Современные технологии в использовании конструкционных свойств стекла

Современные технологии в использовании конструкционных свойств стекла

Автор рассматривает этапы формирования cold-bending технологии, начиная с 1990 г. (фирма RFR), как альтернативный способ создания гладкоискривленных поверхностей стеклянных строительных покрытий. Эта технология состоит в использовании плоских стеклянных панелей, которые предварительно или при монтаже упруго изгибаются, чтобы адаптировать их форму к пространственно развитой геометрии опорной конструкции.

В 1994 г. волнообразное стеклянное покрытие станции TGV в Лилле включало специальные перфорированные металлические листы для обеспечения однородности освещения центральной части сооружения. Изогнутое гибридное покрытие было выполнено с использованием длинных тонких стеклянных панелей, упруго изогнутых в продольном направлении за счет их повышенной гибкости и соединенных с криволинейными несущими балками кровли.

За счет качественного термического упрочнения с надлежащим уровнем прочности стеклянные панели в конструкции Авиньонской станции TGV (2001 г.) были одновременно изогнуты и закручены. Их фиксация в конструкции остекления осуществлялась за счет упругого распрямления стекла.

В проекте станции TGV в Страсбурге (рис.3) узкие длинные панели были оптимизированы по уровню продольной гибкости. Причем радиус их кривизны изменялся от максимального значения в верхней части до минимального в нижней. Таким образом, наиболее нагруженные при монтаже панели были удалены от посетителей на расстояние, достаточное для исключения «человеческого» фактора в виде нежелательного случайного или преднамеренного физического воздействия на предварительно напряженные стеклоэлементы покрытия. При проектировании кривизны панелей учитывалось влияние сезонных климатических изменений температуры на уровень локальных напряжений остаточных напряжений в изогнутых пластинах. В данном проекте, по-видимому, впервые панели были изогнуты до процесса ламинирования и сохранили заданную форму после завершения триплексования за счет реакции правильно подобранного клеящего слоя. Это позволило упростить процедуру монтажа и способы крепления панелей в столь крупногабаритном (длиной до 150 м) сооружении.

Проектирование и строительство Аll glass сооружения, представленного на рис. 3, потребовало проведения в течение нескольких лет целевого комплекса НИОКР, выполненного с участием ведущих НИИ Франции, испытательных сертификационных центров и завода.


Станция высокоскоростной железной дороги в Страсбурге (2007 г.). Размеры – 140 Х 15 м, площадь остекления – 5000 м²

Приведены результаты дальнейших исследований по созданию сооружений из стекла со сложной геометрической формой на основе соответствующих панелей, изготавливаемых «горячим» и «холодными» способами гибки.

Среди главных достижений и преимуществ рассмотренных подходов к реализации идеи «архитектуры свободных форм», а также практических рекомендаций отмечены:

- освоение промышленной cold-bending технологии на основе гнутых до или после ламинации безопасных панелей с гарантированным уровнем прочности, которые обеспечивают в современных фасадах и покрытиях масштабных сооружений со сложной геометрической формой снижение стоимости производства, улучшение оптических показателей и более совершенную геометрическую форму элементов покрытия, по сравнению с гнутым молированным и закаленным стеклом;

- длинные однородно изогнутые покрытия дают возможность использовать однотипные, стандартные (в пределах данного сооружения) гнутые панели с равномерным распределением в них монтажных напряжений, конструкции узлов крепления и способы монтажа, а также упростить работы по строительству остекления в целом;

- предпочтительны панели, укладываемые прямо поверх несущих арок; эта система фиксации панелей уменьшает проблемы их стыковки между собой и с опорными участками несущих конструкций;

- для уменьшения монтажных напряжений и создания удобств для формирования двумерных криволинейных поверхностей стеклянных покрытий рекомендуется ориентировать панели вдоль линий максимального радиуса кривизны;

- минимальные значения радиуса кривизны определяются уровнем допускаемых напряжений при длительном термосиловом нагружении, установленных по результатам достоверной экспериментальной оценки фактического уровня прочности стекла для принятой технологии его обработки с учетом толщины, формы и размеров панелей, а также технического уровня производства;

- отработаны практичные способы монтажа предварительно напряженных панелей, в том числе с применением легких тросовых конструкций.