Жесткий ПВБ и отожженное ламинированное стекло для отдельно стоящих перил, соответствующие европейским национальным стандартам

Эта статья была первоначально опубликована Ir на GPD 2019. Хьюз Лефевр и инж. Анна Шикинова из AGC Glass Europe, Бельгия, закаленное ламинированное стекло.
Закаленное ламинированное стекло, содержащее жесткий ПВБ, все чаще используется в структурных приложениях. Такое сочетание улучшает сопротивление нагрузке ламинированного стекла, 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.
Экспериментальные испытания при статических и динамических ударных нагрузках обсуждали нагрузку, толщину стекла и типы линейной фиксации. Результаты экспериментальных исследований также оцениваются в соответствии с национальным законодательством. Изучаются различные аспекты поведения после разрушения. Наконец, результаты показывают, что для применения в перилах использование жесткой прослойки ПВБ в сочетании с отожженным стеклом является приемлемым и безопасным.
Хьюг Лефевр — менеджер по продукции 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 различных технических комитетов по стеклу и международных ассоциаций. Хьюг Лефевр имеет степень в области машиностроения в Католическом университете Лёвена, степень магистра делового администрирования в Институте EPM и сертификат юриста в Католическом университете Лёвена (Бельгия).
Анна Шикиньова присоединилась к увлекательному миру стекла десять лет назад. В 2015 году она была назначена руководителем технических консультационных услуг в AGC Glass Europe. Ее работа часто связана с объединением структурных, тепловых, безопасных, акустических и других проектных соображений международных проектов. Она имеет степень в области гражданского строительства в Школе гражданского строительства Словацкого технологического университета в Братиславе (Словакия).
Из-за высокого спроса на современные безрамные конструкции, ориентированные на дизайн, которые могут обеспечить безбарьерный обзор, спрос на структурные 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 девяностых годов, в них использовались металлические точки крепления для фиксации стекла и металлических профилей 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 перил снижает затраты, упрощает и ускоряет монтаж за счет стандартизированных модулей и улучшает эстетику (см. Рисунок 2).
Обычно для структурных перил используется закаленное или закаленное многослойное стекло, но поскольку концентрация напряжений устранена, действительно ли закаленное стекло полезно или необходимо в структурных перилах второго поколения?
Термически закаленное или закаленное многослойное стекло имеет ряд недостатков: сложное и дорогое производство; Длительный срок поставки, так как это не стандартный продукт; несовершенная эстетика с оптическими искажениями; может быть затронуто разрушением NiS; эстетика отделки кромок Плохое и подозрительное повреждение
Недавно некоторые производители промежуточных слоев представили структурированные поливинилбутиральные (ПВБ) промежуточные слои, которые имеют значительно более высокую твердость, чем традиционные промежуточные слои [1].
В этой статье оценивается использование отожженного ламинированного стекла, содержащего эти более твердые промежуточные слои ПВБ, в качестве решения для замены термически закаленного или термически упрочненного ламинированного стекла в однородной системе поддержки с использованием непрерывных алюминиевых профилей.

Конструкционные 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 стеклянный Еврокод пока недоступен и все еще находится в стадии разработки. В особом случае структурных перил, при отсутствии европейских стандартов размеров стекла, проектирование таких конструкций по-прежнему подчиняется национальным стандартам. Эти национальные стандарты отличаются 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 соответствия отожженных стеклянных перил с твердым ПВБ стандартам Бельгии (NBN B 03-004 [3]), Италии (UNI 11678 [14]), Испании (UNE 85-238) -91 [13]) и Словакии (STN 74 3305:2016 [17]).
Все физические испытания проводятся сертифицированными лабораториями в каждой стране с использованием различных систем алюминиевых рельсов для крепления, AGC Stratobel Strong [18] в качестве отожженного ламинированного стекла в сочетании с жесткой структурой ПВБ.
Стеклянные перила проектируются в соответствии с различными национальными стандартами. Они используют анализ конечных элементов для моделирования или тестирования в лаборатории.
В некоторых странах действуют особые правила нагрузки и проектирования для 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 разных категорий использования (категория A жилая, категория B офисная, категория C зона, где могут собираться люди, категория D торговая).
Все здания подвержены воздействию ветра, но иногда при проверке перил о ветровой нагрузке забывают. Кроме того, перила как независимая стена с большей вероятностью подвергаются воздействию сильного ветра, чем внешняя стена. В высотных зданиях ветровые нагрузки могут превышать нагрузки, создаваемые пользователями.
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 существует четкая процедура включения ветровых нагрузок в процесс испытаний.
Перила как защитные барьеры должны защищать людей от различных опасностей или ограничивать их деятельность. Различные испытания на удар предназначены для предотвращения определенных несчастных случаев. Испытание на мягкий удар представляет собой цилиндр или мешок, оснащенный двумя пневматическими шинами, каждая весом 50 кг, что имитирует удар человека. Удар стального шарика имитирует случайный бросок инструмента (жесткий удар). Испытайте динамический удар на исходных настройках (конфигурация стекла, размеры, система поддержки и крепление основной конструкции). Немецкие и чешские стандарты позволяют использовать анализ конечных элементов для имитации мягких ударов. Таблицы 4 и 5 описывают испытания на удар в отдельных странах.
Допустимое отклонение зависит от национального стандарта. Некоторые страны/регионы допускают высокий прогиб (Италия), в то время как другие поддерживают очень строгие стандарты пригодности (Бельгия).
Национальные правила не всегда упоминают температуру 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, требующий испытания стеклянных перил 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.
Стекло — хрупкий материал. Его поведение во время и после случайного повреждения трудно предсказать, и оно может различаться в зависимости от области применения, размера, системы поддержки, состава, типа стекла, типа прослойки, условий окружающей среды и т. д. При проектировании защитных ограждений необходимо учитывать анализ поведения после повреждения. Только Бельгия, Италия и Германия упомянули процедуры испытаний для условий после повреждения.
В Германии не допускаются незащищенные верхние края отдельно стоящих перил. В Великобритании все перила должны быть оборудованы поручнями, за исключением перил, в которых используется закаленное ламинированное стекло (которое остается стабильным после разрушения). В Швеции и Чехии поручни должны быть установлены на перилах лестниц и пандусов. Бельгия, Италия, Испания и Франция разрешают использовать незащищенные края.
Можно увидеть, 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 перил, закрепленных внизу, требует официального технического одобрения. Во Франции испытание всегда проводится без поручней и минимальной ширины стекла. Как мы все знаем, более широкие отдельно стоящие перила более устойчивы к мягким ударам, чем узкие перила.
Как упоминалось выше, результаты, представленные в этой статье, являются результатами испытаний, которые соответствуют протоколам, подробно изложенным в национальных стандартах каждой страны/региона. Подробности каждого результата можно найти в официально сертифицированном лабораторном отчете. Это означает, что если отчет утвердительный, 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 от крупнейших поставщиков: Onlevel 60 (сбоку и сверху); Aluminco Crystal line, A20 и L line; Massimo Logri 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 использовался отжиг ламината Stratobel Strong, вырезанный из больших панелей и отшлифованный/полированный по краям. Мы протестировали несколько толщин стекла: 88,2, 1010,2 и 1212,2. Во всех случаях мы протестируем перила шириной 100 см с функцией локальной регулировки по высоте от 100 до 120 см.
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 жесткого ПВБ положительны, что означает, что эти комплексные системы могут использоваться 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.
Что касается бельгийского законодательства, мы видим, что максимальный стандарт прогиба является наиболее строгим. Для этого использование жесткого ПВБ имеет важное значение для уменьшения деформации под нагрузкой линии [1].
Эти испытания проводятся в лабораториях, которыми управляют железнодорожные поставщики. Мы подтвердили результаты опроса с помощью окончательных испытаний, проведенных в официальной аккредитованной лаборатории: Politecnico di Milano, Laboratorio Prove Materiali, 20133 Milan, Italy.
Некоторые из результатов отожженного ламинированного стекла и твердого ПВБ положительны, что означает, что эти полные системы могут использоваться в тестируемых конфигурациях в Италии. Очевидно, что использование разных типов направляющих рельсов для одного и того же теста не даст одинаковых результатов, особенно для деформации, из-за его собственной фиксированной жесткости.
Кроме того, мы протестировали те же направляющие рельсы, но закрепленные 4 и 6 полимерами на метр. Результаты конфигурации с 6 блоками лучше и более позитивны. Поскольку распределение напряжений вдоль стеклянного крепления более равномерное, количество креплений 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 систему рельсов и разработал специальный рельс для отожженного ламинированного стекла. Этот метод дал превосходные результаты (см. Таблицу 8, исправлено 12).