English
Russian
Система безрамных стеклянных ограждений из ламинированного стекла, содержащая жесткий ПВБ, все чаще используется в строительных конструкциях.
Система безрамных стеклянных перил из ламинированного стекла, содержащая жесткий ПВБ, все чаще используется в структурных приложениях. Такое сочетание повышает сопротивление нагрузке ламинированной стеклянной панели, уменьшает прогиб, помогает уменьшить толщину и вес стекла, а в некоторых случаях не требует термической обработки стекла. Случай отдельно стоящих перил был изучен подробно, и обычно используемое термически закаленное ламинированное стекло было заменено на отожженное ламинированное стекло.
Хьюг Лефевр — менеджер по продукции для безрамных стеклянных перил из ламинированного стекла в AGC Glass Europe. У него более 25 лет обширного опыта работы в стекольной промышленности, включая НИОКР, продажи и маркетинг стеклянной продукции. Он является членом нескольких технических комитетов по стеклу и международных ассоциаций. Хьюг Лефевр имеет степень в области машиностроения в Католическом университете Лёвена, степень магистра делового администрирования в Школе EPM и юридический сертификат в Католическом университете Лёвена (Бельгия).
В связи с высоким спросом на современные безрамные конструкции, ориентированные на дизайн, которые могут обеспечить безбарьерный вид, спрос на безрамные https://www.hikinglass.com/ru/Aluminum-Window.html target='_blank'>стеклянные перила, которые крепятся только с одной стороны, значительно растет (см. Рисунок 1).
Первое поколение таких перил появилось в конце 1990-х годов, в них использовались металлические точки крепления для фиксации стекла и металлические профили через отверстия в стекле.
Второе поколение появилось около 2010 года и представляет собой равномерно поддерживаемую систему, состоящую из непрерывных алюминиевых профилей, закрепленных на земле и зажатых между стеклянными панелями. Несколько компаний разработали инновационные линейные алюминиевые профили для замены точечной фиксации. Новое поколение структурных стеклянных ограждений снижает затраты, упрощает и ускоряет монтаж за счет стандартизированных модулей и улучшает эстетику (см. Рисунок 2).
Обычно для структурных ограждений используется закаленное или упрочненное термоламинированное стекло, но поскольку концентрация напряжений устранена, действительно ли термообработанное стекло полезно или необходимо в структурных ограждениях второго поколения?
Недавно некоторые производители промежуточных слоев внедрили структурированные поливинилбутиральные (ПВБ) промежуточные слои, которые имеют значительно более высокую твердость, чем традиционные промежуточные слои [1].
В этой статье оценивается использование системы безрамных стеклянных перил из отожженного ламинированного стекла, содержащей эти более твердые промежуточные слои ПВБ, в качестве решения для замены термически закаленного или термически упрочненного ламинированного стекла в единой системе поддержки с использованием непрерывных алюминиевых профилей.
Структурные https://www.hikinglass.com/ru/Aluminum-Window.html target='_blank'>стеклянные перила подчиняются сложной и постоянно меняющейся нормативной базе в Европе. Общие принципы и применимые нагрузки можно вывести из структурного Еврокода [6], но конкретный Еврокод для стекла пока не доступен и все еще находится в стадии разработки. В особом случае структурных перил, при отсутствии европейских стандартов размеров стекла, проектирование таких конструкций по-прежнему подчиняется ограничениям национальных стандартов в разных странах. Эти национальные стандарты различаются и устанавливают особые требования, такие как статические и/или динамические испытания всей системы (стеклянной и фиксированной), а также цифровое моделирование.
В первой части этой статьи мы представили требования этих национальных стандартов для группы европейских стран. Во второй части мы используем физические испытания для исследования и проверки того, соответствуют ли перила из отожженного стекла с твердым ПВБ требованиям Бельгии.
Стеклянные перила проектируются в соответствии с различными национальными стандартами. Они используют конечно-элементный анализ для моделирования или тестирования в лаборатории.
В некоторых странах действуют особые правила нагрузки и проектирования стеклянных перил. В странах, где нет особых правил, для определения расчетной нагрузки используется таблица 6.12 в Еврокоде 1. В таблицах 1, 2 и 3 показаны нагрузки на перила для разных стран и различных категорий использования (категория A жилая, категория B офисная, категория C зона, где могут собираться люди, категория D торговая зона).
Все здания подвержены воздействию ветра, но иногда ветровую нагрузку забывают во время процесса проверки перил. Кроме того, перила, как независимая стена, с большей вероятностью подвергаются воздействию сильного ветра, чем внешняя стена. В высотных зданиях ветровая нагрузка может превышать нагрузку, прикладываемую пользователем.
Некоторые системы перил и их крепление к основной конструкции рассчитаны на сопротивление нагрузкам только в одном направлении. Люди часто забывают, что ветер может работать в обоих направлениях. В Бельгии и Франции действует четкая процедура включения ветровых нагрузок в процесс испытаний.
Перила как защитные барьеры должны защищать людей от различных опасностей или ограничивать их действия. Различные ударные испытания предназначены для предотвращения определенных несчастных случаев. Испытание на мягкий удар представляет собой цилиндр или мешок, оснащенный двумя пневматическими шинами, со средним весом 50 кг, что имитирует удар человека.
Удар стального шара имитирует случайный бросок инструмента (жесткий удар). Испытайте динамическое воздействие на исходные настройки (конфигурация стекла, размеры, система поддержки и крепление основной конструкции). Немецкие и чешские стандарты допускают использование конечно-элементного анализа для моделирования мягких ударов. В таблицах 4 и 5 описаны ударные испытания в выбранных странах.
Допустимое отклонение зависит от национального стандарта. В некоторых странах допускается высокий прогиб (Италия), в то время как в других поддерживаются очень строгие стандарты применимости (Бельгия).
В национальных правилах не всегда упоминается температура во время испытания. Если упоминается, температура находится в диапазоне от 15 °C до 25 °C.
Во Франции, когда ожидаются высокие температуры поверхности (например, перила подвергаются воздействию солнечного излучения), результаты испытаний не могут быть использованы.
В Европейском союзе существует только один стандарт, который требует, чтобы стеклянные перила испытывались при определенной температуре: словацкий стандарт STN 74 3305:2016. Перила из хрупких материалов должны выдерживать удар цилиндра и двух шин при температуре -15 °C. В зависимости от категории использования шина будет падать с высоты 1000 или 1400 мм.
Безрамная система стеклянных перил представляет собой хрупкий материал. Его поведение во время и после случайного повреждения трудно предсказать, и оно может меняться в зависимости от применения, размера, системы поддержки, состава, типа стекла, типа промежуточного слоя, условий окружающей среды и т. д. При проектировании защитных барьеров необходимо учитывать анализ поведения после повреждения. Только Бельгия, Италия и Германия упомянули процедуры испытаний для условий после повреждения.
В Германии не допускается наличие незащищенных верхних краев отдельно стоящих перил. В Великобритании все перила должны быть оснащены поручнями, за исключением перил, в которых используется закаленное многослойное стекло (которое может оставаться устойчивым после разрушения). В Швеции и Чехии перила лестниц и пандусов должны быть оснащены поручнями. В Бельгии, Италии, Испании и Франции допускается использование незащищенных краев.
Можно заметить, что требования к проверке перил различаются в разных странах. Фактически, по некоторым характеристикам национальные стандарты могут даже противоречить друг другу.
Согласно французскому стандарту DTU 39 P5, использование системы безрамных стеклянных перил, закрепленных внизу, требует официального технического одобрения. Испытания, проводимые во Франции, всегда проводятся без поручней и минимальной ширины стекла. Как мы все знаем, более широкие отдельно стоящие перила более устойчивы к мягким ударам, чем узкие перила.
Результаты, представленные в этой статье, являются результатами испытаний, которые соответствуют протоколам, подробно изложенным в национальных стандартах каждой из вышеупомянутых стран. Подробности каждого результата можно найти в официально сертифицированном лабораторном отчете. Это означает, что если отчет положительный, то вся система — система крепления рельсов и отожженное ламинированное стекло с твердым ПВБ — может использоваться для реальных проектов в стране.
Мы протестировали 15 типов алюминиевых фиксированных рельсов, предоставленных крупнейшими поставщиками: Onlevel 60 (сбоку и сверху); Aluminco Crystal line, A20 и L line; Massimo Logley Defender 450; Faraone Ninfa 4 и Ninfa 5; Comeza SV top и sides; Q railing Easy Eco top.
Направляющий рельс и стекло устанавливаются и закрепляются в лаборатории в соответствии со стандартным руководством по установке поставщика.
Во всех случаях используется отжиг ламината Stratobel Strong, резка из больших панелей и шлифовка/полировка кромок. Мы протестировали различные толщины стекла: 88,2, 1010,2 и 1212,2. Во всех случаях мы будем тестировать перила шириной 100 см с функцией локальной регулировки в диапазоне от 100 до 120 см по высоте.
Эти испытания проводятся в следующей лаборатории: WTC-CSTC Center Scientifique et Technique de la Construction, 1342 Limelette, Belgium.
Некоторые результаты испытаний отожженного ламинированного стекла и твердого ПВБ положительны, что означает, что эти комплексные системы можно использовать в тестовой конфигурации в Бельгии. Эти результаты согласуются с известными результатами [1]. Очевидно, что из-за разного кручения, жесткости и размеров рельсов одно и то же испытание с разными типами рельсов не даст одинаковых результатов. Это означает, что каждая фиксированная система должна быть испытана и одобрена в соответствии с национальным законодательством.
Эти испытания проводятся в лабораториях, которыми управляют железнодорожные поставщики. Мы подтвердили результаты исследования с помощью окончательных испытаний, проведенных в официальной аккредитованной лаборатории: Politecnico di Milano, Laboratorio Prove Materiali, 20133 Milan, Italy.
Некоторые результаты отожженного ламинированного стекла и жесткого ПВБ положительны, что означает, что эти полные системы могут использоваться в испытанных конфигурациях в Италии. Очевидно, что использование разных типов направляющих рельсов для одного и того же испытания не даст тех же результатов, особенно для деформации, из-за его собственной фиксированной жесткости.
Кроме того, мы испытали те же направляющие рельсы, но закрепленные 4 и 6 полимерами на метр. Конфигурация из 6 блоков дает лучшие и более положительные результаты. Поскольку распределение напряжений вдоль стеклянной арматуры более равномерно, количество арматур на фиксированном блоке также будет влиять на производительность и результаты. Этот результат предполагает, что следует протестировать настоящую полностью линейную систему блокировки, но это еще не завершено.
Поставщик также модифицировал свою рельсовую систему и спроектировал специальный рельс для системы безрамных стеклянных перил из отожженного ламинированного стекла. Этот метод дал отличные результаты (см. Таблицу 8, Фиксированная 12).
Эти испытания проводятся в лабораториях, управляемых железнодорожными поставщиками. Мы подтвердили результаты опроса с помощью окончательного испытания, проведенного в официальной аккредитованной лаборатории: Applus+ Laboratories, 08193 Barcelona, Spain.
В этом конкретном случае, согласно испанскому стандарту, в дополнение к мягким ударам необходимо также учитывать жесткие удары.
Некоторые из результатов отожженного ламинированного стекла и твердого ПВБ положительны, что означает, что эти полные системы можно использовать в испытательной конфигурации в Испании. Эти результаты полностью подтверждают результаты, полученные с использованием бельгийских и итальянских стандартов. Крепление 13 недостаточно прочное, чтобы выдерживать статическую нагрузку ULS. Его необходимо перенастраивать после каждого испытания, поскольку оно нестабильно. Это подтверждает, что каждая фиксированная система должна быть испытана и одобрена в соответствии с соответствующим национальным законодательством.
Интересно отметить поведение повреждений отожженного ламинированного стекла с твердым ПВБ (см. рисунки 3 и 4). Большое количество выровненных фрагментов среднего размера появилось около железнодорожных путей. Это полностью отличается от разрушения термообработанного стекла, а также от разрушения всего отожженного стекла. Этот тип разрушения безопасен, поскольку стекло остается в вертикальном положении и продолжает препятствовать падению людей. Аналогичное поведение разрушения наблюдается при динамических и статических нагрузках.
Мы провели испытания в соответствии со словацким стандартом STN 74 3305:2016, поскольку это единственная страна, которая требует проведения испытаний при другой температуре, а именно -15 °C.
Испытание проводится в официально аккредитованной лаборатории: Technicy a Skusobny Ustav Stavebny, Skusobne Laboratory, Bratislava 82104, Slovakia.
Испытательная система включает отожженное стекло 1010.2 и твердый ПВБ, который прошел испытание на мягкий удар (наиболее критическое) при низких температурах.
Из-за отсутствия европейских стандартов на размер стекла перила из структурного стекла подпадают под сложные правила в национальных стандартах разных стран, которые различаются от страны к стране и предусматривают особые требования к статическим и/или динамическим испытаниям всей системы безрамных стеклянных перил.
