Obliczanie i zastosowanie szkła laminowanego

Szkło typu „float” jest podstawowym produktem szklanym, a jego nazwa opisuje proces produkcji. W takim szkle nie występują naprężenia samo-równoważące się, w związku z czym można je również nazwać szkłem wyżarzonym. Szkło tego typu jest wykorzystywane na przykład w konstrukcji okien, elewacji, we wnętrzach i do produkcji mebli.

Częściowo hartowane i bezpieczne szkło hartowane to produkty wytwarzane przez dalszą obróbkę szkła typu „float”. Poprzez następujące po sobie podgrzanie szkła, i późniejszy kontrolowany proces chłodzenia, powstają produkty o wstępnym stanie naprężenia. Powstały w ten sposób paraboliczny profil sprężania w przekroju zwiększa wytrzymałość szkła, które może przenosić większe naprężenia rozciągające przy zginaniu.

Rozróżnia się tu częściowe lub całkowite sprężenie przekroju. Oczywiście, osiągane są tym samym różne sztywności na zginanie, ale zmieniają się również inne właściwości, takie jak sposób kruchego pękania. Hartowane szkło bezpieczne, gdy pęka, ma wysoki stopień rozdrobnienia, co znacznie zmniejsza ryzyko skaleczeń. Natomiast w przeciwieństwie do szkła typu „float” szkło częściowo hartowane wykazuje szorstkie powierzchnie spękania i umiarkowane rozdrobnienie, co może być decydujące na przykład w przypadku zadaszeń szklanych, gdzie nawet po pęknięciu wymagana jest przynajmniej szczątkowa nośność.

Szkło laminowane i laminowane szkło „bezpieczne”

Szkło laminowane jest kombinacją kilku tafli szklanych, które są połączone warstwami pośrednimi. W zależności od wymagań dotyczących całej tafli szkła laminowanego, mogą być wyświetlane różne właściwości.

W przypadku laminowanego szkła bezpiecznego, warstwa pośrednia musi spełniać większe wymagania. Należy zapewnić wymagane bezpieczeństwo i zmniejszyć ryzyko odniesienia obrażeń w razie uszkodzenia szkła.

Zgodnie z DIN 18008-1 podczas obliczania naprężeń i odkształceń nie należy uwzględniać przenoszenia sił tnących między warstwami, jeżeli jest ono korzystne dla konstrukcji, lecz należy je uwzględnić, jeżeli powoduje ono większe naprężenia lub odkształcenia.

Uwzględnianie w obliczeniach

Najprostsze procedury zastosowania normy dla przypadku bez przenoszenia ścinania są następujące:

• Obliczenie pojedynczej szyby z połowicznym obciążeniem
• Obliczenie równoważnej grubości przekroju
  
  ${\mathrm{d}}^{*} = \sqrt[3]{{{\mathrm{d}}^3}_1}+{{\mathrm{d}}^3}_2$

  Wzór 1

a w przypadku przenoszenia ścinania:

• Obliczenie tafli podwójnej grubości (sztywny kompozyt)

W przypadku obliczeń wspomaganych komputerowo, jak w programie RFEM, dostępne są wygodniejsze rozwiązania.

Konstrukcja warstw, zwłaszcza w module RF-GLASS, może być wybrana w bazie danych i zbudowana zgodnie z rzeczywistymi specyfikacjami.

Wprowadzanie konstrukcji warstw

Opcja uwzględnienia przenoszenia ścinania (coupling) między taflami może zostać zaznaczona w polu wyboru „Szczegóły”. Dodatkową opcją jest obliczenie 2D lub 3D po aktywowaniu połączenia ścinanego. Podstawą tych dwóch opcji jest to, że w obliczeniach 2D automatycznie tworzony jest przekrój zastępczy, a układ jest obliczany zgodnie z teorią płyt.

Szczegóły dotyczące składu

W obliczeniach 3D elementy bryłowe są tworzone w miejscach poszczególne warstwy, przez co efekt przenoszenia ścinania jest przedstawiany dokładnie na podstawie zdefiniowanej sztywności. Opcja ta zapewnia najbardziej realistyczne wyniki, ale wymaga także najdłuższego czasu obliczeń.

Podsumowanie

Obliczenia wspomagane komputerowo wraz z dostępnymi opcjami ułatwiają analizę układów, które mogą być zbyt złożone lub nawet niemożliwe do zaprojektowania przez obliczenia ręczne.