Проблемы и перспективы использования стеклянных несущих конструкций
Введение
Существует множество строительных материалов, которые, как нам кажется, не могут использоваться в несущих конструкциях здании, но после исследования их свойств они представляют огромный потенциал для создания современных, безопасных и долговечных объектов архитектуры. Одним из таких примеров является стекло. На протяжении столетий использование стекла в зданиях в основном ограничивалось такими функциями, как остекление окон. В течение последних десятилетии непрерывное совершенствование технологий производства и переработки позволили стеклянным элементам использоваться в качестве несущих конструкций.
Актуальность данной работы связана с тем, что в последние десятилетия, стекло часто используется для все более и более крупных структурных элементов, применяется в качестве стеклянных балок и колонн. Благодаря этому можно достичь одной из идеальных концепций архитекторов и инженеров, почти невидимых прозрачных несущих элементов.
Множество стеклянных конструкций используется дл
Содержание:
Введение 6
ГЛАВА 1. Теоретичес кие сведения об элементах из стекла 10
1.1 Использование стекла в качестве несущих элементов 10
1.2 Свойства и типы стекла 19
Выводы по первой главе 28
ГЛАВА 2. Теоретические исследования расчетных методик и механики разрушения стекла 29
2.1 Существующие методики расчета стеклянных конструкций 29
2.1.1 Метод проектирования Шена 35
2.1.2 Европейский проект стандарта prEN 13474 35
2.1.3 Метод расчета по американскому стандарту ASTM Е 1300 36
2.1.4 Метод расчета по канадскому стандарту CAN/CGSB 12.20 38
2.2 Влияние трещин и дефектов на прочность стекла 41
Выводы по второй главе 48
ГЛАВА 3. Расчет стеклянных балок 49
3.1 Определение реальной прочности стекла 49
3.2 Алгоритм расчета стеклянной балки 54
3.3 Инструмент расчета в Excel 58
Выводы по третьей главе 63
Заключение 64
Библиографический список 67
Приложение А 70
Библиографический список
1. ГОСТ 111-2014 Стекло листовое бесцветное. Технические условия / М.: Стандартинформ, 2015.
2. ГОСТ 30698-2014 Стекло закаленное. Технические условия / М.: Стандартинформ, 2015.
3. ГОСТ 30826-2014 Стекло многослойное. Технические условия / М.: Стандартинформ, 2015.
4. ГОСТ 33087-2014 Стекло термоупрочненное. Технические условия / М.: Стандартинформ, 2015.
5. СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия: свод правил. - Взамен СНиП 2.01.07- 85*; введ. 20.05.2011: / Минрегион России, 2003.
6. Рекомендации по проектированию и устройству фонарей для естественного освещения помещений (МДС 31-8.2002)/ Госстрой России, 2002.
7. Бартенев Г.М. Механические свойства и тепловая обработка стекла. М.:Стройиздат, 1960- 166 с.
8. Краснопольский Б. II.. Чесноков А. Г., Чесноков С. А. Численное моделирование и расчет прочностных свойств стекла // Стекло и керамика, 2005.
9. American Society of Testing and Materials (ASTM) 2004, ASTM Standards in Building Codes: Specification, Test Methods, Practices, Classifications, Terminology, 41st edition, ASTM International. PA.
10. CAN/CGSB 12.20-M89. Structural Design of Glass for Buildings. Canadian General Standards Board. 1989.
11. DIN 18008: Glass in building - Design and constructions rules.
12 .EN 12150: Glass in building - Thermally toughened soda lime silicate safety glass.
13 .EN 1863: Glass in building - Heat strengthened soda lime silicate glass.
14 .EN 1990: Eurocode - Basis of structural design.
15 .EN 1991: Eurocode 1 - Actions on structures.
16 .EN ISO 12543: Glass in building - Laminated glass and laminated safety glass.
17 .EN ISO 1288: Glass in building - Determination of the bending strength of glass.
18 .NEN 2608: Glass in building - Requirements and determination method.
19 .prEN 13474-2:2000. Glass in building - Design of glass panes - Part 2: Design for uniformly distributed load. CEN, 2000.
20 .prEN 16612: Glass in building - Determination of the load resistance of glass panes by calculation and testing (NA 005-09-25 AA N 870. CEN/TC129/WG8 - N312).
21 .Beason W.L., Morgan J.R. Glass failure prediction model: Journal of Structural Engineering, 1984. - Vol. 110. - No. 2. - P. 187-212.
22 .Charles, R. J., Nov. Static Fatigue of Glass I, Journal
В свете текущих архитектурных тенденций использование стекла становится все более актуальным. Существующие примеры зданий подтверждают возможность применения стекла в качестве несущего элемента. Данные конструкции могут быть частью полностью остекленных зданий, выдерживать длительные нагрузки, т.е. полностью заменить бетон или сталь.
Определяющими параметрами при проектировании является прочность и жесткость. Прочность может быть увеличена за счет термической обработки стекла.
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСЧЕТНЫХ МЕТОДИКИ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ СТЕКЛА
Существующие методики расчета стеклянных конструкцийСтекло не является материалом, который включается в нормативные документы в качестве конструкционного мате