КРОНШТЕЙН ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ НАВЕСНОГО ФАСАДА К СТЕНЕ

Решение относится к области строительных конструкций, а именно к конструкции кронштейна для крепления к стене систем наружного утепления, отделочных фасадов, листовых облицовочных материалов, в частности, систем вентилируемых фасадов, и может быть использовано в качестве стенового кронштейна для крепления навесных фасадов зданий и сооружений.
Известен металлический кронштейн L-образной формы, состоящий из двух отдельно штампованных частей: горизонтальной полки и вертикальной стойки, объединенных между собой сварными соединениями. Полка имеет ω-образное в поперечном направлении сечение с продольными направляющими в виде направленных вверх и загнутых внутрь кромок полки, образованных за счет их отбортовки, куда установлена ω-образная в поперечном сечении вставка с торцевой пластиной, к которой закреплена навесная панель облицовки. Стойка содержит выступающую ниже уровня полки нижнюю опорную П-образную в поперечном сечении часть и верхнюю П-образную в поперечном сечении часть, выполненную предпочтительно с уширением к месту образования в ней отверстия под крепежное средство, с вырезом ребер в месте расположения горизонтальной полки кронштейна (см. RU 2182630 «Способ крепления навесной панели облицовки здания», МПК Е04F 13/08, опубликовано 20.05.2002.). Указанный составной кронштейн сам непосредственно за верхнюю часть стойки крепится к стене, а к вставке, установленной внутрь полки, по отбортовке, направленной вверх и внутрь, как по направляющим, непосредственно закрепляются как теплоизолирующие слои фасада, так и его облицовка из натурального камня или других облицовочных материалов. Указанная конструкция составного кронштейна сложна, нетехнологична в изготовлении, т.к. требует изготовления нескольких сложных деталей с последующей их сваркой. Кроме того, сварка ослабляет конструкцию кронштейна как раз в месте испытания кронштейном наибольших напряжений. Такая конструкция после установки на нее фасадной части испытывает достаточно высокие напряжения на изгиб в месте сварки. Ввиду возможности возникновения микротрещин, непроваров и других дефектов процесса сварки тонколистовых материалов деталь не может иметь стабильных прочностных характеристик. Вследствие повышенной коррозионной опасности сварных соединений срок службы кронштейна значительно снижается и не поддается прогнозированию. В итоге конструкция описанного выше кронштейна ненадежна и недолговечна, особенно
при применении тяжелого натурального камня для облицовки. Указанный кронштейн принят за наиболее близкий аналог.
Задачей является разработка силового, выдерживающего большие нагрузки на изгиб в опасном сечении кронштейна, обеспечивающего минимально допустимые деформации и стабильность прочностных характеристик, более простого, надежного путем усиления кронштейна и перераспределения действующих на него сил, а также и более технологичного за счет использования технологии холодной штамповки. Необходимо исключить сварку как нетехнологичную операцию, не обеспечивающую стабильно надежного соединения элементов конструкции, и разработать конструкцию заготовки кронштейна, обеспечивающую его изготовление с помощью простых технологических приемов.
Задача решается конструкцией L-образного кронштейна для крепления навесного фасада к стене, содержащего полку и стойку, стойка, преимущественно в верхней части своей, снабжена отверстием для крепления кронштейна непосредственно к стене, в котором, в отличие от прототипа, полка и стойка кронштейна выполнены зацело из одного куска металла путем вырубки одной заготовки с последующим формированием его холодной штамповкой, с исключением сварных соединений, верхняя поверхность полки выполнена плоской, по продольным своим краям полка снабжена горизонтальными продольными ребрами жесткости, образованными отбортовкой материала кронштейна вниз, при этом грани продольных ребер жесткости выполнены с переменной площадью своей поверхности с ее увеличением по направлению к стойке, усиливая конструкцию в месте действия наибольшего напряжения, а концевые части указанных граней у стойки выполнены с загибом по вертикальной линии навстречу друг другу, с образованием упора, параллельного поверхности стены, площадью своей поверхности не больше поверхности стойки, при этом и стойка, и полка в области их соединения снабжены едиными ребрами жесткости округлого профиля, симметрично расположенными относительно средней линии (линии симметрии) кронштейна, с образованием плавного изгиба в области соединения полки и стойки.
Задача решается также конструкцией развертки плоской заготовки кронштейна, которая представляет собой равнобедренную трапецию с высотой трапеции, равной сумме длины выноса кронштейна от стены (длины полки) и высоты стойки кронштейна, со стороны большего основания заготовки по продольным краям полки выполнены разрезы симметрично относительно линии симметрии плоской заготовки на расстоянии друг от друга, равном ширине стойки, длиной, равной высоте стойки, а высота боковых частей
развертки, расположенных с внешней стороны за линиями разреза, которые могут быть прямоугольными, не больше половины ширины стойки.
Конструкция поясняется чертежами; на фиг.1 изображена развертка стенового кронштейна, на фиг.2 - виды проекций кронштейна: сзади, со стороны стены, сверху, и сечение А-А вида сверху; на фиг.3 изображен кронштейн в аксонометрической проекции, вид спереди и сзади, со стороны стены.
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Кронштейн содержит полку 1 с выполненной плоской верхней поверхностью, стойку 2 с выполненным в ней отверстием 3, расположенных по отношению друг к другу под прямым углом. Полка 1 снабжена горизонтальными ребрами жесткости 4, которые образованы за счет отбортовки материала вниз (по отношению к положению закрепленного на стене кронштейна) по линиям сгиба материала а-а, выполненным по продольным краевым линиям полки (фиг.1). Как хорошо видно на фиг.1 с разверткой заготовки, а также на фиг.2, сечение А-А вида кронштейна сверху, на фиг.3, форма отбортовочной части 7 кронштейна является трапецеидальной, с увеличением своей площади в сторону к месту расположения стойки 2. Со стороны большего основания трапеции заготовки, на участке у стойки, по продольным краевым линиям полки выполнены два симметричных относительно оси симметрии кронштейна разреза на расстоянии друг от друга, равном ширине стойки 2, на длину, равную высоте стойки 2, т.е. до точек а. Такие разрезы в заготовке позволили выделить стойку 2 от детали заготовки, при этом линия а-а образовала линию сгиба стойки 2. Эти же разрезы позволили наметить линии сгиба в-а и а-в. После изгиба участков плоской заготовки фиг.1 по линиям в-а и а-в за плоскость чертежа фиг.1 и стойки в сторону перед плоскостью чертежа выполнен разворот линии сгиба в-а и a-в и плоскостей поверхностей 5 относительно точек а по направлению друг к другу, после чего загнутые и развернутые поверхности 5 образовали дополнительные опорные поверхности 5 кронштейна, установленные в плоскости стойки 2, соответствующей плоскости стены при закреплении на нее кронштейна. Как видно на фиг.2, вид сзади, а также на фиг.3, кронштейн в области соединения полки 1 со стойкой 2 снабжен двумя дополнительными, угловыми округлыми в сечении ребрами 6 жесткости, которые образованы за счет продавливания металла с внутренней, «изнаночной» стороны кронштейна вдоль полки 1 симметрично относительно линии симметрии кронштейна. Это позволило распределить нагрузку, приходящуюся на линию a-a соединения полки 1 со стойкой 2, на большую площадь и тем самым дополнительно усилить кронштейн, распределив напряжения в эпюрах напряжений на большей площади поверхности кронштейна.
1
1
1
1
1
1
1
Кронштейн выполняется следующим образом. Из металла расчетной толщины, например, ленты ОЦ 2×146, делают плоскую заготовку в виде равнобедренной трапеции с высотой, равной длине выноса кронштейна от стены (длине полки 1) плюс высота стойки 2 кронштейна. Затем при помощи обрубного штампа вырубают контур стойки и боковых прямоугольных площадок; одновременно выполняют по оси симметрии заготовки отверстие для крепления кронштейна к стене. Затем выполняются операции сгиба заготовки по намеченным линиям сгиба. Сначала делают сгибы на гибочном штампе по линии а-а в сторону перед плоскостью чертежа фиг.1. Одновременно продавливанием металла кронштейна с внутренней его стороны формируют округлые в сечении ребра жесткости 6 на полке 1 и стойке 2, затем по линиям в-а, a-в в сторону за плоскость чертежа, затем по линиям а-а за плоскость чертежа. Образовалась стойка 2 кронштейна, перпендикулярная полке 1, опорные поверхности 5 в плоскости стойки 1 и ребра жесткости 4 полки 2 с гранями 7 трапецеидальной формы, с более широкой стороной у линии соединения полки 1 со стойкой 2 (у линии а-а, где максимально действуют силы изгиба кронштейна). При необходимости поверхность полученного кронштейна зачищают и наносят покрытие.
1
1
1
Кронштейн работает следующим образом. Сначала кронштейн устанавливают на наружной поверхности стены, которую необходимо утеплить плитами утепления и/или декорировать фасадными панелями. Утеплитель внахлест закрепляется непосредственно на стене своими элементами крепления. К удаленным от стены концам выносной полки 1 кронштейна крепятся горизонтальные балки, а на них устанавливают вертикальные балки, которые являются основаниями крепления фасадных элементов (не показано). Горизонтальные и вертикальные балки нагружают кронштейн, на который по линии а-а соединения полки 1 со стойкой 2 действуют изгибающие моменты, но ребра жесткости 4, 6 и дополнительная опорная поверхность 5, образованная элементами заготовки кронштейна, позволяют значительно перераспределить нагрузки, действующие на плечо кронштейна в его рабочем положении, на большую поверхность кронштейна, и на стену, и в целом перераспределить изгибающий момент, действующий на проблемную область силового кронштейна. Как показывают расчеты авторов, при нагрузке 250 Н и при длине кронштейна по а-а=200 мм, прогиб не превышает 2 мм. Силовой характер кронштейна позволяет увеличить длину полки 1 кронштейна и сделать вынос балок и фасадных элементов стены на большую длину, скрыть любые дефекты ограждающих стеновых конструкций. В целом конструкция технологична, исключает операции сварки и позволяет изготовить кронштейн более простыми операциями.