Конструкторские работы по расчету алюминиевых светопрозрачных конструкций складывается из большого перечня согласно ГОСТ и СНиП, технических характеристик профильных систем, снеговых и ветровых нагрузок, технических требований заказчика, требований к теплопроводности стеклопакетов, используемой фурнитуре и комплектующих, особенностей условий монтажа, требований к защитным лакокрасочным покрытиям, классам защиты и условий последующей эксплуатации алюминиевых конструкций, количества открываний оконных и дверных систем, размеров стеклопакетов и стекла, раскроя алюминиевого профиля, необходимости установки дополнительных несущих конструкций.
При выборе системы профилей производятся предварительные расчеты алюминиевого профиля на сопротивление нагрузкам, воздействующим на светопрозрачную конструкцию. В процессе проектирования эти расчеты производятся более тщательно и подробно. Производятся расчеты алюминиевого профиля на деформацию от различных нагрузок и сравнивается с допустимыми значениями. Нагрузки принимаются и учитываются в соответствии со СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия». Стеклопакет рассчитывается на деформацию стекол от изменения погодных условий. Т.е. прогиб стекла в составе стеклопакета, который происходит в результате изменения температуры и давления наружного воздуха. Расчеты на нагрузки и воздействия производятся, с помощью специального расчетного программного обеспечения. В процессе проектирования светопрозрачных конструкций помимо расчета алюминиевого профиля и стеклопакета производятся расчеты крепежных элементов (анкерных пластин, узлов крепления, анкеров, дюбелей и т.д.), с учетом характеристик материала, в который они устанавливаются.
Чтобы зимний сад долгие годы был безопасным, он должен быть выполнен с учетом всех норм и требований к устойчивости и безопасности. На опоры зимнего сада действует ветровая и снеговая нагрузка, а также нагрузка от собственного веса. Профили для конструкций используются алюминиевые. Алюминиевый профиль прочный и надежный. При больших размерах зимнего сада обязательно устанавливается каркас, поддерживающий крышу. Именно на элементы крыши приходится наибольшая снеговая нагрузка. Например, при крыше, с углом наклона на 20°С (или меньше), при расчётах снеговой нагрузки максимальный вес снежного покрова составляет 100 кг/м2. А в различных карманах и пристенных зонах, где снег может скапливаться, учитываются ещё и поправочные коэффициенты. Если же уклон наклона крыши составляет 60°С, то снег с нее легко скатывается, и дополнительная нагрузка не учитывается. Ветровая нагрузка зависит от формы здания. Например, у больших построек самыми крепкими элементами должны быть угловые зоны. После учета всех возможных нагрузок для каждой конкретной стойки и ригеля они суммируются и рассчитываются насколько элемент прогнётся под воздействием нагрузок.
Предельная величина прогиба составляет 1/300 длины элемента либо 8 мм (при большем отклонении визуальное восприятие элемента ухудшается). Если выбранный элемент каркаса в данные ограничения не вписывается, то делается поддерживающий каркас, либо увеличивается сечение профиля. Кроме вышеперечисленных показателей учитывается деформация конструкции под воздействием температур, нагрузки при “усадке” постройки. Особое внимание уделяется местам стыковки зимнего сада с основным зданием и основанием. Предъявляются повышенные требования к стеклопакетам, особенно к тем, что образуют крышу. Наружное стекло должно быть очень прочным. Как правило, верхний слой в стеклопакетах выполняется из закаленного стекла. Нижнее стекло обязательно ламинируется или выполняется из триплекса (многослойное стекло, соединенное пленкой). Такой вариант позволяет обеспечить безопасность находящимся людям внутри зимнего сада. Даже, если стекло разрушится, то осколки не разлетятся по помещению, а останутся приклеенными к плёнке.
Основные требования, предъявляемые при проектировании, изготовлении и эксплуатации зенитных фонарей и светопрозрачных крыш: расчет конструкций с учетом снеговых и ветровых нагрузок; расчет конструкций с учетом заданного коэффициента сопротивления теплопередаче; герметизация и теплоизоляция мест примыкания к элементам несущих конструкций; эстетика; удобство эксплуатации; система дымоудаления; отвод внутреннего конденсата; отвод влаги с внешней поверхности конструкции.
Особенности расчета стеклянных козырьков.
Современные технологии позволили существенно повысить прочность и безопасность стекла и конструкций из него. Однако при воздействии значительных изгибающих нагрузок оно все-таки может разрушиться. В связи с этим возникают особые требования к проектированию и монтажу конструкций из стекла. Особенно к тем, с которыми приходится работать в условиях воздействия высоких снеговых и ветровых нагрузок. При расчете каркаса, необходимо таким образом подобрать параметры используемого стекла и материал основы, чтобы при любом возможном воздействии природных факторов не происходило разрушение козырька. Как правило, закладывается запас прочности, в 2-3 раза превышающий расчетные нагрузки. При этом, учитывается прочность стекла и характеристики металла, используемого для каркаса. Одна из основных задач, решаемая при расчете конструкций– надежное крепление стекла. Оно должно быть выполнено таким образом, чтобы при соблюдении требований по дизайну обеспечить отсутствие люфта и вибраций, способных привести к появлению трещин и сколов.
