Caracterização experimental do vidro laminado como material estrutural : avaliação da influência dos elementos intercalares e da temperatura

Abstract

A transformação no uso do vidro a que se assistiu nas últimas décadas deve-se, entre outros fatores, às novas tendências arquitetónicas e à evolução tecnológica associada à produção deste material. Verifica-se, desde o início do século passado, a sua utilização em grande escala na construção, tornando-se necessário o desenvolvimento de novos conhecimentos e soluções no âmbito das suas propriedades químicas e físicas, de forma a satisfazer os requisitos impostos pelas mais arrojadas obras atualmente construídas. Assim, a acompanhar esta tendência, assiste-se a uma preocupação crescente em considerar questões de segurança no que respeita à sua utilização com funções estruturais. Sabe-se que o vidro, quando utilizado como material estrutural, apresenta algumas desvantagens em relação a outros materiais tradicionais, salientando-se a reduzida resistência à tração e o comportamento frágil. Uma das soluções encontradas para aumentar a sua resistência pós-rotura é a associação a um outro material. A laminação é a técnica mais frequente, onde o vidro é associado a um polímero de modo a conseguir um comportamento mais seguro com a utilização de múltiplas camadas. Apesar dos desenvolvimentos recentes, os engenheiros de estruturas continuam a ter dificuldade em tomar decisões relacionadas com a utilização de vidro estrutural, tais como: o número de camadas a utilizar; a espessura das respetivas camadas; o número de películas intercalares; a resistência exigida após a rotura; o período em que é necessário assegurar essa resistência; o tipo de películas intercalares, entre outras. Tendo estes constrangimentos como base, recorreu-se à realização de ensaios experimentais com o objetivo de avaliar fenómenos relevantes do comportamento estrutural do vidro laminado. Nestes ensaios, procurou-se medira influência da variação da temperatura e a influência do tipo de material intercalar utilizado. Complementarmente, procurou-se testar a presença de um reforço que consiste numa chapa fina e perfurada de aço inoxidável posicionada na camada intercalar dos dois vidros. O objetivo é avaliar a sua contribuição para a capacidade resistente e ductilidade do composto laminado.

The use of glass in recent decades is due, among other factors, to new architectural trends and developments in technology associated with the production of this material. From the beginning of the last century, it has been widely used in construction, making it increasingly necessary to develop new knowledge and solutions concerning their physical and chemical properties, in order to meet the requirements imposed by the boldest buildings currently constructed. Following this trend, there has been a growing concern in considering safety issues related to its structural use in buildings. It is known that glass, used as a structural material, has some disadvantages compared to other traditional materials, in particular, reduced tensile strength and brittle behavior. One of the solutions to increase strength after breakdown is to combine glass with other materials. Lamination is the most common technique, where the glass is linked to a polymer in order to achieve a safer behavior with the use of multiple layers. Despite recent developments, structural engineers still have some difficulties in taking decisions regarding the use of a glass structure, such as the number of layers to be used, the thickness of the respective layers, the number, the type and the thickness of intermediate films, the required strength after breakage, the time that is necessary to ensure that resistance, among others. Taking these issues into consideration, it was decided to perform experimental tests in order to evaluate relevant phenomena associated with the structural behavior of laminated glass. These tests tried to evaluate the influence of temperature variation and the influence of the type of interlayer used. In addition, specimens strengthened with a thin plate of perforated stainless steel positioned between the two glass sheets was fabricated and tested, in order to assess their contribution to the bearing capacity and ductility of the composite laminate.