rys 9

Numeryczne modelowanie zjawiska kruchego zniszczenia szkła w hybrydowych belkach drewniano-szklanych

Pomimo że szkło znane jest od tysięcy lat, dopiero od kilku dekad elementy wykonane z tego materiału są wykorzystywane jako nośne elementy konstrukcyjne, np. belki, ściany czy słupy w wielu realizacjach, takich jak dachy, fasady, ogrody zimowe, kładki dla pieszych oraz elementy przeszkleń jachtów morskich.

Szkło charakteryzuje się wieloma zaletami, m. in. przeziernością, wysoką wytrzymałością na ściskanie oraz trwałością. Jednakże posiada ono także liczne wady. Do najważniejszych z nich można zaliczyć kruchość – po osiągnięciu wytrzymałości szkło pęka w ułamku sekundy, rozpadając się na wiele kawałków o ostrych krawędziach. W przeciwieństwie np. do stali, gdzie zniszczenie poprzedzone jest plastycznymi deformacjami, szkło pęka bez ostrzeżenia. Kolejną wadą jest ekstremalna wrażliwość szkła na koncentracje naprężeń, spowodowana niemożnością redystrybucji sił przez lokalne uplastycznienie materiału. Ponadto, ogromna dysproporcja w wytrzymałości szkła na ściskanie (800 MPa) i rozciąganie (60–100 MPa) nie pozwala na pełne wykorzystanie możliwości materiału, szczególnie w elementach zginanych, w których wartości naprężeń ściskających i rozciągających są podobne.

 

PEŁNA WERSJA ARTYKUŁU DO POBRANIA
dr inż. Marcin Kozłowski
M KozlowskiAsystent w Katedrze Inżynierii Budowlanej na Wydziale Budownictwa Politechniki Śląskiej, członek Polskiego Komitetu Normalizacyjnego ds. Szkła i ds. Projektowania konstrukcji budowlanych ze szkła. Krajowy reprezentant w europejskiej organizacji COST Action TU1403 – Adaptive Facades Network, członek Ogólnopolskiej Sekcji Przemysłu Szklarskiego. W pracy naukowej zajmuje się konstrukcjami szklanymi, hybrydami szklano-drewnianymi, lepko-sprężystymi cechami klejów konstrukcyjnych i modelowaniem zniszczenia kruchych materiałów. Posiada kilkuletnie doświadczenie w projektowaniu konstrukcji ze szkła w Polsce i zagranicą.
Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie obsługi JavaScript.

 

STRESZCZENIE
Artykuł przedstawia wyniki numerycznych analiz dotyczących modelowania kruchego zniszczenia szklanego środnika hybrydowych belek drewniano-szklanych. Przedstawiono wpływ geometrii i wielkości elementów skończonych oraz wielkości energii pękania na zachowanie hybrydowych belek pod obciążeniem statycznym. Wyniki badań niszczących posłużyły do walidacji finalnych modeli obliczeniowych.
SUMMARY Numerical modelling of the phenomenon of brittle cracking in glass in timber-glass composite beams
The paper presents results of numerical studies on modelling of brittle failure (cracking) of glass web in hybrid timber-glass beams. The influence of element geometry, element size and value of fracture energy on the structural performance were analyzed. Final numerical models were validated by comparing their results with the results of experimental studies.
Zapraszamy do składania zamówień na prenumeratę i numery archiwalne

ISSN 0039-8144

Informujemy, że w ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza, że akceptują Państwo otrzymywanie cookies. więcej informacji...