Расчет и применение многослойного стекла

Техническая статья из области расчета конструкций и использования программ Dlubal Software

  • База знаний

Техническая статья

В области стеклянных конструкций применяются различные стеклянные и слоистые структуры, которые используются для различных целей. Обычно речь идет о следующих материалах: термополированное листовое стекло (флоат-стекло), частично закаленное стекло и упрочненное защитное стекло.

Флоат-стекло является основным продуктом из стекла, названным согласно процессу его производства. Данное стекло не имеет внутренних напряжений и поэтому его можно считать отожженным стеклом. Эти стекла используются, например, в оконных, фасадных конструкциях, а также в интерьере и производстве мебели.

Частично закаленное стекло и упрочненное защитное стекло - это изделия, которые производятся путем обработки флоат-стекла. При дополнительном нагреве стекла и последующем строго определенном процессе охлаждения возникают материалы с внутренними напряжениями. В результате такой обработки предварительное напряжение в поперечном сечении соответствует параболической кривой, что приводит к более высокой прочности стекла и более высокому сопротивлению растягивающему напряжению при изгибе.

В данном случае проводится различие между частичным и полным преднапряжением сечения. При этом конечно же можно достигнуть различных величин жесткости при изгибе, но также изменятся другие свойства, например, характер разрушения стекла. Упрочненное защитное стекло крошится при разрушении, что значительно снижает риск порезов. Частично закаленное стекло наоборот, как и флоат-стекло, имеет более грубый характер разрушения, который может быть решающим, например, для остаточной несущей способности потолочного остекления.

Многослойное стекло и многослойное защитное стекло

Многослойное стекло состоит из нескольких стекол, соединенных промежуточным слоем. В зависимости от требований, предъявляемых к стеклопанели, в программе можно отобразить различные ее свойства.

У многослойного защитного стекла, кроме того, предъявляются еще более высокие требования к промежуточному слою. При этом в случае боя стекла должна быть обеспечена требуемая безопасность, то есть должен быть снижен риск травмирования.

При расчете напряжений и деформаций согласно норме DIN 18008-1 не требуется учета сдвигового соединения, если оно благоприятно действует на конструкцию, однако данное соединение необходимо учесть в том случае, если оно ведет к возникновению более высоких напряжений или деформаций.

Учет в расчете

Простейшие алгоритмы применения нормы в случае без сдвигового соединения имеют следующий вид:

  • Рассчитать отдельную стеклопанель с половинной нагрузкой
  • Рассчитать эквивалентную толщину сечения

    Формула 1

    d* = d313  d32

а в случае со сдвиговым соединением:

  • Расчет стеклопанели двойной толщины (жесткое соединение)

В компьютерных расчетах, таких как в программе RFEM, доступны более удобные решения.

Например, в дополнительном модуле RF-GLASS, многослойная структура может быть выбрана из базы данных и составлена в соответствии с реальными требованиями.

Pисунок 01 - Ввод многослойной структуры

Опцию учета сдвигового соединения между панелями можно выбрать, отметив соответствующее поле в «Подробностях». При активации сдвигового соединения в качестве дополнительной опции доступна функция 2D или 3D расчета. Оба варианта основаны на том, что в 2D расчете автоматически создается эквивалентное сечение, а система рассчитывается по теории изгиба пластин.

Pисунок 02 - Подробности структуры

В 3D расчете отдельные слои моделируются в виде твердых тел, в результате чего влияние сдвигового соединения точно отображено на основе заданной жесткости. Данная функция дает наиболее реалистичные результаты, но в то же время требует больших временных затрат для вычислений.

Резюме

Компьютерный расчет с его дополнительными функциями позволяет смоделировать систему, для которой расчет вручную может быть слишком сложным или даже невыполнимым.

Автор

Dipl.-Ing. (FH) Ulrich Lex

Dipl.-Ing. (FH) Ulrich Lex

Разработка продуктов и служба поддержки

Г-н Лекс отвечает за разработку изделий для стеклянных конструкций и обеспечение качества программы RFEM.
Он также обеспечивает техническую поддержку для клиентов.

Ключевые слова

Многослойное стекло Многослойное защитное стекло Сдвиговое соединение Пленка ПВБ

Загрузки

Ссылки

Добавить комментарий...

Добавить комментарий...

  • Просмотры 1432x
  • Обновления 7. апреля 2021

Контакты

Связаться с Dlubal

У вас есть какие-либо вопросы по нашим программам или вам просто нужен совет?
Тогда свяжитесь с нами через бесплатную поддержку по электронной почте, в чате или на форуме или ознакомьтесь с различными решениями и полезными предложениями на страницах часто задаваемых вопросов.

+49 9673 9203 0

info@dlubal.com

RFEM Основная программа
RFEM 5.xx

Основная программа

Программное обеспечение для расчета конструкций методом конечных элементов (МКЭ) плоских и пространственных конструктивных систем, состоящих из плит, стен, оболочек, стержней (балок), тел и контактных элементов

Цена первой лицензии
3 540,00 USD
RFEM Стеклянные конструкции
RF-GLASS 5.xx

Дополнительный модуль

Расчет однослойного, ламинированного и многослойного стекла

Цена первой лицензии
1 120,00 USD