Jelenka Vitomir KONSTRUKCIJA ALUMINIJUMSKIH FASADA

Jelenka VitomirKONSTRUKCIJAALUMINIJUMSKIH FASADAVlasenica, 2006.1

Konstrukcija aluminijumskih fasadaAutor: Jelenka Vitomir, dipl. ing.Recenzent: Miodrag Bajčetić, dipl. ing.Izdavač: AD ALPRO Vlasenicaza izdavača: mr Vladan NastićLektor: Jovo MihailovićŠtampa: Fleš, LoznicaTiraž: 500 primjerakaVlasenica, 2006. godine2

SADRŽAJPREDGOVOR 71. UVOD U KONSTRUISANJE FASADA 111.1 Definicija fasada 111.2 Podjela fasada koje će biti objašnjene u ovom priručniku 112. IZBOR STAKLA 212.1 Uopšte o staklu 212.2 Dobijanje vučenog stakla 212.3 Mehaničke/fizičke osobine stakla 222.4 Kritični napon na savijanje stakla 232.5 Dozvoljeni napon na savijanje 242.6 Izbor vrste stakla korišćenjem Timošenko formula zastatički proračun 242.7 Izbor stakla korišćenjem dijagrama BS 6262 312.8 Proračun ugiba i napona na savijanjeza višeslojne i dvostruke staklene panele 322.9 Kada se koristi kaljeno staklo? 352.10 Uzroci loma stakla 372.11 Pod kojim uslovima ne treba koristiti kaljeno staklo 392.12 Reflekciono staklo 412.13 Laminirano višeslojno staklo 422.14 Pravilna upotreba zaštitne folije za staklo 432.15 Niskoemisiona stakla 443. KONSTRUISANJE ALUMINIJUMSKIH ELEMENATA– STATIČKI PRORAČUN VERTIKALNIHI HORIZONTALNIH STUBOVA 473.1.1.1 Standardi za aluminijumske elemente 473.1.1.2 Fizičke osobine aluminijuma 473.1.1.3 Površinska zaštita aluminijumskih profila 493.1.1.4 Statički proračun 493

4. KONSTRUKCIJA FASADA 734.1 Konstrukcija i dizajn veze između vertikala i horizontala 734.2 Konstrukcija držača i lajsni za staklo(pričvršćenih vijcima na glavnom okviru) 784.3 Konstrukcija poklopaca 814.4 Minimalno pokrivanje ivica stakla 844.5 Tehnološki otvori 854.6 Fiksiranje fasade na konstrukciju zgrade-objekta 894.7 Ekspanziona veza 964.8 Toplotna izolacija 1015. IZBOR SREDSTVA ZA ZAPTIVANJE 1035.1 Podjela sredstava za zaptivanje prema načinu upotrebe 1035.2 Primjena silikona 1045.3 Ispitivanje silikona/sredstva za zaptivanje 1055.4 Dozvoljeno naprezanje 1065.5 Proračun za površinu silikoniranja 1065.6 Silikoniranje za segment sa dvostrukim zastakljenjem 1095.7 Spoj sa silikonom otpornim na klimatske uticaje 1095.8 Ispitivanje sposobnosti prijanjanja silikona 1106. VIJCI, NITNE I METALNE UŠKE 1136.1 Vijci od nerđajućeg čelika 1136.2 Nitne 1156.3 Primjer: krilo skinuto sa objekta 1166.4 Kako se proračunavaju vijci 1166.5 Primjeri 1186.6 Metalne uške 1197. KAKO KONSTRUISATI ALUMINIJUMSKI PROZOR 1217.1 Karakteristični presjeci prozora 1227.2 Proračun metalnih uški/spojnica 1237.3 Ekspanzioni spoj 1254

8. KAKO SE KONSTRUIŠU KAMENE/KERAMIČKEFASADE 1278.1 Uvod 1278.2 Osobine kamena 1278.3 Fiksiranje kamenih panela 1298.4 Fiksiranje na beton: Kotve sa zavrtnjima ili grede 1378.5 Da li središnji oslonac smanjuje naprezanje na smicanjekamenog panela 1378.6 Tolerancija postavljanja 1388.7 Ekspanzioni spoj/veza 1389. KONSTRUISANJE METALNIH OVJEŠENIH SISTEMA 1419.1 Fiksiranje metalnih ovješenih sistema 1419.2 Proračun koji uzima u obzir lokalno izvijanje 1419.3 Paneli koji se kače na okvir treba da imajusistem za zaključavanje 1429.4 Podešavanje pri postavljanju sa polukanalima 1439.5 Paneli fiksirani svojim ivicama preko vijaka 1469.6 Ovješeni metalni krovovi 14610. KONSTRUKCIJA STAKLENIH ZIDOVA,KUPOLA I SVJETLARNIKA 14910.1 Stakleni zid 14910.2 Svjetlarnici i svodovi 16510.3 Kupola 16710.4 Staklena vrata 16811. KAKO SE ODREĐUJE PRITISAK VJETRA NAUNUTRAŠNJOST OBJEKTA 16911.1 Vjetar 16911.2 Opšta raspodjela pritiska vjetra na površinu objekta 16911.3 Ispitivanje uticaja vjetra metodom tunelskih kanala 1725

12. ISPITIVANJE MAKETE 17312.1 Zašto se rade testovi 17312.2 Veličina makete 17312.3 Ostala ispitivanja 17312.4 Oprema za ispitivanje 17412.5 Postupak ispitivanja 17413. OTPORNOST NA POŽAR SVJETLARNIKA I FASADA 17513.1 Razlozi za konstruisanje sistema otpornih na požar 17513.2 Kako postići navedeno 17513.3 Zahtjevi kod svjetlarnika i fasada 175LITERATURA 1766

PREDGOVOROd kada smo počeli da se bavimo ovim poslom 1998, pokušavali smo dapronađemo knjigu o inženjerskom konstruisanju fasada koja bi pokrivala sveaspekte konstruisanja fasada uključujući dizajn, statički proračun, podproračunei ispitivanja modela. Bili smo iznenađeni koliko malo smo uspjeli pronaći.Od tada smo primili mnogo komentara i predloga od korisnika našihsistema i projektanata. Ova knjiga sadrži mnoge od tih primljenih komentara.Iako je naslov knjige Konstrukcija aluminijumskih fasada, u knjizi suobuhvaćeni fasadni sistemi koji se koriste za zatvaranje objekata kao iovješeni fasadni sistemi koji se koriste za dekoraciju zgrada. Takođe suobuhvaćeni i svjetlarnici, kupole, aluminijumski prozori, fasade sa otvarajućimpoljima i stakleni zastori (zidovi) čija je konstrukcija slična konstrukcijifasada. Pored toga obrađene su i kamene (keramičke) fasade kao i aluminijumskikompozitni materijali. Bili bismo jako srećni ako bi ova knjigapomogla arhitektima, inženjerima koji se bave statičkim proračunom irazvojem, kao i ljudima koji se bave postavljanjem fasada, da bolje shvatefasadne sisteme.U knjizi je obrađeno sljedeće:1. Izbor staklakoji obuhvata:• vrstu stakla (vučeno, termički obrađeno, kaljeno, laminiranovišeslojnoi armirano staklo) koja se koristi na fasadama;• proračun za provjeru naprezanja na savijanje i ugib staklakorišćenjem Timošenko formula;• proračun preko BS 6262 dijagrama (British Standard);• dozvoljeno naprezanje na savijanje;• dozvoljeni ugib;• uzroke pucanja (loma) stakla.2. Proračun aluminijumskih elemenatakoji obuhvata:• proračun vertikalnih stubova uz pomoć formula i softvera;• proračun za horizontale sa trouglastom i trapezastom raspodjelomopterećenja;7

• proračun vijaka;• određivanje dozvoljenog naprezanja po presjecima i provjeralokalnog izvijanja aluminijumskih elemenata;• određivanje pritiska vjetra na fasadu i testiranje na vjetarmetodom tunelskih kanala;• anodna oksidacija aluminijumskih elemenata.3. Proračun fasadakoji obuhvata:• proračun stubova - vertikala, horizontala, veze između vertikala ihorizontala, postavljanje stakla u aluminijumski okvir;• proračun pojedinačnih fasadnih sistema - proračun karakterističnihožljebljenih vertikala i horizontala sa elementima zavezivanje. Pravilna primjena principa ravnomjerne raspodjelepritiska;• konstrukcija koja sprečava prolazak vode;• konstrukcija koja obezbjeđuje zvučnu izolaciju.4. Izbor sredstava za zaptivanje (silikon)koji obuhvata:• vrste sredstava za zaptivanje (sredstva otporna na atmosferskepromjene/klimatske uticaje, sredstva za zaptivanje u građevinarstvu/strukturna, vatrootporna sredstva za zaptivanje itd);• dozvoljeno naprezanje sredstva za zaptivanje;• proračun sredstva za zaptivanje panela različitih poprečnihpresjeka;• ispitivanje sredstva za zaptivanje.5. Konstrukcija otvarajućih polja (aluminijumskih prozora)koji obuhvata:• karakteristične presjeke;• uobičajeni način postavljanja – metalne uške (držači);kotve + čelični lim itd.;• proračun metalnih uški (držača) i čivija;• korozija metalnih uški (držača) i kako je izbjeći.6. Aluminijumski kompozitni materijali i keramičke fasadekoji obuhvata:• postavljanje kompozitnih panela, konstrukcija elemenata zapostavljanje i fiksiranje, tolerancije za postavljanje/podešavanje8

pri postavljanju sa U-profilima i ankerima; pravilno korišćenjezavarenih ili ozubljenih podmetača;• kamene (keramičke) fasade - kako izbjeći raspadanje materijalapod uticajem toplote na mjestu postavljanja. Karakterističanstatički proračun za kamene (keramičke) panele.7. Konstrukcija staklenih zidova i svjetlarnikakoji obuhvata:• konstrukcija staklenih zastora/zidova - stakleni zastori/zidovi sazvjezdastom (spajder) i rešetkastom podkonstrukcijom; staklenizastor sa zvjezdastom podkonstrukcijom (spajder) i prednapregnutomarmaturom; stakleni zid/zastor sa ojačanjima kaostrukturnim elementom; kako obezbijediti zaptivanje na timmjestima? Da li su tehnološki (prokapni) otvori neophodni na dnustaklenog zastora? Kako proračunati ojačanje na staklu?• kupole i svjetlarnici - karakteristični presjeci aluminijumskihelemenata, čelični okviri, postavljanje staklenih panela, izborstakla. Kako izbjeći lom stakla? Kako odrediti opterećenje kupolei svjetlarnika?Knjiga obuhvata kao dodatak prethodnim poglavljima i probleme, kao što sustatički nedostaci stubova sa vezama između jedinica pojedinačnih fasadnihsistema, nedostaci ekspanzionih veza/spoja, klizanje između podmetača iankera pod opterećenjem koje je posljedica vjetra, lokalno izvijanjealuminijumskih elemenata ili panela, lom stakla usljed toplotnog naprezanja,slučajni lomovi, ili veliko naprezanje na savijanje usljed udara vjetra koji sutakođe obrađeni. Kada jednom upoznamo ove probleme i vidimo uzroke zanjihovo nastajanje, u stanju smo da ih prevaziđemo još u fazi konstruisanja.Autor je uradio reviziju crteža i proračuna na zahtjev projektanata kako bi sespriječilo pojavljivanje pomenutih problema. Revizija je urađena iz osnova ikrajnje profesionalno. Najčešća greška u statičkom proračunu je neuzimanjeu obzir uticaja vijaka ili ankera na aluminijumskim presjecima.Ova knjiga nije obrađivala estetski aspekt, što je uglavnom posao arhitekata.Namjera je bila da se prođe kroz konstruisanje kako bi se omogućilaprovjera svih komponenti u sistemu koji se konstruiše i da se obezbijedipotrebna toplotna i zvučna izolacija, kao i da se spriječi prolazak vode. Akose svaka faza u konstruisanju prođe korektno, onda nema problema sadobijanjem upotrebnih i ostalih dozvola.9