ДОСЛІДЖЕННЯ СТІЙКОСТІ НАВІСНИХ ВЕНТИЛЬОВАНИХ ФАСАДІВ ДО ДИНАМІЧНИХ ТА ВІБРАЦІЙНИХ ВПЛИВІВ
DOI:
https://doi.org/10.31650/2786-6696-2025-13-88-98Ключові слова:
навісні вентильовані фасади, сейсмостійкість, динамічні впливи, вібраційні впливи, фасадна плитка, експериментальні випробування, напружено-деформований стан.Анотація
Метою дослідження є визначення стійкості навісних вентильованих фасадів типу «KMD VF» з оздобленням фасадною плиткою RONSON 250×65×22 Busum під дією вібраційних та динамічних впливів, а також оцінка можливості їх застосування в сейсмоактивних регіонах України. Для цього було проведено розрахункові дослідження напружено-деформованого стану елементів фасадної системи та експериментальні лабораторні випробування її фрагменту.
В рамках дослідження виконано аналіз літератури та технічної документації, розроблено методику експерименту на вібраційному стенді з використанням віброаналізатора та тензометричної станції. Фрагмент фасадної системи розміром 1000×900 мм піддавався вібраційним впливам на вібростенді. Проведено чисельні дослідження фрагменту фасадної системи в ПК Ліра-САПР на дію вібраційних впливів, створених під час експерименту. Встановлено, що розбіжність результатів розрахунків і експериментальних даних не перевищує 7%.
Додатково виконано розрахунок фасадної системи на сейсмонавантаження для 36-метрової будівлі в умовах 9-бальної сейсмічності згідно з ДБН В.1.1-12:2014. При створенні розрахункової схеми була прийнята спрощена схема для моделювання будівлі із залученням об'ємних скінченних елементів і геометрично подібна до реальної конструкції фасадна система, побудована скінченними елементами оболонки. Схема навантаження передбачала використання спектрального методу.
Експериментальні випробування показали, що фасадна система зберігає цілісність, падіння плиток не відбувається, а вузли сполучення елементів залишаються надійними навіть при навантаженнях, що відповідають ~ 60% від 9-бальної сейсміки. Розрахунки на сейсмонавантаження підтвердили, що вичерпання несучої здатності системи не перевищує 65%, забезпечуючи 35% запасу міцності. Захист від падіння окремих плиток забезпечується із запасом 57%.
На підставі отриманих результатів зроблено висновок про можливість використання навісних вентильованих фасадів типу «KMD VF» з плиткою RONSON 250×65×22 Busum у сейсмонебезпечних районах України.
Посилання
[1] R. Nascimbene, "Editorial: Seismic vulnerability assessment of structural and non-structural components in industrial plants", Front. Built Environ. vol. 9, 1289404, 2023. https://doi.org/10.3389/fbuil.2023.1289404.
[2] UK Research and Innovation (UKRI). Project: ISCREANE: Innovative Seismic Assessment of Critical Non-Structural Elements. [Online]. Available: https://gtr.ukri.org/projects?ref=EP%2FZ002842%2F1. Accessed on: June 17, 2024.
[3] B. Samali, P. Abtahi, "Evaluation of the effect of smart façade systems in reducing dynamic response of structures subjected to seismic loads", Earthquakes and Structures, vol. 11, Iss. 6, pp. 983-1000, 2016. https://doi.org/10.12989/eas.2016.11.6.983.
[4] L. Di Sarno, G. Magliulo, D. D'Angela, E. Cosenza, "Experimental assessment of the seismic performance of hospital cabinets using shake table testing", Earthquake Engng Struct Dyn, vol. 48, pp. 103-123, 2019. https://doi.org/10.1002/eqe.3127.
[5] O. Coppola, G. De Luca, A. Franco, A. Bonati, "Experimental tests for seismic assessment of ventilated façades", Procedia Structural Integrity, vol. 44, pp. 758-765, 2023. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2023.01.099.
[6] S. D’Amore, S. Bianchi, J. Ciurlanti, et al., "Seismic assessment and finite element modeling of traditional vs innovative point fixed glass facade systems (PFGFS)", Bull Earthquake Eng., vol. 21, pp. 2657-2689, 2023. https://doi.org/10.1007/s10518-023-01622-0.
[7] F. El-Wahed Mohamed Abd, S. Gaawan Moustafa, M. Yehia Mohamed, "Experimental and Finite Element Analysis on Seismic Performance of Composite Shear Walls with Embedded Cold-Formed C-Shape Steel Section", Trends in advanced sciences and technology, vol. 2, Article 1, 2025. https://doi.org/10.62537/2974-444X.1029.
[8] C. Aparicio-Fernández, J.-L. Vivancos, P. Ferrer-Gisbert, R. Royo-Pastor, "Energy performance of a ventilated façade by simulation with experimental validation, Applied Thermal Engineering", vol. 66, Issues 1–2, 2014, https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2014.02.041.
[9] Y. Henzerkyi, M. Barabash, I. Trusov, L. Pervushova, "Methods of assessing the seismic resistance of building structures and nuclear power plant structures in Lira-SAPR program", Strength of Materials and Theory of Structures, vol. 111, 2023. https://doi.org/10.32347/2410-2547.2023.111.125-139.
[10] K. Pelletier, C. Wood, J. Calautit, Y. Wu, "The viability of double-skin façade systems in the 21st century: A systematic review and meta-analysis of the nexus of factors affecting ventilation and thermal performance, and building integration", Building and Environment, vol. 228, 109870, 2023. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2022.109870.
[11] M. Ismaiel, Y. Chen, C. Cruz-Noguez, M. Hagel, "Thermal resistance of masonry walls: a literature review on influence factors, evaluation, and improvement", Journal of Building Physics, vol. 45(4), pp. 528-567, 2021. https://doi.org/10.1177/17442591211009549.
[12] DBN V.1.2-14:2018. Systema zabezpechennia nadiynosti ta bezpeky budivelnykh ob'yektiv. Zahalni pryntsypy zabezpechennia nadiynosti ta konstruktyvnoyi bezpeky budivel i sporud. UkrNDIproektstalkonstruktsiia. K.: Ministerstvo rehionalnoho rozvytku, budivnytstva ta zhytlovo-komunalnoho hospodarstva Ukrayiny, 2018.
[13] DBN V.1.2-2:2006. «Navantazhennya i vplyvy». UkrNDIproektstalkonstruktsiia. K.: Minrehionbud Ukrayiny, 2020.
[14] DBN V.1.2-6:2021. Osnovni vymohy do budivel i sporud. Mekhanichnyy opir ta stiykist, DP «Derzhavnyy naukovo-doslidnyy instytut budivelnykh konstruktsiy» (NDIBK), K.: Minrehion Ukrayiny, 2022.
[15] DBN V.1.2-9:2021. «Osnovni vymohy do budivel i sporud. Bezpeka i dostupnist pid chas ekspluatatsiyi», DP «Derzhavnyy naukovo-doslidnyy instytut budivelnykh konstruktsiy» (NDIBK), K.: Minrehion Ukrayiny, 2022.
[16] DBN V.1.1-45:2017. «Budivli i sporudy v skladnykh inzhenerno-heolohichnykh umovakh», DP «Derzhavnyy naukovo-doslidnyy instytut budivelnykh konstruktsiy» (NDIBK), K.: Ministerstvo rehionalnoho rozvytku, budivnytstva ta zhytlovo-komunalnoho hospodarstva Ukrainy, 2017.
[17] DBN V.1.1-12:2014. «Budivnytstvo u seysmichnykh rayonakh Ukrayiny», DP «Derzhavnyy naukovo-doslidnyy instytut budivelnykh konstruktsiy» (NDIBK), K.: Ministerstvo rehionalnoho rozvytku, budivnytstva ta zhytlovo-komunalnoho hospodarstva Ukrainy, 2014.
[18] DSTU B V.2.7-61:2008. Budivelni materialy. Tsekhla ta kameni keramichni ryadovi i lytsevi. Tekhnichni umovy (EN 771-1:2003, NEQ). LvivbudmNDIproekt. K.: Minrehionbud Ukrayiny, 2009.
[19] DBN V.2.2-41:2019. Vysotni budivli. Osnovni polozhennia. Naukovo-doslidnyi instytut budivelnoho vyrobnytstva (NDIBV). K.: Ministerstvo rehionalnoho rozvytku, budivnytstva ta zhytlovo-komunalnoho hospodarstva Ukrainy, 2019.
[20] DBN V.2.1-10:2018. Osnovy i fundamenty budivel ta sporud. Osnovni polozhennia. DP «Derzhavnyi naukovo-doslidnyi instytut budivelnykh konstruktsiy» (NDIBK). K.: Ministerstvo rehionalnoho rozvytku, budivnytstva ta zhytlovo-komunalnoho hospodarstva Ukrainy, 2018.
[21] DBN V.2.6-33:2018. Konstruktsiyi zovnishnikh stin iz fasadnoyu teployizolyatsiyeyu. Vymohy do proyektyvannya. K.: Minrehion Ukrayiny, 2018.
[22] DSTU-N B V.1.2-17:2016. Nastanova shchodo naukovo-tekhnichnoho monitorynhu budivel i sporud. K.: UKRARKHBUDINFORM, 2018.
[23] DSTU-N B EN 1998-3:2012. Yevrokod 8. Proyektuvannya seysmostiykykh konstruktsiy. Chastyna 3. Otsinka stanu ta vidnovlennya budivel (EN 1998-3:2005, IDT). Zmina № 1. K.: DP «UkrNDNTs», 2012.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 СУЧАСНЕ БУДІВНИЦТВО ТА АРХІТЕКТУРА
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
