| Rozważania dotyczące grubości ścianek oraz stosowania wzmocnień w akwariach |
| Ostatnio zakupiłem zbiornik o standardowych wymiarach 80x35x40 cm (112l). Był on wykonany ze szkła o grubości 6 mm. Moje obawy wzbudziło znaczne wygięcie krawędzi dłuższej szyby (około 2,5 mm) po zalaniu. Zacząłem czytać o zalecanych grubościach szkła i ewentualnym stosowaniu wzmocnień podłużnych i poprzecznych w akwariach. Na ogół podaje się, że dla typowej 112-stki ze szkła o grubości 6 mm wzmocnienia nie są wymagane. Jednak znaczne deformacje wzbudziły moje wątpliwości. Biorąc powyższe pod uwagę postanowiłem przeprowadzić symulację komputerową pracy zbiornika o powyższych wymiarach w różnych wariantach konstrukcyjnych. Na początek założenia: - wytrzymałość szkła przy zginaniu: 30 MPa, - ciężar objętościowy szkła: 25 kN/m3, - moduł Younga: 70 GPa, - moduł Kirhoffa: 30 GPa, - współczynnik Poissona: 0,22, - połączenie ścianek: przegubowe, - oparcie dna: powierzchniowe, przegubowe, niepodatne, - współczynnik częściowy dla wytrzymałości: 1,5, - współczynnik częściowy dla ciężaru własnego: 1,35, - współczynnik częściowy dla parcia hydrostatycznego: 1,5, - obciążenia: ciężar własny i parcie hydrostatyczne (na całej wysokości zbiornika). Analizie poddałem przemieszczenia oraz naprężenia normalne na kierunku poziomym. Warto zwrócić uwagę, że przemieszczenie nie przekraczające 1/250 długości ścianki nie stanowi istotnego pogorszenia estetyki, zaś wartości nie przekraczające 1/500 są praktycznie niezauważalne. Dla ścianki 800 mm są to wartości graniczne odpowiednio: 3,2 oraz 1,6 mm. Podana wyżej wytrzymałość szkła jest wartością charakterystyczną. W normach projektowych przyjmuje się wartości obliczeniowe z uwagi na nośność, otrzymywane poprzez podzielenie wartości charakterystycznej przez współczynnik częściowy. W analizowanym przypadku będzie: 30/1,5=20 MPa. Oznacza to, że naprężenia większe od 20 MPa stanowią istotne zagrożenie dla bezpieczeństwa zbiornika. W kolejnych postach będę opisywał analizę poszczególnych wariantów. |