Wärmespannungen in großflächigen Verglasungen

Abstract

Um zur Verminderung von Schadensfällen an großflächigen Verglasungen im Bauwesen beizutragen, wurden Spannungsfelder untersucht, die durch praxisnahe Tem-peraturverteilungen in den Scheibenflächen hervorgerufen werden. Eine häufige Ursache für derartige Temperaturdifferenzen ist, insbesondere bei wärmeabsorbierenden Gläsern, die Einwirkung von Sonnenstrahlung bei teilweiser Abschattung der Scheiben. Dabei können die Zugspannungen, die infolge rahmenbedingter Abschattung der Scheibenränder entstehen, durch die Wirkung zusätzlicher Schatten beachtlich erhöht werden. Die betrachteten Temperaturverteilungen wurden entweder durch theoretische Ansätze vorgegeben oder in Laborversuchen realisiert und mit Hilfe eines Infrarot-Fernsehsystems vermessen. Die daraus resultierenden Wärmespannungen wurden mit Hilfe eines Finite-Elemente-Programms bestimmt. Thermal stresses in large area glass units As a contribution to reducing the incidence of failures in large area glass units of buildings, temperature distributions similar to those which occur in practice were induced in the surfaces of sheets of glass and the resulting stress fields were investigated. A frequent cause of such temperature differences, particularly in heat-absorbing glass, is the partial shading of the glass from solar radiation. Tensile stresses in the edges of the sheet, arising from the shading effect of the frame, can be significantly increased by the effect of additional shading. The temperature distributions considered were either based on theoretical models or simulated in laboratory tests and measured with an infrared television system. The resulting thermal stresses were determined using a finite element program. Contraintes thermiques dans les vitrages prsentant de grandes surfaces Afin de contribuer à réduire les cas de bris survenant à des vitrages pour le bâtiment qui présentent une surface importante, on étudie les champs de contraintes provoqués par des distributions de température proches de la pratique à la surface de ces vitrages. Une cause fréquente des différences de température, en particulier dans le cas de verres absorbant la chaleur, est l'action du rayonnement solaire lorsqu'une partie des vitrages est à l'ombre. Dans ce cas, les contraintes de traction qui prennent naissance lorsque les bords du vitrage sont protégés par l'encadrement peuvent se trouver notablement accrues par l'effet d'ombres supplémentaires. Les distributions de température prises en considération sont fournies soit par des évaluations théoriques, soit par des essais en laboratoire et elles sont mesurées ä l'aide d'un système de télévision utilisant le rayonnement infrarouge. Les contraintes thermiques qui en résultent sont déterminées ä l'aide d'un programme ä éléments finis.