Отправлено: 16.02.11 16:31. Заголовок: Расчет стекла

Добрый день.
Произвожу расчет прочности и толщин стекла/стеклопакетов по СН 481-75. Данная методика учитывает мембранные напряжения в пластине. Недавно услышал мнение, что так считать некорректно, так как прогиб заполнения получается меньше чем если считать просто на прогиб по сопроматовским формулам (не учитывая мембранные напряжения). Насколько это верно?
Понимаю что вопрос практически не имеет отношения к программе, но похоже остается только одно, - обратиться в НИИ стекла Саратов

 Отправлено: 17.02.11 00:09. Заголовок: В стеклопакете или в..

В стеклопакете или в стекле мембранные напряжения имеют место при больших прогибах.
При этом перестают работать классические теории изгиба пластин.
Так, например, пишет Борискина.
Что в действительности там будет происходить, можно промоделировать методом конечных элементов при
учете нелинейной геометрии. Т.е. нужно проверить, какая будет разница между максимальными растягивающими
и сжимающими напряжениями по толщине стекла и насколько различаться прогибы.
Попробую это смоделировать в ANSYS, но чуть позже, когда появиться время.

 Отправлено: 17.02.11 08:55. Заголовок: Разобрался. Рассмотр..

Разобрался.
Рассмотрим два случая.
-
1. Стекло в системе координат X,Y,Z.
Плоскость стекла находится в осях X,Y.
По периметру стекла заданы шарнирно-неподвижные опоры и на поверхночсть действует давление Pz.
-
Такая схема опор приводит к стеснению деформаций в плоскости стекла и, поэтому,
наряду с изгибными напряжениями, будут возникать мембранные напряжения,
а в опорах - возникать мембранные реакции Rx, Ry <>0.
Ну и, конечно, в опорах будут реакции Rz, которые уравновешивают внешнее давление Pz.
-
2. Тоже самое, только по периметру стекла заданы опоры-катки.
Такие опоры не препятствуют деформациям в плоскости стекла.
Следовательно мембранные напряжения отсутствуют и реакции Rx, Ry=0.
В центре стекла имеем картину чистого изгиба.
-
Теперь, самое главное.
-
Аналитические решения теории упругости (например, решения Тимошенко) пригодны для
корректного описания деформаций только для случая 2. И, при этом, величина прогиба не должна
превышать 1-2 толщины стекла.
-
Эти же решения для первого случая - не учитывают мембранных деформаций (напряжений) и, поэтому,
будут давать погрешность в величине прогиба как при больших, так и малых прогибах.
-
Какой выход. Учет геометрической нелинейности. Аналитика здесь результатов не даст,
может только в каких-то простейших случаях. Поэтому нужно использовать МКЭ программы,
у которых есть опция учета геометрической нелинейности, например ANSYS.
-
Либо пользоваться таблицами, графиками и формулами, которые полученны эмпирическим путем и
в которых учтены механизмы нелинейных деформаций.

 Отправлено: 17.02.11 21:51. Заголовок: Благодарю за помощь...

Благодарю за помощь.
Относительно таблиц, номограмм, формул, - полученных эмпирическим путем, есть только методика рассмотренная в СН 481-75 года. И все. А так остается только программа sj Mepla.

 Отправлено: 18.02.11 00:14. Заголовок: Я с Meploi не очень ..

Я с Meploi не очень знаком, но если она учитывает геометрическую нелинейность, то это то, что Вам нужно.

 Отправлено: 19.02.11 01:18. Заголовок: Рассмотрение двух случаев

Светопрозрачное заполнение (стекло/стеклопакет), при установке в витраж/окно (в фасадный, оконный профиль) не имеет жесткую заделку, т.к внешний и внутренний уплотнитель позволяют стеклу изгибаться по оси Z. Следовательно получается, к расчету стеклопакетов на прочность, применим только случай №2. Однако, если ввести, - большие габариты стеклопакетов и/или большую нагрузку, как мне кажется, возникнут мембранные напряжения. Как тогда быть с случаем №2 ?
По случаю №1, - где можно найти его практическое применение (может в спайдерных системах и планарном остеклении, а также в структурном остеклении, при вклейке стекла/стеклопакетов в алюм./стальную рамы?)

p.s Если не секрет, какую методику используете при расчете заполнения на прогиб и напряжения?
p.p.s еще раз извиняюсь за надоедливость, но есть желание разобраться в этом вопросе.

 Отправлено: 19.02.11 10:23. Заголовок: Случай 1 и 2 это два..

Случай 1 и 2 - это два крайних случая. Случай 1 найти трудно. Он конечно присутствует, но влияние его очень мало.
В правильно спроектированной светопрозрачной конструкции случай 1 должен сводится на нет.
Это достигается за счет создания гарантированных зазоров и мягкой (за счет уплотнителей и герметиков) фиксации
стеклопакетов в проемах.

Собственный опыт расчета стекла не богат. В смысле вникания во все детали.
Специальных знаний у меня не было.
Пользовался номограммой из какого-то немецкого издания.

В случаях сомнений - консультировался с поставщиками стекла и стеклопакетов.

Один раз пришлось и натурные испытания для триплекса проводить.
Триплекс сделали 3-1-3, вместо 4-1-4.
Для испытаний сделали из досок аквариум с размерами проема и на дно через силикон положили
стекло и затем заливали столб воды 200 мм, что соответсвовало давлению 200 кг/м2.

Были случаи что стеклопакеты лопались. Это в зимний период при морозах.
Это когда в еще неотапливаемое помещение окна ставили, что вообще-то недопустимо.

А у Вас есть конкретная задача для стеклоконструкции, научная или производственная?

 Отправлено: 19.02.11 11:50. Заголовок: практически каждый день, - решения производственных задач

если перефразировать фразу: "сколько людей, столько и мнений", в - "сколько НИИ стекла столько и методик решения"
получается очень большой разброс итоговых результатов. И как правило в предлагаемых методиках, не раскрываются результаты натурных испытаний, а даются готовые поправочные коэфф-ты полученные эмпирическим путем. Так что в целом, моя задача, заключается в том чтобы найти методику имеющую в качестве основы -большое кол-во натурных испытаний. Пробовал подступится к
DIN 1055 «Воздействия на сооружения»;
DIN 1249 «Стекло листовое для строительства»;
однако данные нормативы встречаются на немецком языке.

 Отправлено: 19.02.11 12:33. Заголовок: Задача сложная, одна..

Задача сложная, однако. Это в рамках какой-то отраслевой программы или диссертация?

 Отправлено: 19.02.11 13:44. Заголовок: попытка разобраться ..

попытка разобраться в расчетах, - состоит из 50% желания лучше выполнять профессиональные обязанности и остальные 50% - для себя лично, для расширения своего кругозора и накопления опыта. Для создания диссертации, у меня нет в данный момент опыта и знаний.

 Отправлено: 19.02.11 17:07. Заголовок: Это похвально. Самом..

Это похвально. Самому интересно стало. Провел расчеты в ANSYS.

Здесь результаты <\/u><\/a>моделирования
прогиба стекла от собственного веса в ANSYS, в подтверждение вышесказанному.
Мембранные напряжения в стекле таки ловятся при учете нелинейной геометрии.

 Отправлено: 19.02.11 20:01. Заголовок: правильно ли я поним..

правильно ли я понимаю, что аббревиатуре SMX, ед. измерения являются сантиметры.? и тогда число 001104 <=> 1,1мм ? (перемещения схема № 2)

 Отправлено: 19.02.11 20:14. Заголовок: Все в системе СИ Т..

Все в системе СИ

Т.е. перемещения в метрах, напряжения в Паскалях.

SMN, SMX - обозначение минимума и максимума функции.

Перемещения 0.001104 это 1,104 мм
Напряжение 994320 это 0,99432 MPa

 Отправлено: 19.02.11 20:15. Заголовок: забыл сказать, - спа..

забыл сказать, - спасибо.
а можно в ANSYS смоделировать реальную ситуацию.
Нагрузка от ветра, распределенная равномерно по поверхности: 0,336 kN/м2
Габариты стеклопакета: Высота х Ширина, мм: 2200 х 1100 мм.
Формула стекол: 4-16-4.
(Согласно СНиП можно не учитывать внутренние стекло, только внешнее, на которую прикладываем нагрузку).
Заполнение стоит вертикально.
Зажатое в стандартную фасадную систему (т.е. с 2-х сторон уплотнители).
Вопрос: макс. прогиб внешнего стекла? и макс. напряжение на изгиб ?
Хочу сравнить c результатами расчета в программе sj Mepla. Результаты предоставлю.

 Отправлено: 19.02.11 21:33. Заголовок: Результат здесь. С..

 Отправлено: 19.02.11 22:36. Заголовок: в течении получаса п..

в течении получаса прикреплю расчет.
заметил что ветров. нагрузка в pdf файле равняется 336 Н/мм2. Может опечатка?
Ведь 33,6 кг/м2 = 0,0003295 N/mm2