|
В настоящее время конструкции из стекла широко применяются как в обычных, так и в высотных зданиях (высотой 100 метров и более). К конструкциям с применением стекла, в первую очередь, следует отнести оконные и дверные блоки в зданиях и сооружениях, светопрозрачные фасады и полы, ступеньки и ограждения лестниц, крыши, козырьки. При создании конструкций с применением стекла, причем конструкций, как правило, нетрадиционных, естественно возникает вопрос о нормировании требований к ним. Такой анализ был выполнен и в первом приближении его результаты представлены в таблице.
Остекление
(виды) Требования
(характеристики) |
Окна (обычные здания) |
Окна (высотные здания) |
Фасады |
Крыши, козырьки |
Пол, ступеньки |
| Равномерно распределенная нагрузка |
Снег |
- |
- |
- |
СНиП 2.01.07-85* |
- |
| Ветер |
СНиП 2.01.07-85* |
- |
| Атмосферное давление |
- |
ГОСТ 4401-81 |
- |
- |
- |
| Сосредоточенная нагрузка |
- |
- |
НЕТ |
СНиП 2.03.13-88 |
| Термическая нагрузка |
ГОСТ 24866-99, дополнительные требования |
- |
| Начальное отклонение от формы |
ГОСТ 24866-99 |
НЕТ |
НЕТ |
НЕТ |
| Защитные характеристики |
Стойкое к удару градом |
НЕТ |
НЕТ |
НЕТ |
НЕТ |
- |
| Стойкое к удару мягким телом |
ГОСТ 30698-2000 ГОСТ 30826-2001 |
- |
| Стойкое к удару тв. предметами |
| Взрывобезопасное |
| Пулестойкое |
| Огнестойкое |
- |
- |
ГОСТ 30247.0-94 ГОСТ 30247.1-94 |
- |
| Безопасность при разрушении |
НЕТ |
НЕТ |
НЕТ |
НЕТ |
НЕТ |
| Долговечность |
ГОСТ 24866-99 |
НЕТ |
НЕТ |
НЕТ |
| Окружающая среда (влажность и т.д.) |
ГОСТ 26351-84 , ГОСТ 26352-84 |
НЕТ |
| Эрозия герметика |
НЕТ |
НЕТ |
НЕТ |
НЕТ |
- |
| Оптические характеристики |
Цвет |
НЕТ, ТОЛЬКО ЭТАЛОН |
| Светопропускание |
СНиП 23-05-95 |
|
| Оптические искажения |
ГОСТ 24866-99 |
НЕТ |
- |
- |
| Звукоизоляция |
ГОСТ 12.1.036-81, ГОСТ 23166-99 , СНиП 23-03-2003 |
- |
| Сопротивление теплопередаче |
ГОСТ 23166-99 , СНиП 23-02-2003 |
- |
| Эксплуатация |
ГОСТ 23166-99 |
НЕТ |
НЕТ |
НЕТ |
В таблице: прочерк свидетельствует о ненужности требований, обозначение нормативного документа (СНиП или ГОСТ) в котором есть требования, "НЕТ" - требования сейчас отсутствуют.
Формально требования по ветровой нагрузке сформулированы в СНиП 2.01.07-85*, но для правильного расчета несущей способности стеклянной пластины необходимо учитывать и характер ее закрепления, и жесткость опорного контура (упруго проседающие опоры).
Значение начального отклонения от формы оговорена в ГОСТе на стеклопакеты. Однако важно выполнить оценку величины остаточных (собственных) напряжений, возникающих в стеклопакетах больших размеров из-за разнотолщинности стекла. Это представляется очень важным, так как при определенном уровне напряжений на крае стекла и низком качестве его обработки возможно разрушение стекла от статической усталости последнего. Аналогичные причины нормирования этой величины и для фасадов, и для крыш и пола. Нормирование необходимо, причем для каждого вида закрепления стекла. Очевидно, что эти величины будут разными для стеклопакетов и для крепления на спайдерах (пауках), где нужно учитывать еще и концентрацию напряжений, обусловленную отверстиями.
В высотных зданиях важно также учитывать изменение атмосферного давления с высотой, особенно это актуально для стеклопакетов, ибо, например, для квадратной (1,5х1,5) м пластины толщиной 4 мм в стеклопакете прогиб стекла в центре пластины (при свободном опирании) на высоте 100 м составит 6,8 мм, для пластины толщиной 8 мм - 0,85 мм, а для прямоугольной пластины (1х2) м, соответственно 3 мм и 0,38 мм.
Кроме того, должна учитываться возможность возникновения термоудара в стеклопакетах, т. к. при затененном крае стекла и нагреве от солнца центральной части на краю пластины могут возникнуть значительные растягивающие напряжения.
В настоящее время отсутствуют требования по воздействию града на остекление. Стойкость авиационного остекления на такой вид воздействия оценивается по следующим параметрам града: размер градин, частота их возникновения. Это может быть позаимствовано и для строительства, но необходимо сформулировать число градин приходящихся на единицу площади. Должен быть разработан метод испытаний, аналогичный используемому за рубежом методу Гарднера.
Безопасность разрушения стекла является важным требованием для всех видов конструкций из стекла. Причем важен не только безопасный характер разрушения стекла, что оговорено в нормативной документации, но и его остаточная прочность после разрушения, которой должно быть достаточно для покидания опасной зоны с крыши, пола и т.д.
Долговечность стекла сейчас, как правило, не задается. Это связано с отсутствием в отечественной строительной науке понятия статическая усталость (длительная прочность) стекла. Стекло как конструкционный материал имеет не только пределы прочности на растяжение и сжатие, но и предел длительной прочности, т. е. уровень напряжений, при котором за данное время воздействия нагрузки стекло не разрушится. Можно воспользоваться опытом разработки авиационного и космического остеклений. В этих отраслях расчеты конструкций из стекла на длительную прочность практикуются давно. Стекло является химически активным материалом, поэтому важно учитывать воздействие окружающей среды и, в первую очередь, влажности.
Эрозия герметика обусловлена воздействием на шов герметика ветра с пылью (абразивными частицами) или с водяными частицами. Здесь важно задать диапазон ветра и размеры частиц пыли и воды. Соответственно потребуется разработка методики испытаний.
Цвет стекла, применяемого в светопрозрачной конструкции, должен быть задан так, чтобы его можно было определить инструментально, а не по эталонам, что практикуется в настоящее время.
Оптические искажения как-то нормированы для стеклопакетов, хотя контроль их не полностью инструментальный. Для светопрозрачных фасадов оптические искажения также должны быть нормированы.
Наконец, эксплуатация светопрозрачных конструкций. Все требования по эксплуатации должны быть заложены на стадии проектирования. Тогда при эксплуатации будет меньше возникать проблем, так как они были решены при проектировании.
Формирование требований к конструкциям из стекла потребует разработки новых методов расчетов и испытаний стеклянных пластин. Соответственно, выполнение расчетов будет сопряжено с применением новых моделей поведения конструкций, а также с применением физико-механических характеристик стекла, например, пределов его прочности. На сегодняшний день в строительстве отсутствуют нормативные документы по определению пределов прочности стекла на растяжение и сжатие, а также пределов длительной прочности стекла. При создании этих документов необходимо использовать богатейший опыт, накопленный в отечественной авиационной и космической отраслях.
|
