |σ| = Ry(R) (пластическое состояние сечения);

– 4-й класс – НДС, при котором часть сжатого элемента поперечного сечения теряет местную устойчивость при уровне напряжений ниже расчетных значений |σ| < R_y(R).

Все поперечные сечения элементов, изготавливаемые из стальных тонкостенных гнутых профилей или алюминиевых гнутых и прессованных профилей, следует проверять на принадлежность к 4-му классу НДС, и, при его подтверждении, проводить расчет профилей по 4-му классу НДС. В тех случаях, когда сечение отвечает параметрам обеспечения устойчивости (по отношению ширины пластинки или размера краевого элемента жесткости к толщине пластинки, в соответствии с пп 7.1.1, 7.1.3, 7.2.7 СП 522.1325800.2023), профиль следует рассчитывать по 1-му классу НДС.

При расчете элементов конструкций каркасов НФС следует учитывать коэффициенты надежности по нагрузкам и материалу, а также коэффициенты условий работы и коэффициент надежности по ответственности сооружения (элемента сооружения) в соответствии с указаниями СП 260.1325800, СП 128.13330 и ГОСТ 27751.

Для обеспечения прочности несущих конструкций в расчетах следует применять нормативные и расчетные нагрузки и сопротивления. Коэффициенты надежности по нагрузкам γ_f и материалу γ_m представляют собой отношения:

γ_f = Р/Р_п  γ_m = R_n/R, где:

– Р_п и R_n - нормативная нагрузка и нормативное сопротивление, определяемые по ГОСТ 27751, ГОСТ 14918, ГОСТ 16523, СП 20.13330, СП 16.13330, СП 128.13330;

– Р и R – расчетная нагрузка и расчетное сопротивление, представляющие собой максимальную нагрузку и минимальное сопротивление (в вероятностно-статистическом смысле) за срок службы несущих конструкций.

Уровень ответственности зданий и сооружений, а также численные значения коэффициента надежности по ответственности устанавливаются лицом, осуществляющим подготовку проектной документации по согласованию с застройщиком (техническим заказчиком), в техническом задании на проектирование, но не ниже значений, приведенных в ГОСТ 27751.

Собираемость конструкций должна обеспечиваться точностью изготовления элементов фасадных конструкций и облицовочных изделий.

Класс точности изготовления элементов конструкций, изделий, сборочных единиц следует устанавливать в проектной документации.

Допустимые отклонения элементов конструкций от номинальных геометрических размеров, положения отверстий должны быть указаны:

в рабочей документации при разработке комплекта рабочих чертежей;

в стандартах или технических условиях на применяемую продукцию.

Требования по обеспечению надежности

Принятые проектные решения должны быть обоснованы результатами расчетов несущей системы в целом, а также ее конструктивных элементов и соединений. Расчетные ситуации должны учитывать все виды нагрузок и воздействий, их наиболее неблагоприятные сочетания, включая климатические. При необходимости расчеты выполняют на основании данных экспериментальных исследований.

При проведении расчетов необходимо учитывать следующие виды предельных состояний, при которых фасадная конструкция не удовлетворяет эксплуатационным требованиям:

потеря способности конструкции сопротивляться внешним воздействиям, характеризующаяся разрушением фасадной конструкции, фрагментов, соединений, в том числе прогрессирующее разрушение в результате локальных повреждений;

деформации и другие повреждения, характеризующиеся потерей формы, местными локальными изменениями формы, трещинообразованием, приводящими к необходимости прекращения дальнейшей эксплуатации объектов вследствие угрозы жизни и (или) причинения вреда жизни и здоровью людей, окружающей среде и близко расположенным зданиям и сооружениям.

Определяющий вид предельного состояния устанавливается с учетом конструктивных решений фасадной конструкции, применяемых облицовочных изделий и материалов.

Техническую оценку проектных решений, для которых не определены требования настоящего свода правил, следует выполнять по результатам экспериментальных исследований по специально разработанной программе.

При проектировании необходимо учитывать отрицательный эффект влияния на конструкции условий агрессивной среды (попеременное замораживание и оттаивание, наличие реагентов, воздействие морской воды и выбросов промышленных производств и т.д.) в соответствии с СП 28.13330.

Принятые проектные и конструктивные решения должны быть обоснованы результатами расчета по предельным состояниям несущей системы в целом, а также ее конструктивных элементов и соединений. При необходимости расчеты выполняют на основании данных экспериментальных исследований. Расчетные положения должны учитывать все аварийные (неблагоприятные) ситуации, которые могут произойти во время строительства и эксплуатации.

К аварийным ситуациям относят:

изменения климатических (снеговых, ветровых, температурных, гололедных) и сейсмических нагрузок за срок службы сооружения;

изменение расчетных сечений элементов каркаса с учетом коррозионных потерь;

снижение расчетного сопротивления стали и алюминиевых сплавов по пределу текучести и изменению механических характеристик материала за срок службы сооружения;

скорость коррозии в зависимости от формы сечения элемента и места его расположения (в открытой атмосфере, отапливаемом здании и др.), а также от вида агрессивных сред;

воздействия опасных природных процессов и явлений, а также техногенные воздействия.

Особые конструктивные требования

При проектировании фасадных конструкций все каркасы, образующие плоские конструкции из вертикальных и горизонтальных направляющих, крепежных планок, следует разделять деформационными швами на отдельные блоки площадью, определяемой по результатам расчета в соответствии с требованиями СП 385.1325800. Рекомендуется совмещать швы в несущем каркасе фасадной конструкции с температурными швами здания, швами в облицовке с архитектурным оформлением фасада в виде пилонов, карнизов, балконов и т.п.

При формировании деформационных швов следует выполнять требования по величине температурного зазора. Размер зазора определяют расчетом, при отсутствии расчета – в соответствии с таблицей 5.1.6.1.

Таблица 5.1.6.1

Вид металла каркаса

Схему крепления вертикальных направляющих следует подбирать с учетом вида облицовочного материала. При устройстве облицовочного слоя из листовых материалов, керамогранитных плит предпочтение следует отдавать схеме с размещением несущего кронштейна (если он предусмотрен конструкцией) в верхней части направляющей, чтобы собственный вес конструкции с облицовкой и возможный гололед создавали в сечениях вертикальных направляющих растягивающие напряжения. В каркасных зданиях схему крепления следует предусматривать с обязательным закреплением не менее одного кронштейна к несущим железобетонным конструкциям (в пределах одной направляющей).

При использовании кронштейнов с вылетом консоли более 350 мм (с учетом удлинителя) необходимо проверить консоль на общую устойчивость от сжимающей и изгибающей нагрузок, пятку кронштейна на прочность от изгибающей нагрузки и, при необходимости, предусмотреть мероприятия по усилению кронштейнов.