Предпосылки проектирования
В дополнение к общим техническим утверждениям отдельных производителей, конструкция точечной арматуры регулируется в DIN 18008 [1]. Этот немецкий стандарт определяет два различных метода:
- Приложение B - Проверка/валидация моделей конечных элементов
- Приложение C - Упрощенный метод
Помимо различных вариантов расчета, существуют также конструктивные положения, особенно для пластинчатых фитингов, в которых указывается геометрическое расположение на стеклянной панели или формация в краевой области.
Исходные данные, используемые для анализа
Многослойное защитное стекло из термоупрочненного флоат-стекла 2 х 8 мм
Точечная фиксация PH 793 от Glassline GmbH (допуск Z-70.2-99 [3] ), цилиндрическая головка Ø 52 мм, сверление Ø 25 мм
Расчетная нагрузка qd = 4,5 кН/м²
Modellierung in RFEM nach dem vereinfachten System
В случае расчета стеклянной панели в соответствии с упрощенным методом, описанным в DIN 18008, Приложение C [1], панель может быть проанализирована без сверления отверстий. Существующая стеклянная фурнитура представлена пружинами. Существующая жесткость пружины указана в техническом одобрении, и в нашем примере она дает следующий результат:
CZ, max = 1/24 372 + 1/3 015 = 2 683 Н/мм
CZ, min = 1/15 386 + 1/1592 = 1443 Н/мм
CZ, sel = 2000 Н/мм
CV; x, y = 344 Н/мм
На основе указанных параметров рассчитываются следующие значения результатов.
Все соответствующие соотношения напряжений теперь можно рассчитать по формулам и параметрам, указанным в норме DIN 18008, приложение C [1].
Напряженная составляющая FZ :
Напряженная составляющая Mres :
Auf Grund gelenkiger Lagerung um die Achsen x, y und z entsteht kein zusätzliches Moment Mres.
Концентрация напряжений в зоне сверления:
σg = σg (3d) ∙ δg ∙ k = 9,6 ∙ 8/10,8 ∙ 1,6 = 11,4 Н/мм²
Определяющее значение расчетного напряжения в области фитинга получается из суммы отдельных компонентов.
Ed = 38,8 + 0,1 + 11,4 = 50,3 Н/мм²
Момент в пролете нужно рассматривать как заключительный шаг. В этом случае момент должен быть определен в статически определенной системе.
Управляющее напряжение в области пролета составляет Ed = 16,5 Н/мм².
Допустимое напряжение для многослойного безопасного стекла рассчитывается как
$$ {\ mathrm R} _ \ mathrm d \; = \; 1.1 \; \ cdot \; \ frac {{\ mathrm f} _ {\ mathrm k, \ mathrm {TVG}}} {{\ mathrm \ gamma } _ \ mathrm M} \; = \; 1.1 \; \ cdot \; \ frac {70} {1.5} \; = \; 51.3 \; \ mathrm N/\ mathrm {mm} ² $$
и, следовательно, дает результат общего расчетного отношения стекла η = 0,98.
В дополнение к выполненному здесь общему расчету напряжений, можно выполнить дополнительные расчеты для точных размеров стеклянной панели. Для этого можно руководствоваться нормативом.
Резюме
Приложение C к немецкой норме DIN 18008 содержит очень простые инструменты для расчета стеклянной фурнитуры с точечной опорой. С помощью табличных значений можно очень быстро оценить конструктивные свойства стеклянной панели и определить расчетное соотношение. Другой вариант указан в Приложении Б к норме. Этот метод расчета, основанный на модели из конечных элементов, будет объяснен в следующем разделе данной статьи.