Приложение В (обязательное). Методика аналитического расчета прогибов оконных импостов при совместном действии ветровой нагрузки и температурного климатического воздействия

Приложение В
(обязательное)

Методика аналитического расчета прогибов оконных импостов при совместном действии ветровой нагрузки и температурного климатического воздействия

В.1 Методика аналитического расчета прогибов оконных импостов из ПВХ, алюминиевых сплавов и древесины при совместном действии ветровой нагрузки и температурного климатического воздействия базируется на следующих предпосылках:

- влияние светопрозрачного заполнения и створчатых элементов оконной конструкции на ее жесткость не учитывается;

- оконный импост имеет шарнирное крепление на опорах;

- положительным считается прогиб в сторону помещения.

В.2 Расчет прогиба оконного импоста из ПВХ профилей следует выполнять в соответствии с В.3-В.5. Расчет прогиба оконного импоста из деревянных профилей - в соответствии с В.6. Расчет прогиба оконного импоста из алюминиевых профилей - в соответствии с В.7.

В.3 Прогиб оконного импоста из ПВХ профиля следует определять по формуле

f=f _w+f _t, (В.1)

где f _w - прогиб от действия ветровой нагрузки, м, определяемый согласно В.4;

f _t - прогиб от действия температурного климатического воздействия, м, определяемый согласно В.5.

В.4 Прогиб оконного импоста из ПВХ профиля от действия ветровой нагрузки определяют по формуле

, (В.2)

где q _w - нормативное значение пиковой ветровой нагрузки на оконную конструкцию, Па;

l _p, l _s - главные моменты инерции сечения ПВХ профиля и усилительного вкладыша соответственно, м ⁴;

Е _р и E _s - модули упругости ПВХ и материала усилительного вкладыша соответственно, Па;

L - длина импоста, м;

b ₁ и b ₂ - параметры, определяемые согласно В.4.1.

В.4.1 Параметры b ₁ и b ₂ определяют по формулам:

b ₁ = min (B ₁, L); (В.3)

b ₂ = min (B ₂, L), (В.4)

где B ₁, B ₂ - ширина части оконной конструкции, передающей на импост ветровую нагрузку соответственно с левой и правой стороны, м (рисунок В.1).

В.5 Прогиб оконного импоста из ПВХ профиля от действия температурного климатического воздействия определяют по формуле

, (B.5)

где l _p, l _s - главные моменты инерции сечения ПВХ профиля и усилительного вкладыша соответственно, м4;

Е _р и E _s - модули упругости ПВХ и материала усилительного вкладыша соответственно, Па;

L - длина импоста, м;

р - коэффициент определяемый согласно В.5.1;

K ₀ - начальная кривизна ПВХ профиля, м ^-1, определяемая согласно В.5.5;

- расстояние между нейтральной осью ПВХ профиля и нейтральной осью усилительного вкладыша, м (рисунок В.2);

Н ₁ и Н ₂ - продольные силы, определяемые согласно В.5.2.

В.5.1 Коэффициент р следует принимать равным 0,25 м для оконных конструкций из цветных ПВХ профилей и равным 0,3 м для оконных конструкций из белых ПВХ профилей.

В.5.2 Продольные силы Н, действующие со стороны усилительного вкладыша на ПВХ профиль в крайней паре точек их крепления друг к другу, определяют по формулам:

; (В.6)

, (В.7)

где р - коэффициент, определяемый согласно В.5.1;

G - коэффициент, определяемый согласно В.5.3;

- константа, принимаемая равной 3,4·10 ⁶ Н/м;

L - длина импоста, м;

 _s и  _p - коэффициенты линейного температурного расширения материала усилительного вкладыша и ПВХ соответственно, К ^-1;

 _m - температура во внутренней камере ПВХ профиля, °С, определяемая в соответствии с В.5.4;

T _ref - температура замыкания (монтажа) оконной конструкции, °С;

t  - безразмерный коэффициент, учитывающий неоднородность температурного поля в ПВХ профиле, определяемый согласно таблице В.1.

В.5.3 Параметр G следует рассчитывать по формуле

, (В.8)

где А _p и A _s - площади поперечного сечения ПВХ профиля и усилительного вкладыша соответственно, м ²;

Е _p и E _s - модули упругости ПВХ и материала усилительного вкладыша соответственно, Па.

В.5.4 Температуру во внутренней камере ПВХ профиля  _m определяют по формуле

, (В.9)

где Т _в - расчетная внутренняя температура воздуха, °С;

T _н - расчетная наружная температура воздуха, °С;

R ₀ - термическое сопротивление профиля импоста оконной конструкции, (м ²·°С)/Вт;

 _н и  _в - коэффициенты теплоотдачи и тепловосприятия соответственно, Вт/(м ²·°С);

k _R - отношение количества рядов воздушных камер в наружной части поперечного сечения ПВХ профиля к количеству рядов воздушных камер во внутренней части поперечного сечения ПВХ профиля (рисунок В.2).

В.5.5 Начальная кривизна оси импоста оконной конструкции K ₀ определяется по формуле

, (В.10)

где t _в - расчетная внутренняя температура воздуха, °С;

t _н - расчетная наружная температура воздуха, °С;

- коэффициент линейного температурного расширения материала импоста (ПВХ, алюминия, древесины), °С ^-1;

R ₀ - термическое сопротивление профиля импоста оконной конструкции, (м ²·°С)/Вт;

 _н и  _в - коэффициенты теплоотдачи и тепловосприятия соответственно, Вт/(м ²·°С);

с - ширина профиля импоста, м (рисунок В.2);

t _K - безразмерный коэффициент, учитывающий неоднородность температурного поля в профиле импоста, определяемый согласно таблице В.1.

Таблица В.1 - Значения коэффициентов t  и t _K

Материал профиля	Тип профиля	t	t K
ПВХ	Трехкамерный	1,08	0,78
	Четырехкамерный	1,20	0,82
	Пятикамерный	1,11	0,80
	Шестикамерный	1,32	0,85
Дерево	Любой	-	1,00
Алюминий	Любой	-	1,25

В.6 Прогиб оконного импоста из деревянных профилей следует определять по формуле

, (В.11)

где q _w - нормативное значение пиковой ветровой нагрузки на оконную конструкцию, Па;

l _w - момент инерции сечения деревянного профиля, м ⁴;

E _w - модуль упругости древесины, Па;

L - длина импоста, м;

b ₁ и b ₂ - параметры, определяемые согласно В.4.1;

K ₀ - начальная кривизна оси импоста, м ^-1, определяемая согласно В.5.5.

В.7 Прогиб импоста алюминиевого окна следует определять по формуле

, (В.12)

где q _w - нормативное значение пиковой ветровой нагрузки на оконную конструкцию;

l _al - момент инерции алюминиевой части поперечного сечения импоста, м ⁴, определяемый относительно нейтральной оси всего сечения импоста;

Е _al - модуль упругости алюминия, Па;

L - длина импоста, м;

b ₁ и b ₂ - параметры, определяемые согласно В.4.1;

K ₀ - начальная кривизна оси импоста, м ^-1, определяемая согласно В.5.5.