INFLUENȚA IMPACT CARACTERULUI Presele factori și caracteristici marginile de bandă de glazurare starea lor de stres-tulpina
Utilizarea sticlei ca material de construcție are o tradiție îndelungată, în primul rând datorită unei proprietăți remarcabile, cum ar fi transparența. Problema utilizării sticlei silicate în volume mari în timpul construcției a apărut acum în legătură cu tendințele actuale ale arhitecturii asociate cu aspectul modern al clădirilor. Pentru modele cu silicat de sticlă, în primul rând, ar trebui să includă ferestre și uși de cadre în clădiri, fațade de clădiri translucide, pardoseli, scari, balustrade de scări, scări rulante, trotuare rulante, cabine lift și mine, acoperișuri și copertine.
Dezvoltarea pecial a primit acum utilizarea de modele de sticlă pentru decorarea fațadelor exterioare și o sticlă de dimensiuni considerabile, utilizate atât în convenționale, cât și în clădiri înalte (100 de metri înălțime și mai mult), ridicat în mai multe orașe ale țării. punerea în aplicare substanțială a sticlei în construcții a contribuit la progresele tehnologice moderne de fabricare a sticlei și metode de consolidare sticla, care permite pentru a obține ochelari, care prin puterea lor nu este inferior la mai multe metale și aliaje.
Acest lucru a contribuit la a da sticla o serie de proprietăți specifice asociate cu utilizarea de acoperire reflectorizant căldură, sticlă colorată, nu pierdeți camera la lumina directă a soarelui, și așa mai departe. D. Interesul în utilizarea sticlei în construcții este în creștere în fiecare an, precum și gradul de implementare a acestuia este în continuă creștere. Acest lucru este evident mai ales în exemplul Moscovei.
Construcția clădirilor înalte nu este doar o problemă tehnică, ci și una economică, legată în primul rând de lipsa de teren liber în centrul celor mai mari orașe. De asemenea, Moscova aparține unor astfel de orașe.
Trebuie remarcat faptul că absența unui cadru de reglementare adecvat pentru astfel de clădiri împiedică în mod semnificativ construcția de clădiri, folosind mai multe etaje de sticlă ca material al viitorului. Potrivit experților, mod natural din această situație poate servi ca un program de construcție a clădirilor înalte înălțime de 35 - 50 sau mai multe etaje, pe baza unui studiu cuprinzător al impactului condițiilor climatice asupra elementelor structurale ale sticlei în domeniul construcțiilor. Acești factori, în primul rând, ar trebui să includă aspecte legate de efectuarea unui studiu complex de date meteorologice cu privire la sarcini de vânt și efectele termice ale mediului, ținând cont de schimbările în ajustarea acestora în conformitate cu numărul de etaje ale clădirilor în domeniul construcțiilor și o serie de alți factori. Conform anumitor parametri ai impactului extern, astfel de date sunt disponibile, însă, în general, problema rămâne în prezent nerezolvată.
După cum sa menționat mai sus, în geamurile clădirilor înalte, este necesar să se ia în considerare schimbarea presiunii cu altitudine. De exemplu, în panoul la 1,5x1,5 m placă pătrat de 4 mm sag sticlă groasă la centrul său, în cazul muchiei suport simplu, la o înălțime de 100 m va fi de 6,8 mm, ceea ce este destul de mult, mai ales pentru sticlă, având în vedere distanța mică între ochelari. Pentru grosimea plăcii de 8 mm va fi o deviere de 0,85 mm, iar pentru m deflexie placă 1x2 dreptunghiulară va fi de 3 mm pentru o grosime a plăcii de 4 mm și 0,38 mm pentru o grosime a plăcii de 8 mm. Este stabilită amploarea schimbărilor de presiune atmosferică pentru regiunea Moscovei. etapa baric este (= 102 Pa 1 hPa (hectopascal)), m. E. La 0 ° C și o presiune de 1000 hPa (la o înălțime de 0 m) cu creșterea înălțimii presiunii atmosferice 8 m scade la 1 hPa 8 m / hPa.
Cu o temperatură în creștere, stadiul de presiune crește cu aproximativ 0,4% pe grad. În aer cald, presiunea cu altitudine scade mai încet decât în cea rece. Cu o creștere de 80 m, presiunea scade cu 10 hPa, respectiv, cu o creștere de 100 m, presiunea scade cu 13 hPa, etc. Fluctuațiile zilnice în Moscova sunt de 9 hPa. Cu dimensiuni mari de sticlă, picăturile de presiune cu altitudine pot avea un efect semnificativ asupra creșterii tensiunilor și deformărilor ochelarilor în geamurile cu geam dublu.
Cu toate acestea, un impact mai semnificativ asupra stresului-tulpina de stare a geamurilor, inclusiv a sticlei izolante, este exercitată de presiunea vântului. Se remarcă faptul că la Moscova viteza reală a vântului pentru perioada rece (iarna) a anului este de 4,9 m / s. La o altitudine de 200 m de la nivelul solului, cu o stare stabilă a atmosferei, acesta poate crește până la 8 m / s. Cu rafale de 15-20 m / s, presiunea poate crește la 20-40 kgf / mp. m. Astfel de încărcături pentru geamurile cu geam dublu de dimensiuni considerabile necesită creșterea rezistenței și rigidității plăcilor de sticlă. Vânturile puternice din ultimii ani de la Moscova au fost remarcate în 160, 1965, 1966, 1973. În 1983, rafalele de vânt au ajuns la 24 m / s sau 90 km / h, ceea ce corespunde unei presiuni de 40 kgf / mp. m. În același timp, a avut loc o schimbare a vitezei vântului în înălțime. Se constată că, la o altitudine de 100 m depășește 5 metri marca în apropierea Moscovei crescând presiunea vântului de aproape 3 ori și se ridică la 0,45 kPa, ceea ce afectează în mod semnificativ parametrii de rezistență ai sticlei dimensiunea considerabilă izolatoare.
Astfel de diferențe de presiune în altitudine, conform multor experți, necesită introducerea zonării încărcării vântului pe podea, în special pentru fiecare construcție de teren a clădirilor înalte. Dezavantajele practicii în construcția de clădiri înalte și o relatare slabă a dependenței de mărimea presiunii asupra sarcinii vântului duce, într-o serie de cazuri, la o suprasaturație a geamurilor. Pentru referință, tabelul prezintă valorile presiunii care acționează asupra geamului, în funcție de viteza vântului.
În plus față de factorii de mai sus, valoarea condițiilor de presiune și temperatură atmosferică de asamblare și funcționare condițiile de izolare din sticlă (regiune), un efect semnificativ asupra ochelarilor de stat stres-tensometrice. Se știe că Moscova este cea mai rară capitală a lumii. Exploatarea produselor occidentale la temperaturi scăzute în condițiile iernii ruse necesită o rafinare specială. În plus este necesar estimarea numărului de camere în unități din sticlă izolatoare, cu lățimea lor, și grosimea sticlei. Trebuie remarcat faptul că unitatea de sticlă germană este mai sensibilă la schimbările de temperatură decât geamurile convenționale.
Funcționarea acestor geamuri cu geam termopan în condițiile iernii rusești poate duce la distrugerea lor. Se constată că reducerea temperaturii la 20 ° C, la care geamurile destinate la minus 25 ° C în timpul funcționării duce la o reducere a presiunii în camera de cantitatea de sticlă 0,0153 MPa, care depășește magnitudinea vântului și poate duce la un „colaps“ al unității de geam la grosimi mici ale camerelor de aer, adică la distrugerea lor.
Astfel condițiile de temperatură diferite ale asamblării și funcționării (zona, timp de ani) conduce la o modificare ca urmare a schimbărilor în sistemele de calcul parametrii de rigiditate reformularea circuitului (sigilare) materiale. De asemenea, trebuie remarcat faptul că, atunci când sunt expuse la vânt atât sarcini diferența de temperatură producătoare de sticlă și funcționare, printr-o cameră fantă de aer este stabilită o conexiune între deformarea geamurilor interioare și exterioare în geamul dublu exterior și. Prin urmare, este necesar să se efectueze calcule de rezistență atât pentru ochelari externi, cât și pentru ochelari interni care lucrează împreună în aceste condiții.
Nu mai puține probleme importante în geamurile clădirilor apar atunci când ferestrele sunt încălzite în timpul verii și iarna. O trăsătură specifică a ruperii este asociată cu necesitatea de a permite relaxarea proprietăților sale de rezistență datorită apariției microfisurilor în tehnologia sticlei cu tăișurilor în timpul fabricării sticlei izolatoare. Prezența unor astfel de micro-crăpături duce la o scădere a rezistenței sticlei. Întinderea tensiunilor la marginea sticlei se datorează diferenței de temperatură în partea centrală și la margine.
De exemplu, în afara iernii sunt reci, aerul cald venind din afara incintei, încălzește suprafața sticlei a zonei centrale a geamului, iar temperatura marginii sticlei, închis profil fereastră rămâne inferioară. Riscul de fractură care începe la marginile ochelari, ochelari de soare crește, absorbind radiația termică cea mai mare parte, sub influența pe care partea centrală a plăcii devine foarte fierbinte, iar marginile rămân reci.
Astfel de modificări obișnuite (nu extreme) ale temperaturii pot duce, în unele cazuri, la distrugerea paharelor de silicat. Se stabilește că atunci când diferența de temperatură dintre centru și marginea sticlei atinge 40 ° C, probabilitatea de distrugere ajunge la 20%. Cu o diferență de temperatură de 55 ° C, probabilitatea de distrugere este aproape de 50%. Cu o diferență mai mare de temperatură între centrul și marginea sticlei, probabilitatea de distrugere poate atinge 100%.
Un alt aspect important în abordarea problemei creării unei operațiuni de încredere este condiții adecvate de proiectare geamuri de fixare zonele de margine, permițându-vă să selectați grosimea sticlei optimă în ferestre cu geamuri duble încărcate. Un astfel de proces se realizează ca rezultat al calculelor preliminare ale rezistenței geamurilor cu geam termopan bazate pe utilizarea schemelor moderne de proiectare. În mecanica clasică există diferite opțiuni pentru specificarea condițiilor limită de graniță.
Cele mai renumite dintre ele sunt următoarele:
- Suportul articulat al marginii plăcii de sticlă de-a lungul întregului perimetru.
- Fixarea rigidă a muchiei geamului, care se realizează datorită absenței deformărilor în etanșarea sticlei și a unghiurilor de rotație.
- Susținerea marginea plăcii de sticlă de-a lungul întregului perimetru pe grinzi elastice de rigiditate finită sau garnituri elastice de umplutură.
- Fixați placa de sticlă la punctele de colț.
- Diferite combinații de variante ale acestor scheme.
În acest caz, în schemele 2, 3 și 4 există tensiuni la marginea sticlei [1, 2]. Trebuie remarcat faptul că utilizarea schemei de calcul sau a acelei scheme de calcul în calcul conduce la diferite valori ale tensiunilor și deviațiilor atât în centrul plăcii, cât și la marginea acesteia. Prin urmare, este deosebit de important să se țină seama de valoarea limitei de rezistență pe termen scurt a sticlei pentru margine. Nu se iau în considerare cazuri de rezistență pe termen lung (oboseală statică) de sticlă din această lucrare.
Pentru comparație, prezentăm câteva rezultate ale calculelor de rezistență ale plăcilor de sticlă sub influența încărcării vântului, în funcție de condițiile de fixare a muchiei sticlei (condiții limită) formulate mai sus. În acest sens, luați în considerare o placă pătratică din sticlă silicică cu dimensiuni plană de 1,5x1,5 m și o grosime de 6 mm. Sarcina este distribuită uniform - presiunea din vânt. Viteza vântului a fost estimată la 80 km / h. Au fost efectuate calcule pentru două variante de condiții limită.
- Plăcuța este articulată pe contur la suportul nedeformat.
- Plăcuță, susținută la punctele de colț (fixare pe glisiere).
În prima variantă, tensiunile maxime apar în centrul plăcii și sunt de 5,6 MPa.
În cea de-a doua variantă, eforturile în centrul plăcii sunt de 13 MPa, iar presiunile maxime apar la marginea sa și se ridică la 17,8 MPa. Valoarea deflecției în centrul plăcii crește cu mai mult de 6 ori față de prima variantă.
După cum se poate observa, modificarea condițiilor de fixare afectează în mod semnificativ starea de tensionare-tensionare a plăcii de sticlă la încărcare.
Trebuie remarcat faptul că, cu înălțimi semnificative ale clădirilor, trebuie maximizate condițiile de siguranță pentru ferestrele operate.
În primul rând, ele includ incapacitatea de a distruge sticla de efectele unor factori accidentali neprevăzuți de impact extern, o probabilitate scăzută de rănire a oamenilor în caz de spargere a sticlei, precum și o serie de alți factori. În acest caz, traumatismul persoanelor este redus semnificativ atunci când se utilizează ochelari laminați în cazul distrugerii straturilor individuale.
Trimiteți-le prietenilor: