logo
Главная  |  Фирмы г. Самара - ОКНА  |  Фирмы г. Самара - ДВЕРИ  |  Фирмы г. Тольятти   |  Фирмы других городов   |  Каталог фирм   |  Реклама на сайте  |  Контакты 
Самара, Тольятти и другие г. Самарской области - все про пластиковые (пвх) окна, входные и межкомнатные двери, автоматические ворота и шлагбаумы, шторы, жалюзи.
Меню

Главная
Фирмы г. Самара - ОКНА
Фирмы г. Самара - ДВЕРИ
Фирмы г. Тольятти
Фирмы других городов
Каталог фирм
Профили ПВХ
Статьи
FAQ
Форум
Реклама на сайте
Контакты


 Профили ПВХ

Aluplast
ARTEC
Brusbox
Deceuninck
DIMEX
ECOPLAST
ECP PLASTICS
EXPROF
Funke Kunststoffe
GEALAN
GEVIS
Grain
KBE
KOMMERLING
KRAUSS
LAOUMANN
LG
MONTBLANC
Novotex
PLAFEN
PROPLEX
REHAU
SALAMANDER
SLIDORS
SOK
SYSTEM B.A.R.S.
TANTRONIX
TECOLINE
TROCAL
TRYBA
VEKA
VERATEC
WINHOUSE
WINSA
WINSEN
WINTECH


 Профили алюминиевые

ТАТПРОФ
PROVEDAL
Фурнитура

SIEGENIA

Влияние способа закрепления стеклопакетов на прочность стекол

Автор: А. Г. Чесноков
Дата: 14.08.2006
"СтройПРОФИль" 5 (51)

Традиционно в строительстве применялись стекла сравнительно небольших размеров, которые крепились по четырем сторонам (за исключением, пожалуй, витрин магазинов). Развитие архитектуры, доступность и улучшение качества стекла стали причиной увеличения размеров применяемого остекления [1]. Желание разнообразить архитектурный облик зданий тоже является причиной того, что стали применяться различные способы крепления стекол: по двум, трем, четырем сторонам, с помощью различного количества спайдеров. При этом очень часто не задумываются над тем, что разные способы закрепления стекол приводят к разным напряжениям и прогибам в них при эксплуатации. Недооценка роли способа крепления в обеспечении устойчивости конструкций может вызвать их разрушение. При проектировании рост напряжений и прогибов приходится компенсировать увеличением толщины стекол или уменьшением их размеров (на что архитекторы обычно не соглашаются). Увеличение толщины стекол, в свою очередь, приводит к увеличению нагрузки на строительные конструкции и росту цены остекления (что вызывает негативную реакцию заказчиков). Поэтому вопросы размеров стекол и способов их закрепления должны обсуждаться на начальном этапе проектирования остекления, а лучше — на начальном этапе проектирования здания, чтобы строительные конструкции гарантированно выдержали нагрузки от остекления.

Для понимания сути вопросов, сильно упрощая теоретические выкладки [2], следует отметить, что напряжение в стеклянной пластине можно приближенно считать прямо пропорциональным расчетной нагрузке и квадрату линейного размера пластины. Также оно обратно пропорционально квадрату толщины стекла. Прогиб же стекла пропорционален четвертой степени линейного размера пластины и обратно пропорционален кубу толщины стекла. Коэффициенты пропорциональности при этом зависят от способа крепления и соотношения сторон пластины. Под линейным размером понимается длина незакрепленной стороны, если мы говорим о прямоугольном стекле. В случае закрепления по всем сторонам всегда имеется в виду длина меньшей стороны. Приняв во внимание хотя бы эти соображения, мы можем сделать первый вывод: стекла, не имеющие незакрепленных или не-опертых сторон, подвержены гораздо меньшим напряжениям и прогибаются гораздо меньше. Также очень важно, из тех же соображений, чтобы длины незакрепленных сторон были наименьшими, если полное опирание невозможно. Таким образом, различные способы крепления стекла неравноценны с точки зрения устойчивости конструкции. Проиллюстрируем это на примере остекления с использованием стеклопакета размером 3 x 2 м (этот размер лежит в самом популярном на сегодня диапазоне — перекрывает всю высоту этажа и всю ширину окна). Для расчета мы выбрали пакет с дистанционной рамкой шириной 16 мм (самая удобная рамка с точки зрения теплотехники). Точечные крепления размещались в 100 мм от краев пакета.

Рассмотрим структуру расчетной нагрузки. Главными компонентами нагрузки являются:
- постоянные нагрузки — собственный вес, но в нашем примере стеклопакет расположен вертикально, поэтому его вес начинает влиять на прочность стекол только при неправильном (невертикальном) его монтаже и сильных прогибах стекол, что повышает требования к качеству монтажа остекления;
- высотные нагрузки, которые связаны с изменением атмосферного давления и характерной силы ветра с ростом высоты над уровнем основания;
- снеговые нагрузки, которые тоже существенны только для горизонтального и наклонного остекления;
- климатические нагрузки, возникающие из-за того, что условия эксплуатации стеклопакета (температура и давление) отличаются от условий при производстве, в России имеют существенно большее значение, чем в странах Западной Европы, и часто являются доминирующими;
- ветровые нагрузки или другие кратко-временные нагрузки.

Для примера мы рассмотрим остекление, расположенное вертикально на высоте не более 80 м от поверхности земли (20–25-этажное здание, каких сейчас много строят в Московском регионе). Расчетная ветровая нагрузка при этом составит 0,400 кН/м2 (согласно СНиП «Нагрузки и воздействия» [3]). Диапазоны колебаний наружной температуры и атмосферного давления приняты по СНиП «Строительная климатология» [4]. Каких-либо дополнительных эксплуатационных нагрузок не предусмотрено. Расчет производится по схеме, основанной на prEN 13474 [5, 6]. Данная схема отличается тем, что в ней происходит поэтапная проверка различных сочетаний нагрузок для выбора их наиболее опасной комбинации и вводятся различные коэффициенты запаса. В таблицах 1, 2 приведены значения прогиба и напряжения для наиболее неблагоприятного сочетания всех возможных нагрузок для разных способов закрепления стеклопакета и толщины стекол, обеспечивающие выполнение всех требований. Данные в таблицах начинаются со стеклопакета со стеклами толщиной по 6 мм, поскольку их обычно пытаются применить в этом случае из-за того, что у большинства производителей максимальная толщина стекол с низкоэмиссионными или солнцезащитными покрытиями как раз 6 мм, стекла с покрытиями большей толщины выпускаются только на заказ. Для сравнения приведен также вес стеклопакета. В случае, если стеклопакет не выдерживает какой-либо другой этап проверки, это отмечено отдельно.

В соответствии с ГОСТ 111-2001 [7] справочное значение напряжения на изгиб для листового стекла составляет 15 МПа, что при данной конструкции стеклопакета и размерах стекол соответствует допустимому напряжению в стекле (в случае использования флоат-стекла) 30,7 Н/мм2. Аналогично в случае использования закаленного стекла: по ГОСТ 30698-2000 [8] — 120 МПа, что соответствует 80,7 Н/мм2. Допустимый прогиб стекол в соответствии с BS 6180 [9] (не более 1/250 узкой стороны) равен 8 мм. Следует отметить, что проектировщики часто пренебрегают ограничениями на величины прогибов, считая их несущественными из-за отсутствия в отечественных нормативных документах. На самом деле это чрезвычайно важное ограничение по нескольким причинам: выполняемые прочностные расчеты основаны на предположении, что лист стекла находится в условиях упругой деформации, а при больших прогибах стекло переходит в зону хрупкого разрушения, где прочность стекла существенно падает, и разрушение происходит лавинообразно; при прогибах листа стекла он отклоняется от вертикали и появляется дополнительная нагрузка от собственного веса стекла, увеличивающая напряжение в стекле, что обычно не учитывается при расчетах вертикального остекления; при больших прогибах стекол в стеклопакетах возможно их разрушение из-за удара друг об друга, и так далее.

Для исследования точечных креплений мы использовали разработанные программы моделирования [2]. Следует отметить, что наша модель позволяет получить не только значение максимального прогиба и напряжения, но и распределение этих величин. Однако получаемые с ее помощью значения, как можно заметить, не совсем корректно сравнивать с расчетами по prEN, так как последние не явно содержат некоторый запас (учитывающий, в частности, разброс прочности материалов конструкции) и предполагают, что каждое из стекол пакета находится в наихудших для него условиях. Наша модель более «физична», но вычисления по ней чрезвычайно ресурсоемки. Кроме того, погрешность расчета напряжения довольно велика, что связано с математическими особенностями решаемой задачи. Поэтому мы приводим только величины прогибов. На приведенных иллюстрациях можно видеть, что наибольший прогиб внешнего стекла достигается в геометрическом центре, а внутреннего — в краевых зонах для 4-точечного крепления. Размещение в этих зонах еще двух узлов крепления существенно улучшает ситуацию: прогибы уменьшаются в 2–3 раза. Наибольшие напряжения при точечном креплении наблюдаются вблизи узлов крепления и на максимальном удалении от них — в середине стекла. Расчеты показывают, что для устойчивости остекления имеет значение как выбор способа закрепления, так и порядка расположения стекол в стеклопакете. При проектировании полезно помнить, что стоит рассмотреть вариант стеклопакета из стекол разной толщины. Оказывается также, что для остекления большой площади закрепление по двум сторонам или при помощи 4 точек часто нецелесообразно, ведь для обеспечения надежности требуется слишком тяжелая и дорогостоящая конструкция. Поэтому мы рекомендуем увеличивать число точек крепления до 6–8, если площадь элемента превышает 3–4 м2, и располагать их, разумеется, вдоль длинной стороны или по всем сторонам.


Литература
1. Чесноков А. Г. «Проблемы фасадного остекления». //«Стройпрофиль», № 5 (43), 2005, с. 76–77.
2. Краснопольский Б. И., Чесноков А. Г., Чесноков С. А. «Численное моделирование и расчет прочностных свойств стекла». // «Стекло и керамика», № 12, 2005, с. 14–17.
3. СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия».
4. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».
5. Проект prEN 13474-1 «Стекло в строительстве. Расчет оконных стекол». Часть 1: «Общее обоснование расчета».
6. Проект prEN 13474-2 «Стекло в строительстве. Расчет оконных стекол». Часть 2: «Расчет однородно распределенных нагрузок».
7. ГОСТ 111-2001 «Стекло листовое. Технические условия».
8. ГОСТ 30698-2000 «Стекло закаленное строительное. Технические условия».
9. Британские строительные нормы и правила BS 6180:1982 «Защитные преграды внутри и вокруг зданий».

 

Источник : http://www.winews.ru

Все про ОКНА

Пластиковые окна
Стеклопакеты
Профили ПВХ
Остекление
Фурнитура
Монтаж
Откосы
Технологии
Компании
Производство
Разное
 
Все про ДВЕРИ

Двери
Монтаж
 
Все про ВОРОТА

Автоматические ворота
 
Все про ШТОРЫ и ЖАЛЮЗИ

Шторы
Жалюзи
 
Анекдоты у ОКНА

Знаете почему блондинки во время грозы стоят у ОКНА? Потому, что они думают, что их фотографируют.

Читать дальше...




Информационный ресурс про окна, двери, ворота, шлагбаумы, шторы, жалюзи, откосы, кондиционеры в Самаре, Тольятти, Сызрани и других городах Самарской области.
   443099, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 94
   тел: +7 (846) 9724467   (для рекламодателей)
Copyright © okna-63.ru    
Создание сайтов в Самаре - NIKA