English
Język Polski
Nośność konsol stalowo-aluminiowych na podstawie statycznych i cyklicznych badań laboratoryjnych
DOI:
https://doi.org/10.24425/ace.2021.137156Abstrakt
Przedmiotem przedstawionych w artykule badań laboratoryjnych są konsole stalowo-aluminiowe, które są stosowane jako elementy łącznikowe fasad słupowo-ryglowych z konstrukcją budynku. Blacha podstawy konsoli wykonana jest ze stali S355, która jest połączona z profilem aluminiowym ze stopu aluminium EN AW-6060 T66 [7] trzema nierdzewnymi śrubami A2-70 M8x35 (DIN 7991). Pomiędzy blachą podstawy a profilem aluminiowym zastosowana jest przekładka z EPDM-u. Konsole stalowo-aluminiowe poddawane były statycznym próbom obciążenia siłami parcia i ssania, które symulowały obciążenia wiatrem. Konsola w trakcie badań zamocowana była do elementów żelbetowych wykonanych z betonu C30/37 dwoma kotwami sworzniowymi M10 z kontrolowanym momentem dokręcenia. Wyznaczone siły niszczące dla obciążeń pochodzących od parcia (21.6 +/- 0.9 kN) i ssania (-22.3 +/- 0.7 kN) mają podobne wartości, przy czym o nośności konsoli na obciążenia pochodzące od ssania decydowała nośność zakotwienia (które uległo zniszczeniu przy tym poziomie obciążenia). Oprócz badań statycznych przeprowadzono badania cykliczne, w których obciążenie przykładane było naprzemiennie jako parcie i ssanie dla następujących poziomów obciążenia: L1 (+5/-5 kN), L2 (+10/-10 kN), L3 (+15/-15 kN), L4 (+20/-20 kN). Dla każdego poziomu obciążenia konsole poddawane były 50 cyklom obciążenia. Trzy z badanych konsol uległy zniszczeniu podczas badań cyklicznych przy poziomie L3 oraz dwie konsole przy przekroczeniu obciążenia +15 kN (początek poziomu L4). Na podstawie badań cyklicznych stwierdzono możliwość wysuwania się dolnego profili aluminiowego, który jest dołączany do głównego profilu za pomocą dwóch wkrętów. W celu wyeliminowania przemieszczania się dolnego profilu zalecono połączenie trzema blachowkrętami samowiercącymi z łebkiem walcowym ze stali nierdzewnej 5.5x3.8 (DIN7504N). Przeprowadzone badania wytrzymałościowe potwierdziły możliwość przeniesienia projektowanych obciążeń w zakresie +5 ÷ -5 kN. Jednym z elementów decydujących o nośności konsoli stalowo-aluminiowej jest nośność połączenia wkręconych w nagwintowany profil aluminiowy śrub M8. W celu oszacowania nośności tego połączenia wykonano testy jednoosiowego rozciągania połączenia pręta M8 wkręcanego w nagwintowany profil aluminiowy na określone długości (28 mm, 14 mm i 7 mm). Nośność tego połącznia jest proporcjonalna do długości wkręcania pręta/śruby w profil aluminiowy. Oszacowania na tej podstawie nośność konsoli jest wyższa niż otrzymana na podstawie badań wytrzymałościowych. Wynika to z faktu, iż na połączenie śrubowe oddziaływają nie tylko obciążenia rozciągające, ale także ścinające i zginające.Bibliografia
[1] G. Akhmadullina and G. Shmelev, “Numerical modeling and optimization of geometric parameters of a composite bracket,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 890, pp. 012051, 2020. https://doi.org/10.1088/1757-899X/890/1/012051
[2] Aluprof, Projekt Specific & Bespoke Solutions, (n.d.). https://aluprof.eu/files/downloads/katalog%20_rozwiazan_indywidualnych(kri)pl_en.pdf (accessed July 29, 2020)
[3] A. Ambroziak, “Mechanical Properties of Aluminium Bracket Strengthening,” Arch. Civ. Eng. 65 (2019) 203–216. https://doi.org/10.2478/ace-2019-0055
[4] T. Z. Błaszczyński, “Ekologiczne wieżowce,” Builder, vol. 262, no. 5, pp. 86-89, 2019. http://dx.doi.org/10.5604/01.3001.0013.3610
[5] M. Brzezicki, “Glass protected timber façades - new sustainable façade typology,” Tech. Trans., vol. 5, pp. 5-22, 2019. https://doi.org/10.4467/2353737XCT.19.050.10574
[6] L. Casagrande, A. Bonati, F. Auricchio and A. Occhiuzzi, Dissipating effect of glazed curtain wall stick system installed on high-rise mega-braced frame-core buildings under nonlinear seismic excitation, in: COMPDYN 2017 - Proc. 6th Int. Conf. Comput. Methods Struct. Dyn. Earthq. Eng., 2017, pp. 3711-3727. https://doi.org/10.7712/120117.5677.17166
[7] CEN (European Committee for Standardization), EN 755-2: Aluminium and aluminium alloys. Extruded rod/bar, tube and profiles - Part 2: Mechanical properties, (2016).
[8] CEN (European Committee for Standardization), “EN 206:2013+A1:2016 Concrete - Specification, performance, production and conformity,” 2016, pp. 1-74.
[9] M. Cwyl, “Podstawowe wymagania normowe współczesnych ścian metalowo-szklanych,” Inżynieria i Bud., vol. 69, no. 6, pp. 305-307, 2013.
[10] DIBt (Deutsches Institut für Bautechnik), “ETA-05/0069 fischer Bolt Anchor FAZ II. Torque controlled expansion anchor of sizes M8, M10, M12, M16, M20 and M24 for use in concrete,” 2016, pp. 1-21.
[11] O. Fedorov and V. Lazina, Modern translucent enclosures in architecture, Archit. Eng. 4 (2019) 12-21. https://doi.org/10.23968/2500-0055-2019-4-4-12-21
[12] A. V. Galyamichev, V. A. Kirikova, G. E. Gerasimova and A. Sprince, “Bearing capacity of facade systems fixing to sandwich panels,” Mag. Civ. Eng., vol. 78, pp. 30-46, 2018. https://doi.org/10.18720/MCE.78.3
[13] M. Górka and A. Leśniak, Systemy fasad aluminiowo-szklanych i ich ocena wielokryterialna, Zesz. Nauk. Politech. Częstochowskiej. Bud. 174 (2018) 102-107. https://doi.org/10.17512/znb.2018.1.16
[14] M. Jaworska-Michałowska, “Szklane fasady w budynkach kształtowanych przez klimat - wybrane zagadnienia,” Przegląd Bud., vol. 7-8, pp. 43-46, 2010. https://www.przegladbudowlany.pl/2010/07-8/2010-7-8-PB-43-46_Jaworska.pdf
[15] K. Kazmierczak, “Review of curtain walls, focusing on design problems and solutions,” in: Build. Enclos. Sci. Technol., Portland, USA, 2010: pp. 1-20. https://cdn.ymaws.com/www.nibs.org/resource/resmgr/best/best2_008_ee4-1.pdf
[16] M. Kołaczkowski and A. Byrdy, FEM Analysis and Experimental Research into Carrier Brackets in Ventilated Facades, Period. Polytech. Civ. Eng. (2020) 1-9. https://doi.org/10.3311/ppci.13822
[17] A. Leśniak and M. Górka, Structural Analysis of Factors Influencing the Costs of Facade System Implementation, Appl. Sci. 10 (2020) 6021. https://doi.org/10.3390/app10176021
[18] A. Leśniak, D. Wieczorek and M. Górka, Costs of facade systems execution, Arch. Civ. Eng., vol. 66, no. 4, pp. 81-95, 2020. https://doi.org/10.24425/ace.2020.131776
[19] D. D. Mijovic, D. Milanovic and S. Jelena, “Curtain walls: history and a continuing challenge,” in: XVIII Int. Sci. Conf. "Construction Archit. VSU 2018, Sofia, Bulgaria, 2018, pp. 1-6.
[20] PKN (Polish Committee for Standardization), “PN-EN 13830 Curtain walling. Product standard,” 2020, pp. 1- 92.
[21] J. Č. Tovarović, N. Šekularac and J. Ivanović-Šekularac, “Problems Associated With Curtain Walls,” Struct. Eng. Int., vol. 27, pp. 413-417, 2017. https://doi.org/10.2749/101686617X14881937385322
Pobrania
Opublikowane
Jak cytować
Numer
Dział
