СИСТЕМА КРЕПЛЕНИЯ НАВЕСНОГО ФАСАДА

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при установке на наружных стенах строящихся и эксплуатируемых зданий.
Известен несущий каркас навесного фасада здания (Пат. РФ №26237, МКИ Е04В 2/00, E04F 19/06, опубл. 20.11.2002 г.), содержащий группу модулей, каждый из которых имеет, по меньшей мере, один несущий кронштейн для крепления модуля к стене или другому несущему элементу здания, и прикрепленную к ним вертикальную направляющую для крепления облицовочных панелей, представляющую собой профиль П-образного сечения, боковины которого на своих концах имеют обращенные внутрь профиля выступы, с образованием вдоль каждой боковины продольного паза, а боковины профиля имеют обращенные внутрь выступы с образованием по всей длине направляющей продольных пазов, ограниченных выступами и верхней полкой профиля, при этом расстояния от верхней полки до бортиков и выступов примерно равны.
Недостатками данного несущего каркаса является малая площадь опорной части, недостаточная для обеспечения жесткой посадки кронштейна на стену, высокая металлоемкость, большой вес и стоимость. Кроме того, указанный несущий каркас неудобен при выполнении монтажных работ в связи с затрудненным доступом к головкам анкеров.
Известно устройство для крепления облицовочных плит (Пат. РФ №85519, МКИ E04F 13/00, E04F 13/08, опубл. 10.08.2009 г.), включающее кронштейны из уголка, закрепленные с помощью анкеров на поверхности стены здания, на перпендикулярных к стене полках которого закреплен несущий профиль П-образного сечения с отогнутыми во внутрь кромками полок, внутри несущего профиля с возможностью перемещения установлена салазка с профилем П-образного сечения, в которой крепятся скобы-зацепы облицовочных плит, кронштейн из уголка, закрепляемый на стене здания выполнен с полками одинаковой длины или с полкой, расположенной перпендикулярно к стене здания, удлиненной и снабженной удлинителем П-образного сечения с отогнутыми во внутрь кромками полок с возможностью размещения за его кромками удлиненной полки кронштейна, при этом на кронштейне и удлинителе кронштейна выполнены глухие продольные отверстия для закрепления удлинителя на кронштейне с возможностью изменения длины полки.
Недостатком этого устройства является недостаточная жесткость посадки кронштейна на фасад здания, обусловленная малой площадью опорной части, большая металлоемкость и вес, увеличивающий нагрузку на фасад, высокая стоимость.
Известна система навесного вентилируемого фасада здания (Пат РФ №93835, МКИ Е04В 2/00, Е04В 2/56, опубл. 10 05.2010 г.), содержащая облицовочные панели и каркас, включающий группу модулей, каждый из которых имеет, по крайней мере, один несущий кронштейн и один опорный кронштейн, закрепляемые на стене, содержащие основание и перпендикулярные ему боковины, вертикальную направляющую, предназначенную для крепления облицовочных панелей и устанавливаемую в несущем и в опорном кронштейнах с возможностью перемещения в них и фиксации, дренаж, предназначенный для установки между вертикальными направляющими с возможностью взаимодействия с ними и закрепления. Несущий и опорный кронштейны выполнены вытянутыми, Г-образными, полки-основания кронштейнов предназначены для закрепления на стене, а ребра имеют насечку с внешней стороны и отверстия под заклепку, по краям ребер установлены прижимы, выполненные в виде Г-образных полос, с насечками на внутренней поверхности.
К недостаткам этой системы относится малая площадь опорной части, не позволяющая обеспечить жесткую посадку кронштейна на стену, высокая металлоемкость, большой вес, высокая стоимость и неудобство при выполнении монтажных работ, связанное с необходимостью выполнения клепочных работ, требующих применения специального электроинструмента. В случае исправления неровностей монтажа возникает необходимость высверливания каждого сердечника и проведения подготовки сверлением, после чего вновь производится клепание.
Известна система Ronson-100, Техническое Свидетельство Росстроя №2394-09, Ronson-300, Техническое Свидетельство Росстроя №2079-09. Система представляет собой металлическую фахверковую конструкцию, крепление которой осуществляется через кронштейн по схеме однопролетной балки без промежуточного опорного крепления в стену. Далее облицовочный материал крепится непосредственно к каркасу. В Интернет источнике www.ronson-group.ru описана конструкция направляющей в виде П-образного профиля, крепление которого осуществляется клепочным способом к раздвижному кронштейну, представляющему собой сварную конструкцию из пятки и П-образной консоли. Регулирование относа от стены осуществляется за счет ответной части кронштейна, вставленного в П-образный профиль кронштейна.
Недостатком такой конструкции является то, что в местах сварочных соединений отсутствует коррозионная защита, что приводит к ускоренной коррозии конструкции металлического каркаса, существенно снижая ее долговечность
Оцинкованная сталь или ферритная коррозионностойкая сталь, применяемая в данной конструкции, имеет ограничение по применению в строительных конструкциях при температурах до -20°С. Коррозионостойкие стали, аустенитная, например 12Х18Н10, которая удовлетворяет всем требованиям по физико-химическим и прочностным показателям, имеет более высокие стоимостные показатели, большой вес, дает дополнительную нагрузку на фундамент и, как следствие, снижает область применения данной конструкции, особенно при реконструкции старых зданий и в сейсмически опасных районах, так как такой материал менее пластичен и при импульсных нагрузках может разрушаться в местах, имеющих концентрацию напряжений (сварка, места сгиба).
Известен комплект крепления фасадной подвески (Пат. РФ №61750, МКИ E04F 13/00, опубл. 10.03.2007 г.), содержащий кронштейн с опорной частью, закрепляемый на стене при помощи анкерного крепителя с выполненными в его полке элементами для монтажа в них вставки и усиливающую шайбу. Усиливающая шайба выполнена вытянутой вверх относительно опорной части кронштейна с поперечным сечением прямоугольной формы, в центре которой расположен паз под анкерный крепитель, при этом пазы, выполненные в части усиливающей шайбы, взаимодействующей с опорной частью кронштейна и на опорной части, расположены на продольной оси кронштейна.
Недостатками этого комплекта крепления фасадной подвески, взятого за прототип, являются недостаточная жесткость посадки кронштейна на фасад здания, обусловленная малой площадью опорной части, большая металлоемкость и вес, увеличивающий нагрузку на фасад, высокая стоимость. Недостатком данной конструкции также является то, что кронштейн выполнен из оцинкованной стали, содержащей в составе наружный оцинкованный слой толщиной порядка 10-15 мкм, что недостаточно для такого рода конструкций, для которых необходима толщина порядка 20-40 мкм. При механической обработке, связанной с изготовлением и монтажом, слой нарушается и начинается процесс коррозии. Такой узел не может обеспечить необходимое требование по долговечности, составляющее для подобных конструкций 50 лет.
Применяемое болтовое соединение в данной конструкции не обеспечивает плотного прилегания и зажима, так как взаимодействующие плоскости не имеют насечки, в результате при воздействии пульсирующей нагрузки возможно выпирание или вдавливание из плоскости фасада облицовочного материала.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой системе крепления навесного вентилируемого фасада, принятым за прототип, является система крепления навесного фасада (пат. РФ №103825, МПК Е04В 2/00, опубл. 27.04.2011 г.), содержащая кронштейн с опорной частью, закрепляемый на стене при помощи анкерных креплений с шайбами, вставку и прикрепленную к кронштейну болтовыми соединениями вертикальную направляющую, кронштейн и вертикальная направляющая выполнены в виде цельнотянутых полых конструкций, представляющих собой в поперечном сечении связанные между собой листы, образующие ферму, кронштейн выполнен в виде тавра, а вставка соединена с вертикальной направляющей и кронштейном. Кронштейн выполнен с овальными отверстиями, а поверхности опорной части кронштейна, взаимодействующие с поверхностью фасада и шайбами анкерных креплений, снабжены насечками. Вертикальная направляющая выполнена в виде несущего профиля и площадки для крепления облицовочного материала с возможностью замены площадки в зависимости от используемого типа облицовочного материала и снабжена цельнотянутым элементом прямоугольного сечения, выполненным с возможностью размещения в нем головки болта, свободно перемещаемого вдоль вертикальной направляющей. Кронштейн, направляющая и вставка выполнены из алюминиевого сплава. Опорная часть кронштейна дополнительно снабжена диэлектрической прокладкой для предотвращения электрохимической коррозии.
Недостатком системы крепления навесного фасада является недостаточно высокая надежность, обусловленная изменением относа от стены из-за возможного смещения вставки и вертикальной направляющей относительно кронштейна и асимметричным расположением вставки, ухудшающим характеристики восприятия статических и пульсирующих нагрузок.
Основной задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью является создание системы крепления навесного вентилируемого фасада, обладающей высокой надежностью, повышенной стойкостью к воздействию статических и пульсирующих нагрузок, технологичностью и удобством при выполнении монтажных работ.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении надежности путем обеспечения стабильности относа от стены за счет исключения смещения вставки и вертикальной направляющей относительно кронштейна, а также за счет установки и жесткого неразъемного закрепления концов вставок в продольных пазах блоков вертикальной направляющей.
Технический результат заключается также в обеспечении возможности восприятия более высоких статических и пульсирующих нагрузок за счет устранения асимметрично расположенной вставки и замены ее двумя вставками, расположенными в замкнутых продольных пазах вертикальной направляющей.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой системе крепления навесного фасада, содержащей кронштейн с опорной частью, закрепляемый на фасаде при помощи анкерных креплений, вставки, вертикальную направляющую, выполненную в виде сопрягаемых блоков и прикрепленную к кронштейну болтовыми соединениями, а кронштейн выполнен в виде тавра, блоки вертикальной направляющей снабжены продольными пазами, в которых установлены и закреплены одни концы вставок, а другие концы вставок размещены в продольных пазах соответствующих сопрягаемых блоков вертикальной направляющей с возможностью смещения вдоль пазов.
Рекомендуется в системе крепления навесного фасада кронштейн и блоки вертикальной направляющей выполнить в виде цельнотянутых полых конструкций, представляющих собой в поперечном сечении связанные между собой листы, образующие ферму.
Целесообразно в системе крепления навесного фасада в кронштейне выполнить отверстия овальной формы.
Рационально в системе крепления навесного фасада опорную часть кронштейна, взаимодействующую с поверхностью фасада, поверхность кронштейна, взаимодействующую с шайбами анкерных креплений и шайбы анкерных креплений, выполнить рифлеными.
Рекомендуется в системе крепления навесного фасада опорную часть кронштейна снабдить диэлектрической прокладкой.
Оптимально в системе крепления навесного фасада каждый блок вертикальной направляющей снабдить площадкой для крепления облицовочного материала с возможностью замены площадки в зависимости от используемого типа облицовочного материала.
Целесообразно в системе крепления навесного фасада каждый блок вертикальной направляющей снабдить цельнотянутым элементом прямоугольного сечения, выполненным с возможностью размещения в нем головки болтового соединения и свободного перемещения ее в продольном направлении.
Рационально в системе крепления навесного фасада боковую часть кронштейна и контактирующую с ней поверхность цельнотянутого элемента блока вертикальной направляющей выполнить рифлеными.
Рекомендуется в системе крепления навесного фасада кронштейн, блоки вертикальной направляющей и вставки выполнить из алюминиевого сплава.
Рационально концы вставок, установленных в нижних продольных пазах блоков вертикальной направляющей закрепить саморезами, или клепкой, или сваркой, или клеем.
Высокая надежность системы крепления навесного фасада достигается наличием сопряжения вставки с вертикальной направляющей, обеспечивающего их взаимное перемещение в вертикальном направлении при изменении температуры, закреплением концов вставок, установленных в продольных пазах блоков вертикальной направляющей саморезами, клепкой, сваркой или клеем, применением диэлектрической прокладки, предотвращающей электрохимическую коррозию, и выполнением кронштейна, блоков вертикальной направляющей и вставки из алюминиевого сплава. Высокая надежность достигается также путем обеспечения возможности восприятия более высоких статических и пульсирующих нагрузок за счет устранения асимметрично расположенной вставки и замены ее двумя вставками, расположенными в замкнутых продольных пазах вертикальной направляющей.
В различных вариантах выполнения заявляемой полезной модели дополнительное повышение надежности обеспечивает выполнение рифлеными поверхности опорной части кронштейна, взаимодействующей с поверхностью фасада, поверхности кронштейна, взаимодействующей с шайбами анкерных креплений, шайб анкерных креплений, боковой части кронштейна, взаимодействующей с ней поверхности цельнотянутого элемента вертикальной направляющей, и шайбы болтового соединения.
Высокая технологичность обеспечивается тем, что кронштейн и блоки вертикальной направляющей выполнены в виде цельнотянутых полых конструкций, представляющих собой в поперечном сечении связанные между собой листы, образующие ферму, а блоки вертикальной направляющей содержат продольные пазы, в которых закреплены концы вставок с возможностью их смещения вдоль пазов нижней вертикальной направляющей.
Простота и удобство монтажных работ достигаются наличием в блоках вертикальной направляющей продольных пазов, в которых закреплены концы вставок, малым весом элементов конструкции, наличием овальных отверстий кронштейна, которые упрощают позиционирование кронштейна и жесткую фиксацию анкерными креплениями, а также наличием цельнотянутого элемента прямоугольного сечения, выполненного с возможностью размещения в нем головки болта, свободно перемещаемого вдоль направляющей.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на Фиг. представлен общий вид системы крепления навесного фасада.
Система крепления навесного фасада представляет собой конструкцию, состоящую из кронштейна 1, вертикальной направляющей выполненной в виде сопрягаемых блоков 2, вставок 3, выполненных из алюминиевого искусственно состаренного сплава А6063Т6 или других сплавов, которые дают возможность получить данное сечение методом экструзии. Каждая половина опорной части кронштейна 1 снабжена отверстием овальной формы, (на чертеже не показаны) а поверхности опорной части кронштейна 1, взаимодействующие с поверхностью фасада и шайбами анкерных креплений, выполнены рифлеными. Рифлениями снабжены также боковая часть кронштейна 1 и взаимодействующая с ней поверхность цельнотянутого элемента блока вертикальной направляющей 2.
В боковой части кронштейна 1 для крепления блоков вертикальной направляющей 2 выполнено овальное отверстие 4. Кронштейн 1 и блок вертикальной направляющей 2 выполнены в виде пространственных конструкций, что позволяет существенно снизить металлоемкость по сравнению с вышеописанными стальными конструкциями, поскольку удельный вес алюминия в 2,7 раза ниже, а применение пространственной цельнотянутой конструкции, имеющей однородную структуру, полученную методом экструзии, позволяет дополнительно снизить вес суммарно в 4,5-5 раз по сравнению с существующими. Кроме того, алюминиевые сплавы лигатуры А 6060 Т66, А 6063 Т6 обладают высокой коррозионной стойкостью и обеспечивают высокие прочностные показатели и надежную работу конструкции при сроке эксплуатации до 100 лет (Журнал КФИ №03(14) / 2008, www.mkfi/ru).
Блоки вертикальной направляющей 2 прикреплены к кронштейну 1 болтовыми соединениями 5 и снабжены площадкой 6 для крепления элементов облицовочного материала. Посадка на фасад кронштейнов 1 производится анкерными креплениями 7 с шайбами 9 на диэлектрические прокладки 8, установленные на межэтажные перекрытия.
Каждый блок вертикальной направляющей 2 снабжен цельнотянутым элементом прямоугольного сечения 10, выполненным с возможностью размещения в нем головки болтового соединения 5, свободно перемещаемой вдоль вертикальной направляющей 2.
Несущий профиль каждого блока вертикальной направляющей 2 воспринимает нагрузку ветровую, от собственного веса и веса облицовочного материала и имеет следующую особенность. Коробчатая полость несущего профиля вертикальной направляющей 2 имеет зазор, позволяющий свободно перемещаться вдоль него головке болта болтового соединения 5, при помощи которого верхняя часть блока вертикальной направляющей 2 прикрепляется к кронштейну 1. Такая конструктивная особенность позволяет:
- исключить операцию разметки и сверления на строительной площадке, что особенно актуально при выполнении работ при отрицательной температуре и в непогоду;
- усилить узел в целом, в отличие от известных конструкций, использующих для скрепления данного узла клепочного соединения, обладающего низкой эксплуатационной надежностью, особенно при воздействии пульсирующих нагрузок.
Монтаж системы крепления навесного фасада осуществляется следующим образом.
В соответствии с требованиями СНиП 3.01.03-84 на фасад здания наносятся отметки опорной геодезической сети - высотные реперы, главные оси сооружения, опорная строительная сетка, каркасные линии и производится перфорирование отверстий заданного размера под крепление кронштейнов 1. На предварительно размеченное место под опорную часть кронштейна 1 устанавливается диэлектрическая прокладка 8 и через овальные отверстия кронштейна 1 в отверстия фасада вставляются гильзы анкерных креплений 7. Крепежный болт анкерного крепления 7 через шайбу и овальное отверстие кронштейна 1 завинчивается в гильзу анкерного крепления 7 с установленным моментом затяжки, обеспечивая плотную посадку кронштейна 1 на несущее основание.
Для установки блока вертикальной направляющей 2 головка болтового соединения 5 вставляется в цельнотянутый элемент прямоугольного сечения 10 блока вертикальной направляющей 2, болт пропускается через овальное отверстие 4 кронштейна 1 и при помощи гайки болтового соединения 5 блок вертикальной направляющей 2 крепится на кронштейне 1 с определенным моментом затяжки. В нижние продольные пазы блока вертикальной направляющей 2 устанавливаются концы вставок 3 и закрепляются саморезами, клепкой, сваркой или клеем. Свободные концы вставок 3, устанавливаются в продольные пазы сопряженного блока вертикальной направляющей 2, которая также фиксируется болтовым соединением 5 на соответствующем кронштейне 1. В результате этого приращение длины вертикальной направляющей 2, вызванное межсезонными и суточными перепадами температуры, которое может достигать 10 мм при суммарной длине вертикальных направляющих 4000 мм и разнице температур 100°С, демпфируются сопряжением вставок 3 с блоком вертикальной направляющей 2, обеспечивающим их взаимное перемещение в вертикальном направлении.
Блоки вертикальной направляющей 2 могут иметь конечную различную конфигурацию площадки 6 для крепления различного рода облицовочных материалов: стекла, солнечных батарей, алюминиевых композитных панелей и алюминиевых листов коробчатого сечения, плит керамического гранита, скрытого и открытого крепления, натурального камня, листового материала типа фиброцемента, минерита, стекломагнезита различной толщины, образуемого плоскими облицовочными панелями.
Заявляемая полезная модель обеспечивает высокую надежность, повышенную стойкостью к воздействию статических и пульсирующих нагрузок, технологичность, низкую металлоемкость и стоимость, а также удобство выполнения монтажных работ.