شیشه قرنهاست که در ساخت محیط اطراف ما نقش دارد. شفافیت ذاتی شیشه الهام بخش معماران و مهندسین خصوصا در ده های اخیر بوده است. طی این سالها لایه های شفاف در ساخت بناها بکار برده شده ولی به نظر میرسد تا رسیدن به پتانسیل کامل مقاومت شیشه در کاربردهای مختلف تحقیق و توسعه بیشتری لازم است.
اولین کاربردهای شیشه بعنوان یک عنصر ساختاری به قرن نوزدهم میلادی بر میگردد. در سال 1959ساخت شیشه به روش فلوت تحول بزرگی در استفاده از شیشه بوجود آورد ولی نقش کلیدی را در این راستا تکنیک سکوریت کردن شیشه به عهده دتشته است. با همین تکنیک بود که با مقاومت 5برابری شیشه نسبت به حالت خام برای اولین بار استفاده از شیشه را بدون نگهدارنده محیطی مقدور ساخت.
مقاومتهای مختلف انواع شیشه ها و رفتارهای ساختاری نا شناحته شیشه در حالتهای مختلف باعث شده تا استفاده از شیشه با ضرایب ایمنی بالا صورت گیرد. طی سالیان اخیر، مهندسی مواد و روشهای جدیدتر مقاوم سازی شیشه باعث شده که استفاده از این متریال حالت واقعی تری به خود بگیرد.
نرده های شیشه ای در حالتهای مختلف ممکن است استفاده شوند که در این مقاله نرده های شیشه ای با پروفیل آلومینیوم به عنوان نگهدارنده پایین شیشه مورد بحث قرار خواهد گرفت.
در استانداردهای مختلف ارتفاع نرده از کف تمام شده بر اساس مقادیر
زیر تعریف شده است.
توجه :برای سطوح صاف ارتفاع از کف تمام شده و برای رمپ و راه پله ها از خط شیب محاسبه میشود.
محلهایی که نصب نرده الزامی است
بر اساس یورو کد EUROCODE 1-2011 ارتفاع هندریل به دو بخش تقسیم میشود:
Zone A که منطقه هندریل تعریف میشود و برابر ارتفاع هندریل استفاده شده در نرده
می باشد. در صورتیکه هندریل وجود نداشته باشد این قسمت 10 سانتی متر منظور میگردد.
بار یکنواخت خطی در این قسمت اثر گذار است.
Zone B که برابر ارتفاع نرده منهای قسمت هندریل بوده و بار نقطه ای در این قسمت وارد
میشود. بار نقطه ای بر روی مربعی با ضلع 20 سانتیمتر محاسبه می شود.
بار یکنواخت گسترده روی پانل ( بار باد ) در هر دو بخش یعنی Zone A و Zone B
محاسبه می شود.
در مورد نحوه محاسبه بار خطی در Zone A اختلاف نظر وجود دارد و این به دلیل شماتیک
مبنای محاسبه مکانیکی است. اما متداول ترین روش استفاده از شمای فیکس یک سر گیر دار
Fix Insertion (شکل سمت چپ تصویر پایین) است.
برای انجام محاسبات ابتدا می بایست ضخامت معادل شیشه لامینیت برای حالت بهره برداری Serviceability Limit state و برای حالت نهایی Ultimate Limit state را با استفاده از فرمول هایی که در این مقاله امکان پرداختن به آن وجود ندارد، پیدا کرد.
باید توجه داشت که در محاسبات بدلیل مدت زمان اعمال نیرو Load Duration که در استانداردهای مختلف متفاوت است ضرایب اطمینان متفاوتی در نظر گرفته شده که بر اساس استاندارد انگلستان به شماره BS6180-2011 تغییر شکل یا دفلکشن یا جابجایی هر نقطه از نرده در حالت اعمال نیرو نسبت به زمانی که نیرو وارد نشود نباید بیشتر از 25 میلیمتر باشد. این عدد در استاندارد دین آلمان به شماره DIN 18008-2010 برابر 20 میلیمتر میباشد.
فرمول محاسبه خمش شیشه در مقابل بار گسترده خطی
فرمول محاسبه خمش شیشه در مقابل بار گسترده خطی روی پانل (بار باد)
فرمول محاسبه خمش قسمت بالای شیشه در مقابل بار نقطه ای
باید توجه داشت که بر اساس مدت اعمال نیرو Load Duration که در حالات مختلف از 10 ثانیه تا پنج دقیقه در استانداردهای مختلف متغیر است، ضریب اطمینان به فشارهای وارده باید اضافه شود.
برای نمونه فشار های وارد بر نرده شیشه ای در یک ساختمان مسکونی و تغییر مکان نرده بر اثر این فشارها در جدول زیر محاسبه شده است. لازم به ذکر است ضریب اطمینان 20% به نیروها اضافه شده است.
