Полезная информация

Современные навесные вентилируемые фасады для сейсмических районов

Проблемы и решения

Рост объемов работ на рынке фасадного строительства в сейсмических районах ставит перед проектировщиками и строителями ряд вопросов, ответы на которые, при полном отсутствии нормативной базы в этой области, возможны только на основе использования результатов научных исследований, в том числе эксперимента. От решения этих вопросов зависит не только надежность навесной фасадной системы (далее НФС), но и ее архитектурная выразительность.

Появление и совершенствование новых методов сейсмозащиты зданий позволяет на сегодняшний день создать условия, при которых правильное проектирование и качественное строительство позволяют регулировать сейсмическую реакцию сооружения и, соответственно, гарантировать требуемую степень его защиты при землетрясениях. В соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании» любая новая строительная продукция, разрабатываемая и передаваемая в массовое производство, подлежит обязательной оценке и подтверждению на соответствие требованиям безопасности.

Важным этапом таких исследований с точки зрения оценки сейсмической безопасности являются испытания. Применительно к строительству и проектированию в сейсмических условиях это испытание конструкций и их элементов на специальных вибростендах, виброплатформах или с их помощью. Полученные в результате испытаний данные позволяют определить физико-механические, динамические и другие эксплуатационные характеристики исследуемых конструкций и системы в целом. Результаты эксперимента являются основанием для оценки возможности расширения области применения исследуемой фасадной системы в зданиях, возводимых как в обычных, так и в сейсмических районах, с учетом требований безопасности, эксплуатационной надежности и долговечности. Рассмотрим отдельно проблемы, возникающие при использовании навесных фасадных систем в зданиях, возводимых как в обычных, так и в, сейсмических регионах.

Для облицовки НФС используются материалы с различными весовыми характеристиками. Специалистами фирмы «Полиалпан» применительно к своему конструктивному решению несущих элементов подконструкций предложен новый тип панелей, вес которых (3,5 кг/м2 при толщине 25 мм) существенно ниже широко применяемой плитовой облицовки из керамогранита(до 50 кг/м2). На рис. 1 показан фрагмент панели «Полиалпан». Снижение веса облицовки приводит к резкому снижению динамической нагрузки на несущие элементы фасадной системы – кронштейны, направляющие и анкер. Кроме этого, размеры панелей(при ширине 50 см, длина панели до 12 м) позволяют уменьшить количество соединений и, как следствие этого, повысить эксплуатационную надежность навесной фасадной системы. При этом если в широко применяемых навесных фасадных системах утеплитель крепится с помощью специальных тарельчатых анкеров к стеновому материалу, то в системе «Полиалпан» теплоизоляция является неотъемлемой частью облицовочных панелей.

Указанное в ряде случаев позволяет существенно снизить трудозатраты при монтаже НФС. В Центре исследований сейсмостойкости сооружений ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко на виброплатформе ВП-100 проведены испытания фасадной системы «Полиалпан». На рис. 2 показан момент монтажа фасадной системы «Полиалпан» на испытательный стенд. При использовании данной системы возбуждение колебаний экспериментальной модели осуществляется с помощью вибро платформы, на которую жестко крепится испытательный стенд с НФС. За счет вариации величин амплитудно-частотных характеристик достигается необходимый уровень ускорений системы и соответствующий им уровень балльности. То есть благодаря ручному управлению виброплатформой удается в процессе постепенного изменения параметров динамического нагружения «поймать» момент резонанса системы. Параметры динамического нагружения системы назначались по результатам ее расчетного анализа на ЭВМ. На основе изменения амплитудно-частотного спектра воздействий оценивались динамические характеристики (частота основного спектра колебаний, диссипативные свойства систем и т.д.). Время воздействия динамической нагрузки на каждом этапе нагружения составляло 30–40 секунд. Приведенные в таблице характеристики динамического нагружения НФС соответствуют показаниям акселерометров, установленных непосредственно на виброплатформе. Схема расстановки акселерометров на виброплатформе и на НФС показана на рис. 3.

Современные навесные вентилируемые фасады для сейсмических районов

Анализ результатов испытаний

1. Испытания фасадной системы на динамические нагрузки, моделирующие сейсмические воздействия, проводились по методике описанной в статье А.В. Грановского, З.И. Доттуева, Т.М. Хасанова «К вопросу о методике испытаний и оценке навесных фасадных систем» (журнал «Технологии строительства», 2009, № 4).

2. Для возможности оценки величин ускорений системы, состоящей из платформы, рамы и НФС, на каждую из них устанавливались акселерометры АТ 1105-10м. По результатам замеров величин ускорений определялся характер сейсмического воздействия на элементы системы и проводилось сравнение значений ускорений, полученных из эксперимента с данными по шкале МSК-64.

3. На рис. 4 приведены записи ускорений, полученные с датчиков, установленных на кронштейнах НФС с облицовкой панелями «Полиалпан» и НФС с облицовкой керамогранитными плитами. Как видно из графика, при величине ускорения виброплатформы 4 м/с2 величина ускорения на конце кронштейна в случае использования легких облицовочных панелей «Полиалпан» составляла 8,8 м/с2, в то время как величина ускорения на конце кронштейна НФС с облицовкой из керамогранитных плит – 41,3 м/с2. То есть уровень динамической нагрузки на кронштейн в случае использования системы «Полиалпан» при сейсмических воздействиях, соответствующих 9 баллам по шкале МSК-64, более чем в 3,5 раза ниже, чем в аналогичных системах с облицовкой керамогранитными плитами.

4. Анализ конструктивного решения НФС «Полиалпан» и результатов динамических (сейсмических) испытаний позволяет отметить не только высокий уровень технических характеристик системы (теплоизоляция, низкие затраты на монтаж панелей из-за их легкого веса и малого количества узловых соединений), но и высокую степень сейсмостойкости НФС.

А.В. Грановский, канд. техн. наук
З.И. Доттуев, инженер
Т.М. Хасанов, инженер
ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко

Возврат к списку

Спецпредложения!

ЗАМЕРЫ ОБЪЕКТА
(выезд специалиста бесплатно)!
Расчет чистой площади под облицовку
здания панелями«Полиалпан»
(бесплатно)!
Разработка эскизного варианта цветового решения.