Dynamic response of laminated glass subjected to soft-body impact in intact and post-fracture states

openaccess, Vol. 640 (12) 2025 / poniedziałek, 29 grudnia, 2025

Dynamiczna odpowiedź szkła laminowanego poddanego uderzeniu ciała miękkiego w stanie nieuszkodzonym i awaryjnym

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2025.12.05

citation/cytuj: Kozłowski M., Kosmal M. Dynamic response of laminated glass subjected to soft-body impact in intact and post-fracture states. Materiały Budowlane. 2025. Volume 640. Issue 12. Pages 36-43. DOI: 10.15199/33.2025.12.05

The paper presents an analysis of the dynamic response of laminated glass subjected to soft-body impact in intact and post-fracture states. An authorial methodology based on PN-EN 12600 was used, extended to include post-fracture assessment. Experimental results were compared with FEM modelling, allowing evaluation of the cracked pane’s influence on deflection and determination of the reduced stiffness of glass after damage.

W artykule przedstawiono analizę dynamicznej odpowiedzi szkła laminowanego, poddanego uderzeniu ciała miękkiego, w stanie nieuszkodzonym i awaryjnym. Wykorzystano autorską metodę bazującą na PN-EN 12600, rozszerzoną o ocenę zachowania po spękaniu szkła. Wyniki porównano z modelem MES, określając wpływ spękanej tafli na ugięcie elementu oraz wyznaczając zredukowaną sztywność szkła w stanie po uszkodzeniu.
laminated glass; soft body; post-fracture state; dynamic loading; residual stiffness.

szkło laminowane; ciało miękkie; stan awaryjny; obciążenie dynamiczne; sztywność szczątkowa.
  1. Colangelo S. Reducing the environmental footprint of glass manufacturing. International Journal of Applied Glass Science. 2024;15:350–366. https://doi.org/10.1111/ijag.16674.
  2. Elstner M, Contino A, Zaccaria M. Recycle Glass: A contribution to the Circularity of Flat Glass. Challenging Glass Conference Proceedings 9. 2024. https://doi.org/10.47982/cgc.9.572.
  3.  Feldmann M, Laurs M, Belis J, Buljan N, Criaud A, Dupont E, Eliasova M, et al. The new CEN/TS 19100: Design of glass structures. Glass Struct Eng. 2023. https://doi.org/10.1007/s40940-023-00219-y.
  4. Rozporządzenie (UE) nr 1025/2012 Parlamentu Europejskiego i Rady z 25 października 2012 r. w sprawie normalizacji europejskiej. Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej L 316, 14.11.2012, s. 12–33. EUR-Lex. Dostępne na: https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2012/1025/oj (dostęp: 27.11.2025).
  5.  DIN. DIN EN 19100-1:2024-09 (Draft). Eurocode 10 – Design of glass structures – Part 1: General rules. Berlin: DIN; 2024.
  6. DIN. DIN EN 19100-2:2024-09 (Draft). Eurocode 10 – Design of glass structures – Part 2: Out-of-plane loaded glass components. Berlin: DIN; 2024.
  7. DIN. DIN EN 19100-3:2024-09 (Draft). Eurocode 10 – Design of glass structures – Part 3: In-plane loaded glass components. Berlin: DIN; 2024.
  8.  Bennison SJ, Stelzer I. Structural properties of laminated glass. In: Short Course, Glass Performance Days; 2009; Tampere, Finland. Wydawca/organizator: Glass Performance Days.
  9.  CNR-DT 210. Guide for the Design, Construction and Control of Buildings with Structural Glass Elements. Roma: Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), 2013.
  10. Galuppi L, Royer-Carfagni G. A homogenized model for the post-breakage tensile behavior of laminated glass. Composite Structures. 2016;154:600– 615. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2016.07.052.
  11.  D’Ambrosio G, Galuppi L, Royer-Carfagni G. Post-breakage in-plane stiffness of laminated glass: an engineering approach. Glass Struct Eng. 2019;4:421–432. https://doi.org/10.1007/s40940-019-00099-1.
  12. D’Ambrosio G, Galuppi L, Royer-Carfagni G. A simple model for the post-breakage response of laminated glass under in-plane loading. Composite Structures. 2019;230:111426. https://doi.org/10.1016/j.compstruct. 2019.111426.
  13.  Kozłowski M. Experimental and numerical assessment of structural behaviour of glass balustrade subjected to soft body impact. Composite Structures. 2019;229:111380. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2019.111380.
  14.  Bedon C, Kozłowski M, Cella N. Gaps in the post-breakage out-ofplane bending stiffness assessment of 2-ply partially damaged laminated glass elements under short-term quasi-static loads. Engineering Structures. 2025;327:119617. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2025.119617.
  15.  PKN. PN-EN 12600:2004. Szkło w budownictwie – Badanie wahadłem – Udarowa metoda badania i klasyfikacja szkła płaskiego. Warszawa: PKN; 2004.
  16. Xu J, Li Y, Liu B, Zhu M, Ge D. Experimental study on mechanical behavior of PVB laminated glass under quasi-static and dynamic loadings. Composites Part B: Engineering. 2011;42:302–308. https://doi.org/10.1016/j. compositesb.2010.10.009.
  17. Chen Z, Chen X, Chen S. Adhesion Properties of Polyvinyl-Butyral- Laminated Glass under High-Speed Loading. Challenging Glass Conference Proceedings 9. 2024. https://doi.org/10.47982/cgc.9.617.
  18.  Martín M, Centelles X, Solé A, Barreneche C, Fernández AI, Cabeza LF. Polymeric interlayer materials for laminated glass: A review. Construction and Building Materials. 2020;230:116897. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat. 2019.116897.
  19.  Kozłowski M. Własności, bezpieczeństwo, podstawy projektowania i trwałość konstrukcji szklanych. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej; 2025.
  20.  SJ Software. MEPLA User’s Manual Version 5.0.12. 2022.https://www. mepla.eu (dostęp: 27.11.2025).
  21. Schneider J. Festigkeit und Bemessung punktgelagerter Gläser und stoßbeanspruchter Gläser. PhD thesis. Darmstadt: Technische Universität Darmstadt; 2001.
  22.  Zhang X, Hao H, Shi Y, Cui J. The mechanical properties of Polyvinyl Butyral (PVB) at high strain rates. Construction and Building Materials. 2015;93:404–415. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.04.057.
  23. Wang X, Yang J, Chong WTA, Qiao P, Peng S, Huang X. Post-fracture performance of laminated glass panels under consecutive hard body impacts. Composite Structures. 2020;254:112777. https://doi.org/10.1016/j.compstruct. 2020.112777.
dr hab. inż. Marcin Kozłowski, prof. PŚ, Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0002-1698-023X
dr inż. Magda Kosmal, Sieć Badawcza Łukasiewicz Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
ORCID: 0000-0002-2676-0863

dr inż. Magda Kosmal, Sieć Badawcza Łukasiewicz Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
ORCID: 0000-0002-2676-0863

Correspondence address: magda.kosmal@icimb.lukasiewicz.gov.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2025.12.05

Article in PDF file

Received: 23.06.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 23.06.2025 r.
Revised: 28.08.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 28.08.2025 r.
Published: 23.12.2025 / Opublikowano: 23.12.2025 r.