Az üveg alkalmazása a magasépítésben. Előadás 2018 május 23.-án Tatabányán

Átírás

1 Az üveg alkalmazása a magasépítésben Előadás 2018 május 23.-án Tatabányán

2

3 Bevezetés o Köszönet a meghívásért! o Gondolatok az építészeti üvegekről a magas házakról: o o o o o o o o o o o o o Városi revitalizáció nincs építészeti attrakció nélkül ez lehet: az épület kubatúrájának egyedi,sajátos megformálása, a homlokzati megjelenés újszerűsége az attrakció vonzza a befektetőket!! Az új a jobb igérete. Revitalizációs minta esetek: USA Atlantic City, Párizs Le Defense, London The Shard. Ha magasház akkor üveg homlokzat, persze nem csak akkor!

4 Paris, le Defense

5 London

6 Paris, Luis Vuitton alapítvány székháza Tervező: Frank O.Gehry üvegfelület: m2, Üveg tábla : 3600 db,nincs közöttük egyforma, ives felület. VSG SG fóliával, Váz: acél és fa kombináció. Luis V. ( ) vállalkozó,1854-ben luxus kivitelű bőrtáskák készítésére céget alapított tól 5 éven keresztül a világ No.1. luxus cége volt ben alkalmazottat foglalkoztatott, a cég forgalma md. Dollár volt. A székház szimbolikus üzenete: Az ember örök feladata a felfedezés,az innováció. Dagadnak a vitorláink, jó szelünk, lehetőségeink vannak. (A IV. ipari forradalom korlátlan lehetőségeket ad.)

7 Mi az üveg? Az üveg elnevezés egyrészt az anyag, másrészt az állapot megjelölésére szolgál. Összetevő Név Mész-szilikátüveg Borszilikátüveg SiO 2 Szilícium-dioxid 69 74% 70 87% CaO Kalcium-oxid 5 14% - B 2 O 3 / SrO Bór-trioxid % Na 2 O / K 2 O Nátrium-oxid Kálium-oxid 10 16% 0 8% MgO Magnézium-oxid 0 6% - Al 2 O 3 Alumínium-oxid 0 3% 0 8% Alkotóelem Bór-trioxid (B 2 O 3 ) Alumínium-oxid (Al 2 O 3 ) Magnézium-oxid (MgO) Réz, Króm, Mangán, Titán, Vas, Kobalt, Vanádium Ólom-oxid, Bárium-oxid Hatás Termikus tulajdonság Mechanikai tulajdonság Kémiai stabilitás Optikai tulajdonság, szín Optikai tulajdonság, fénytörés

8 Alapüvegek Float üveg (MSZ EN 572-2) Polírozott huzalháló-betétes üveg (MSZ EN 572-3) Húzott síküveg (MSZ EN 572-4) Mintázott üveg (MSZ EN 572-5) Huzalháló-betétes üveg (MSZ EN 572-6)

9 Float üveg Pilkington 1952-ben dolgozta ki az eljárást 1000 C os olvadt üveget sekély ón fürdőbe öntik vastagságát a szilárduló üvegszalag húzásának sebességével vált. hőkezelés - ellenőrzött hűtés - után használható. optikai tulajdonságai sokkal jobbak mint a húzottnak. edzéssel szilárdsági tulajdonságai jelentősen javulnak.

10 Használatos üvegtermékek előállítása Float üveg Nemesítési eljárás edzés felületmenti illesztés vonalmenti illesztés felület módosítás bevonatolás ESG TVG ChVG VG VSG MIG lirozás, maratás mattolás funkcionális üvegek

11 Feldolgozott üvegtermékek Előfeszített üveg (MSZ EN 1863) TVG Edzett üveg (MSZ EN 12150) ESG Tesztelt edzett üveg (MSZ EN 14179) ESG-H Kémiai úton kezelt üveg ChVG Szigetelő üvegegység (MSZ EN 1279) MÍG Ragasztott többrétegű üveg (MSZ EN ISO ) VG Ragasztott biztonsági üveg (MSZ EN ISO ) VSG SG üveg ( Sentry Glas, Du Pont)

12 Biztonsági üvegek( VG, VSG, SG) VG üveg: VSG üveg: SG üveg: öntőgyanta közbenső rétegekkel, polyvinyl-bytural fólia közbenső rétegekkel, Sentry Glas fólia közbenső rétegekkel, készített, kettő vagy több float, TVG, ESG üvegből álló gyártmány.a Sentry glas fólia 5x erősebb és 100x merevebb mint a hagyományos lamináló anyagok. A biztonsági üveg: A kategóriájú ha dobott tárgyak, B ha személyek erőszakos behatolása, C ha kézi lőfegyverrel történő támadás, D ha bomba támadás hatása ellen nyújt védelmet.

13 Apple Cube, New York

14 A hő- és vegyi kezelés hatása Hőkezelés hatására az üveglap külső felületén nyomófeszültség, a belsejében húzófeszültség alakul ki.

15 Karakterisztikus szilárdsági értékek és töréskép Üvegfajta Floatüveg: - víztiszta; - anyagában színezett; - bevonatolt Festett floatüveg - szitázott - zománcbevonat ( ) Hajlítási határfeszültség karakterisztikus értéke (N/mm 2 ) Alapüveg TVG ESG(-H) ChVG Ornamentüveg Drótüveg Üvegfajtája E-Modulos N/mm 2 Poisson tényező Hőtágulási együttható 10-6 /K Mész-nátron üveg ,23 9,0 Boroszilikát üveg ,20 6,0

16 Használatos termékek lehetséges méretei Termék Szélesség (m) Hossz (m) Vastagság (mm) Szabvány Float 3,21 6,00 2 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 19 DIN EN TVG 3,21 6,00 3, 4, 5, 6, 8, 10, (8,00) 1 12, DIN EN ESG 3,21 VSG 3,21 MIG 3,21 6,00 3, 4, 5, 6, 8, 10, (8,00) 1 12, 15, 19 A vastagság a 6,00 (8,00) 1 súly miatt behatárolt DIN EN DIN EN ISO ,00 (8,00) 1 - DIN EN bizonyos gyártók terméke 2 technikailag korlátlan hosszban is gyártható(2,5x15 m.-es panelt is gyártottak már!)

17 Az üveg méretrevágása, peremkialakítása

18 Vonalszerűen megtámasztott üvegszerkezetek fejfeletti vagy függőleges üvegezés legalább két egymással szemben fekvő oldalon megtámasztott mechanikai rögzítés folyamatos vonalszerű megtámasztás Járható és korlátozottan járható üvegezés külön előírások üvegmegtámasztó szerkezet (merevség, pontosság, felfekvés)

19 Általános követelmények ideiglenes tárolás: ideiglenes fesz. csúcsok ne! megtámasztó szerkezet: pontatlanságok utólagos korrigálása kényszerekből kialakuló igénybevétel növekedés ne legyen üvegfelület tartósan rögzítve, min. 10mm. üvegtáblát megtámasztó szerkezet lehajlása L/200, vagy max. 15mm üvegtáblák elcsúszásának megakadályozása üvegező ékekkel kemény építőanyagokkal való kontaktus elkerülése Támasz Fejfeletti üvegezés Függőleges üvegezés 4 oldalon megtámasztott L/100 (fő teherviselési irányban) 2 vagy 3 oldalon megtámasztott egyrétegű üvegezés esetén L/100 (fő teherviselési irányban) MIG üveglapok esetén L/200 (szabad peremek hossza) nincs előírás, MIG esetében a gyártó előírásai az irányadók L/100 (szabad peremek hossza)* L/100 (szabad peremek hossza)*

20 Fejfeletti üvegezés Egyrétegű üvegezéshez, illetve hőszigetelő üvegezés alsó rétegéhez kizárólag huzalhálóbetétes üveg, illetve ESG, ESG-H vagy TVG üvegből készült VSG üveg alkalmazható. Az 1,20 m-nél nagyobb fesztávolságú VSG táblákat minden oldalon alá kell támasztani. VSG üvegek esetében egyrétegű üvegezésnél, illetve hőszigetelő üveg alsó rétegeként a PVB fólia minimális névleges vastagsága 0,76 mm Huzalháló-betétes üveg alkalmazása a fő fesztáv irányában 0,7 m-t nem haladhatja meg, a felfekvés minimális szélessége 15 mm. Ezektől eltérés megengedett, ha az üvegtáblák közlekedési területre való leesése megfelelő módon akadályozott

21 Paris, Ch.de Gaulle rep.tér

22 Paris, Ch. de Gaulle rep.tér

23 Paris Ch. de Gaulle rep.tér

24 Függőleges üvegezés Nagy darabokra törő egyrétegű monolitikus üvegeket (float, TVG, húzott és ornamentüveg) amelyeknek a felső éle a járófelülettől legalább 4,0 m-es magasságban van minden oldalon meg kell támasztani. Két oldalon megtámasztott ESG üveg alkalmazása csak 4,0 m alatti beépítési magasságnál, nem balesetveszélyes helyen megengedett. Minden más beépítési szituációban, illetve többrétegű hőszigetelő üvegezés külső rétegeként is ESG-H üveget kell alkalmazni.

25 Paris,le Defense

26 London

27 Pontszerű megtámasztás üvegtáblák rögzítése: furat kialakítása, perem sérülés max. 0,5mm sík üvegtáblák A furat felületének simának és karcmentesnek kell lennie, VSG esetén üvegtáblák vastagságának aránya max. 1,7 maradék-teherbíróképesség biztosítása max. lehajlás: L/100 peremen való rögzítéseknél az üveg befogási szélessége minimum 25 mm, a befogott üvegfelület nagysága min. 1000mm 2 üvegtáblák elhelyezhetőségének biztosítása minimális TVG max. támaszköz üvegvastagság x irányban (mm) (mm) tányérátmérő (mm) max. támaszköz y irányban (mm) x x x x x

28 Bevásárló központ

29

30 Pontmegfogású üvegek furatai

31 Kizuhanás ellen védő üvegszerkezetek A kategória B kategória C kategória

32 A kategória egyrétegű üvegezés csak VSG MÍG esetén legalább az egyik VSG mechanikai hatásnak kitett oldal: VSG vagy ESG ha mechanikai hatás oldala ESG, másik float, TVG B kategória csak VSG C kategória C3 = A C1 és C2: egyrétegű üvegezés szinte csak VSG, kivéve 4 oldali megtámasztás esetén: float, TVG

33 Ellenőrzés ütésszerű hatásra próbaterhelés Gumikerék (A:900mm, B:700mm, C:450mm) táblázatok statikai vizsgálat kell az üvegnek téglalap alakú és sík, nincs gyengítve befogási mélység min. 12mm illetve 18mm megfelelő U profil és csavar: 10 kn/m MÍG: min. 12mm SZR Kat Típus Vonalmenti megtámasztás Szélesség mm Hosszúság mm Üvegfelépítés min. max.. min. max.. (bentről kifelé*) A C1 és C2 MIG egyszeres MÍG egyszeres minden oldalon minden oldalon minden oldalon két oldalon fent és lent minden oldalon két oldalon fent és lent két oldalon jobb és bal oldalon C3 MIG minden oldalon egyszeres minden oldalon ESG/ SZR/ 4 SPG/ 0,76 PVB/ 4 SPG ESG/ SZR/ 4 SPG/ 0,76 PVB/ 4 SPG ESG/ SZR/ 5 SPG/ 0,76 PVB/ 5 SPG ESG/SZR/ 5 SPG/ 0,76 PVB/ 5 SPG SPG/ 0,76 PVB/ 5 SPG/ SZR/ 8 ESG SPG/ 0,76 PVB/ 5 SPG/ SZR/ 8 ESG ESG/SZR/ 6 SPG/ 0,76 PVB/ 6 SPG ESG/SZR/ 6 SPG/ 0,76 PVB/ 6 SPG ESG/SZR/ 4 SPG/ 0,76 PVB/ 4 SPG SPG/ 0,76 PVB/ 4 SPG/ SZR/ 4 ESG SPG/ 0,76 PVB/ 6 SPG SPG/ 0,76 PVB/ 6 SPG SPG/ 0,76 PVB/ 8 SPG SPG/ 0,76 PVB/ 8 SPG SPG/ 0,76 PVB/ 10 SPG SPG/ 0,76 PVB/ 10 SPG SPG/ 0,76 PVB/ 6 SPG ESG/SZR/ 4 SPG/ 0,76 PVB/ 4 SPG SPG/ 0,76 PVB/ 4 SPG/ SZR/ 6 ESG bel ESG/SZR/ 5 SPG/ 0,76 PVB/ 5 SPG SPG/ 0,76 PVB/ 5 SPG bel SPG/ 0,76 PVB/ 6 SPG bel ESG/ 0,76 PVB/ 5 ESG bel SPG/ 1,52 PVB/ 8 SPG SPG/ 0,76 PVB/ 6 SPG ESG/ 0,76 PVB/ 6 ESG SPG/ 1,52 PVB/ 8 SPG ESG/SZR/ 4 SPG/ 0,76 PVB/ 4 SPG SPG/ 0,76 PVB/ 4 SPG/ SZR/ 12 ESG SPG/ 0,76 PVB/ 5 SPG 30

34 B kategória egyes elem tönkremenetele: erőátadás VSG peremvédelem? 1 vagy 2 réteg mellvéd befogása a kapcsolódó épület födémébe: a szorítólemezek acélból, min. 100 mm szélességgel, és 12 mm vastagsággal készüljenek; a szorítócsavarok távolsága maximum 300 mm legyen és a szárukra műanyag hüvelyt kell húzni; a mellvéd üvegét elasztomer közbeiktatásával a szerkezetre le kell támasztani; az üveg furatainak a szorítólemez középvonalába kell esnie; a csavarszár (a ráhúzott hüvelyt is figyelembe véve) és az üveg furata nem érintkezhet; az üveg hosszirányú elmozdulását rugalmas támasszal biztosítani kell. Szélesség (mm) Magasság (mm) min. max. min. max. Üvegszerkezet (mm) (10 ESG/ 1,52 PVB/ 10 ESG (10 TVG/ 1,52 PVB/ 10 TVG

35 Easy Glass termékek.

36

37

38 Járható üvegszerkezet Korlátozottan járható üvegszerkezet elemenként csak egy személy tartózkodhat karbantartás és tisztítás céljából csak VSG üvegből kialakított üvegezés készíthető, PVB min. 0,76mm hőszigetelő üvegezés alkalmazása esetén a külső réteg lehet egyrétegű lehajlása < L/200 VSG üvegtáblák közti tapadás nem vehető figyelembe Járható üvegszerkezet üveg: csúszásmenetes, elmozdulás és kiemelés biztos csak VSG üveg, minimum 3 réteg megtámasztás lehet: vonalszerű, pontszerű és vegyes terhelés, pontszerű terhelés: MSZ EN teherbírás vizsgálat: az üvegszerkezet minden egyes rétege sérülésmentes állapotban van rendkívüli terhelési eset: legfelső réteg tönkrement, a teherbírásban nem vesz részt lehajlás sérülésmentes állapotban < L/200 ütésszerű hatás és maradék-teherbíróképesség Zuhanás < 50cm: nem kell

39

40 ütésszerű hatás Alapteher: 1kN, 20cm x 20cm ejtési magassága 800 mm, súly 40kg cél: maximális feszültségek és elmozdulások Abban az esetben felel meg az elem a kritériumoknak, amennyiben: az üvegtábla nem csúszik ki a tartószerkezetből; a próbatest nem lyukasztja át az üvegtáblát; nem zuhan ki az üvegtáblából olyan üvegdarab, ami veszélyt jelenthet az alatta levőkre

41 Erőtani számítás alapjai Egységes biztonsági tényezős eljárás Üveg Fejfeletti üveg Függőleges üvegezés Float üvegből készített ESG Öntött üvegből készített ESG Float üvegből készített ESG lirozott felülettel* Float üveg Öntött üveg 8 10 Float üvegből készített VSG 15 (25**) 22,5

42 Osztott biztonsági tényezős eljárás Üveg ellenállása E d = S * S k < R d = R k / γ R o Float üveg o Edzett üveg R d teherbírás tervezési értéke k mod modifikációs tényező k c a szerkezete kialakítását figyelembevevő tényező f k hajlítási határfeszültség karakterisztikus értéke M anyagbiztonsági tényező bázisüvegek esetében M =1,8, hőkezeléssel edzett üvegek esetében M =1,5 Hatás tartóssága Példa k mod modifikációs tényező állandó önsúly 0,25 tartós hó- klímateher 0,40 rövid szél, vízszintes korlátteher 0,70

43 1. példa - Homlokzat egyhéjú biztonsági Üveg kiosztás üveg felhasználásával

44 A tartószerkezeti modell: Geometriai kialakítás:

45 Statikai modell szélnyomásra történő ellenőrzéshez: Statikai modell szélszívásra történő ellenőrzéshez:

46 Biztonsági tényezők - állandó teher az MSZ EN szerint - hasznos és meteorológiai teher az MSZ EN szerint - edzett üveg anyagbiztonsági tényezője - kedvezőtlen értelmű állandó teher csökkentő tényező Anyagjellemzők f g,k = 120 N - ESG-H üveg hajlítási határfeszültség mm 2 karakterisztikus értéke f g,d = f g,k = 80,0 N - ESG-H üveg hajlítási határfeszültség γ g mm 2 tervezési értéke E g = 7000 kn cm 2 - üveg rugalmassági modulusa Üveg együttdolgozásának ellenőrzése - a vizsgált keresztmetszet szélessége - teljes keresztmetszet statikai nyomatéka az elcsúszás síkjára - teljes keresztmetszet inercianyomatéka - mértékadó vízszintes támaszerő Az üvegtáblák teljes együttdolgozása figyelembe vehető! <

47 Üvegtábla von Mieses féle összetett feszültségábrája szélnyomás esetében: Üvegtábla von Mieses féle összetett feszültségábrája szélszívás esetében:

48 Mintacsomópontok

49 2. példa - Homlokzat, kizuhanás ellen védő hőszigetelő üveg felhasználásával ( A kategória)

50 Geometriai kialakítás - üvegtábla szélessége - üvegtábla magassága - belső üvegtábla vastagsága - külső üvegtábla vastagsága - üvegtáblák közötti légrés - üvegtábla mérete - épület szélessége - épület magassága - épület mélysége Klimatikus teher - külső üvegtábla teherbírásban való részvételt jelző segédmennyisége - belső üvegtábla teherbírásban való részvételt jelző segédmennyisége < 1,0 - üvegtábla oldalhossz aránya - segédtényező a T-Sz 18. sz. táblázat értékei alapján, interpolálva - karakterisztikus peremhossz - segédtényező

51 Hatáskombináció téli állapot: - gyártás és a beépítés helye közötti magasságkülönbség - magasságváltozásból adódó légköri nyomásváltozás - T-Sz 21. sz. táblázat, téli állapot - T-Sz 21. sz. táblázat, téli állapot - isochor nyomás (szívás, homorú üveg) Hatáskombináció nyári állapot: - gyártás és a beépítés helye közötti magasságkülönbség - magasságváltozásból adódó légköri nyomásváltozás - T-Sz 21. sz. táblázat, nyári állapot - T-Sz 21. sz. táblázat, nyári állapot - isochor nyomás (nyomás, domború üveg) Terhek meghatározása a külső és a belső üvegtáblára - szélnyomás alapértéke a külső üvegtáblán - szélnyomás alapértéke a belső üvegtáblán - szélszívás alapértéke a külső üvegtáblán - szélszívás alapértéke a belső üvegtáblán - isochor nyomás alapértéke a külső üvegtáblán - isochor nyomás alapértéke a belső üvegtáblán

52 Biztonsági tényezők - hasznos és meteorológiai teher az MSZ EN szerint - edzett üveg anyagbiztonsági tényezője - alap üveg anyagbiztonsági tényezője - szélteher esetében együtthatósági tényező Anyagjellemzők - ESG-H üveg hajlítási határfeszültség karakterisztikus értéke - ESG-H üveg hajlítási határfeszültség tervezési értéke - alapüveg hajlítási határfeszültség karakterisztikus értéke - alapüveg hajlítási határfeszültség tervezési értéke - alapüveg pillanatnyi megengedett csúcsfeszültsége - ESG-H üveg pillanatnyi megengedett csúcsfeszültség

53 Külső üveg ellenőrzése hasznos teherre - üvegtábla oldalainak aránya - mértékadó teher - nem lehorgonyzott sarkú, 1:2 oldalarányú, 4 oldalt alátámasztott csuklós lemez segédtényezők, lásd 1. sz. melléklet - teljes együttdolgozó keresztmetszet keresztmetszeti tényezője - nem együttdolgozó keresztmetszet keresztmetszeti tényezője - mértékadó feszültség mezőközépen Az üveg teherbírása hasznos terhelésre megfelel! < Külső üveg ellenőrzése rendkívüli teherre Az ütésszerű hatásra ébredő feszültségeket a T-Sz 5.3. pontja szerint a 11. sz. táblázat alapján lehet megállapítani mm vastag, 2 m x 2,7 m befoglaló méretű üvegtábla 450 mm-es ejtési magassághoz tartozó mértékadó feszültsége Az üveg teherbírása pillanatnyi terhelésre megfelel! <

54 Belső üveg ellenőrzése hasznos teherre - mértékadó teher - keresztmetszeti tényező - mértékadó feszültség mezőközépen Az üveg teherbírása hasznos terhelésre megfelel! < Belső üveg ellenőrzése rendkívüli teherre Az ütésszerű hatásra ébredő feszültségeket a T-Sz 5.3. pontja szerint a 11. sz. táblázat alapján lehet megállapítani. - Az A kategóriához tartozó módosító tényező - 12 mm vastag, 2 m x 2,7 m befoglaló méretű üvegtábla 450 mm-es ejtési magassághoz tartozó mértékadó feszültsége Az üveg teherbírása hasznos terhelésre megfelel! <

55 Mintacsomópontok 80

56 3. példa - Vonalmentén megtámasztott mellvéd ( B kategória)

57 Üvegtábla ellenőrzése mértékadó igénybevételre A közelítő számítás során feltételezzük, hogy az üvegtáblák nem dolgoznak együtt. Ez a közelítés a biztonság javára történik. Ennek megfelelően egy üvegréteget ellenőrzünk fél teherre. - mértékadó nyomaték - keresztmetszeti tényező - mértékadó feszültség A vizsgált elem teherbírása megfelelő! < Üvegtábla ellenőrzése elmozdulásra - egy üvegtábla keresztmetszeti nyomatéka < A vizsgált elem alakváltozásra megfelel. Üvegtábla együttdolgozásának ellenőrzése - a vizsgált keresztmetszet szélessége - teljes keresztmetszet statikai nyomatéka az elcsúszás síkjára - teljes keresztmetszet inercia nyomatéka - mértékadó vízszintes támaszerő Az üvegtáblák együttdolgozása nem vehető figyelembe! >

58 Üvegtábla mértékadó von Mieses összetett feszültségábrája: Üvegtábla mértékadó elmozdulása:

59 Mintacsomópontok Teherhordó, fémszerkezetű fogódzó, integrált U profillal és gumitömítéssel 2. VSG üveg 12 mm ESG / 1,52 mm PVB / 12 mm ESG 3. Keménygumi betét 4. Rögzítőszerkezet 5. Üvegtábla alátámasztó-ék

60 4. példa - Pontokon megtámasztott üvegfödém hőszigetelő üveg felhasználásával

61 Terhek meghatározása a külső és a belső üvegtáblára - szélszívás alapértéke a külső üvegtáblán - szélszívás alapértéke a belső üvegtáblán - hóteher alapértéke a külső üvegtáblán épület mellett - hóteher alapértéke a belső üvegtáblán épület mellett - hóteher alapértéke a külső üvegtáblán üvegtábla szélén - hóteher alapértéke a belső üvegtáblán üvegtábla szélén - isochor nyomás alapértéke a külső üvegtáblán - isochor nyomás alapértéke a belső üvegtáblán