Patlamaya Dayanıklı Cam — ve Kaynağın Kendi Tablosundaki İpucu

1. Patlamada en çok yaralayan malzeme

Bir patlamada binanın taşıyıcı sistemi ayakta kalsa bile, kırılan camlar içerideki insanları yaralayabilir. UFC 3-340-02 bu yüzden camı ayrı ve ciddi bir konu olarak ele alır (§6-27–6-32) ve tasarım hedefini açıkça koyar: Temperli cam kırıldığında küçük parçalara ayrılsa da parçalar yine ciddi tehlike oluşturabileceği için, patlamaya dayanıklı cam beklenen yükler altında kırılmadan kalacak şekilde tasarlanmalıdır.

2. Hangi cam?

• Tavlanmış (normal) cam önerilmez. Dayanımı düşük ve değişkendir; hançer biçimli, jilet keskinliğinde parçalara ayrılır.
• Tasarım yalnızca tam temperli camla ve açılmayan çerçevelerle sınırlıdır; cam hem DD-G-1403B hem de ANSI Z97.1 parça koşullarını sağlamalıdır.
• Tasarım gerilmesi f_un = 16 000 psi’dir ve bu, en çok binde bir kırılma olasılığına karşılık gelir.
• Çerçeve, camın statik tasarım dayanımını geliştirebilmelidir: yer değiştirmesi açıklığın 1/264’ünü ve 1/8 inçi, gerilmesi f_m/1,65’i aşmamalıdır. Aksi hâlde çerçevenin eğilmesi camdaki gerilmeleri artırır ve cam öngörülenden düşük basınçta kırılır.

Sitedeki UFC 4-010-01 cam aracı farklı bir soruyu cevaplar: Asgari terörle mücadele standartlarında belirli koşulları sağlayan cam patlamaya göre tasarlanmaz, yalnızca uygunluğu denetlenir. UFC 3-340-02 ise camın patlamaya karşı tasarlanmasını anlatır.

3. Kaynağın kendi tablosundaki ipucu

Kaynak, analiz modelini tanımlarken temperli camın Poisson oranını 0,22, elastisite modülünü "E = 1 × 10⁶ psi" olarak verir (§6-29.3; sayfa görüntüsüyle doğrulandı). Ama camın modülü yaklaşık 70 GPa, yani yaklaşık 10 × 10⁶ psi’dir; 1 × 10⁶ psi cam için on kat düşüktür.

Bunu yalnızca genel bilgiyle değil, kaynağın kendi verisiyle sınadık. Tablo 6-11, kare temperli camların doğal titreşim periyotlarını verir. Dört kenarından basit mesnetli bir levhanın klasik periyodunu her iki modülle hesaplayıp tablonun 294 hücresinin tamamıyla karşılaştırdık:

Tablo/klasik oranın ortancası E = 10 × 10⁶ psi ile 0,96, basılı E = 1 × 10⁶ psi ile 0,30’dur (yani beklenen 1/√10 ≈ 0,32). Tablo doğru modülle üretilmiştir; metindeki "1 × 10⁶" bir dizgi hatasıdır. İnce ve büyük camlarda tablonun daha kısa periyot vermesi ise anlamlıdır: Kaynağın modeli, büyük yer değiştirmelerde levhanın zar (membran) davranışıyla rijitleşmesini hesaba katar; klasik doğrusal formül katmaz.

4. Yöntem dersi

Bir el kitabında bir sayı şüpheli görünüyorsa, onu düzeltmenin en güvenilir yolu, aynı kaynağın o sayıyla üretilmiş başka bir verisini bulmaktır. Burada tablo, metindeki hatayı kendisi ortaya çıkardı. Bu sitedeki önceki denetimlerde de benzer kaynak kusurları bulunmuştu: UFC 3-340-02 Tablo 5-1’in dizgisi ve A514 için Denk. 5-3’ün çelişkisi (PRT-07), TS 500’de bir madde numarası (BA-01).

5. Kurallar

1. Tavlanmış cam kullanmayın. Patlamaya dayanıklı pencere tam temperli camla yapılır.
2. Camı kırılmayacak şekilde tasarlayın. Temperli camın parçaları da tehlikelidir.
3. Çerçeve camdan zayıf olmamalıdır. L/264 ve 1/8 inç sınırları camın dayanımını korur.
4. Kaynağı kendi verisiyle sınayın. Şüpheli bir sayı, onunla üretilmiş bir tabloyla doğrulanabilir.