Experimental and numerical investigation of the static and cyclic fatigue of laminated glass

Abstract

O vidro laminado é constituído por duas ou mais folhas de vidro coladas entre si por uma camada intermédia de plástico. Este sistema é usado cada vez mais em projetos de vidro estrutural devido às suas excelentes propriedades para transferir cargas e o seu conveniente comportamento pós quebra. Além das comuns cargas estáticas de projeto, o vidro estrutural das fachadas também precisa ser capaz de suportar cargas ambientais e de impacto, que flutuam ao longo do tempo. Com o os avanços científicos e tecnológicos, o vidro estrutural torna-se mais fino e mais económico, o que amplia os campos de uso, mas abre novas questões como o comportamento a longo prazo sob fadiga estática e cíclica de tais compostos estruturais. Fadiga cíclica é particularmente relevante para vidro estrutural, uma vez que ainda não tem sido tão amplamente estudada. O objetivo desta dissertação é o de investigar o comportamento de vidro estrutural submetido á fadiga estática e cíclica. Isto será alcançado por meio de testes experimentais e modelos numéricos. O cronograma de trabalho inclui, em primeiro lugar o estudo de fadiga dinâmica sobre vidro float e o comportamento do polyvinyl butyral (PVB) para pequenas extensões, de forma a definir as condições para os testes de grande extensão (fadiga) e, de seguida realizar os próprios testes de grande extensão. Finalmente, os modelos FEM são calibrados.

Laminated glass consists of two or more sheets of glass glued together by a plastic interlayer. This system is increasingly used in structural glass design because of its excellent properties to transfer loads and its convenient post breakage behavior. Further to ordinary static design loads, structural laminates in facades also need to be able to withstand environmental and impact loads, which fluctuate through time. With the advance of science and technology laminates become thinner and more economic, which broadens the fields of use, but opens new questions like the long term behavior under static and cyclic fatigue of such structural compounds. Cyclic fatigue is particularly relevant for laminates as it has not yet been as extensively studied. The purpose of this master thesis is to investigate the laminates fatigue behavior for static and cyclic loading. This will be achieved by means of experimental tests and numerical models. The work timeline encompasses firstly the study of dynamic fatigue on float glass and the small-strain behavior of the polyvinyl butyral (PVB), in order to define to define the conditions for the large-strain (fatigue) tests, and then to perform the actual large-strain tests. Finally the FEM models are calibrated.