Козак Р. П. Несуча здатність тонких багатошарових скляних балок

Дисертаційна робота присвячена експериментальним та теоретичним дослідженням несучої здатності скляних балок, які працюють на чотириточковий згин у лабораторних умовах. Досліджувані зразки скляних балок відрізнялись між собою висотою та кількістю шарів скла. Усі балки поділені на серії зразків відповідно до розробленої методики експериментальних досліджень. Методика випробування скляних балок полягала у досліджені однопролітних статично визначених балок на чотириточковий згин. Балки навантажувались статичним навантаженням протягом певного періоду часу до повного їх руйнування. Було досліджено фізико-механічні властивості скляних зразків, із яких було виготовлено скляні балки. Для дослідження скляних балок був використаний оптичний метод кореляції цифрових зображень для заміру деформівних характеристик на поверхні скляних балок, а також механічні придали для замірів відносних деформацій, прогинів та бокових деформацій. В результаті проведених досліджень був виконаний аналіз несучої здатності скляних балок, які працюють на чотириточковий згин. Визначено характеристичну та розрахункову міцність скла на розтяг при згині. Наведено аналітичні розрахунки та розрахунки методом скінченних елементів. Надані рекомендації щодо проектування скляних конструкцій та було проведене апробацію на реальних об’єктах. Світ будівництва не стоїть на місці та пропонує все нові технології для втілення фантастичних ідей архітекторів у вигляді нових форм. Одним із найрозповсюдженіших матеріалів, який використовують в таких спорудах – це скло. Завдяки своїм естетичним властивостям скло дозволяє створити щось футуристичне, споруди які будуть захоплювати подих, створюючи ефект прозорості та легкості. Сучасну людину уже не здивувати скляними конструкціями. Здебільшого повністю виготовлені із скла будівлі – це малі архітектурні форми, мезоніни, теплиці, елементи фасаду. Також скло використовують як один із елементів перекриття для того, щоб створити ефект прозорості. Все більше появляються справді вражаючі споруди великих прольотів, які повністю виготовлені із скла, скляні мости, басейни, сходи, накриття. Основним елементом будь-яких пролітних конструкцій є балки. Логічним, виходячи із технологічного процесу виготовлення скла, є рішення виготовляти балки із вертикальною орієнтацією листів скла до осі прикладання навантаження. Такий підхід дозволяє економити дорогий матеріал, однак має чимало недоліків, основний із яких, втрата стійкості балок із площини. Іншим недоліком, але уже скла як матеріалу – є крихкість та доволі великий розкид міцнісних характеристик, які враховуються великими коефіцієнтами надійності, що коливаються від 1.5 до 1.8. Сам характер руйнування скла має раптовий характер і його руйнування може наступити до появи великих прогинів тощо. Технологія триплексування дозволяє виготовляти багатошарові скляні елементи з підвищеною експлуатаційною безпекою. В Україні на даний момент відсутні нормативні документи, які б прописували чіткі правила для проектування скляних конструкцій, оскільки в українському будівництві скляні конструкції розглядаються здебільшого як огороджувальні конструкції. Тому, проведення наукових досліджень із вивчення роботи скляних конструкцій, а саме балок, дозволить розширити можливості використання скляних конструкцій як несучих елементів. Надані рекомендації щодо проектування скляних конструкцій та було проведене апробацію на реальних об’єктах.