Czytaj także -

Aktualne wydanie

okladka SS-7-8 2018-do Internetu

20180123-BANNER-160X600-V3-PL FENSTERBAUEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

konferencja 12 kwietnia 2018 1a

baner-2-krzywe

baner konferencja 12 2017

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 RODO

 

25575923 

  

480x100px RFT18 engl

 

abs banner 480x120 English

 

glass2018 480x120  

 lisec SS FastLAne

 

Ściany osłonowe z oszkleniem mocowanym mechanicznie. Część 2
Data dodania: 06.03.09

Nowoczesne elewacje, jakie pojawiły się w latach 90. w naszych miastach, to przede wszystkim lekkie ściany osłonowe z profili aluminiowych (najczęściej z przekładkami termicznymi) oraz z profili stalowych, również dzielonych przekładkami termicznymi. W rozwiązaniach tych podstawowymi materiałami, oprócz kształtowników metalowych, jest: szkło, okładzinowe płyty ceramiczne i kamienne, kasety aluminiowe bądź stalowe. 

 



Ze względu na swoje zalety techniczne, użytkowe, a także możliwość dostosowania się do dowolnej bryły budynku oraz tworzenie różnorakiej kolorystyki, chętnie są one projektowane przez architektów i obecnie stały się synonimem nowoczesności w budownictwie. Zapotrzebowanie na te rozwiązania powoduje ich dynamiczny rozwój pod względem ilościowym, a także powstawanie nowych rodzajów ścian osłonowych.

 


Tablica 2. Wzory obliczeniowe dla szyb mocowanych punktowo i punktowo-liniowo

Uwaga: W przypadku mocowania 6-punktowego w wytycznych UEAtc nie podano wzorów obliczeniowych dla szyby klejonej

 

Ocena obliczeniowa nośności i sztywności szyb

Oszklenia z szyb pojedynczych mocowanych mechanicznie (punktowo)

Metodę obliczeń opartą na półempi-rycznych zależnościach podano monolitycznych zaleceniach UEAtc [1]. Metoda obliczeń dotyczy oszkleń monolitycznych i klejonych z mocowaniem 4-punktowym w kombinacji z podparciem liniowym, oraz z mocowaniem 6-punktowym. We wszystkich przypadkach podparcie punktowe oraz liniowe jest przegubowe.


W tablicy 2 zestawiono wzory obliczeniowe, w tablicy 3 oznaczenia do wzorów.

 

Tablica 3. Oznaczenia

 

Schematy mocowania szyb, dla których obowiązują wzory z tablicy 2 podano we tablicy 4

 

Tablica 4. Schematy podparcia szyb

 

 

Wartości współczynników: a, b, j, S zestawiono w tablicach: 5, 6, 7 i 8

 

Tablica 5. Wartości a i b dla równomiernie obciążonej płyty mocowanej w 4 punktach przegubowo

Uwaga: w zaleceniach [1] podawane są współczynniki w zakresie b/a od 0,1 do 1,0

 

 

Tablica 6. Wartości a i b dla równomiernie obciążonej płyty mocowanej w 2 punktach przegubowo i na 1 krawędzi liniowej swobodnie podpartej

Uwaga: w zaleceniach [1] podawane są współczynniki w zakresie b/a od 0,5 do 2,0

 

 

Tablica 7. Wartości a i b dla równomiernie obciążonej płyty mocowanej w 1 punkcie przegubowo i na 2 krawędziach swobodnie podpartych

Uwaga: w zaleceniach [1] podawane są współczynniki w zakresie b/a od 0,5 do 2,0

 

 

Tablica 8. Wartości współczynników a, b i φ dla mocowania 6-punktowego

Uwaga: w zaleceniach [1] podawane są współczynniki w zakresie b/a od 0,3 do 1,5

 

 

 

Obliczenia wytrzymałościowe oszkleń z szyb zespolonych mocowanych mechanicznie (punktowo)

Uwagi ogólne

W metodzie obliczeń szyb zespolonych mocowanych punktowo wykorzystano wytyczne podane w opracowaniu [1] oraz [2]. Przedstawiona poniżej metoda obliczeń opiera się na zasadach obliczania litych oraz klejonych szyb mocowanych punktowo i liniowo-punktowo, z wykorzystaniem redukcji obciążenia powierzchniowego (wywołanego parciem lub ssaniem wiatru) w stosunku do pojedynczych warstw szyby zespolonej.

 

mocowanie punktowe

Rys. 4. Wymiary modelu obliczeniowego

 

Oznaczenia

Oznaczenia wykorzystywane w obliczeniach zestawiono w tablicy 9.

 

 

Tablica 9. Oznaczenia

 

Metoda obliczeń

Obliczenia przeprowadza się w dwóch etapach: Etap 1 - redukcja obciążenia, Etap 2 - wyznaczenie ugięć i naprężeń

 

Etap 1. Metoda redukcji obciążenia

Zakłada się, że przy oddziaływaniu wiatru, obciążenie zostaje przyłożone do zewnętrznej tafli szkła szyby zespolonej. Oddziaływanie wiatru zostaje rozdzielone na część obciążenia przypadającą na szybę zewnętrzną (bezpośrednio narażoną na oddziaływaniu wiatru), oraz szybę wewnętrzną (od wnętrza budynku).

 

Wzory obliczeniowe zamieszczono w tablicy 10.

 

 

Tablica 10. Wzory obliczeniowe do obliczeń szyby zespolonej mocowanej punktowo

 

 

Współczynnik BV wyznacza się z zależności od stosunków boków szyby zespolonej. Wartości współczynnika Bv zestawiono w tablicy 11.

 


Tablica 11. Współczynnik wymiarowy BV

 

Współczynnik k dla typowych wymiarów, zestawiono w tablicy 12.

 

 

Tablica 12. Wartości współczynnika k

 

Wartości pośrednie mogą być interpolowane.

 

Etap 2. Wyznaczanie ugięć i naprężeń Metodę obliczeń przyjęto na podstawie [1] przyjmując następujące założenia:

- obroty na podporach zawierają się w granicach amplitudy obrotu możliwego w danym systemie,

- odległość między osią zamocowań i brzegiem oszklenia nie przekracza 10 % największej odległości między kolejnymi zamocowaniami.

 

Zależności do obliczeń ugięć i naprężeń poszczególnych szyb zestawiono w tablicy 13.

 

 

Tablica 13. Wzory do obliczeń ugięć i naprężeń szyby zespolonej

 

Dla oszklenia monolitycznego grubość obliczeniową należy przyjmować równą minimalnej grubości wykonawczej.

W przypadku oszklenia z szyby pojedynczej monolitycznej ugięcie powinno być wyznaczone wg zależności

Wartości a i b dla szyb warstwy wewnętrznej lub/i zewnętrznej przyjmuje się jak do obliczeń szyby pojedynczej lub klejonej wg p. 7.

 

Sprawdzenie poprawności obliczeń

Obliczenia szyby monolitycznej

Obliczenia porównawcze wykonano dwoma niezależnymi metodami:

1. Metodą opisaną w p .7.1 wg wytycznych UEAtc [1]

2. Metodą Elementów Skończonych (MES) przyjmując numeryczny model obliczeniowy.

 

 

Do obliczeń przyjęto szybę monolityczna mocowaną 4-punktowo o grubości 10 mm o wymiarach HxS=2,12x1,12 m i rozstawie podpór h=2,0 mxs=1,0 m  - rys. 4

Model obliczeniowy podano działaniu obciążenia równomiernie rozłożonego odwzorowującego obciążenie wiatrem wartości 400 Pa.

 

 

Mapy naprężeń i ugięć przy obliczeniach metodą MES zestawiono na rys. 5 i 6

 

mocowanie punktowe

Rys. 5. Mapa ugięć

 

mocowanie punktowe

Rys. 6. Mapa naprężeń

 

 

Wyniki obliczeń zestawiono w tablicy 14.

 

 

Tablica 14. Porównanie wyników obliczeń

 

Wyniki obliczeń wg UEAtc i MES nie różnią się do siebie więcej niż 1%. Jest to bardzo dobra zbieżność wyników

- co oznacza, że są to metody równoważne.

 

 

Obliczenia szyby zespolonej

Obliczenia porównawcze wykonano dwoma niezależnymi metodami:

1. Metodą opisaną w p .7.2 wg wytycznych UEAtc [1]

2. Metodą Elementów Skończonych (MES) przyjmując numeryczny model obliczeniowy.
Model MES został zbudowany z dwóch tafli szkła i ramki dystansowej wg opisu poniżej i rys. 7

 

mocowanie punktowe

Rys. 7. Naroże szyby zespolonej

 

 

Do obliczeń przyjęto szybę monolityczna mocowaną 4-punktowo o w układzie warstw 8/16/6 o wymiarach HxS= =2,12x1,12 m i rozstawie podpór h=2,0 mxs = 1,0 m - tys.

- Wyniki obliczeń wg wytycznych UEAtc:

Rozdział obciążenia 70% szyba 8 mm, 30% szyba 6 mm

aa = 400-0,70 = 280 Pa, przy współczynniku φ dążącym do 0

Obliczenia przeprowadzono dla szyby 8 mm

maksymalne ugięcie 19,69 mm, naprężenie 17,88 MPa.

 

Mapy naprężeń i ugięć przy obliczeniach metodą MES dla szyby zespolonej zestawiono na rys. 8 i 9

 

mocowanie punktowe

Rys. 8. Mapa ugięć

 

mocowanie punktowe

Rys. 9. Mapa naprężeń 

 

 

Wyniki obliczeń zestawiono w tablicy 15.

 

Tablica 15. Porównanie wyników obliczeń

 

Podsumowanie

W przypadku oceny nośności i sztywności przeszklonych ścian osłonowych z punktowym mocowaniem mechanicznym poprawne wyniki obliczeń można uzyskać stosując uproszczone wzory zaproponowane w zaleceniach UEAtc dotyczących mocowania punktowego szyb litych o klejonych. Metoda ta była wielokrotnie stosowana w ITB do weryfikacji projektów ścian osłonowych.

Dynamiczny rozwój architektury lekkich ścian osłonowych w tym również ścian z oszkleniami mocowanymi punktowo, wymusił potrzebę rozszerzenia możliwości szybkiej i niezawodnej oceny nośności i sztywności. W tym celu w ITB została stworzona uproszczona metoda obliczeń bazująca na wytycznych UEAtc, ale dotycząca również szyb zespolonych. Półempiryczna metoda obliczeń pozwala na uzyskanie poprawnych wyników bez znajomości skomplikowanych numerycznych metod obliczeń (np. metody elementów skończonych).

Należy jednak pamiętać, że uproszczone metody obliczeń dotyczą jedynie prostych przypadków mocowania np. mocowanie 4-punktowe z symetrycznym rozmieszczeniem podpór. W bardziej skomplikowanych przypadkach nadal najbardziej efektywną metodą obliczeniową jest metoda elementów skończonych.



mgr inż. Artur Piekarczuk

Instytut Techniki Budowlanej Zakład Badań Lekkich Przegród i Przeszkleń

 

Wykorzystane materiały

[1] UEAtc Raport techniczny w sprawie akceptacji (aprobat) ścian z mocowanymi oszkleniami zewnętrznymi, CSTB luty 1998 r.

[2] Auszug aus der Bekanntmachung des Wirtschaftsministeriums uber die Erganzung und Anderung der Liste der Technischen Baubestim-mungen (LTB) vom 1. Oktober 2003 (Gemeinsames Amtsblatt Nr. 10. vom 30.09.2003) Anlage 2.6/1 „Technischen Regeln fur die Verwendung von linienformig gelagerten Verglasungen".

 

inne artykuły tego autora:

- Badania mocowania punktowego szkła, Artur Piekarczuk, Świat Szkła 9/2010

- Projektowanie bezpiecznych przeszkleń w ścianach osłonowych ze szkłem , Artur Piekarczuk, Świat Szkła 2/2010

- Weryfikacja badawcza numerycznych metod obliczeń szyb zespolonych , Artur Piekarczuk,  Świat Szkła 10/2008

- Wpływ warunków podparcia na wyniki obliczeń ugięć szyb wielkoformatowych pod obciążeniem równomiernie rozłożonym, Artur Piekarczuk, Świat Szkła 4/2008

- Metoda projektowania szyb zespolonych, Artur Piekarczuk, Świat Szkła 3/2008

- Metoda obliczeń ugięć okien PVC pod obciążeniem wiatrem , Artur Piekarczuk, Świat Szkła 7-8/2006 

- Ściany osłonowe z oszkleniem mocowanym mechanicznie Cz. 2, Artur Piekarczuk, Świat Szkła 6/2005

- Ściany osłonowe z oszkleniem mocowanym mechanicznie Cz. 1, Artur Piekarczuk, Świat Szkła 5/2005

patrz też:

Oszklenia mocowane punktowo - wymagania, metody badań i oceny , Krzysztof Mateja, Świat Szkła 9/2010

-  Szkło mocowane mechanicznie Część 2 , Robert Sienkiewicz, Świat Szkła 5/2010  

- Szkło mocowane mechanicznie Część 1 , Robert Sienkiewicz, Świat Szkła 4/2010   

- Analiza numeryczna konstrukcji szklanych mocowanych punktowo Cz. 2, Barbara Szczerbal, Dariusz Włochal, Adam Glema, Tomasz Łodygowski, Świat Szkła 6/2009 

- Analiza numeryczna konstrukcji szklanych mocowanych punktowo Cz. 1, Barbara Szczerbal, Dariusz Włochal, Adam Glema, Tomasz Łodygowski, Świat Szkła 4/2009  

- Badanie doświadczalne konstrukcji szklanych mocowanych punktowo, Barbara Szczerbal, Dariusz Włochal, Adam Glema, Tomasz Łodygowski, Świat Szkła 3/2009   

- Łączniki do punktowego mocowania szkła Cz. 3, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 3/2009 

Konstrukcje wsporcze fasad szklanych , Jan Gierczak, Świat Szkła 2/2009   

- Projektowanie szklanych konstrukcji mocowanych punktowo, Barbara Szczerbal, Dariusz Włochal, Adam Glema, Tomasz Łodygowski, Świat Szkła 2/2009    

- Łączniki do mechanicznego mocowania szklanych elewacji Cz. 2, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 2/2009   

- Łączniki punktowe w szklanych konstrukcjach, Barbara Szczerbal, Dariusz Włochal, Adam Glema, Tomasz Łodygowski, Świat Szkła 1/2009    

- Stosowanie mas uszczelniających do fasad, Szymon Nadzieja, Świat Szkła 9/2008

- Łączniki do mechanicznego mocowania szklanych elewacji Cz. 1, Zbigniew Czajka, Świat Szkła 6/2008

- Specyfika połączeń metalowo-szklanych i metody analizy, Maciej Cwyl, Świat Szkła 4/2008

- Rozwój fasad budynków reprezentacyjnych w oparciu o konstrukcje cięgnowe, Maciej Cwyl, Świat Szkła 2/2008 

- Konstrukcje cięgnowe w budownictwie wielkopowierzchniowym, Maciej Cwyl, Świat Szkła 11/2007

- Podstawy projektowania przeszkleń mocowanych punktowo, Marek Czupkiewicz, Świat Szkła 7-8/2007

- Wymagania techniczne i kryteria oceny ścian osłonowych wg PN-EN 13830 Cz.1, Krzysztof Mateja, Świat Szkła 4/2007 

- Silikony w mocowania punktowych i liniowych, Tomasz Wierzchowski, Świat Szkła 1/2007 

Modelowanie i analiza połączeń punktowych, Marcin Cwyl, Leszek Kwaśniewski, Wojciech Żurawski, Świat Szkła 10/2006 

- Badania punktowych połączeń klejonych w konstrukcjach fasad metalowo-szklanych, Marcin Cwyl, Wojciech Żurawski, Świat Szkła 7-8/2006 

- Fasada w "optyce łuskowej" , Świat Szkła 2/2006

- Mocowania punktowe jako takie, Maksymilian Rejman Novaglas , Świat Szkła 12/2005 

- Mocowania punktowe – utrzymają wiele, Gerhard Bertsch Langle Glas, Świat Szkła 11/2005

- Delikatne formy budowlane, Franz-Jörg Dall, Świat Szkła 9/2005

- POLIEDRA SKY GLASS fasada z punktowym mocowaniem szkła, METRA, Świat Szkła 3/2005

- Polski rodowód, GLASS-MAL, Świat Szkła 3/2005

- Modelowanie obciążeń klimatycznych szyb zespolonych. Część 2 , Zbigniew Respondek, Świat Szkła 1/2005

- Modelowanie obciążeń klimatycznych szyb zespolonych. Część 1 , Zbigniew Respondek, Świat Szkła 12/2004   

Bezramowe przekrycia i fasady szklane, Jan Gierczyk, Świat Szkła 10/2004

- Sprawdzone narzędzia, GUARDIAN, Świat Szkła 9/2004

- Połączenia w elewacjach szklanych, Jan Gierczak, Świat Szkła 6/2004

- Uwarunkowania techniczne projektowania i realizacji, Marcin Brzezicki, Świat Szkła 6/2004

- KDG w Warszawie, Krzysztof Sznajder, Maria Białoskórska POLRING-GLAS Świat Szkła 5/2004
 
- Pierwsza wrocławska podwójna fasada, Marcin Brzezicki, Magdalena Baborska-Narożny, Świat Szkła 5/2004

- Oszklenie mocowane mechanicznie – znak czasu, Bartosz Stasieńko Jordahl-Pfeifer, Świat Szkła 4/2004

- SPINIG – punktowe mocowanie szkła, GLASS-MAL, Świat Szkła 4/2004

- Przegrody z oszkleniem mocowanym punktowo, Krzysztof Mateja, Świat Szkła 12/2003

- Kopuła nad BLUE CITY, Jadwiga Wrzesińska , Świat Szkła 12/2003

- STRUCTURA system mocowania punktowego, Glaverbel, Świat Szkła 12/2003

- Planar – nowa śruba,  Świat Szkła 12/2002

- Okucia punktowe DORMA,  Świat Szkła 7/2002

- Szklane ściany mocowane mechanicznie  Cz. 3, Jolanta Lessig, Świat Szkła 4/2002

- Szklane ściany mocowane mechanicznie Cz. 2, Jolanta Lessig, Świat Szkła 2-3/2002

- Szklane ściany mocowane mechanicznie Cz. 1, Jolanta Lessig, Świat Szkła 1/2002

 


więcej informacji: Świat Szkla 6/2005

 

 

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik