CZ35505U1 - Vetknuté zábradlí z vrstveného skla - Google Patents

Description

Vetknuté zábradlí z vrstveného skla

Oblast techniky

Technické řešení se týká vetknuté zábradlí z vrstveného skla, tedy připojení vrstvených skleněných konstrukcí k podpůrné nosné ocelové, železobetonové nebo dřevěné nosné konstrukci.

Dosavadní stav techniky

Využití skla jako konstrukčního materiálu je již několik dekád na vzestupu. Tento trend si vynutil vznik nových metody spojování konstrukcí ze skla, které mají splňovat jak architektonické, tak statické požadavky. Typická aplikace skleněných konstrukcí představují skleněné tabule použité na zastřešení světlíků, atrií, markýz nebo pro obvodové pláště budov, které netvoří nosnou konstrukci objektu. Tu tvoří různé systémy sestavené z ocelových, betonových nebo dřevěných prvků v podobě nosníků, sloupů, rámů, příhradových konstrukcí a podobně. Způsob, jakým jsou skleněné prvky na nosnou konstrukci upevněny, musí splňovat mnoho často protichůdných požadavků z rozdílných oblastí: statické - spoj musí přenášet zatížení působící na skleněné prvky, především vlastní tíhu a klimatické zatížení, tepelně technické - tepelný odpor obvodové konstrukce, eliminace tepelných mostů, zabránění kondenzace, provozní - snadné čištění, vodotěsnost, a estetické.

Vývoj podoby styčníků pro skleněné konstrukce proběhl zejména s ohledem na estetické hledisko. Dnešní trend si žádá subtilní vzdušné skleněné konstrukce, u kterých styčník není rušivým elementem, a proto se přechází od liniově podepřených skleněných prvků k prvkům lokálně podepřeným. V současnosti jsou běžným způsobem spojování skleněných prvků šroubované styčníky, u kterých šroub prochází otvorem ve skleněném prvku.

Sklo je křehký materiál, a proto kolaps skleněné konstrukce nastává při dosažení pevnosti skla bez plastického přetváření, které může signalizovat možné problémy konstrukce, zejména z přetížení, zvětšenými deformacemi. Proto je důležité při návrhu sledovat maximální napětí na konstrukci, které se zejména koncentruje v oblasti přípojů skleněných prvků na navazující nosnou konstrukci. Typickým příkladem jsou dnes hojně používané šroubované styčníky, u kterých se napětí lokalizuje v okolí otvorů ve skle, kterými procházejí šrouby a vzniká tak lokálně podepřený prvek.

Alternativním řešením je použití lepených styčníků, u kterých není třeba vrtat otvory do skleněných prvků. To je výhodné z hlediska technologie výroby, mechanických vlastností a výsledné estetiky konstrukce, přináší to však jiné problémy: potřeba času na vytvrzení lepidla, technologickou kázeň při lepení, vliv prostředí, jak je vlhkost, teplota, UV záření, agresivní složky atmosféry a srážek a podobně na dlouhodobé vlastnosti lepeného spoje.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny vetknutým zábradlím z vrstveného skla, podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je to, že alespoň jedna skleněná tabule je plná a alespoň jedna další skleněná tabule je opatřená alespoň dvěma průchozími otvory pro umístění kotevních prvků opatřených vnějším závitem pro matici a axiálním otvorem s vnitřním závitem pro šroub spojený s nosnou konstrukcí, a mezi alespoň jednou skleněnou tabulí a alespoň jednou další skleněnou tabulí je fólie pro laminování vrstvených skel. Otvory jsou s výhodou u spodního okraje tabule vrstveného skla ve vzdálenosti 60 až 300 mm od spodní hrany.

- 1 CZ 35505 UI

Průchozí otvory jsou s výhodou opatřeny kónickými hranami pro kónickou hlavu kotevních prvků a mohou být opatřeny průchozími plastovými vložkami. Pod maticí je s výhodou plastová podložka. Kotevní prvky a matice jsou ve výhodném provedení z nerezového materiálu.

Nové řešení představuje zalaminovaný skrytý kotevní bod, který v sobě spojuje výhody šroubovaných a lepených přípojů.

Podstatou technického řešení je styčník s ocelovým, s výhodou nerezovým, prvkem, který je zabudován přímo do skladby vrstveného skla. Kotevní prvek je při kompletaci skla vložen do předvrtaného otvoru. Pro sklo s otvorem je třeba použít tepelně zpevněné sklo (TVG) nebo tvrzené bezpečnostní sklo (ESG) a to z důvodu vyšší pevnosti, pro další vrstvy lze použít i sklo plavené. Vrtání je nutno provést před procesem tvrzení skla. Pro rovnoměrné rozdělení kontaktních napětí mezi ocelovým prvkem a skleněnou tabulí je použita plastová vložka, pod maticí je plastová podložka. Vrstvy skla se laminují běžným způsobem s použitím polymemích fólií, zejména polyvinylbutyralových (PVB) fólií a etylen vinyl acetát (EVA) fólií. V minimálním provedení je skleněný prvek z dvojvrstvého laminovaného skla, v principu je možné použít i sklo třívrstvé či vícevrstvé. Po zkompletování se celá skleněná tabule připojí pomocí šroubů ke konstrukci zábradlí. Pro kotvení zábradlí je třeba navrhnout kotevní body ve dvou řadách při spodním okraji zábradlí.

V porovnání s tradičními šroubovanými spoji má navržené řešení řadu výhod. Jedná se zejména o konstrukční, kdy zabudovaný ocelový prvek má větší průměr, než je průměr běžně používaných šroubů, proto v okolí kotevního prvku vzniká menší lokální napětí, to se týká především situace, kdy je třeba vzít v úvahu kontaktní napětí v rovině skleněného prvku.

Dále provozní, kdy vněj ší strana dvoj skla není narušena kotevními prvky, čištění takového povrchu je tedy snazší. Současně nevzniká nebezpečí pronikání vlhkosti a vody do souvrství skla a izolační mezery. Nevznikají tepelné mosty. Hladký povrch bez vystupujících šroubů je zásadní pro pochozí konstrukce.

V neposlední řadě estetické, kdy vnější strana dvojskla není narušena šroubem a poskytuje tak zcela hladký povrch. V případě použití neprůhledné skladby, například pískované sklo, zabarvená fólie, fólie s kovovou mřížkou atd. není kotvení z vnější strany vůbec viditelné.

Vetknuté zábradlí je dostatečně pevné a bezpečné.

Objasnění výkresů

Vetknuté zábradlí z vrstveného skla podle tohoto technického řešení bude podrobněji popsáno na konkrétním příkladu provedení s pomocí přiložených výkresů, kde na Obr. 1 je v axonometrickém pohledu panel vetknutého zábradlí z vrstveného skla kotveného skrytým kotevním bodem. Na Obr. 2 je v axonometrickém pohledu detail příkladného konstrukčního řešení kotvení vetknutého zábradlí skrytým kotevním bodem v pohledu zezadu na Obr. 3 je znázorněno řešení z Obr. 2 v axonometrickém pohledu zepředu.

Příklady uskutečnění technického řešení

Příkladné vetknuté zábradlí z vrstveného skla obsahuje jednu skleněnou tabuli 1, je plná, bez otvorů a jednu další skleněnou tabuli 5, která je opatřená alespoň čtyřmi průchozími otvory pro umístění kotevních prvků 3 ve tvaru válců opatřených vnějším závitem pro matici 7 a axiálním otvorem s vnitřním závitem pro šroub 8 spojený s nosnou konstrukcí. Mezi jednou skleněnou tabulí 1 a další skleněnou tabulí 5 je fólie 2 pro laminování vrstvených skel. Otvory jsou u spodního okraje tabule vrstveného skla ve vzdálenosti 80 až 300 mm od spodní hrany. Průchozí otvory jsou opatřeny

- 2 CZ 35505 UI průchozími plastovými vložkami 4 a kónickými hranami pro kónickou hlavu kotevních prvků 3. Pod maticí 7 je plastová podložka 6. Kotevní prvky 3 a matice 7 jsou z nerezového materiálu.

Příkladné skleněné vetknuté zábradlí je navrženo z dvouvrstvého skla. Jsou použity dvě vrstvy tvořené skleněnou tabulí 1 a další skleněnou tabulí 5 ze skla tloušťky 10 mm a dvě vrstvy folie 2 na bázi ionomeru. Připojení každé skleněné tabule zábradlí je zajištěno čtyřmi nerezovými kotevními prvky 3 zalaminovanými při spodním okraji tabule o rozměrech s šířkou 1 m a výškou 1,3 m. Kotevní prvky 3 jsou umístěny 80 a 200 mm od spodního okraje tabule, což dává výšku zábradlí 1 metr. Skleněná tabule je připojena k ocelové konstrukci zábradlí, tvořené například konzolí 12 s čelní deskou na konci, obvodovým nosníkem průřezu U a podobně. Ve spodním okraji zábradlí může být použita neprůhledná laminovací fólie, takže kotevní prvky 3 nejsou z lícové strany zábradlí viditelné.

Průmyslová využitelnost

Vetknuté zábradlí kotvené skrytým kotevním bodem podle tohoto technického řešení nalezne uplatnění především při stavbě nových objektů, ale i při rekonstrukci stávajících staveb. Použití najde například u rodinných domů, bytových domů, administrativních budov, budov občanské vybavenosti, přístaveb a u nadstaveb stávajících objektů.

Claims (6)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Vetknuté zábradlí z vrstveného skla, vyznačující se tím, že alespoň jedna skleněná tabule (1) je plná a alespoň jedna další skleněná tabule (5) je opatřená alespoň dvěma průchozími otvory pro umístění kotevních prvků (3) opatřených vnějším závitem pro matici (7) a axiálním otvorem s vnitřním závitem pro šroub (8) spojený s nosnou konstrukcí, a mezi alespoň jednou skleněnou tabulí (1) a alespoň jednou další skleněnou tabulí (5) je fólie (2) pro laminování vrstvených skel.
2. 2. Vetknuté zábradlí podle nároku 1, vyznačující se tím, že průchozí otvory jsou opatřeny kónickými hranami pro kónickou hlavu kotevních prvků (3).
3. 3. Vetknuté zábradlí podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že průchozí otvory jsou opatřeny průchozími plastovými vložkami (4).
4. 4. Vetknuté zábradlí podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že pod maticí (7) je plastová podložka (6).
5. 5. Vetknuté zábradlí podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že kotevní prvky (3) a matice (7) jsou z nerezového materiálu.
6. 6. Vetknuté zábradlí podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že otvory jsou u spodního okraje tabule vrstveného skla ve vzdálenosti 60 až 300 mm od spodní hrany.