ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ВЕРИФИКАЦИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОДСИСТЕМЫ НАВЕСНОГО ВЕНТИЛИРУЕМОГО ФАСАДА ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ

Аннотация

Навесные вентилируемые фасады (НВФ) - один из наиболее действенных способов тепловой защиты зданий в условиях резко континентального климата. Ранее авторами предложена методика «граничной оптимизации» топологии подсистемы НВФ на основе метода конечных элементов (МКЭ): увеличение шага кронштейнов с 600 × 600 мм до 1000 × 1000 мм снижает коэффициент тепловой неравномерности с 8,33 % до 3,0 % при напряжениях не более 75 % предела текучести материала. Однако экспериментальная проверка этих прогнозов при сейсмических нагрузках отсутствовала, что ограничивало применение методики в проектной практике. В настоящей работе выполнена экспериментальная верификация КЭ-модели подсистемы НВФ при динамическом нагружении для вылетов кронштейна 150 и 200 мм при шаге 600 × 600 мм. Научная новизна состоит в количественном обосновании стратегии КЭ-моделирования путём прямого сопоставления расчётных и экспериментальных эквивалентных напряжений по Мизесу и перемещений, с физическим объяснением их систематического расхождения. Испытания проводились на натурных образцах (1:1) на одноосном электродинамическом вибростенде; сейсмическое воздействие задавалось синтетическими акселерограммами для грунта III категории при сейсмичности 8 и 9 баллов (МСК-64). Деформации измерялись тензорезисторами, перемещения - лазерными датчиками, для четырёх конфигураций в двух направлениях. Полученное расхождение 12,0-12,6 % укладывается в порог верификации ±15 %, подтверждая пригодность стратегии КЭ-моделирования для инженерных расчётов и создавая экспериментально обоснованную базу для распространения методологии «граничной оптимизации» на увеличенные шаги кронштейнов (800 × 800 и 1000 × 1000 мм) и другие сейсмически активные регионы.