[Reka2]

Доброго времени суток всем форумчанам! Подскажите если кто сталкивался. Как определить минимально возможную толщину (или формулу) стеклопакета, в зависимости от его размеров по условию схлопывания (т.е. зимой при -30 два стекла соприкасаются из-за сужения воздуха между стеклами)
Zenon!!! Надежда только на тебя! Погибаю!

[Reka2]

Огромное спасибо всем за живое участие! Особая признательность MASTER_VLAD: Посылка из поста №10 дала результат оч. далекий от истины (есть практические наблюдения), а вот УРОК по физике 9-10 кл (так стыдно, что в горячке забал) + расчет гибкой пластины, опертой на 4 угла, дает весьма приемлимый результат!!! СПАСИБО!

[Чайник Вася]

Всем привет, давно меня тут не было.
С толщиной стеклопакетов все ясно, а у меня вот такая ситуевина.
На лоджии установлены ластиковые окна. На балконе все дыры заделаны цементом.
Вход на балкон тоже застеклен пластиковым окном и дверью. Несмотря на это у меня на балконе и в квартире появляются какие-то мошки, но не мухи дрозовилы. Меня интересует вопрос, как и откуда они проникают на балкон и на кухню.

[Sven]

master_vlad
Наверное, невнятно сформулировал вопрос:
почему прогиб обратно пропорционален жесткости. Почему не квадрату жесткости, или кубическому корню, например? Утрирую, конечно. Обоснуйте свое ИМХО. Желательно ссылками на литературу.
Теория статического расчета листовых материалов слишком сложна, чтобы вот так, запросто решать такие задачки. Тем более заменять прямоугольный (или квадратный) сп круглым.

С давлением тоже не все ясно. Допустим, собрали сп 4-12-4 1000ммх1000мм в цеху. При температуре +25C. Затем привезли на объект. Там температура -30C. Атмосферное давление 760 мм рт. ст. (или 101,325 кПа). Как от этих данных перейти к эквивалентному давлению на стекло, чтобы посчитать его прогиб? Ваше предположение, что

Поскольку V с/п изменяется под действием dP

считаю неверным. dV (изменение объема камеры сп) происходит из-за dT (изменение температуры). Ведь при понижении температуры газ сжимается - вот и изменение объема. А давление в любой момент изменения температуры будет постоянным и равно атмосферному.

[master_vlad]

Существует понятие цилиндрической жесткости
D, определенное например здесь http://sopromat.h12.ru/content/bibli...hap5.php#chap5
Она пропорциональна E*h^3, где Е - модуль упругости, h - толщина пластины.
Из дифференциального уравнения изгиба пластины Софи Жермен-Лагранжа можно найти прогиб А http://sopromat.h12.ru/content/bibli...p53.php#chap53 (см. 5.32) из приведенного выражения для меня совершенно очевидно, что прогиб обратно пропоционален жесткости и связан с модулем упругости и толщиной.
При прочих равных условиях (способ закрепления, нагрузка, соотношение сторон) прогибы двух разных пластин, отличающихся материалом, и/или толщиной , будут отличатся ТОЛЬКО обратно пропорционально своим цилиндрическим жесткостям , или (E*h^3).

Ваше предположение, что Цитата: Поскольку V с/п изменяется под действием dP считаю неверным. dV (изменение объема камеры сп) происходит из-за dT (изменение температуры). Ведь при понижении температуры газ сжимается - вот и изменение объема. А давление в любой момент изменения температуры будет постоянным и равно атмосферному.

Ок, предложите свой вариант решения.

[Sven]

master_vlad
Спасибо, наконец-то дождался от вас ссылки на источники.
Действительно, прогиб обратно пропорционален цилиндрической жесткости.

Понимаете, какое дело. Попытку разработки методики расчета сп на схлопывание я вижу впервые.

Я могу сослаться на два нормативных документа.
1. "Рекомендации по проектированию и устройству фонарей для естественного освещения помещений". Там стекла рассчитываются на следующие нагрузки: снеговую, ветровую и собств. вес. Причем

Совместная работа стекол в стеклопакетах при воздействии расчетных нагрузок (от собственного веса, снега и ветра) не учитывается. При расчете стекол в стеклопакетах в расчет принимается только одно стекло, расположенное со стороны действия суммарной нагрузки

2. "Инструкция по проектированию, монтажу и эксплуатации стеклопакетов". Там расчет ведется на следующие нагрузки:
ветровая, снеговая, собств. вес, от изменения температуры воздуха, изменение атмосферного давления. Причем, нагрузка от изменения температуры зависит от толщины стекла, отношения большей стороны к меньшей, площади сп, средней температуры воздушной прослойки и суммы толщин воздушных прослоек в сп. Этот расчет не является расчетом на схлопывание.

Расчет стеклопакетов на прочность следует производить по расчетным нагрузкам, действующим на наружное стекло в зимних условиях эксплуатации

Так что не все так просто, как у вас.

[master_vlad]

Попытку разработки методики расчета сп на схлопывание я вижу впервые

Тут понимаете какое дело, мы (т.е. вы, я, другие светопрозрачники aka витражисты) находимся в очень разреженой правой среде. Нас практически не существует. Нас ни где не учат, нет такой специальности. Нормативные документы, непосредственно регламентирующие нашу деятельность можно пересчитать по пальцам, причем часть этих документов - 1975 года (напр. СН 481-75) так там до сих пор

3.16. В зенитных фонарях со стеклопакетами следует предусматривать устройство под остеклением защитных металлических сеток с ячейками 50х50 мм, окрашенных, в белый цвет.

Вы сетки давно последний раз ставили???
Насколько я понимаю http://dwg.ru/dnl/2333 вообще первая попытка в русскоязычной литературе обобщить накопленые знания по светопрозрачным конструкциям. И естественно в рамках обзорного курса никто не будет разрабатывать методики расчетов на схлопывание при сочетании нагрузок. Автору темы требовалось:

Как определить минимально возможную толщину (или формулу) стеклопакета, в зависимости от его размеров по условию схлопывания (т.е. зимой при -30 два стекла соприкасаются из-за сужения воздуха между стеклами)

т.е. никаких доп. сочетаний нет. Продолжаю утверждать, что в такой постановке задачи правильно будет зная dT найти dP, приняв Vс/п=const. Затем приняв q=dP решить 3.6 для обеих стекол. Проссумировать прогиб и сравнить его с толщиной рамки.

[Sven]

Закон Бойля - Мариотта открыли в 1660 году, и ничего, пользуемся.


Вы сами-то считали по своей методе? Я посчитал. Теперь буду знать, что стеклопакеты 1м х 1м надо делать из стекла 12..14 мм.
[ATTACH]1191269788.rar[/ATTACH]
Ссылку скрыл. /kpblc/

[master_vlad]

по моей - значение в В14, т.е. 4,5 мм при dT=55 C что близко к истине, и кстати говоря это 1/220 от 1000мм, т.е. пригиб, допустимый для стекла.
Теперь становится понятным ограничение на температуру монтажа.

Во второй части расчета (3.1 - формула Маркуса) вы попробуйте заменить размеры на a=10000мм, b=11000мм
t как ни странно остается 11,93 мм. (я понимаю, что стекло таких размеров не бывает, но в формуле явная опечатка, т.к. не учитываются размеры, а только их соотношение, следует наверное p умножить на а и b)

Касательно третей части - мне нужно подумать.

Хотелось бы также отметить, что -30С это температура хранения, т.е. при эксплуатации, под действием теплового потока температура в воздушной прослойке поднимется.

[Sven]

Подумайте.
Вам не кажется странной нагрузка в почти 2000 кг/м2 ? И где вы видели стеклопакеты 1м на 1м из стекла 6мм? Лично мне величина прогиба в 4,5 мм для стекла размерами 1м х 1м х 6мм кажется великоватой. Раза так в 2,5..3 минимум.

Я нашел свою ошибку. В ячейке C22 должна быть формула "=(3/4)*((B6*B8*B9)/25000)". Каюсь.
В этом случае сп размерами 10000х11000 будет обрабатываться корректно .
[ATTACH]1191303882.rar[/ATTACH]

[Sven]

Посоветовался с нашим расчетчиком. Он оказывается уже пытался решить похожую задачу. Проблема в том, что вы не учитываете в своей методике сопротивление стекла. Те при изменении температуры газа внутри сп он пытается сжаться. Если-бы вместо стекла был-бы поддатливый материал (целлофановый мешок, например) так-бы и было. Проблема в том, что стекло сопротивляется, упруго деформируется. В систему сил, которую вы пытаетесь решить только с при помощи Бойля-Мариотта должно входить еще диф. уравнение сил возникающих внутри стекла.

Так что вот так. Если бы это было так просто, как вы думаете, давно бы была офиц. методика.

[zenon]

Вообщето проектирование с/п дело неблагодарное, в любом случае окажешься крайним :roll:
А рсчет производится согласно данного документа
СН 481-75 ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ, МОНТАЖУ И ЭКСПЛУАТАЦИИ СТЕКЛОПАКЕТОВ
[ATTACH]1191307307.rar[/ATTACH]
Здесь дан расчет для обычного стекла, для закаленного пока увы нет. Хотя прочность каленки в 7-10 раз выше.

[highjack]

Попытался проанализировать работу стекла из стеклопакета размером 1 м на 1 м с воздушной прослойкой 10 мм и толщиной стекла 10 мм. Для решения двух уравнений (состояния газа и жесткости стекла) решил использовать итеррационный метод с использованием Скада.
Граничные условия:

1. предположение что стекло абсолютно жесткое и несет всю нагрузку от перепада давления (изохорный процесс), состовляющего 18000Па при перепаде температур монтаж-эксплуатация - 50град. При шарнирном закреплении стекла по периметру прогиб каждого стекла в центре составил - 19 мм. - не реально.

2. предположение что стекло абсолютно не жесткое тело (изобарный) процесс - изменение объема воздушной прослойки стеклопакета - 18%, т.е. прогиб каждого стекла в центре должен составлять - 1,6 мм.

Непосредственно иттерации:

3. предположим что стекло несет 10% от макс. возможного при изохорном процессе. Т.е давление на каждое стекло 1800 Па. Прогиб каждого стекла составил 1,9 мм, но при таком прогибе из изобарного процесса следует что давления давно должны были уравновеситься.

4. предположим что стекло несет 5% от макс. возможного при изохорном процессе. Т.е давление на каждое стекло 900 Па. Прогиб каждого стекла составил 0,95 мм, изменение объема составляет 12% и при таком изменении объема реальное давление будет - 6000Па - не подходит.

5. предположим что стекло несет 7% от макс. возможного при изохорном процессе. Т.е давление на каждое стекло 1260 Па. Прогиб каждого стекла составил 1,2 мм, изменение объема составляет 16% и при таком изменении объема реальное давление будет - 2000Па - не подходит, но уже ближе.

6. предположим что стекло несет 7,5% от макс. возможного при изохорном процессе. Т.е давление на каждое стекло 1350 Па. Прогиб каждого стекла составил 1,28 мм, изменение объема составляет 16,6% и при таком изменении объема реальное давление будет - 1400Па - с достаточной для практических целей точностью подходит.

Следовательно прогиб каждого стекла толщиной 10 мм будет составлять 1,28 мм. Стекло за счет своей жесткости несет всего около 7,5% от всей нагрузки создаваемой разницей давления.

Результаты для стекла 5 мм при тех же условиях (расчет опустил) - стекло ведет себя почти как пленка, т.к. только 0,8% всей нагрузки воспринимается стеклом. Напряжения в растянутой и сжатой зонах стекла - до 2 Н/мм2 (макс допустимое на растяжение для самого слабого стекла - 25 Н/мм2) Прогиб каждого стекла составляет около 1,3 мм.

Результаты для стекла 5 мм при тех же условиях но увеличили воздушный зазор до 20 мм (расчет опустил) - следуя из решения ур. термодинамики прогиб при всех равных прочих условиях должен возрасти в два раза. Стекло воспринимает 2% от всей нагрузки, напряжения в стекле - 5 Н/мм2. Прогиб каждого стекла составляет около 2,4 мм.

Отсюда вытекает что при увеличении размеров окна жесткость стекла понижается и стекло несет все меньшую часть нагрузки, при увеличении воздушного зазора наоборот.

Подитожим: в реальных условиях вклад сопротивления стекла в работу всего стеклопакета на схлопывание настолько незначителен что им можно пренебречь и расчет вести по законам термодинамики, т.е. уравнению Менделеева-Клапейрона. Таким образом толщина стекла ровным счетом практически не влияет на схлопывание, влияет только величина воздушной прослойки, чем она больше тем больше деформируются стекла при изменении температуры.

[Reka2]

ZENON! Спасибо! См. пост 1

[Sven]

highjack

расчет вести по законам термодинамики, т.е. уравнению Менделеева-Клапейрона

Расскажите как. Нужна последовательность вычислений. Исходные данные предлагаю взять из поста 23.

[GWA18]

Сообщение от Sven ... Ваше предположение, что Поскольку V с/п изменяется под действием dP считаю неверным. dV (изменение объема камеры сп) происходит из-за dT (изменение температуры). Ведь при понижении температуры газ сжимается - вот и изменение объема. А давление в любой момент изменения температуры будет постоянным и равно атмосферному.

Извините, небольшая ошибочка в Ваших рассуждениях.
Газ не может сам по себе ни сжиматься, ни расширяться, пока находится в замкнутом объеме: он всегда занимает ВЕСЬ объем между стенками, в которых заключен, и в каждой точке этого объема имеет одно и то же давление (за исключением тех участков, где расстояние между протиположными стенками сравнимы с длиной свободного пробега молекул - но это уже ария из другой оперы).
В соответствии с уравнением p*V/T= const (законы Бойля-Мариотта и Гей-Люссака - только частные случаи этого уравнения), понижение температуры газа с +25 Цел до -30 Цел (с 298 К до 243 К) понижает давление воздуха внутри стеклопакета, снаружи - давление не зависит от температуры. Возникающий перепад давлений выгибает стекла внутрь, уменьшая объем воздуха внутри стеклопакета.
Если бы вместо стекла была тонкая резиновая пленка, то выгибание остановилось бы при уравнивании давлений снаружи и внутри стеклопакета. Однако у нас - стекло, обладающее значительно большей жесткостью, чем резина, поэтому давления не уравняются.

[highjack]

Расскажите как. Нужна последовательность вычислений. Исходные данные предлагаю взять из поста 23.

Уравнение бойля мариотта это частное решение уравнения Менделеева Клапейрона.

Если бы вместо стекла была тонкая резиновая пленка, то выгибание остановилось бы при уравнивании давлений снаружи и внутри стеклопакета. Однако у нас - стекло, обладающее значительно большей жесткостью, чем резина, поэтому давления не уравняются.

- я в посте 32 привел влияния жесткости стекла, оно незначительное поэтому с погрешностью +-5% можно считать что вместо стекла пленка и считать по формуле V1/T1=V2/T2. А по изменению объема определить прогибы стекол. Напряжения в стекле также незначительные, поэтому расчет на прочность стекла также выполнять нет смысла.

[Witalij]

Вот у меня завалялось - там вроде учтена ситуация схлопывания СТП...
[ATTACH]1191424316.rar[/ATTACH]

[Sven]

GWA18
Об этом я написал в посте 30.
highjack
Не томите. Или скажите, где ошибка в расчете из поста 29 или приведите свой. Тут вот какой вопрос возник. Как

по изменению объема определить прогибы стекол

с учетом того, что сп не круглый.
Witalij
Интересные данные. Спасибо.

[GWA18]

to Sven, highjack
Извините, накладочка вышла: в Опере висела вкладка, открытая мною еще ночью 01.10 (пост 23), а я не обратил внимания на дату, решил, что это свежее сообщение - и вставил своих пять копеек

[highjack]

В посте 29 мудренное решение задачи, мне даже не хочется разбираться.

Sven у Вас вопрос по какой части расчета ?
1. Доказательство не влияния жесткости стекла.
2. Расчет изменения объема в замкнутой воздушной камере стеклопакета.
3. Определение прогиба по известному изменению объема. (Прогиб я определял предполагая, что профиль прогнутого стекла близок к сфере, согласен это не совсем точно, но думаю ошибка будет не велика, до 20% максимум)

Спросите конкретнее, конкретнее и расскажу.