Прочность стеклопакетов

В процессе эксплуатации в стеклах пакета возникают напряжения при действии односторонней нагрузки, вызванные действием ветра и снега, или двусторонней нагрузки за счет изменения атмосферного давления и температуры воздуха (рис. 2.5).
При приложении односторонней нагрузки в результате прогиба наружного стекла газ в прослойке уплотняется и в ней создается избыточное давление. Вследствие герметичности стеклопакета деформации обоих стекол в однокамерном пакете при действии односторонней нагрузки примерно равны. Соотношение прогибов внутреннего и наружного стекол составляет 0,81...0,95. При двусторонней нагрузке возникающие усилия распределяются равномерно между стеклами пакета. При этом происходит выравнивание давления снаружи и внутри стеклопакета за счет изменения объема газовой прослойки. Стекла пакета изгибаются, а создаваемое в них напряженное состояние является предпосылкой для возникновения трещин при транспортировке или монтаже.

При понижении температуры во внутренней камере ее объем будет уменьшаться, стекла будут выгибаться во внутреннюю полость, что может вызвать «охлопывание» стеклопакета. Так, если температура воздуха в помещении, где стеклопакет был изготовлен, составляла T1 = +20 °С, а температура наружного воздуха во время монтажа и транспортировки была T2 = -20 °С, то скачок температур на 40 °C согласно уравнению газового состояния приведет к изменению объема газа прослойки:

Относительное изменение температуры (в °К) составит

то есть температура газа в прослойке изменилась на 14 %. В соответствии с уравнением газового состояния, объем газа в прослойке должен уменьшиться также на 14 %. Так как выгибаются оба стекла, то каждое стекло при деформации будет изменять объем газа на 7,0 %, чтобы компенсировать избыточное атмосферное давление. Очевидно, что чем больше площадь стеклопакета и толщина газовой камеры, тем больше прогиб стекла и вероятность его разрушения при изменении температуры.
Таким образом, исходя из условия прочности, толщина газовой прослойки стеклопакета должна быть минимальной.