Блог проектировщика

Расчет линзования стекол в стеклопакете

Появление линзы в стеклопакете неизбежно. И зависит от многих факторов, таких как: какой осушитель (молекулярное сито) применен в стеклопакете – необходимо учитывать влажность воздуха и абсорбцию влаги осушителем (т.е поглощение паров воды молекулярным ситом), ведь чем выше влажность в момент изготовления стеклопакета, тем больше влаги, после герметизации заберет осушитель из межстекольного пространства, тем самым создаться более разреженное состояние в стеклопакете по сравнению с воздухом вне стеклопакета, что приведет к избыточной внешней нагрузке  на стекла и как результат, — к вогнутости стекол, т. е к эффекту линзования. Далее немаловажно, как  собирался стеклопакет, — вертикально или же горизонтально, наличие ветровой нагрузки в период эксплуатации, повышение/понижение температуры, а также повышение/понижение атмосферного давления по сравнению с температурой и/или давлением  в момент изготовления стеклопакета.

 

Соответственно, мы можем всего лишь минимизировать эффект линзы. Эффект линзы, невооруженным взглядом начинает проявляться при прогибе стекла 1/350. Расчет линзы, я считаю, носит вероятностный характер, — как правило, мы не знаем температуру в цеху, при которой собирается стеклопакет, не знаем атмосферное давление в момент сборки стеклопакета, не знаем влажность воздуха в день сборки.

В целом, расчет необходимо проводить как минимум для двух ситуаций:

  1. Расчет экстремального режима (до ввода в эксплуатацию): замороженный долгострой, — минусовая температура на улице и в помещении одинакова.
  2. Расчет нормального режима эксплуатации: температура внутри помещения + 20 0С.

Ветровая нагрузка для двух вариантов принимается одинаковая.

 

Произведу расчет. В качестве примера, возьму условия максимально приближенные к повседневным.

  • город: Санкт-Петербург.;
  • габариты стеклопакета: ВхШ, мм,  2500 х 1800 мм.;
  • формула стеклопакета:
  • наружное стекло: 6 мм.
  • ширина дистанционной рамки: 16мм.
  • внутреннее стекло: 6мм.;
  • Температура в момент сборки стеклопакета: +180С.
  • Влажность в момент сборки стеклопакета: 70%
  • Атмосферное давление в момент сборки стеклопакета: 749 мм.р.ст.
  • Атмосферное давление в период эксплуатации стеклопакета: 775 мм.р.ст. (эти среднестатистические данные для г.Санкт-Петербурга, взяты из СН 481-75)
  • Атмосферное давление в период  экстремального режима эксплуатации стеклопакета: 793 мм.р.ст. (взял из недельной метеосводки на вторник, 7-е февраля 2012г.)
  • Температура в помещении, в период эксплуатации стеклопакета: +200С.
  • Тип местности: В
  • Высота установки стеклопакета: 5м.
  • Габариты здания: ВхШ, м.,  20 х 35 м.;
  • Аэродинамический коэффициент: с=0,8

 

Методика расчета: прогиб стекол в стеклопакете следует считать раздельно.

За основу расчета, взял формулы из зарубежных Нормативных документов, таких как DIN 1249, DIN 1055. И “Технические правила…” от 2005г. (Technische Regeln fur Verwendung von linienformig gelagerten Verglasungen (TRLV)).  Если у кого-нибудь из читающих этот блог, есть данные нормы в полном объеме (…эх-х, если еще и на русском языке), прошу прислать их мне, т.к, мне они не помешают.

Итак, возвращаюсь к алгоритму расчетов:

- один расчет на,     -  температурную нагрузку и атмосферное давление ;

- второй расчет на,  -  ветровую нагрузку.

Далее все результаты суммируются и переносятся на стекла в стеклопакете.

 

Согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» , выбираем  для зимнего периода:

t1 = -36°С (табл. 1 графа 7: «Абсолютно минимальная температура воздуха, оС»).

 

Расчет номер 1 : Нагрузка от воздействия температуры и атмосферного давления на стеклопакет.

 1. Определяем  объем стеклопакета в момент сборки:

formula_50

2. Выполняем расчет объема стеклопакета при экстремальном режиме:

formula_51

3. Выполняем расчет объема стеклопакета при эксплуатационной температуре:

formula_52

4. Находим среднюю температуру воздушной прослойки в стеклопакете:

formula_53

5. Определяем силу действующую на  стеклопакет при экстремальном режиме:

formula_54-2

 

6. Определяем силу действующую на  стеклопакет при эксплуатационной температуре:

formula_55aa-1024x251

 

7. Определяем цилиндрическую жесткость стекла:

formula_56

8. Определяем характеристическую длину стеклопакета:

formula_57

9. Определяем методом линейной интерполяции, безразмерный коэфф-т (Av)

Есть много способов линейной интерполяции, предлагаю один из них:

formula_58aa-1024x375

 

10. Определяем коэффициент жесткости стеклопакета:

formula_59

11. При учете коэффициента жесткости стеклопакета, расчетная нагрузка составит:

1. Для экстремального режима:

formula_60aa-1024x187

2. В режиме эксплуатации:

formula_61aa-1024x48

 

12. Определяем методом линейной интерполяции, безразмерный коэфф-т  ”Пси” (ψ):

formula_62

13. Вычисляем прогиб стекол в стеклопакете, для экстремального и эксплуатационного режимов:

formula_63aa-1024x742

 

 

 

Расчет номер 2 : Нагрузка от ветрового давления на стеклопакет.

formula_64

 

formula_65

 

Итог:

Прогиб стекол в стеклопакете, для экстремального режима эксплуатации, составляет:

14,438+14,438 = слипание стеклопакета. Вообщем здесь лекарство только одно,  - “поиграть” толщиной стекла. К примеру просчитать с наружным стеклом, толщиной от 8мм., и более.

Для нормального режима эксплуатации, прогиб составляет:

Наружное стекло: 7,324 мм. (атм. нагрузка)  + 6 мм. (ветровая нагрузка) = 13,324мм.

Внутреннее стекло: 7,324 мм. (атм. нагрузка) + … ->  вот здесь начинается самое интересное, — по логике,  наружное стекло забирает 55% ветровой нагрузки и давит на упругую воздушную подушку в межстекольном пространстве, а та в свою очередь с силой, равной 45% от ветровой нагрузки воздействует на внутреннее стекло (Распределение ветровой нагрузки взято из СН 481-75 п.3.7). Соответственно внутреннее стекло выгибается в сторону помещения на 3,6мм.!

Т.е., зазор между стеклами составит: 16мм – (7,324мм. + 6мм. + 7,324мм. -3,6мм.) = — 1,04мм. М-да, результат необнадеживающий– при данной ширине дистанционной рамке, стекла соприкоснуться.

Вообщем и здесь формула стеклопакета не прокатила.  А это значит что надо снова подбирать толщ. стекла.

Что еще могу заметить, — в немецких нормах ветровая нагрузка равная 100% воздействует также и на внутренние стекло (а не как у нас, равная 45%) . Также  они считают что внутреннее стекло вследствие ветровой нагрузки выгибается не в сторону помещения,  а в сторону улицы (может разработчики предполагали возможность возникновения сквозняка ?) .

Окончательный вывод, такой что у меня остался осадок, что работа выполнена только наполовину, т.к, прогибы стекла я посчитал, однако величины сопротивления стекла на изгиб (из этой методики расчета) так и  не узнал.

 

Навигация

Следующая статья:

Архивы
Наверх