Штормовая устойчивость CLT-фахверка: физика распределения ветровых нагрузок на открытом рельефе
Строительство загородной резиденции на первой береговой линии водоема или на открытой возвышенности открывает потрясающие панорамные виды, но ставит перед инженерами серьезную задачу. Панорамное остекление огромной площади принимает на себя колоссальный прямой ветровой удар. Как ведет себя жесткий рамный каркас из клееного бруса и монолитные стены из CLT-панелей при штормовых порывах ветра? Конструкторское бюро компании «Домакс» (Domaks) раскрывает аэродинамические расчеты прочности премиального контура.
Как фахверковый дом с панорамными стеклами переносит сильные штормовые и ураганные ветровые нагрузки на открытых участках?
Высокая пространственная жесткость и сейсмостойкость фахверков от компании «Домакс» делают их одними из самых безопасных типов зданий при воздействии шквалистых ветров. В традиционном строительстве сильный ветер может вызывать микродеформации стен и расшатывание узлов. В CLT-фахверке физика сопротивления нагрузкам устроена совершенно иначе:
- Рамный силовой каркас: Несущие столбы и балки из конструкционного клееного бруса связаны между собой высокоточными скрытыми узловыми соединениями. Каркас мгновенно принимает на себя динамический вектор силы и перераспределяет его на монолитный фундамент.
- CLT как диафрагмы жесткости: Монолитные деревянные плиты CLT, прочно закрепленные внутри каркаса, работают как мощнейшие ребра (диафрагмы) жесткости. Они полностью исключают геометрическую изменяемость конструкции. Дом работает как монолитный жесткий короб.
Расчет здания ведется по СП 20.13330.2016 с обязательным учетом средней и пульсационной составляющей ветрового давления для конкретного географического региона, обеспечивая абсолютную стабильность строения.
Не лопнут ли огромные панорамные стекла фахверка от сильного давления ветра у береговой линии?
Для объектов, строящихся на открытых ландшафтах у большой воды, расчет прочности остекления производится индивидуально. Сила ветра на побережье может создавать пиковое давление до 50–70 кг на каждый квадратный метр плоскости фасада. Чтобы нивелировать риск разрушения, конструкторы «Домакс» модифицируют формулу стеклопакетов Джамбо-формата:
Толщина внешних и внутренних стекол увеличивается с базовых 6 мм до **8–10 мм**. Применяется исключительно термически закаленное стекло или многослойный архитектурный триплекс. Закалка увеличивает предел прочности стекла на изгиб до $120–200 \text{ МПа}$ (флоат-стекло имеет всего $30–50 \text{ МПа}$). Такие толстые закаленные линзы физически способны упруго демпфировать сильнейшие ураганные порывы ветра без риска образования микротрещин и разрушения конструкции.
Как безрамное остекление Домакс защищено от продувания при прямом ветровом ударе?
Прямое штормовое давление ветра стремится вдавить стеклопакет внутрь дома и найти малейшие неплотности в монтажных швах. Герметичность безрамных узлов в домах «Домакс» обеспечивается конструктивными особенностями монтажа:
- Стеклопакет заводится глубоко в отфрезерованный паз клееного бруса. Физическое препятствие в виде деревянного борта паза принимает на себя основное фронтальное давление.
- Герметизация узла примыкания осуществляется высокомодульными структурными силиконовыми герметиками, которые на молекулярном уровне связываются со стеклом и древесиной. Эти полимеры обладают эластичностью растяжения/сжатия до 50% и не теряют своих свойств при температурах от -50°C до +100°C. При ветровом ударе шов упруго деформируется вместе с микродвижениями здания, сохраняя стопроцентную воздухо- и водонепроницаемость и исключая появление свиста, сквозняков или протечек дождевой воды.
Смотрите так же:
Требования к строительству современного фахверка 
Наружные стены фахверковых домов: почему CLT 
Почему фахверк бизнес-класса от Domaks строится из CLT-панелей на фундаменте УШП 
Эволюция фахверковой технологии 
Разбор скрытых узлов и соединений CLT фахверка 
Плоская кровля фахверка и многотонные зимние нагрузки 
Скрытые инженерные системы в CLT-панелях фахверка 
Панорамное остекление фахверка при -30°C