Кронштейн навесной фасадной системы

КРОНШТЕЙН НАВЕСНОЙ ФАСАДНОЙ СИСТЕМЫ

При исследовании различных типов навесных фасадных систем с воздушным зазором, был выявлен ряд недостатков, оказывающих существенное влияние на их несущую способность, а именно повышенная дефор- мативность несущих кронштейнов, также актуальным остается вопрос снижения расхода материала и улучшения теплотехнических характеристик здания в целом за счет снижения теплопередачи через металлические элементы фасадной системы. В связи с этим, разработка усовершенствованной конструкции несущего кронштейна навесной фасадной системы является приоритетным направлением в данной работе.

Цель работы - исследование имеющихся типов навесных фасадных систем, их совершенствование и разработка новых рациональных конструктивных решений.

Таким образом, для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

выявление особенностей работы несущих кронштейнов Г-образной формы путем численных исследований в программном комплексе «ANSYS» и проведения натурных испытаний несущих конструкций навесной фасадной системы;

создание и исследование новых рациональных конструктивных решений кронштейнов навесной фасадной системы с учетом оценки влияния внешних воздействий.

По результатам исследования выявлена повышенная деформативность существующего типа кронштейна Г-образной формы вылетом 230 мм. Так, предельно допустимый прогиб [f]=3.06 мм достигается при приложении нагрузок, значения которых находятся в пределах 4 кг, что значительно ниже расчетных. Таким образом, с целью увеличения жесткости предпринят ряд конструктивных доработок в конструкции несущего кронштейна, а именно уменьшение высоты стенки кронштейна, добавление термоизолирующей прокладки, закрепленной к ушку затяжки и к стенке, и затяжки, соединяющей полку кронштейна с анкерным болтом, выполненной путем продольной вырубки стенки и части полки кронштейна. По результатам расчета модели в ПК «ANSYS» установлены значения напряжений и деформаций от расчетной нагрузки, равные 251.43 МПа и 1.17 мм, соответственно, что не превышает предельно допустимыхзначений

прогиба [f]=3.06 мм, однако, превышает значения расчетного сопротивления стали [R]=220 МПа. Результаты численного исследования приведены на рис. 1 и рис. 2.

В связи с этим, для снижения значений напряжений, а также массы разработанного несущего кронштейна, предпринято решение о создании параметрической модели данного кронштейна в ПК «ANSYS». В качестве входных параметров использовались основные геометрические размеры кронштейна, а также масса, значения деформаций и напряжений. В блоке «Response Surface Optimization» была произведена оптимизация параметрической модели, получены окончательные размеры кронштейна и соответствующие им значения напряжений и деформаций, а также масса кронштейна. Результаты решения многокритериальной задачи оптимизации приведены на рис. 3.

По результатам оптимизации выявлено, что, значения как напряжений, так и деформаций от расчетной нагрузки, равные 175.24 МПа и 0.81 мм, соответственно, перестали превышать предельно допустимых значений расчетного сопротивления стали [R]=220 МПа и прогиба [f]=3.06 мм. Также удалось снизить массу на 8.2% по сравнению с моделью разработанного кронштейна до оптимизации и на 21.45% по сравнению с существующим типом несущего кронштейна Г-образной формы. Результаты численного исследования приведены на рис. 4 и рис. 5.

Таким образом, разработанный тип несущего кронштейна решил проблему с недостаточной несущей способностью, а произведенная оптимизация значительно снизила напряженно-деформированное состояние и массу кронштейна. Все это позволяет увеличить шаг расстановки кронштейнов по вертикали без уменьшения надежности, а это в свою очередь снижает количество кронштейнов, стоимость монтажа и эксплуатации, а также дополнительно снижает теплопередачи через металлические элементы данной фасадной системы.

Список литературы

СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*.

. Справочник проектировщика. Металлические конструкции. М., 1998, с.575.

Альбом технических решений ВФ МП КВ.

Техническая документация системы вентилируемых фасадов Металл Профиль.

УДК: 725.731(575.1)

Количество показов: 549