Newsletter

Login Form



Czytaj także -

Aktualne wydanie

Okladka 01-2018

20180123-BANNER-160X600-V1-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

 

 

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

 

FF18 750x150px PL NEUGIERIG

 

   swiat szkla 750x100 2

 

lisec SS FastLAne

  

ERD480x100-en 

Ankieta

Czy montują Państwo lustra u klienta za pomocą kleju silikonowego?
 
Czy uważają Państwo, że klej do luster LAKMA jest lepszy od innych klejów dostępnych na rynku?
 
Czy stosują Państwo klej do luster firmy LAKMA?
 
Projektowanie szklanych konstrukcji mocowanych punktowo
Data dodania: 09.03.09

Zarówno w Polsce jak i w Europie brak jest norm i wytycznych dotyczących projektowania konstrukcji mocowanych punktowo. Firmy zajmujące się tego typu konstrukcjami mają opracowane własne systemy. Po przeprowadzeniu badań doświadczalnych firmy opracowują tablice, na podstawie których przyjmowane rozwiązania mają być bezpieczne i nie stanowią zagrożenia dla użytkowników danych konstrukcji. 

 

Kryteria projektowe
    Stateczność i przydatność do użytkowania szklanych konstrukcji musi być potwierdzona odpowiednimi obliczeniami. Przy rachunkowym określeniu wielkości miarodajnych obciążeń oszklenia i mocowań szkła należy wziąć pod uwagę wszystkie istotne wpływy (np. koncentracje obciążeń przy krawędzi wywierconego otworu, mimośród, odkształcalność podkonstrukcji, sztywność poszczególnych warstw pośrednich w stosunku do talerzy i tulejki, graniczną temperaturę od -20o do 80o itp.). Wybrany model statyczny i metoda obliczeń (np. metoda elementów skończonych) musi uwzględnić wszystkie pojawiające się obciążenia, a przyjęte wartości muszą leżeć po stronie bezpiecznej. Wszystkie niejasno określone założenia obliczeniowe są traktowane jako skrajne przypadki i rozpatrywane za każdym razem indywidualnie.


    Podstawowymi kryteriami projektowymi stosowanymi do rozwiązań wykorzystujących punktowe mocowanie szkła są, jak w klasycznym projektowaniu, naprężenia i przemieszczenia. Dla systemów punktowych określane są maksymalne naprężenia projektowe, które nie powinny być przekroczone dla większości najbardziej uciążliwych warunków. Ugięcie szklanego panelu jest rozpatrywane głównie ze względów estetycznego wyglądu fasady.

 

Przy projektowaniu konstrukcji mocowanych punktowo można mówić o trzech podstawowych kryteriach:
- ciężar jest przenoszony tylko w dwóch punktach mocowania,
- wszystkie inne mocowania są tylko dla obciążeń ruchomych i muszą umożliwiać ruchy,
- nie może występować kontakt pomiędzy metalem a szkłem.



    W systemach szklenia bezramowego konstrukcja nośna musi być zwymiarowana w taki sposób, aby przejmować ciężar szkła i wszelkie oddziaływania związane z czynnikami atmosferycznymi. Struktura nośna z kolei nie powinna przenosić żadnej siły na szkło, które przyjmuje tylko obciążenia związane z czynnikami atmosferycznymi. W systemach tego typu poszczególne szyby są od siebie niezależne, co powoduje, że nie przenoszą się między nimi żadne obciążenia i oddziaływania, niezależnie od konstrukcji nośnych, które mogą być oczywiście różnego typu.



Szkło
    Przy doborze szkła w systemach szklenia bezramowego z punktowym mocowaniem tafli należy brać pod uwagę to, że jest ono poddane bardzo dużym obciążeniom mechanicznym i musi tym obciążeniom sprostać. Należy też niezwykle starannie przeanalizować otoczenie, w jakim będzie to szkło montowane.

 

Ważne są również oraz zasady przekazywania obciążeń i pracujące powierzchnie styku między użytymi materiałami pod względem spełnienia dwóch zasadniczych uwarunkowań funkcjonalnych:
- precyzyjna kontrola warunków nacisku,
- zapewnienie odpowiednich warunków kinetycznych (możliwość przesuwu między poszczególnymi elementami składowymi konstrukcji),



    Istotny jest dobór sposobu podparcia szkła już na etapie projektowania, ponieważ jego rodzaj decyduje o uwzględnieniu bądź pominięciu obciążeń wynikających ze zmian temperatury i odkształceń konstrukcji wsporczej. Bardzo ważne jest, żeby konstrukcja wsporcza była zaprojektowana z uwzględnieniem tolerancji produkcyjnych i wymiarowych szyb oraz łączników użytych w trakcie realizacji. Należy uwzględnić tolerancje wielkości średnic otworów, przesunięcia w otworach cylindrycznych, jak również przesunięcie wzajemne szyb w VSG. Bardzo istotne jest, aby szyby wbudowywane były bez naprężeń wymuszonych. Przed montowaniem szyb należy przeprowadzić kontrolę krawędzi. Gdy uszkodzenia krawędzi są większe niż 15% grubości szyby nie należy montować takich szyb.


    W konstrukcjach ze szkłem mocowanym mechanicznie, z uwagi na zapewnienie bezpieczeństwa stosuje się tylko szyby o podwyższonej wytrzymałości. W fasadach mocowanych za pomocą łączników punktowych najczęściej stosuje się szkło hartowane termicznie ESG oraz szkło termicznie wzmocnione TVG, a także szyby laminowane – złożone z tych dwóch rodzajów szkła.



Okucia
    Okucia we wszelkich systemach szklenia bezramowego oraz we wszystkich innych rozwiązaniach wykorzystujących ideę punktowego podparcia szkła są niejako podstawą, bez której nie byłoby mowy o „systemie mocowań punktowych”. Uchwyty punktowe muszą być wykonane ze stali nierdzewnej o przynajmniej II klasie odporności na korozję.


    Bardzo istotnym elementem przy projektowaniu konstrukcji z mocowaniami punktowymi jest powierzchnia styku szkła ze stalowym łącznikiem. Nie można dopuścić, aby między szkłem, a stalą był kontakt bezpośredni. Dlatego też między tymi elementami stosuje się odpowiednio elastyczne podkładki z aluminium, nylonu, itp. Zetknięcie szkła, a dokładniej nieobrobionej krawędzi otworu ze stalą powoduje praktycznie natychmiastowe uszkodzenie i zniszczenie szklanej konstrukcji. Przekładki mają za zadanie zapobiegać takim sytuacjom. Umieszczana jest ona po obu stronach szklanej tafli w postaci płaskich „talerzyków” z ewentualnymi wypustkami, chroniącymi przed kontaktem wnętrza otworu z trzpieniem śruby.

 

 
 
 
 
  
 

Obciążenia
    Przy projektowaniu konstrukcji szklanych mocowanych punktowo należy uwzględnić obciążenia statyczne i dynamiczne. Należy dodatkowo uwzględnić wpływy powodujące zwiększenie naprężeń, takie jak wiercenie i wykroje w szkle.


    Bardzo ważnym obciążeniem, wpływającym na dobór szkła, jest obciążenie ciężarem własnym. Równie istotne, szczególnie przy projektowaniu fasad i dachów, jest obciążenie wiatrem, obliczane jako różnica ciśnienia na powierzchniach budowli oraz opory tarcia wywołane przepływem powietrza. Należy również brać pod uwagę obciążenie śniegiem, a także obciążenie liniowe i skupione od oddziaływania ludzi. Przy doborze poszczególnych elementów takich konstrukcji należy również uwzględnić obciążenie dynamiczne powstające od obciążeń udarowych i drgań.



Wytyczne techniczne
    Deutsches Institut für Bautechnik wprowadził ujednolicone wymagania, jakie powinny spełniać konstrukcje wykorzystujące punktowe trzymanie szkła, w dokumencie TRPV – Technische Regeln für die Bemessung und Ausführung punktförmig gelagerter Verglasungen. W Polsce wielu producentów korzysta również z tych wytycznych.


    Techniczne wymagania dotyczące wymiarowania i wykonywania opisane w TRPV dotyczą oszkleń podpartych punktowo: pionowych oraz poziomych (dachy), w zakresie dotyczącym aspektu stateczności i przydatności do użytkowania. Za oszklenie pionowe w rozumieniu niniejszej regulacji technicznej uznaje się wszystkie szklenia z odchyleniem od pionu nie większym niż 10o. Jako oszklenia dachów uznaje się w myśl niniejszych zasad wszystkie oszklenia z odchyleniem od pionu przekraczającym 10o.


    Szyby w konstrukcjach mocowanych punktowo mogą być mocowane wyłącznie jako wypełnienie. Znaczy to tyle, że każda pojedyncza szyba planowo może być jedynie obciążona ciężarem własnym, temperaturą i obciążeniem poprzecznym (np. wiatr, śnieg). Podkonstrukcja musi być sama wystarczająco usztywniona. Powierzchnie wiercenia muszą być gładkie i równe. Przesunięcie krawędzi na skutek dwustronnego wiercenia nie może być większe niż 0,5 mm. Krawędź otworu musi być fazowana po obu stronach szyby pod kątem 45o z fazą równą od 0,5 do 1,0 mm.

 

Elastyczne warstwy pośrednie, występujące między szkłem a stalowymi łącznikami, muszą być na tyle podatne, aby nie uszkodzić szkła na skutek dokręcenia mocowania, a na tyle twarde, żeby nie uległy zmiażdżeniu. Ich zdolność absorpcji wody nie może przekraczać 1%. Twardość dla warstwy pośredniej wg skali Shore’a (jest to skala stosowana do pomiarów twardości tworzyw sztucznych) zgodnie z normą DIN 53505 musi zawierać się w przedziale 60-80. Najczęściej spotyka się skalę Shore’a A i D. Gdy twardość jest większa niż 90 kończy się skala A i zaczyna się skala D. W skali A materiały są sprężyste i elastyczne. Skala D stosowana jest dla bardzo sztywnych materiałów konstrukcyjnych.


    Oszklone konstrukcje muszą być tak zaprojektowane, aby szyby mogły być montowane bez obawy, z uwzględnieniem tolerancji praktyki budowlanej i w warunkach eksploatacji (obciążenie temperaturą, podatności konstrukcji nośnej). W czasie montażu i eksploatacji nie może dojść do kontaktu szyby z innymi szybami oraz kontaktu szyby z twardszymi elementami konstrukcji.


    Przy projektowaniu konstrukcji z mocowaniami punktowymi należy wziąć pod uwagę to, aby wolna krawędź wystawała nie więcej niż 300 mm poza mocowanie szkła ograniczające powierzchnię wewnętrzną. Otwór w tafli szklanej musi być tak usytuowany, aby zarówno do wolnej krawędzi jak i do sąsiedniego otworu pozostawało co najmniej 80 mm.


    Wytyczne TRPV zawierają również wymagania dotyczące uchwytów talerzowych. Muszą one mieć obustronne, okrągłe talerzyki, których średnica wynosi co najmniej 50 mm. Konstrukcyjnie (dobór odpowiedniej średnicy tulejki) musi być zapewnione odpowiednie oparcie szkła na łączniku (odpowiednie osadzenie szyby), wynoszące co najmniej 12 mm. Grubość ścianki tulejki musi wynosić co najmniej 3 mm. Każda szyba VSG podparta wyłącznie punktowo musi być podparta co najmniej 3 łącznikami. Największy kąt zamykający trójkąt wyznaczony trzema mocowaniami punktowymi nie może przekraczać 120o (rys. 5).

 

 

Podsumowanie
    Wszystkie informacje i wytyczne dotyczące projektowania konstrukcji mocowanych punktowo dotyczą danych o szkle oraz sposobów mocowaniach. Nie ma norm, w których podane zostałyby wzory na obliczenia wytrzymałościowe, jak to jest w przypadku konstrukcji stalowych i żelbetowych. Systemy mocowań punktowych oferowane przez producentów opierają się jedynie na przeprowadzonych badaniach, na podstawie których stwierdzono, iż dane rozwiązanie konstrukcyjne jest poprawne. Brakuje konkretnie sprecyzowanych algorytmów obliczeniowych oraz programów komputerowych wspomagających projektowanie konstrukcji mocowanych na łącznikach punktowych.

 

Mgr inż. Barbara Szczerbal
Mgr inż. Dariusz Włochal
Dr hab. inż. Adam Glema
Prof. Tomasz Łodygowski
Instytut Konstrukcji Budowlanych
Politechnika Poznańska


Literatura:
1. B. Szczerbal, D. Włochal., Analiza eksperymentalna i numeryczna punktowych mocowań elementów szklanych. Praca magisterska napisana na Wydziale Budownictwa i Inżynierii Środowiska Politechniki Poznańskiej, promotorzy: prof. dr hab. inż. Tomasz Łodygowski, prof. dr hab. inż. Adam Glema, Poznań 2008.
2. TRPV – Technische Regeln für die Bemessung und Ausführung punktförmig gelagerter Verglasungen
3. Nowoczesne Systemy Mocowań – katalog firmy NOVAGLAS Maksymilian Rejman.
4. Klindt L., Klein W., Szkło jako materiał budowlany, Arkady, Warszawa 1982
5. Nowoczesne lekkie ściany isłonowe. 3. Konferencja Naukowo-Techniczna, Mągowo, 13-16.11-2001 r.

 

więcej informacji: Świat Szkła 2/2009  

 

wszytkie artykuły cyklu:

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

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

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

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

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

 

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik