Wymagania statyczne

Głównym zadaniem elementów podkonstrukcji pod elewacje wentylowane jest przeniesienie obciążeń zebranych przez okładzinę zewnętrzną na konstrukcję budynku. Dobierając odpowiedni system podkonstrukcji należy zatem zwrócić uwagę przede wszystkim na kryteria wytrzymałościowe, które są opisane w Europejskim Dokumencie Oceny (ang. European Assessment Document) – EAD 090034-00-0404. Jest to dokument, na podstawie którego wystawiana jest Krajowa Ocena Techniczna oraz Europejska Ocena Techniczna dla podkonstrukcji do mocowania elewacji wentylowanych. Reguluje on zakres badań, jakie należy wykonać dla elementów podkonstrukcji, oraz opisuje ich metodologię i sposób interpretacji.

Badania wytrzymałościowe

Najważniejszym badaniem wytrzymałościowym jest badanie wytrzymałości konsoli na działanie siły pionowej oraz poziomej, opisane szczegółowo w aneksie H do EAD 090034-00-0404. Podczas badania konsole poddawane są obciążeniom rosnącym oraz cyklicznym, pionowym oraz poziomym. Wyniki z badań przedstawiane są w formie wykresu siły w funkcji przemieszczenia.
Podczas pomiarów należy odnotować następujące wyniki:

Dla obciążenia pionowego:

Wartość obciążenia dla przemieszczenia stałego (po odłożeniu siły)
wynoszącego: ΔL = 0,2 ×Lx100

gdzie $L _{x}^{}$ oznacza wysięg konsoli
Wartość obciążenia dla przemieszczenia doraźnego (w momencie przyłożenia siły) wynoszącego 1 mm oraz 3 mm
Wartość obciążenia dla przemieszczenia niszczącego, przy czym zakłada się, że zniszczenie następuje gdy:
- Konsola ulegnie zerwaniu
- Konsola ulegnie znacznemu odkształceniu stałemu
- Jakikolwiek element złączny lub kotwiący konsoli ulegnie zerwaniu

Dla obciążenia pionowego:

Wartość obciążenia dla przemieszczenia stałego (po odłożeniu siły) wynoszącego 1 mm
Wartość obciążenia dla przemieszczenia niszczącego, przy czym zakłada się, że zniszczenie następuje, gdy:
- Konsola ulegnie zerwaniu
- Konsola ulegnie znacznemu odkształceniu stałemu
- Jakikolwiek element złączny lub kotwiący konsoli ulegnie zerwaniu

Odnotowane wyniki należy podstawić do wzoru:

$F _{u,5}^{}=F_{mean}-k_{n} \times S$

gdzie:

$F _{u,5}$ – oznacza wartość charakterystyczną obciązenia dającą 75% pewności, że 95% wyników badań będzie wyższych niż ta wartość
$F _{mean}$ – oznacza pomierzoną wartość obciążenia
$k _{n}$ – oznacza współczynnik rozkładu zależny od ilości badanych próbek
$S$ – oznacza odchylenie standardowe

Tabela wartości współczynnika $k_{n}$

Ilość próbek	3	4	5	6	7	8	10	20	30	∞
Współczynnik k_n	3,37	2,63	2,33	2,18	2,10	2,00	1,92	1,76	1,73	1,64

Powyższe wyniki stanowią kryteria wytrzymałościowe doboru konsol. Kryterium nr 2 dla obciążenia pionowego dotyczy stanu granicznego użytkowalności. Decyzja odnośnie dopuszczalnego ugięcia – 1 mm czy 3 mm powinna zostać podjęta przez projektanta w oparciu o analizę statyczną i wizualną całego układu. Pozostałe kryteria dotyczą stanu granicznego nośności. Aby rozwiązanie było uznane za bezpieczne i dopuszczone do zastosowania na danym obiekcie oraz w określonych warunkach, wszystkie powyższe warunki muszą zostać spełnione. To znaczy, że projektowe obciążenia obliczeniowe muszą być mniejsze od wartości policzonych za pomocą powyższej metody. Można to również przedstawić za pomocą wzoru:

$F_{obl} < F_{u,5}$

gdzie $F_{obl}$ oznacza projektowe obciążenie obliczeniowe

Należy zaznaczyć, że powyższy warunek powinien być spełniony dla wszystkich kryteriów. W praktyce często błędnie przyjmuje się tylko jeden warunek – najczęściej dotyczący przemieszczenia doraźnego równego 3 mm.

Jeżeli w systemie podkonstrukcji poza konsolami oraz profilami pojawiają się dodatkowe elementy zaczepowe, należy również dla nich wykonać badania wytrzymałościowe, podobne do tych opisanych powyżej. Badania te są szczegółowo opisane w aneksie D do EAD 090034-00-0404.

Rozwiązanie podkonstrukcji BSP

Elementy systemów podkonstrukcji BSP są przebadane w Jednostkach Notyfikowanych – Instytucie Techniki Budowlanej oraz czeskim instytucie TZUS Praha, zgodnie z EAD 090034-00-0404 oraz EAD 090034-01-0404. Wyniki badań zostały wykorzystane do uzyskania Krajowej Oceny Technicznej oraz Europejskiej Oceny Technicznej. Dokumenty te dostępne są na naszej stronie, w zakładce Dla Profesjonalistów -> Dokumentacja Techniczna.

Obliczenia statyczne podkonstrukcji aluminiowej

Dla każdego projektu podkonstrukcji pod elewacje wentylowane należy wykonać indywidualne obliczenia statyczne w celu zebrania obciążeń, ustalenia układu i rozstawów elementów podkonstrukcji oraz policzenia ich wytrzymałości oraz/lub porównania obciążeń projektowych z wytrzymałością przebadanych elementów. W przypadku podkonstrukcji aluminiowych istnieje niestety stosunkowo niewiele norm opisujących reguły ich projektowania. Najbardziej szczegółowo opisuje je Eurokod 9: Projektowanie konstrukcji aluminiowych. Jest to jedna z dziesięciu Norm Europejskich utworzonych przez Europejski Komitet Normalizacyjny, które obowiązują w państwach członkowskich Unii Europejskiej, stopniowo zastępując normy krajowe zgodnie z Rekomendacją 2003/887/EC. Zakłada się, że Normy Europejskie Eurokod stanowią nadrzędny zbiór regulacji projektowo-budowlanych, na podstawie których należy wykonywać wszelkie obliczenia konstrukcyjne. Obliczenia wykonuje się natomiast najczęściej przy użyciu specjalistycznego oprogramowania komputerowego. Niestety bardzo niewiele z programów dostępnych obecnie na rynku ma możliwość liczenia i wymiarowania konstrukcji aluminiowych zgodnie z Eurokod 9. Jest to spowodowane tym, że konstrukcje aluminiowe, w odróżnieniu od konstrukcji stalowych, pojawiły się w projektach stosunkowo niedawno.

W celu weryfikacji obliczeń statycznych zaleca się wykonanie badań laboratoryjnych, dzięki którym można w sposób bezpieczny ustalić i potwierdzić wytrzymałość poszczególnych elementów podkonstrukcji oraz całego rozwiązania mocowania okładziny elewacyjnej.

Indywidualne obliczenia statyczne podkonstrukcji BSP

Dla każdego projektu warsztatowego podkonstrukcji BSP wykonywane są indywidualne obliczenia statyczne potwierdzające spełnienie wymagań statycznych. Nasza firma dysponuje programem RFEM produkcji Dlubal Software mającym zaimplementowaną Normę Europejską Eurokod 9: Projektowanie konstrukcji aluminiowych. Przykładowe obliczenia są dostępne na naszej stronie internetowej.

Wymagania statyczne