[ tisk ]

Home : Články : Zbytková stabilita vrstveného pochůzného skla (celistvost)

Zbytková stabilita vrstveného pochůzného skla (celistvost)

Děsím se! Ať už se jedná o zasklení světlíků ve stropě nebo částí podlah či skleněné schody, vždy je potřeba navrhovat nosné sklo tak, aby mělo zbytkovou stabilitu po rozbití – celistvost.

Už jste o tom slyšeli?

Zbytková stabilita – celistvost nosné stavební konstrukce. U betonových, ocelových nebo dřevěných desek, nosníků či výplní je to standardní záležitost a neřešíme, když nám statik řekne, že betonová deska muset mít tunu oceli a další m³ betonu. Proč máme problém s cenou nosného pochůzného skla?

V praxi se setkávám s odpovědmi, které mě vždy zarazí a přivedou na myšlenku, že vše děláme jako ve starověku, kdy se stavěly chrámy metodou pokus-omyl. Odpověď některých garážových výrobců, kteří vyrábí bezpečnostní vrstvená skla, tak říkajíc „na koleni“, jsou odstrašující:

„Ty skleněné schody docela pruží, alespoň si uživatel nezničí klouby…“ (smích)
„Dvě desítky stačí! U nás ve výrobě na tom stáli 4 chlapi a neprasklo to…“
„Ty vaše výpočty jsou předimenzované, už jsem udělal podle mých tabulek tolik pochůzných ploch a žádná na nikoho nespadla…“

Jak navrhuje nosné prvky ze skla Miroslav Sázovský?

Jako specialista na sklo musím myslet několik let dopředu. Asi se budu opakovat, ale znám jen dva druhy skla – ta, co praskla, a ta, co prasknou. Abych vždy svůj návrh udělal efektivně pro zajištění celistvosti, využívám analýzu rizik a poznatků teorie spolehlivosti a pravděpodobnostní optimalizace. Vždy je však u stavebního skla nutné rozlišit lokální a globální účinky uvažovaných jevů praskání.

Pokud tedy jasně stanovím rozhodující kritické přímé a nepřímé následky poruchy s ohledem na skutečné podmínky navrhovaného nosného vrstveného skla, je konstrukce bezpečná.

Jak na to v praxi?

Celou problematiku celistvosti (robustnosti) stavební konstrukce nebo jejích částí řeší norma ČSN EN 1991-1-7, která popisuje základní kroky pro hodnocení:

1. Identifikace a modelování extrémních zatížení na pochůzné sklo.
2. Hodnocení stavu porušení pochůzného skla – lokální porucha (přímé následky).
3. Hodnocení chování porušení pochůzného skla – progresivní kolaps v důsledku lokální poruchy; nepřímé následky, které mohou zahrnovat společenské (vážná či dokonce smrtelná zranění), ekonomické (cena konstrukce, náklady na odstranění zřícené konstrukce, ztráty v důsledku přerušení provozu konstrukce), ekologické (únik nebezpečných látek), psychologické (ztráta důvěry) a další následky.

Požadavky na celistvost souvisejí především s kroky 2. a 3., které se zaměřují na zamezení vzniku progresivního kolapsu z lokální poruchy. Význam celistvosti konstrukcí vyplývá z následujících dvou příčin:

• Předpisy pro navrhování stavebních konstrukcí jsou zaměřené na ověřování konstrukčních prvků a působení konstrukce jako systému se zpravidla nezohledňuje.
• Předpisy obvykle nepřihlíží k nepřímým následkům poruchy, které jsou však většinou větší než přímé následky. Proto bychom je měli brát v úvahu.

Už některé z vás slyším: „Pěkný akademický text – co praxe?“

V praxi je zapotřebí navrhovat stavební konstrukce na případná extrémní zatížení. Vždy se usmívám, když mi investor řekne: „Tady budeme chodit jen v ponožkách a výjimečně.“

Moje první otázky vždy zní:

„A vy sem nebudete stěhovat nábytek nebo těžkou pračku?“
„Jak zajistíte, že se tu nebude pořádat párty a nezačne se společně skákat na "Kdo neskáče není Čech"?“

Extrémní zatížení na pochůzné plochy ze skla

Modelování zatížení při hodnocení celistvosti zahrnuje rozbor pravděpodobnostních charakteristik extrémních i obvyklých zatížení, která se obecně rozdělují do následujících kategorií:

• neznámá nebo nepředvídatelná;
• známá, avšak nerozpoznaná nebo zanedbaná;
• uvažovaná a zahrnutá v návrhu.

Rizika související s poslední kategorií zatížení uvažujeme při navrhování a jsou buď přijata bez dodatečných opatření, nebo snížena na přijatelnou úroveň (např. použitím ochranných opatření). Do této kategorie patří následující vlivy:

• mimořádná přírodní zatížení (větrné bouře, povodně, zemětřesení, laviny, výbuchy sopek);
• některá mimořádná antropogenní zatížení – nehodová nebo úmyslná (výbuch, požár, náraz, vandalizmus, teroristické akce);
• obvyklá zatížení (vlastní tíha, užitná a klimatická zatížení, zatížení dopravou).

V některých případech se rizika spojená s těmito vlivy považují za zanedbatelná (v závislosti na umístění a účelu konstrukce). Návrh opatření pro zajištění dostatečné celistvosti s ohledem na známá zatížení je zpravidla založen na podrobných návrhových postupech, jako jsou nelineární dynamické výpočty a hodnocení rizik. 

Zásady pro navrhování pochůzného skla  - celistvost

Vzhledem k velkému množství scénářů nebezpečí, které mohou vést k progresivnímu kolapsu, je obtížné navrhnout obecně použitelný postup zajištění celistvosti. Ke snížení pravděpodobnosti kolapsu mohou přispět následující konstrukční opatření:

• nosné sklo by nemělo být tvarově přeurčité, přesto je třeba vyhodnotit alternativní přenos zatížení;
• systémová opatření jako prostorové provázání pochůzného skla nebo naopak oslabení vazeb mezi částmi konstrukce;
• zajištění dostatečné duktility (schopnost plastického přetváření před dosažením meze pevnosti) prvků a jejich spojů pro zajištění odolnosti i při velkých deformacích (průhyby a pootočení) a umožnění redistribuce napětí;
• dostatečná odolnost vzhledem ke křehkým způsobům porušení;
• vyšší spolehlivost vybraných konstrukčních nosných prvků (nosné skleněné desky, skleněné nosníky, ocelové kování na sklo) a odolnost k opačně působícím zatížením (např. výbuch může působit opačným směrem než užitné zatížení);
• ověření schopnosti pochůzného skla přenášet zatížení i v případě lokální poruchy;
• kontrola jakosti a kvality pro omezení lidských chyb při výrobě, dopravě a montáži;
• dostatečná údržba.

Pro představu jsem našel fotografie na německém serveru Baunetz Wissen: