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?
 
Hybrydowe dźwigary ze stali i szkła Część 2
Data dodania: 11.03.12

 

O nowym typie konstrukcji stalowo-szklanej, gdzie szkło – obok stali – jest równorzędnym materiałem konstrukcyjnym piszą autorzy pracy Entwicklung hybrider Stahl-Glas-Träger [1].

 

Zaznaczył się obecnie duży postęp w dziedzinie hybrydowych dźwigarów ze stali i szkła, gdzie smukłe pasy stalowe łączone są klejem z równie smukłymi szklanymi środnikami, dając w wyniku klasyczny przekrój dwuteowy. Zaletą liniowego sklejenia obu tych materiałów jest ich wzajemna, równomierna współpraca. Konstrukcyjna sprawność powstałego przekroju zależy od doboru kleju oraz od przyjętej geometrii (kształtu) samego połączenia. Poniżej kontynuacja rozważań na ten temat.

 

Dla opracowania wiarygodnych metod obliczeniowych dotyczących prognozy wytrzymałościowego zachowania się badanych połączeń klejonych wykonano drobne próby badawcze typu „push-out”, na bazie rachunku prawdopodobieństwa i statystyki matematycznej, w stosunkowo dużej liczbie.

 

 

Tutaj osobno przeanalizowano wpływy rozciągania i ścinania (tab. 1, VI, w I części artykułu) oraz oddziaływania uzależnione od geometrii fugi i rodzaju kleju.

 

Porównując zachowanie się ścieżek „siła-odkształcenie” dotyczących różnych grubości fugi, przy jednokierunkowym działaniu obciążenia, stwierdzono że połączenia typu U i L oraz wpustowe i czołowe – ze względu na swoją sztywność, wytrzymałość i odkształcalność – zachowują się bardzo podobnie (rys. 4). Nieco wyższa nośność połączeń typu U i L wynika z większej powierzchni przylegania kleju i z ograniczenia jego odkształcalności poprzecznej.

 

 

Wszystko to prowadzi do wniosku, że wyników prób typu „push-out” nie można jednak bezkrytycznie przenosić do prób dotyczących rzeczywistych elementów konstrukcyjnych, takich jak np. badane tu dźwigary hybrydowe. Istotny wpływ wywiera tu różna ściśliwość kleju i przyległych elementów połączenia – determinowana także lokalnym kształtem tego połączenia. Z rys. 5a wynika dobra zgodność sztywności według norm i tych płynących z badań typu „push-out” w przypadku ścinania, co nie potwierdza się jednak dla rozciągania (rys. 5b). Fakty te trzeba uwzględniać przy wyborze praw materiałowych i hipotez wytężenia potrzebnych do wykonania obliczeń metodą elementów skończonych (MES).

 

W podsumowaniu tych badań okazało się, że każda z przebadanych geometrii fugi, dla każdego kleju, może być stosowana (tab. 3). Największe różnice uwidaczniają się odnośnie powierzchni sklejenia, jakości wykonawstwa, ale też – estetycznego obrazu połączenia.

 

 

 

Wprawdzie, klejenie według typu U i L okazuje się bardziej wytrzymałe i odkształcalne, jednakże znaczniejsze są tu czynniki niekorzystniejsze, płynące z technologii wytwarzania tych połączeń. Ogólnie można stwierdzić, że – w każdych warunkach – najlepiej wypada tu zwykłe klejenie doczołowe.

 

 

Dotychczasowe badania wykorzystano dla przeprowadzenia prób na stalowych dwuteownikach hybrydowych, właściwych dla realnych konstrukcji. Dźwigary te poddano próbom zginania; przyjęto ich rozpiętości l=4,00 m.

Na rys. 6 pokazano odnośne stanowisko badawcze. W każdej serii badań utrzymano stały przekrój, zmieniając natomiast rodzaj zastosowanego kleju, przy czym użyto klejów K01, K05 i K07 (tab. 2).

Dźwigary hybrydowe obciążano aż do momentu zniszczenia szkła. Porównując te badania (rys. 7), można zauważyć wzrost siły niszczącej wraz ze wzrostem sztywności na ścinanie kleju.

 

 

Ocena naprężeń w środku rozpiętości dźwigarów (rys. 8) pokazuje, że różne nośności wynikają wyłącznie z różnych wielkości przynależnych sił normalnych występujących w półkach.

 

 

Obliczenia sprawdzające wykonane metodą elementów skończonych (MES) potwierdziły dane wyników eksperymentalnych – przy założeniu liniowości odkształceń kleju. Wyniki te pokazano na rys. 9.

 

 

Opracowano też uproszczoną analityczną metodę obliczeń opartą na wyznaczeniu efektywnego momentu bezwładności przekroju hybrydowego dwuteownika ze stali i szkła, z odpowiednio zmodyfikowanymi składnikami wzoru Steinera. Bliższe szczegóły tych obliczeń wybiegają poza główną tematykę niniejszej pracy i stąd tutaj je pominięto.

Ogólnie stwierdzono, że w badanych konstrukcjach hybrydowych dwuteowników ze stali i szkła dobrze spisują się kleje poliuretanowe, przynoszące w wyniku wysokie nośności przy niezłych właściwościach plastycznych. W porównaniu z tym, kleje z żywic epoksydowych dają dużo wyższe nośności, są jednak – wskutek swej kruchości i możliwości występowania pików naprężeń – mniej przydatne.

 

Z całości opisanych tu badań wynika podstawowy wniosek, że dla zastosowania modnych dziś zespolonych konstrukcji ze stali i szkła należy, ciągle jeszcze, wiele zainwestować w ich zaplecze naukowe. Trzeba wiedzieć, że za pięknymi, nowoczesnymi konstrukcjami kryje się wielki trud badawczych dociekań i naukowego rozpoznania.

 

 

prof. Zbigniew Cywiński
Politechnika Gdańska

 

Bibliografia
Abel B., Preckwinkel E.: Entwicklung hybrider Stahl-Glas-Träger. „Stahlbau“ 80(2011), 4, 218-225.

 

patrz też:

 

- Wydanie specjalne 05.2014: Konstrukcje przeszklone - obliczenia, wymagania i badania

 

- Wydanie specjalne 09.2013: Konstrukcje przeszklone - przepisy, projektowanie, montaż  


- Hybrydowe dźwigary szklane Przegląd badań i realizacji, Marcin Kozłowski, Marta Kadela Świat Szkła 03/2014

- Hybrydowe dźwigary ze stali i szkła. Część 2, Zbigniew Cywiński, Świat Szkła 1/2012

 

- Hybrydowe dźwigary ze stali i szkła. Część 1, Zbigniew Cywiński, Świat Szkła 11/2011

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

więcej informacj: Świat Szkła 1/2012

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik