Aktualne wydanie

2019 07 okladka

 

       7-8/2019

 

20190444Swiat-Szkla-V4B-BANNER-160x600-PLEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 

banner konferencja 04 2019

 RODO

 LiSEC SS Konfig 480x120

  

VITRUM Swiat Szkla Web

 

ift 480x105px RFT19 engl 

 

 GP19-480x105px

 

 GLASS 480X120

 

* Mały obiekt - niemałe problemy inżynierskie
Data dodania: 21.04.11

Konstrukcję tę wykonano z uzdrowisku Badenweiler (Niemcy), w ramach całościowej modernizacji tamtejszych term. Między budynkami kąpieli uśmierzających (z r. 1957 – na rys. 1 po prawej) i kąpieli właściwych (z XIX w. – na rys. 1 po lewej) zbudowano brakujący łącznik, umożliwiający przejście bosą nogą z jednego budynku do drugiego.

Rys. 1. Szklany łącznik od zewnątrz

Szklana konstrukcja objęła fasadę i dach. Dla uzyskania maksymalnej przezroczystości zastosowano szklane słupy, rygle, dźwigary i płyty dachu (rys. 2). W poniższym opisie tego obiektu wykorzystano publikację Ein Glashaus für die Therme in Badenweiler [1].

Zaletą transparentnego charakteru wymienionego łącznika jest też utworzona gwarancja zachowania architektonicznej suwerenności każdego z kojarzonych budynków. Konstrukcja łącznika składa się ze szklanej fasady o szerokości równej 6,20 m i wysokości 7,60 m, oraz ze szklanego dachu mającego szerokość 6,20 m i długość 7,80 m – ze spadkiem równym 2% ku tyłowi, co nie wymagało założenia rynny odwodnienia przy szklanej fasadzie od czoła.

Rys. 2. Szklany łącznik od wewnątrz

Wyżej wymieniona odległość między obu budynkami (6,20 m) pozwoliła zastosować w dachu szklane dźwigary, bez potrzeby tworzenia styków na ich długości. Każdy dźwigar został uformowany zgodnie z przebiegiem momentów zginających (rys. 3) i, dla obniżenia naprężeń rozciągających w szkle jego dolnego pasa, wstępnie sprężony cięgnem ze stali szlachetnej. Spoczywające na dźwigarach szklane płyty dachu zabezpieczają równocześnie te pierwsze przed utratą stateczności przy zginaniu.

Rys. 3. Szklany dźwigar dachu

Poziome rygle fasady (rys. 2) podparte są pionowymi podporami i zabezpieczone przeciwko zwichrzeniu. Przyjęty podział konstrukcji fasady pozwolił też na wkomponowanie w nią dodatkowych drzwi zewnętrznych. Na rys. 2 można zauważyć trzy poziome rygle (każdy o wysokości pracującej na zginanie równej 280 mm) i pięć pionowych szklanych słupów (każdy o wysokości oporu giętego wynoszącej 260 mm).

Grubość laminowanego szkła wszystkich elementów waha się w granicach 10-15 mm. Szczególną konstrukcję ze stali szlachetnej mają wszystkie zamocowania dźwigarów i rygli. Szczegół podparcia dźwigara stalowego za pomocą stalowego buta widoczny jest na rys. 4. Dach podtrzymują cztery szklane dźwigary o wzajemnym rozstawie równym 1,70 m.

Rys. 4. Konstrukcja stalowego buta dla zamocowania szklanego dźwigara dachu

Obliczenia numeryczne, wykonane metodą elementów skończonych, uwzględniły przestrzenną pracę całości konstrukcji oraz możliwości uchylenia się od współpracy pojedynczych elementów układu nośnego. Niektóre szczegóły obliczeniowe wynikają z rysunków 5 i 6. Metodę elementów skończonych zastosowano też przy rozważaniu problemów stateczności konstrukcji (rys. 7). Na podstawie wykonanych obliczeń ustalono także możliwe scenariusze awarii konstrukcji.

Rys. 5. Numeryczne odwzorowanie sytuacji dźwigara

Rys. 6. Przykład kierunków naprężeń głównych w dźwigarze

Projekt i wykonanie tego stosunkowo małego obiektu szklanego ukazały wyraźnie, jak wielki musi być nakład pracy przy budowie konstrukcji ze szkła, jeśli ma ona być bezpieczna. Obok szczególnej technologii i pracochłonnych obliczeń numerycznych potrzebnych przy wymiarowaniu elementów z materiału kruchego, potrzebne są również badania szczątkowych nośności konstrukcji oraz tychże przy uchylaniu się poszczególnych elementów konstrukcyjnych od współpracy.

Rys. 7. Komputerowa symulacja niestatecznej formy dźwigara

Niekiedy istnieje też potrzeba wykonania dodatkowych badań laboratoryjnych i in situ. W warunkach polskich nakłada się na to także pewien niedostatek i nieadekwatność odpowiednich norm i przepisów.

A tymczasem, na horyzoncie „czają” się dziś już nowe materiały transparentne [2] (rys. 8).

Rys. 8. Parasolowy dach z przezroczystej folii ETFE w Würzburgu (Niemcy)

prof. Zbigniew Cywiński
Politechnika Gdańska

Bibliografia

[1] Schober H., Gerber H., Schneider J.: Ein Glashaus für die Therme in Badenweiler. “Stahlbau” 73(2004), 11, 886-902.

[2] Schöne L.: Florale Transparenz: Das Neue Dach über dem Innenhof der IHK in Würzburg. “Stahlbau” 73(2004), 11, 879-885.

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

więcej informacj: Świat Szkła 4/2011