Výpočet a použití vrstveného skla

Plavené sklo je základní skleněný produkt, jehož název se odvozuje od způsobu jeho výroby. Tato skla nemají žádné vlastní napětí, a lze je tedy označovat také jako nepředpjatá skla. Tato skla se používají například do okenních tabulí, fasád, vnitřních prostor i při výrobě nábytku.

Tepelně zpevněné sklo a tvrzené bezpečnostní sklo jsou oproti tomu produkty, které se vyrábějí úpravou plaveného skla. Dodatečným ohřátím skla a následným pevně daným postupem ochlazení vznikají produkty s vlastní napjatostí. Díky této úpravě skla má napětí po průřezu parabolický průběh, v důsledku čehož mají tato skla vyšší pevnost a odolávají větším napětím v tahu za ohybu.

Rozlišujeme přitom mezi částečným nebo úplným předpětím průřezu. Tím lze u skla samozřejmě dosáhnout různé tuhosti v ohybu, mění se však také další vlastnosti, jako je například způsob jeho rozpadu při rozbití. Tvrzené bezpečnostní sklo se při rozbití rozpadá na malé úlomky, čímž se podstatně snižuje nebezpečí poranění. Naopak tepelně zpevněné sklo se podobně jako plavené sklo rozpadá při rozbití na větší kusy, což může být rozhodující například pro zbytkovou únosnost stropního zasklení.

Vrstvené sklo a vrstvené bezpečnostní sklo

Vrstvená skla se skládají z několika skleněných tabulí spojených mezivrstvou. Podle toho, jaké požadavky má sklo splňovat, lze modelovat různé vlastnosti.

U vrstveného bezpečnostního skla se mimoto kladou ještě větší nároky na mezivrstvu. V případě rozbití by přitom měla být splněna požadovaná bezpečnost, a tudíž sníženo riziko poranění.

Při výpočtu napětí a deformací se smí podle DIN 18008-1 zanedbat smykové spřažení, pokud má příznivý účinek na konstrukci. Musí se ovšem zohlednit, pokud z něho vyplývají větší napětí nebo deformace.

Zohlednění při výpočtu

Nejjednodušší postupy pro uplatňování normy jsou v případě bez smykového spřažení:

• Výpočet jednotlivé tabule při polovičním zatížení
• Výpočet ekvivalentní tloušťky průřezu
  
  ${\mathrm{d}}^{*} = \sqrt[3]{{{\mathrm{d}}^3}_1}+{{\mathrm{d}}^3}_2$

  Vzorec 1

a v případě se smykovým spřažením:

• Výpočet tabule s dvojitou tloušťkou (tuhé spřažení)

V případě počítačem podporovaných výpočtů jako v programu RFEM jsou k dispozici pohodlnější řešení.

Zejména v modulu RF-GLASS lze vybrat skladbu vrstev z databáze a uzpůsobit ji konkrétnímu zadání.

Zadání skladby vrstev

Možnost zohlednit smykové spřažení mezi vrstvami lze vybrat označením příslušného políčka v „Detailech“. Při aktivaci smykového spřažení lze navíc zvolit buď 2D nebo 3D výpočet. Při 2D výpočtu se automaticky vytvoří náhradní průřez a systém se počítá podle teorie desek.

Detaily o skladbě vrstev

Při 3D výpočtu jsou jednotlivé vrstvy modelovány jako tělesa, přičemž se přesně uvažuje účinek smykového spřažení na základě zadané tuhosti. Při zvolení této možnosti dosáhneme nejreálnějších výsledků, je ovšem také třeba počítat s delší dobou výpočtu.

Shrnutí

Počítačem podporovaný výpočet představuje pro odborníky možnost modelovat systémy, které by byly eventuálně pro ruční výpočet příliš náročné anebo u nichž je ruční výpočet zcela vyloučen.