Modellazione di vetri vincolati puntualmente 1

Articolo tecnico

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La trasparenza del materiale vetro non dovrebbe mai mancare in un edificio. Oltre agli usi tipici come le finestre, il vetro ha assunto un ruolo sempre maggiore per facciate, tettoie o anche come funzione di controvento per le scale. Naturalmente, gli architetti spesso stabiliscono uno standard di trasparenza molto elevato sull'ancoraggio dei vetri. Ciò richiede speciali sistemi di fissaggio per il vetro in grado di accoppiare le lastre di vetro

Sfondo di design

Oltre alle omologazioni tecniche generali dei singoli produttori, la progettazione di raccordi a punti è regolata dalla norma DIN 18008 [1] . Questa norma tedesca specifica due modi diversi:

  • Allegato B - Verifica/Convalida dei modelli di elementi finiti
  • Allegato C - Metodo semplificato

Oltre alle varie opzioni di progettazione, ci sono disposizioni costruttive - in particolare per i raccordi delle piastre - che specificano la disposizione geometrica su un vetro o la formazione nell'area del bordo.

Dati iniziali utilizzati per l'analisi

Il vetro stratificato di sicurezza dal calore rinforza il vetro float 2 x 8 mm
Puntale PH 793 di Glassline GmbH (omologazione Z-70.2-99 [3] ), testa cilindrica Ø 52 mm, foratura Ø 25 mm
Carico di progetto qd = 4,5 kN/m²

Figura 01 - 1 - Quote del modello

Modellazione in RFEM secondo il metodo semplificato

Nel caso del progetto della lastra di vetro secondo il metodo semplificato descritto nella norma DIN 18008, allegato C [1], la lastra può essere analizzata senza i fori. I raccordi di vetro esistenti sono rappresentati da molle. La rigidezza della molla esistente è specificata nell'omologazione tecnica e nel nostro esempio dà il seguente risultato:

CZ, max = 1/24.372 + 1/3.015 = 2.683 N/mm
CZ, min = 1/15.386 + 1/1.592 = 1.443 N/mm
CZ, sel = 2.000 N/mm
CV; x, y = 344 N/mm

Sulla base dei parametri indicati, vengono calcolati i seguenti valori di risultato.

Figura 02 - 2 - Reazioni vincolari - Risultati locali

Figura 03 - 3 - Tensioni - Risultati locali

Utilizzando le formule e i parametri forniti da DIN 18008, Allegato C [1], tutti i rapporti di sollecitazione rilevanti possono essere calcolati ora.

Componente stress FZ :
$${\mathrm\sigma}_\mathrm{Fz}\;\;=\;\;\frac{{\mathrm b}_\mathrm{Fz}}{\mathrm d²}\;\cdot\;\frac{\mathrm t_\mathrm{ref}^2}{\mathrm t_\mathrm i^2}\;\cdot\;{\mathrm F}_\mathrm Z\;\cdot\;{\mathrm\delta}_\mathrm Z\;=\;\frac{15,8}{25²}\;\cdot\;\frac{102}{82}\;\cdot\;1.964\;\cdot\;0,5\;=\;38,8\;\mathrm N/\mathrm{mm}²$$

Sottolineareres F componenti:
$$ \ begin {array} {l} {\ mathrm F} _ \ mathrm {res} \; = \; \ sqrt {\ mathrm F_ \ mathrm x ^ 2 \; + \; \ mathrm F_ \ mathrm y ^ 2 } \; = \; \ sqrt {11² \; + \; 4²} \; = \; 12 \; \ mathrm N \\ {\ mathrm \ sigma} _ {\ mathrm F, \ mathrm {res}} \; = \; \ frac {{\ mathrm b} _ {\ mathrm F, \ mathrm {res}}} {\ mathrm d²} \; \ cdot \; \ frac {{\ mathrm t} _ \ mathrm {ref}} {{] }} \; = \; \ frac {3.92} {25²} \; \ cdot \; \ frac {10} 8 \; \ cdot \; 12 \; \ cdot \; 0,5 \; = \; 0.1 \; \ mathrm N/\ mathrm {mm} ² \ end {array} $$

Sottolineare Mres componenti:
A causa del supporto incernierato attorno agli assi x, ye z, non vi è alcun momento aggiuntivo Mres .

Concentrazione di sollecitazione nell'area del foro:
σg = σg (3d) ∙ δg ∙ k = 9.6 ∙ 8/10.8 ∙ 1.6 = 11.4 N/mm²

Il valore della tensione di progetto dominante nell'area di raccordo risulta quindi dalla somma dei singoli componenti.
Ed = 38,8 + 0,1 + 11,4 = 50,3 N/mm²

Come passaggio finale, deve essere considerato il momento dell'intervallo. In questo caso, il momento deve essere determinato su un sistema definito staticamente.

Figura 04 - 4 - Analisi delle tensioni nell'area della campata

La sollecitazione di regolazione nell'area della campata è Ed = 16,5 N/mm².

La sollecitazione ammissibile per il vetro stratificato di sicurezza è calcolata come
$$ {\ mathrm R} _ \ mathrm d \; = \; 1.1 \; \ cdot \; \ frac {{\ mathrm f} _ {\ mathrm k, \ mathrm {TVG}}} {{\ mathrm \ gamma } _ \ mathrm M} \; = \; 1.1 \; \ cdot \; \ frac {70} {1.5} \; = \; 51.3 \; \ mathrm N/\ mathrm {mm} ² $$
e quindi fornisce il risultato del rapporto di progetto totale del vetro η = 0.98.

Oltre all'analisi generale delle sollecitazioni eseguita qui, è possibile eseguire ulteriori progetti aggiuntivi per le dimensioni esatte della lastra di vetro. Per questo, è possibile seguire lo standard.

Sommario

L'allegato C della norma tedesca DIN 18008 fornisce strumenti molto semplici per la progettazione di raccordi in vetro con supporto a punta. Utilizzando i valori della tabella, è possibile stimare molto rapidamente il comportamento strutturale della lastra di vetro e determinare il rapporto di progetto. Un'altra possibilità è specificata nell'allegato B della norma. Questo metodo di progettazione basato su un modello ad elementi finiti sarà spiegato nella prossima parte di questo articolo.

Riferimento

[1] DIN 18008-3: 2013-07
[2] Weller, B .; Engelmann, M .; Nicklisch, F .; Weimar, T .: Glasbau-Praxis: Konstruktion und Bemessung Band 2: Beispiele nach DIN 18008, 3 ° edizione. Berlino: Beuth, 2013
[3] Omologazione tecnica generale Z-70.2-99, data 4 ° di settembre 2014

Parole chiave

Fissaggio puntuale Supporto del punto di modellazione

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