Об'єкт розташований в місті Феодосія, в третьому вітровому районі.
Несучим підставою для фасаду є як торці залізобетонних перекриттів, товщиною 200 мм, так і цегляна кладка з повнотілої цегли товщиною 250 мм, відстань між перекриттями 3.3 м.
Простір між перекриттями заповнене кладкою з повнотілої цегли.
Облицювальний матеріал - керамограніт 600х600х10 мм.
Висота облицювання становить 78,4 м.
Для розрахунку обраний наступну ділянку фасаду:
Мал. 1. Розрахунковий фрагмент фасаду
2.Конструкція фасадної системи
Фасадна система кріплення має такі особливості:
- кріплення направляючого профілю на кутових ділянках фасаду на висоті облицювання вище 40 м виконується з кроком 0,6 м;
- два верхніх кронштейна є несучими і сприймають навантаження від ваги облицювання, а також вітрове навантаження;
- інші кронштейни сприймають тільки вітрове навантаження і служить для фіксації направляючого профілю в вертикальному положенні, а також для компенсації температурних розширень.
Мал. 2. Перетин фасадної системи
Для будинку, розташованого в 3-му вітровому районі з типом місцевості В розрахункова вітрове навантаження на навітряну поверхню фасаду на висоті 78.4 м для середньої ділянки фасаду становить 82.14кг / м 2. При цьому вітер притискає облицювання до фасаду.
У нашому випадком найбільш невигідне поєднання вітрового навантаження і ваги облицювання спостерігається в тому випадку, коли вітер «відриває» облицювання. Це поєднання виникає на кутовій ділянці фасаду, при цьому розрахункова вітрове навантаження на фасад становить 149.5кг / м 2.
Збираємо вітрове навантаження, яка передається на несучий профіль через кляммера як зосереджена сила
Мал. 3. Збір вітрового навантаження
Вага керамогранитной плитки 600х600х10 при щільності керамограніта 2.8 т / м 3 становить:
Дані навантаження у вигляді зосереджених сил докладено на відстані 36 мм від профілю - замінимо їх моментами сили - 0,37 кг х м.
Мал. 4. Розрахункова схема
Мал. 5. Епюра прогинів [м]
Мал. 6. Епюра кутів повороту [град]
Мал. 7. Епюра згинальних моментів [кг х м]
Мал. 8. Епюра поперечних сил [кг]
Елемент: Куточок 55х55х1.2
Маса 1 м.п. = 1.6950 кг
Момент інерції, Jx = 6.5670 см4
Момент опору, Wx = 1.6210 cм3
Статичний момент полусеченія, Sx = 1.6400 cм3
Марка стали - C235
Розрахунковий опір стали, Ry = 230 МПа
Відносний прогин - 1/250 прольоту
Модуль пружності, E = 206000 МПа
Напруження в балці, без урахування власної ваги:
- нормальне (від Mmax): 6.1641 МПа
- дотичне: (від Qmax) 25.2462 МПа
Максимальний прогин (з к-том надійності) дорівнює 0.0071 м-3, що становить 1/84118 від максимального прольоту 0.6 м.
Перетин елемента проходить за умовами міцності і жорсткості.
Мал. 9. Схем сил діючих на кронштейн
товщина металу кронштейна t = 2 мм;
висота h = 55 мм;
Навантаження, які діють на кронштейн:
вітрове навантаження - 55.26 кг;
вага керамограніта - 30.3 кг;
власну вагу несучого профілю - 5.27 кг.
5.1 Перевірка кронштейна на зріз:
Розрахунковий опір стали на зріз:
Для марки стали С235 по ГОСТ 27772-88:
Умова міцності матеріалу при крученні:
5.2 Перевірка кронштейна на вигин:
Напруга від вигину:
Умова міцності матеріалу при вигині:
За розрахунками максимальне вириває зусилля, що діє на кронштейн, становить 55.26 кг (див. Рис.4).
Згідно з даними компанії Hilti для анкера HRD-UGS 10x100 при базовому матеріалі повнотіла керамічна цегла з міцністю 12 Н / мм 2 розрахункове навантаження на виривання становить 1.1кН = 112кг; при базовому матеріалі бетон з міцністю 25 Н / мм 2 розрахункове навантаження на виривання становить 2.5 кН = 255 кг.
Так як 55.26 <112, то можно сказать что при данных нагрузках наблюдается значительный запас прочности соединения дюбель-бетон, что позволяет применять данный анкер и при более высоких нагрузках
З попередніх розрахунків відомо, що найбільша вітрове навантаження, що діє на кляммер становить 54.7 кг.
Виходячи з того, що пересічний кляммер містить 2-е пари пелюсток, навантаження на кожну пару складе 27 кг.
Згідно з результатами випробувань пара пелюсток кляммера витримує навантаження не менше 60 кг, що дає можливість їх застосування при облицюванні висотою до 78.4 м (при таких же вихідних даних).