Реклама
Цікаво

Руйнівні навантаження на скла



  Руйнівні навантаження на скла Проаналізуємо більш докладно характер руйнування скла під дією різних навантажень. Специфічною особливістю скла є необхідність обліку ослаблених за рахунок технологічних мікротріщин крайок, на яких власне і виникають максимальні напруги вигину. У цьому зв'язку можна говорити про те, що найбільший ризик руйнування існує на крайках скла. При цьому причиною руйнування скла, яке починається з краю (де скло було відрізано), є локальні напруження розтягу. Якщо на краю скла вже є тріщина або мікротріщина, навіть невеликі крайові розтягують напруги руйнують скляну пластину. Температурні навантаження Розтягуючі крайові напруги можуть бути викликані різницею температур в різних частинах скла. Коли на вулиці стоять зимові морози, тепле повітря, що йде назовні зсередини приміщень, нагріває поверхні скла. При цьому температура крайової зони скла, закритою віконним профілем, як правило, нижче за температуру в його центрі. Центральні частини скла, що мають більш високу температуру в порівнянні з крайовими зонами, прагнуть розширитися. При цьому більш холодні крайові ділянки перешкоджають розширенню, що призводить до виникнення в них розтягуючих напружень. Тріщини і мікротріщини працюють на поверхнях країв скла як клини, які руйнують скло, розриваючи його. Характерна картина руйнування скла під дією температурних напружень в крайовій зоні показана на рис. 3.10. Картина руйнування показує місце зародження тріщини і характеризує характер і величину напружень.

Руйнівні навантаження на скла

Ризик руйнування, яке має початок по краях стекол, збільшується в сонцезахисних стеклах, поглинаючих теплове сонячне випромінювання, під дією якого середня частина скляної пластини сильно нагрівається. Тіні, які можуть падати на стекла, клейка стрічка і рекламні оголошення, що наклеюються на скляну поверхню, збільшують різницю температур між різними ділянками скла, і ймовірність руйнування зростає. Ризик руйнування пластин звичайного прозорого будівельного скла і ймовірність цього закономірно пов'язані зі швидкістю підйому температури. Звичайні (не екстремальні) перепади температури зовнішнього повітря, не можуть бути причиною значних напружених станів, які могли б призвести до руйнування. Коли різниця температур між різними ділянками скляної пластини становить 20 ° С, ризик руйнування відсутня. При досягненні різниці температур 40 ° С ймовірність руйнування складає 20%. Коли різниця температур дорівнює 55 ° С, ймовірність руйнування дорівнює 50% або, інакше кажучи, половина стекол може зруйнуватися. І, нарешті, коли різниця температур перевищує 90 ° С, всі звичайні прозорі будівельні скла руйнуються. Температурне руйнування скла може статися внаслідок безпосередньо термоудара. Проте цей випадок набагато менш вірогідний, ніж руйнування, викликане крайовими та поверхневими напруженнями. Ударні навантаження Навантаження під впливом ударної хвилі Вибух маси або газу народжує вибухову хвилю, тиск якої виростає за 0.01-0.1 секунди, як правило, до значень порядку 5-50 кН/м2. На величину і просування вибухової хвилі впливають віддаленість і розташування міс-
та вибуху по відношенню до даного об'єкту, а також характер поверхневого шару матеріалів, на які впливає хвиля. При цьому величина надлишкового тиску, що виникає в результаті вибуху, не є величиною постійною, а змінюється з часом (в долях секунди). Характер просування вибухової хвилі зображений на рис. 3.11.

Руйнівні навантаження на скла

При проектуванні світлопрозорих конструкцій з точки зору питань вибухобезпеки слід розглядати функціональне призначення скління і завдання, пов'язані з його поведінкою у момент аварійного вибуху. Так, при проектуванні житлових будинків скління в нашій країні завжди розглядалося як легкоскидних конструкцій (ЛСК), що забезпечують вихід вибухової хвилі назовні при аварійному вибуху природного газу в одній з квартир. У цьому випадку забезпечується зниження надлишкового тиску всередині квартири за рахунок витікання газу (свіжої суміші або продуктів згоряння) через відкритий отвір. Якщо час розтину скління велике, вибуховий тиск впливає протягом цього часу на несучі конструкції - стіни і перекриття, що може викликати прогресуюче обвалення будівлі. Проектування скління в місцях масового скупчення людей (вітрини магазинів, підземні торгові комплекси, видовищні будівлі тощо) необхідно розглядати, виходячи з вимог евакуації і мінімально можливого розкиду небезпечних для людей осколків при аварійному вибуху. У цьому випадку скління, на відміну від житлових будівель, повинна надавати по можливості більший опір вибухової хвилі протягом можливо більшого часу. Слід зазначити, що відповідно до вітчизняними будівельними нормами, при вибухах всередині будівель і споруд надлишкове вибуховий тиск не повинен перевищувати 5 кПа. Різні удари На скла можуть бути спрямовані навантаження, викликані ударами різними предметами. Їх можна умовно розділити на удари твердими, гострими і важкими предметами, а також на удари, викликані різними кулями. Показником стійкості скла до впливу удару є величина енергії (роботи), витраченої на його руйнування. Оскільки опір удару є основним показником при проектуванні протизламних вікон, має сенс навести короткий опис оціночних методик, застосовуваних для скла. Так у відповідності зі стандартами Фінляндії, клас безпеки вироби з скла і його ударна міцність по відношенню до руйнування твердим предметом визначається наступним чином. На випробувальну скляну деталь розміром 1100 мм х 900 мм падає сталева куля вагою 4110 г і діаметром 100 мм. Випробування вважаються успішно пройденими, якщо куля не пройшов наскрізь деталі, яка випробовується. Класифікація за відповідними класами безпеки наведена в табл. 3.5.

Руйнівні навантаження на скла

Для проведення випробувань на ударну міцність до гострого предмету деталь встановлюється в спеціальний випробувальний верстат. Гострий предмет має форму гострого сокири, і його маса повинна бути 2 000 р. Розмір деталі, яка випробовується дорівнює 1100 мм х 900 мм. При проведенні випробувань на ударну міцність до важкого предмету на випробувальну скляну деталь з різної висоти падає шкіряний мішок вагою 45 кг. Розмір деталі, яка випробовується дорівнює 865 мм х 1930 мм. Класифікація за відповідними класами безпеки наведена в табл. 3.6.

Руйнівні навантаження на скла

Copyright © 2015. Всі права захищені. Копіювання матеріалів припустиме лише з посиланням на наш сайт