quanto spanciano le nostre vasche?

[fappio]

sarebbe interessante , valutare , con una raccolta di esperienze , la tipologia di costruzione delle vasche in generale riportando: dimensioni, spessore dei vetri, flessione del vetro frontale, tipologia di costruzione (artigianale con tiranti , doppi fondi , siliconi usati ecc ecc ) per quanto riguarda la flessione del vetro è importante specificare se la valutazione è fatta ad occhio o con misurazione. fondamentalmente esistono 2 sistemi , per valutare quanta flessione ha una vasca , con l'utilizzo di semplici oggetti , 1) classica riga. 2) posizionando filo da cucito , sulle siliconature , tenendolo teso tramite piccoli pesi , questo sistema permette di valutare flessioni anche su vasche molto lunghe , con una certa precisione ... se possibile cercare di valutare anche la tolleranza ...

[fappio]

iinizio io #18 ... 80x35x45, float 8mm, fondo 1cm, artigianale senza tiranti, flessione con filo 1mm ....

[Abra]

vasca da 12mm misure 160x60x60 riempita a 55 senza doppio fondo senza tiranti...misuravo 5 mm forse qualcosina in più in più al centro quindi 2,5 -3 mm per lato (non ho provato con il filo da cucito però :-)) ).

[IVANO]

fappio, quando avevo la 120*50*60 spanciava di 3 mm con vetro da 10 mm

[fappio]

descrivere le proprie valutazioni e può servire a tutti, per valutare le sitazioni critiche che le vasce riescono a sopportartare, con un pò di impegno può uscire qualcosa di buono ... IVANO, Abra, ;-)

[Jean05]

Vasca 100x65x60 spessore 12mm frontale extrachiaro 1 mm

[donSandro]

Vasca 160x60x60 non tirantata con livello acqua a 3 cm dal bordo; vetro float 15 mm. In mancanza di strumenti di precisione ho misurato la deformazione massima con un semplice metro. Tale valore è pari a circa 4,5/5 mm, ovvero 2,5 mm per lato. Avendo la curiosità di capire quanto le siliconature influissero sulla deformazione della lastra ho modellato con un programma agli elementi finiti la parete del mio acquario, e dopo averla caricata con una spinta idrostatica ho letto i valori di massima deformazione...risultato: 2,23 mm(lo potete vedere nelle immagini allegate sottolineato in rosso). Ho modellato i giunti laterali come semplici cerniere ottenendo risultati praticamente uguali a quelli reali misurati(circa 2,5mm). Da questo si deduce che i giunti laterali non possono generare un incastro parziale(e lo si poteva immaginare visto che il silicone ha un modulo elastico di gran lunga inferiore al vetro,ovvero si deforma molto di più a parità di carico). La lastra quindi può ruotare lungo le giunture senza che il silicone possa ridurre tale rotazione in modo significativo.
Spero di non essere stato pesante :-)
Dimenticavo, le deformazioni che vedete nelle immagini sono accentuate in modo che si possano meglio visualizzare(non sono in scala reale).
Se siete interessati ho anche modellato un'ipotetica vasca completa in acrilico con e senza tiranti superiori(e si capisce subito come senza di questi le deformazioni sarebbero veramente eccessive)...se non è troppo noioso vi illustro i risultati.
Sandro

[bubba21]

donSandro, non sei stato pesante, forse un po' incapibile per gli ignoranti come me :-)) :-D Comunque complimenti per la prova!

Potresti spiegare meglio questo discorso per cortesia?

------
Da questo si deduce che i giunti laterali non possono generare un incastro parziale(e lo si poteva immaginare visto che il silicone ha un modulo elastico di gran lunga inferiore al vetro,ovvero si deforma molto di più a parità di carico). La lastra quindi può ruotare lungo le giunture senza che il silicone possa ridurre tale rotazione in modo significativo.
-------

[donSandro]

Ho preparato due disegnini semplici che valgono più delle parole. Praticamente nel primo disegno è possibile vedere il giunto così come funziona nella realtà, ovvero quando la lastra anteriore si deforma per effetto della pressione dell'acqua, al bordo la lastra trasla di una certa quantità(freccia con punta nera) e contemporaneamente ruota praticamente liberamente, come se il giunto di silicone fosse assimilabile ad una cerniera "perfetta"(seconda immagine), ovvero senza opporsi a tale rotazione. Intendiamoci: questa rotazione è veramente limitata(nell'esempio precedente ad esempio ottengo dalla modellazione un angolo di rotazione pari a 0,26° ).Se provate a guardare i vostri acquari vicino agli spigoli noterete(con una certa difficoltà) che il vetro appunto ruota. Sarebbe anche possibile calcolare l'angolo massimo di rotazione che provochi la rottura del giunto, ma come l'esperienza ci insegna, non accade mai che si rompa il silicone ma piuttusto che si scolli dalla lastra. Per questo è fondamentale che le superfici di incollaggio siano perfettamente pulite e non vi siano bolle d'aria.
Magari stavolta sono stato più chiaro :-)

[bubba21]

donSandro, ok inizio a capire.. Da qui l'importanza di avere un giunto elastico adeguato esatto? Nella mia vasca per esempio ( 93x70x60h) ho un giunto di 2mm, il quale dovrebbe far sì che il vetro riesca a ruotare (seppur minimamente).. Ci sono? #13

[fappio]

donSandro, interessante, posta tutto quello che vuoi , magari iniziando con il vetro ...se ho ben capito , il silicone non contribuisce in modo significativo a ridurre la flessione. per quanto riguarda la siliconatura alla base, quella opposta alla massima curvatura? ...se riesci cerca di spiegare in modo più semplice ;-) ...

[fappio]

donSandro, ok per la seconda spiegazione #18 d i conseguenza , quando un vetro flette praticamente lavora solo metà dell'incollaggio , quello nella parte interna alla vasca bubba21, le foto, danno ovviamente una idea ingigantita del problema

[Supercicci]

120x50x60h 12mm extrachiaro lato lungo frontale e laterali, nessun tirante, deformazione 4,5mm al centro tra le due lastre (120)

donSandro,
Stai facendo un lavoro egregio direi....
Dunque una volta si incollava a contatto e cioè invece di lasciare due tre mm di silicone, le lastre praticamente avevano un velo e via, rispetto ad un minimo quantitativo di colla, secondo te lo spessore facilita e migliora la tenuta?
dall'esempio che fai però l'effetto cerniera è maggiore in alto rispetto al fondo, ma i rischi non dovrebbero essere maggiormente sul fondo?
Poi se il vetro flette, non è controproducente tenere in tensione il silicone?
Alla fine non è più facile che le vasche si aprano in alto, piuttosto che in basso?
ci sono una paio di contraddizioni, ma te che ne pensi? :-))

[donSandro]

Ho preparato tre immagini nelle quali si vedono le reazioni vincolari(ovvero le tensioni che si trasferiranno sul giunto in silicone) in kg al variare dello spessore della lastra(10,15 e 30mm). Come è possibile vedere all'aumentare dello spessore diminuisce la forza sullo spigolo superiore(24,66 kgf, 23,44kgf, 21,68 kgf) mentre le reazioni sul fondo restano pressochè costanti. Ad un amico si è scollata una vasca...proprio partendo dallo spigolo superiore. A rigore una vasca siliconata perfettamente se deve scollarsi lo farà proprio li. E' chiaro che se ci sono imperfezioni allora determinare il punto più debole è impossibile! Queste considerazioni presuppongono che tutto il silicone lavori per lo più a trazione che a taglio, ovvero con le lastre laterali attorno al fondo e non sopra.
Ritengo inoltre che eseguire gli incollagi lasciando un giunto di qualche mm sia utile, non perchè riduca la flessione del vetro, anzi permettendo una migliore rotazione potrebbe leggermente aumentarla, ma perchè permette alla vasca di adattarsi ai cedimenti a cui sarà sottoposta quando il mobile verrà caricato(e state pur certi che il mobile per quanto robusto e ben fatto si deformerà). Il giunto elastico assorbirà tali deformazioni trasferendole in minima parte al vetro.
Altra cosa: il fatto che il vetro curvi non significa che faccia lavorare il silicone solo per metà; ricordiamoci che oltre a ruotare la lastra traslerà(come avevo fatto vedere nel disegno precedente), ma giustamente andranno a crearsi zone con differenti tensioni.
Ultima cosa che faccio notare.Guardando queste ultime immagini noterete che negli spigoli inferiori c'è un cambiamento della direzione delle reazioni vincolari, ovvero in quella zona il silicone è compresso e non teso.

[fappio]

bubba21, Supercicci, sarebbe più ordinato , se all'inizio del primo intervento vennissero indicati i propri dati come da topic , ;-) ...Supercicci, posso iniziare a risponderti io sulla prima parte del discorso, per la seconda sai già come la penso .... lo spessore aumenta l'elasticità del giunto di conseguenza l'incollaggio, se non ci fosse elasticita, l'apertura causata dalla flessione, si scaricherebbe solo sui promi mm dell'incollaggio ...lo spessore tende a distribuire la tensione più uniformemente anche se ovviamente non del tutto. nella parte esterna alla vasca la tensione sarà minore se non 0 ,(se non negativa) mentre sarà la parte interna a sobbarcarsi tutto il carico ...ovviamente la torsione su un giunto è minima, se prendiamo come esempio la vasca di abra , che sembra avere la maggior flessione si aggira attorno al decimo di mm ...

[fappio]

donSandro, caspita che bel lavoro ...sapevo che poteva nascere qualcosa di buono , ma non così #18

[Supercicci]

donSandro,
Un ottimo lavoro e sarebbe il caso che tu potessi fare un'articolo da mettere su AP, e questo se un'amministratore mi legge...... :-)

In realtà l'incollaggio non è esattamente sullo spessore del vetro ma per quanto mi riguarda almeno un'altro centimetro ai bordi, e quindi per me non è tanto lo spessore del vetro a questo punto, quanto l'incollaggio fatto a regola d'arte e la qualità (ovviamente), cosa che non è successa al povero Danilo che si è ritrovato una perdita sul fondo, causa incollaggio/qualità silicone probabilmente "indecente".

[donSandro]

Avendo preso a cuore la faccenda dello spanciamento vasche ho provato ad implementare su un foglio excel una teoria semplificata di Timoshenko per le piastre rettangolari vincolate su 3 lati(cerniera) e con un carico idrostatico. Ho dovuto adattare un po' la formulazione ma confrontando i risultati di questa teoria con la modellazione agli elementi finiti di cui vi avevo fatto vedere delle immagini prima i risultati sono molto molto simili. Ho anche provato ad inserire le dimensioni delle vasche che avete inserito nel post ritrovandomi con i risultati che avete misurato. In ogni caso tempo di dare una sistemata al foglio ed inserire un disegnino esplicativo, e posto il file così potrete provarlo e dirmi se vi ritrovate con i risultati.

[donSandro]

Eccolo.Basta inserire lunghezza, altezza della colonna d'acqua e spessore del vetro. Il foglio restituisce risultati corretti solo per rapporti altezza/lunghezza maggiori di 0,25.
Fatemi sapere se vi ritrovate con i risultati.

[fappio]

donSandro, caspita eccezionale ... io mi sono ritrovato , mi da 1,44 per qualla attuale e 2, qualcosina per quella precedente ... la larghezza non conta ? ...

[donSandro]

No, la larghezza non entra in gioco nel calcolo della spinta dell'acqua.
Ho in cantiere un altro foglio per il calcolo della portata che può essere smaltita da uno scarico laterale del tipo con passaparete e gomito(tipo xaqua insomma). Il foglio già funziona solo che ci sono alcuni coefficienti da tarare e l'unico modo è fare qualche esperimento...ho provato artigianalmente e direi che in linea di massima può andare. Poi magari lo pubblico così potrete darmi una mano pure voi. Si tratta di misurare la portata esatta che passa da uno di questi scarichi ed il livello di riempimento dello stesso...ve ne parlerò più approfonditamente in seguito ;-)

[fappio]

donSandro, ok aspettiamo ...

[Supercicci]

bel lavoro davvero.... continua così

[Supercicci]

donSandro,
Una cosa, il modulo di elasticità, però, dovrebbe cambiare se vetro normale, extrachiaro o temperato ecc. Nel mio caso per esempio ho vetro normale posteriore ed extrachiaro anteriore...

[giangi1970]

Vasca artigianale 100/75/60h. 12mm extrachiaro un laterale e un frontale. Due scarichi/carichi Xaqua sul lato corto. Spancia al centro di 3mm.....misurato col filo da arrosto....... :-D :-D
donSandro, Ho capito gli altri concetti pero' ho due domande....
Non mi e' chiaro il concetto per qui la larghezza non influisce sullo spessore necessario ai vetri.....una vasca 100/100/60h necessita dello stesso spessore di una da 100/50/60h .....ho capito bene????
Su molte vasche,spedialmente artigianali,oltre al codolo si fa anche un "trangolo" di slicone interno......influisce,partendo dal presupposto che le siliconature siano fatte a regola d'arte in entrambe i casi?????
mi associo agli altri per l'articolo!!!!!

[Supercicci]

donSandro
Su molte vasche,spedialmente artigianali,oltre al codolo si fa anche un "trangolo" di slicone interno......influisce,partendo dal presupposto che le siliconature siano fatte a regola d'arte in entrambe i casi?????
mi associo agli altri per l'articolo!!!!!




In realtà l'incollaggio non è esattamente sullo spessore del vetro ma per quanto mi riguarda almeno un'altro centimetro ai bordi, e quindi per me non è tanto lo spessore del vetro a questo punto, quanto l'incollaggio fatto a regola d'arte e la qualità (ovviamente), cosa che non è successa al povero Danilo che si è ritrovato una perdita sul fondo, causa incollaggio/qualità silicone probabilmente "indecente".

era quello che mi chiedevo anch'io

[G@BE]

80x50x45h 10mm float.... non spancia!! Infatti dal calcolo col SW di donSandro mi risulta 0,57 mm ... impossibile da misurare e da vedere.

approposito di donsandro .. #25 #25 #25

[donSandro]

Mi scuso per la lunghezza del post ma se volete che sia più chiaro non credo di saper fare diversamente. :-)
Allora per rispondere alle vostre domande ho preparato altri due disegni schematici. Per prima cosa introduciamo i due meccanismi di rottura possibili:
1-rottura della lastra di vetro;
2-rottura del giunto di silicone.
Affinchè una vasca non si rompa dobbiamo scongiurare entrambi i meccanismi. Trattiamo il primo(rottura del vetro) ipotizzando che non esista il secondo(silicone), ovvero come se la capacità del giunto fosse infinita. L’unico parametro che entra in gioco in questo caso è la spinta idrostatica generata dall’acqua. La pressione per la legge di Stevino è pari al prodotto fra il peso specifico dell’acqua e l’affondamento(gamma*h), ovvero la profondità a cui vogliamo calcolarla. E’ intuitivo capire che la pressione non dipende dall’acqua che c’è attorno a quel punto ma solo da quella che vi è di sopra, altrimenti sarebbe un paradosso che la pressione ad esempio a 3 metri di profondità in un laghetto sia minore di quella a 3 metri di profondità in un lago grande.
Siamo in grado di calcolare la pressione sul fondo della vasca che sarà pari a gamma*altezza dell’acqua( gamma*h). Nel disegno questa pressione è la base del triangolo. Sapendo che in superficie la pressione è quella atmosferica(quindi la pressione relativa è nulla) uniamo i punti e viene fuori quel triangolo. Calcoliamo l’area del triangolo: base*altezza/2=gamma*h*h/2=1/2*gamma*h^2. A questo punto noi vogliamo la spinta totale su tutta la lastra che sarà pari a quella del triangolo moltiplicata per la lunghezza di tutta la lastra(come se vi fossero tanti triangoli uno accanto all’altro per tutta la lunghezza “L”). La risultante sarà quindi R=1/2*gamma*h^2*L. Da questo ultimo risultato deduciamo che lo spessore del vetro che sceglieremo dipenderà in una qualche maniera dal quadrato dell’altezza(infatti influisce molto) e dalla lunghezza della lastra.
Possiamo fare lo stesso ragionamento per gli altri lati ottenendo i risultati in figura 2(vista dalla vasca dall’alto).
Ora introduciamo il secondo meccanismo di rottura(giunto di silicone). Consideriamo ad esempio lo spigolo in basso a sinistra. Quel giunto si prenderà quindi una parte della risultante R1 ed una parte della R2. Siccome R1 dipende dalla lunghezza del lato “l” e R2 dal lato “L” aumentare ad esempio la larghezza “l” della vasca influirà sulle tensioni che finiranno su quel giunto ma non sullo spessore della lastra “L” che invece dipende solo dalla spinta che grava su quel lato. A questo punto bisogna fare un’osservazione: la resistenza del giunto dipende dalla superficie di incollaggio e quindi indirettamente dallo spessore della lastra(lastra più spessa, superficie di incollaggio maggiore).
Per concludere facciamo un esempio. Supponiamo di voler costruire una vasca 120x60x60 con vetro 12mm. Se volessimo fare la stessa vasca ma aumentando la profondità (120x80x60) la spinta sui lati lunghi non cambierà, quindi se il 12 mm resisteva prima lo farà anche ora;quella sui lati corti aumenterà, ma se il vetro resiste alla spinta su 120cm lo farà anche su 80, quindi il 12 mm continua ad andare bene. L’unico motivo quindi che potrebbe portarci ad aumentare lo spessore del vetro è l’aumento di tensioni sul giunto causati dall’aumento della spinta sul lato corto(da60 a 80cm). Incrementiamo lo spessore del vetro non perché questo non sarà in grado di resistere alla spinta ma solo per aumentare indirettamente la superficie di incollaggio in silicone.
Spero di non avervi annoiato e di essere stato sufficientemente chiaro.

[fappio]

donSandro, grazie... ;-)

[donSandro]

Di nulla, è un piacere :-)

[fappio]

donSandro spero che qualcuno noti il tuo articolo, mettendolo a disposizione di tutti ...

[Stefano G.]

donSandro,
sei grande #25 #25 #25 #25 #25 #25

[donSandro]

Grazie a tutti! ;-)

[Bis]

donSandro,
molto interessante!Complimenti davvero. #25 Quindi a parità di misura di vasche tra l'acrilico e il vetro sono migliori quelle in acrilico?visto che a breve vorrei comprare una vasca con misure 90x50x50h quale sarebbe la differenza di "spanciamento" #17 utilizzando o il vetro o l'acrilico?

[Supercicci]

donSandro,
Ultima considerazione:
guardando i risultati dell'analisi, risulta che il punto più sollecitato è in alto, dove c'è la maggiore sollecitazione "puntiforme", a questo punto però in teoria per rinforzare, non servirebbe mettere un tirante su tutta la lunghezza ma più semplicemente basterebbero un paio di fazzoletti di vetro per ottenere il solito effetto
Sbaglio??

[mauro56]

Cavolo Sandro interessantissimo! e abbastanza comprensibile (dopo i primi chiarimenti)

Sara' il caso che ci vediamo a breve e spanciamo un po' pure noi :-)

[donSandro]

Ho appena letto su reef cafè di un'altra vasca che si sta aprendo...proprio dallo spigolo in alto...la teoria non si sbaglia :-)

Bis dunque a parità di materiale l'acrilico si deforma molto molto di più(modulo di elasticità vetro circa 70000 Mpa, acrilico 3300, 20 volte in meno). Sarebbe impensabile infatti costruire una vasca in acrilico senza tiranti superiori (almeno perimetrali). Però una vasca in acrilico è molto più sicura di una in vetro; non ha giunti in silicone ma le lastre sono saldate con un collante che praticamente le fonde una con l'altra.L'unico problema è quindi la deformazione...basta solo accettare esteticamente la tirantatura superiore(compensata però dall'elevatissima trasparenza dell'acrilico). Personalmente per la mia prossima vasca mi indirizzerò sicuramente su questo materiale.

Supercicci come giustamente hai notato proprio nella parte superiore del giunto si ha una tensione molto alta che tende poi a decrescere rapidamente. Mettere un fazzoletto per rinforzare proprio quel punto potrebbe aiutare a distribuire parzialmente quella tensione, anche se così a pelle direi che non farà miracoli (a patto che sia di un certo spessore e siliconato a dovere).
Ultimamente ho fatto alcune ricerche per capire meglio il comportamento del silicone e le sue caratteristiche meccaniche. A parte un modulo di elasticità bassissimo( e del resto ha una percentuale di allungamento che arriva al 500%..) ho riscontrato che con i carichi idrostatici che abbiamo usualmente nei nostri acquari non ci avviciniamo mai al carico di rottura del silicone, anzi ne siamo abbondantemente al di sotto. In effetti non si è mai sentito che il giunto di silicone si è rotto ma sempre scollato. Il problema sta quindi nella forza di adesione dello stesso sul vetro. Sinceramente non ho trovato informazioni riguardo questo argomento…bisognerebbe commissionare qualche prova di laboratorio :-) in modo da progettare non tenendo conto della massima resistenza del silicone ma della sua forza di adesione al vetro (che sicuramente sarà minore).
Qualcuno prima mi ha chiesto relativamente al foglio di calcolo di excel che ho pubblicato se fosse necessario cambiare il modulo di elasticità a seconda del tipo di vetro. Anche qui ho fatto una ricerca ( non si trovano dati tanto facilmente) e mi risulta che un vetro float normale ed uno extrachiaro abbiamo all’incirca lo stesso modulo elastico, mentre il temprato ha un modulo superiore ( ma di vasche in vetro temperato non se ne fanno).
Altro dato che è emerso è che all’aumentare dello spessore del vetro la tensione ammissibile non aumenta proporzionalmente perché a causa dei processi costruttivi realizzare vetri più spessi porta a maggiori difetti e quindi ad un possibile calo della resistenza. Se ad esempio un vetro da 10 mm ha una resistenza a trazione pari a “5” uno di 20mm non avrà “10” ma magari 8.

Mauro56 , Maurizio è una vita che non ci si vede…prossimamente rimedieremo…dobbiamo spanciare anche noi ehehe

[Bis]

Grazie mille donSandro.Immaginavo fosse così ma preferivo andare sul sicuro. :-)

[Supercicci]

ho riscontrato che con i carichi idrostatici che abbiamo usualmente nei nostri acquari non ci avviciniamo mai al carico di rottura del silicone, anzi ne siamo abbondantemente al di sotto. In effetti non si è mai sentito che il giunto di silicone si è rotto ma sempre scollato
Putroppo il problema è solo quello... nessuna rottura del vetro nè del silicone, ma solo scollamento dello stesso che avverrà prima o poi è esclusivamente un problema di tempo... Siccome l'acquariofilo non stà mai fermo è difficile che possa arrivare a vederlo, perchè nel frattempo ha rifatto la vasca, ma chi ha avuto quel problema sicuramente o è passato alla "plastica" :-)) o ha fatto incollare la vasca in modo molto più accorto

[RINO1968]

La mia vasca 120+50+50 spessore 1,2 non tirantata, al centro spancia 2 mm.