Izolační sklo ve fasádě: vítr, tlak v dutině a stav po porušení tabule

Jednotka je obdélník šířka × výška a všechny její tabule jsou po obvodu liniově a prostě podepřené. Vítr působí na vnější tabuli. Plyn v dutině tabule spojuje: když se jedna tabule prohne a změní objem dutiny, změní se tlak plynu a ten zatíží i druhou tabuli. Vlastní tíha svislé jednotky působí v rovině tabulí a ohyb nevyvolá.

Izochorický tlak $p_{\mathrm{iso}}$ je tlak, který by v dutině vznikl, kdyby se její objem nezměnil. Má tři příčiny: rozdíl nadmořské výšky místa výroby a místa osazení, změnu teploty plynu a změnu atmosférického tlaku [1, čl. 4.3.1(2)]. Rozdíl nadmořské výšky je stálé zatížení tlakem v dutině (zatížení z převýšení) [1, čl. 4.3.1(2), pozn. 1], změna teploty a atmosférického tlaku proměnné zatížení tlakem v dutině [1, čl. 4.4.2(2)]. Hodnoty klimatických podmínek norma neurčuje: odkazuje na EN 1991 [1, čl. 4.3.1(1)] a příloha C části 2 je neuvádí. Výchozí hodnoty pro léto a zimu jsou z řešeného příkladu a jsou předpokladem nástroje. Izochorický tlak nástroj počítá stejně jako nástroj Tlak v dutině izolačního skla, ze standardní atmosféry [6] a stavové rovnice ideálního plynu:

Výsledný tlak v dutině a zatížení jednotlivých tabulí dává informativní příloha C [2, čl. 7(4)]. Z jedné tvarové funkce desky (součinitel $\varphi_{\mathrm{A}}$) a součinitelů dutiny $\mu$ se spočítá změna tlaku plynu; vnější tabule nese zatížení zmenšené o změnu tlaku, vnitřní tabule změnu tlaku [2, tab. C.1 a C.2]. Pro dvojsklo:

Vrstvená tabule vstupuje náhradní tloušťkou $h_{\mathrm{eq}} = h_{\mathrm{ef,w}}$ [2, čl. C.3(2), příloha A]. Tab. C.1 je pro vítr a změnu atmosférického tlaku linearizovaná kolem tlaku při utěsnění; pro změnu teploty u dvojskla uvádí přesný i přibližný výraz. Referenčním výpočtem je postup BAM podle přílohy C. Nástroj ve výchozí volbě řeší nelineární stavovou rovnici ideálního plynu pro všechna zatížení najednou, tabule přitom zůstávají lineární desky (předpoklad nástroje); hodnotu postupem BAM s přibližným teplotním členem ukazuje vedle. Pro dvojsklo a rovnoměrné zatížení dává postup BAM totéž rozdělení jako součinitel izolačního skla podle ČSN EN 16612 [5, příloha C]: obojí stojí na lineární teorii desek a linearizované stavové rovnici plynu. Příznivý účinek spřažení tabulí plynem v dutině se smí zanedbat, nepříznivý se zohlední [1, čl. 7.2.4]. V pokročilých volbách lze proto vnější tabuli ověřit obálkou dvou variant: postupem BAM a na celý vítr s klimatickým účinkem bez větru. Celý vítr proti klimatickému účinku nemusí být nepříznivější, rozhoduje proto větší z obou. Vnitřní tabule a tlak v dutině zůstávají z postupu BAM, protože spřažení je pro ně nepříznivé.

V ULS platí základní kombinace [1, čl. 4.4.2(1); 3]. Pro všechna zatížení od tlaku v dutině je dílčí součinitel $\gamma_{\mathrm{F}} = 1{,}0$ [1, čl. 4.4.1, pozn. 2]; proměnné zatížení tlakem v dutině se jako doprovodné násobí součinitelem $\psi_{\mathrm{cp},0} = 0{,}3$ [1, tab. 4.2]. Vítr má $\gamma_{\mathrm{Q}} = 1{,}5 \cdot k_{\mathrm{F}}$ a $\psi_{0} = 0{,}6$ [3]. Nástroj projde léto i zimu a oba směry větru, s tlakem v dutině nebo větrem jako hlavním zatížením, a také kombinace bez proměnného zatížení, které by působilo příznivě. Protože pevnost chlazeného skla závisí na době trvání zatížení, rozhodovat může i kombinace, která nedává největší napětí [1, čl. A.3(3)].

Průhyb a ohybový moment každé tabule nástroj počítá Navierovou řadou pro desku prostě podepřenou na čtyřech hranách podle lineární teorie [7], s $\nu = 0{,}23$ [1, tab. 5.1]. Napětí se ověřuje uprostřed tabule, kde je u desky na čtyřech hranách největší. Je-li průhyb větší než tloušťka tabule, deska začne přenášet zatížení i jako membrána. Lineární teorie pak pro dané zatížení nadhodnocuje napětí uprostřed tabule i změnu objemu dutiny, a proto podhodnocuje tlak v dutině od klimatického zatížení; největší napětí se navíc může přesunout k rohům. Nástroj dává verdikt s upozorněním do průhybu rovného dvojnásobku tloušťky tabule. Nad touto mezí, nebo když se tabule uprostřed dotknou, je mezní stav bez verdiktu a využití je jen číselný odhad (předpoklad nástroje). V pokročilých volbách lze verdikt omezit na průhyb do tloušťky tabule. Vrstvená tabule má pro napětí účinnou tloušťku $h_{\mathrm{ef},\sigma}$ [2, příloha A].

Návrhová pevnost skla v ploše tabule se počítá podle EN 19100-1:2026, přílohy A, vzorce (A.1), s dílčími součiniteli podle třídy následků a návrhové situace [1, tab. 8.1]. U chlazeného skla se součinitel trvání zatížení bere podle zatížení s nejkratší dobou trvání v kombinaci [1, čl. A.3(4), tab. A.3]: stálé zatížení 0,29, změna teploty a atmosférického tlaku 0,58, vítr 1,00 (3 s) nebo 0,74 (10 min). Stejně počítá nástroj Rozklad návrhové pevnosti skla.

V ULS jsou všechny tabule neporušené. V SLS se ověřuje třída deformace 2-SLS v charakteristické kombinaci [1, tab. 9.1] s mezí $L/50$, kde $L$ je nejkratší rozpětí [2, tab. 9.1]. V mezním stavu porušení a po porušení tabule (FLS a PFLS) platí mimořádná kombinace [2, čl. 4.2.1(2) a 4.3.1(2)] s dílčími součiniteli pro mimořádnou situaci [1, tab. 8.1]. Karta FLS · PFLS je statický scénář: jedna tabule je porušená celá a zbylé tabule nesou mimořádnou kombinaci. U dvojskla je po porušení jedné tabule dutina otevřená a zbylá tabule nese vítr s $\psi_{1}$; u trojskla tvoří zbylé dvě tabule dvojsklo s utěsněnou dutinou. Tento model plynu po porušení je předpokladem nástroje. Karta nepokrývá okamžik porušení, tedy ověření bezpečnosti při nárazu se statickými i dynamickými účinky [2, čl. 4.2.1(1), 4.2.3], ani dobu zbytkové únosnosti s účinky okolního prostředí po tuto dobu [2, čl. 4.3.1, 4.3.3], ani ověření zkouškou [2, čl. 4.2.2, 4.3.2]. Zda se u konkrétní fasády FLS a PFLS ověřuje, určí scénář mezních stavů podle národní přílohy [1, čl. 4.2.4].