Оконные системы с нестандартной геометрией требуют очень точного расчета и при этом нужно учитывать размеры - «экстремумы».

Оптимальные размеры элементов гарантируют надежную работу оконных систем. При этом габариты окон не должны препятствовать возможности надлежащего монтажа и последующего правильного функционирования как отдельных деталей, так и системы ПВХ в целом. Основные причины ограничения размеров ПВХ элементов:

Максимальные размеры элементов стеклопакета

Иногда требуется сделать почти невесомый каркас, чтобы ПВХ конструкция выглядела прозрачной и легкой. Но уменьшение количества стоек и ригелей ведет к применению более толстого стекла, что увеличивает нагрузку на каркас. А это, в свою очередь, накладывает свои ограничения на габариты стеклянного заполнения и прочих элементов. Зависимость максимальных размеров, составляющих стеклопакета выглядит следующим образом:

Прочность несущей конструкции оконной системы характеризуется показателем прочности на изгиб. Прочность на изгиб выражается следующей формулой: E*I. Модуль упругости Е оказывает решающее влияние на прочность на изгиб элемента конструкции. Можно, например, сравнить характеристики ПВХ и стали в оконном профиле:

Рама оконной конструкции представляет собой жестко защемленную на обоих концах балку, на которую действует трапецеидальная или треугольная нагрузка. В общем требуемый момент инерции под действием ветровой нагрузки определяется таким выражением:



Требуемый момент инерции при действии трапецеидальной нагрузки можно вычислить по формуле:

Несущая способность поперечного сечения при изгибе зависит от его геометрических параметров и ориентации относительно действия силы. Показатели поперечного сечения, которые учитывают форму и расположение площади - это моменты площади сечения. Бывают моменты площади сечения первого, второго и более высокого порядка.

Для расчета параметров окна как простой статической системы хватает момента инерции, который является моментом площади сечения 2-го порядка.

Моменты инерции рассчитываются с помощью решения сложных интегралов, которые приведены в табличных справочниках. На этой основе затем определяется момент инерции для многих простых сечений.

Для цельного прямоугольного сечения момент инерции рассчитывается следующим образом:

Как таковой модуль упругости – физическая постоянная, которая характеризует жесткость материала, т.е. способность сопротивляться упругим деформациям. Зависимость деформаций стеклянных элементов от жесткости можно представить следующим образом:

Как правило, несущей способности ПВХ-профиля недостаточно уже для сравнительно некрупных оконных конструкций. Для повышения прочности таких конструкций применяются стальные или алюминиевые элементы жесткости. Прочность в данном случае подразумевает сопротивление тела любым изменени­ям его формы. Поскольку оконные системы представляют собой довольно простые статические системы, расчет их прочности на растяжение используется не очень часто. Обычно рассчитывают прочность на изгиб.

В процессе эксплуатации на строительные конструкции в целом и на стеклянные в частности действуют различные деформации. При этом появляется сила, которая стремится восстановить исходные параметры и форму конструкции. Эта сила называется силой упругости, которая появляется из-за электромагнитного взаимодействия между атомами и молекулами вещества.

Наиболее распространенным видом деформации считаются деформации растяжения и сжатия:

Аэродинамический коэффициент давления ср, применяемый для расчета ветровых нагрузок на окна и фасады, находят по следующей формуле:

Переменные нагрузки на оконные конструкции - это нагрузки, возникающие при прислонении или облокачивании на конструкции людей. Существуют сосредоточенные нагрузки Р и равномерно распределенные поверхностные нагрузки р:

Глухое остекление

Глухое остекление - это система, в которой применяются окна без открывающихся створок. Основное преимущество такого типа остекления состоит в его экономичности, поскольку у окон без открывания нет фурнитуры, то это существенно снижает конечную стоимость конструкции. Однако глухое остекление имеет свои ограничения по применению: