1) 風(fēng)荷載下粘接寬度的設(shè)定
中空玻璃∏型粘接體在橫向荷載作用下產(chǎn)生拉應(yīng)力和局部撕裂應(yīng)力,應(yīng)力分布及應(yīng)力變化決定于荷載大小、品牌結(jié)構(gòu)膠材質(zhì)、間隔條尺寸及形狀、環(huán)境條件等因素相關(guān),可變因素和不確定未知數(shù)較多,難于精確地確定實際應(yīng)力及應(yīng)力分布。考慮降低建筑使用期內(nèi)中空玻璃更換頻度和維護花費的因素,粘接設(shè)計要保證不出現(xiàn)結(jié)露、滲水和耐久密封。考慮以上因素,應(yīng)適當(dāng)減小結(jié)構(gòu)膠強度設(shè)計值,以緩解粘接設(shè)計對∏型粘接及粘性變化的憂慮2。
考慮中空玻璃單元件形狀和尺寸等因素,考慮玻璃非線性撓曲的荷載傳遞作用與內(nèi)外片
玻璃板片厚度相關(guān)(圖7),不考慮一道密封膠的作用,中空玻璃結(jié)構(gòu)粘接寬度(Cs,mm)可按公式(1)驗算:

2) 永久荷載作用下粘接寬度的設(shè)定
隱框幕墻不宜推薦中空玻璃在無支撐裝置條件下安裝,如果一定要這樣安裝,密封膠廠、玻璃廠家及專業(yè)設(shè)計人員應(yīng)對評定設(shè)計細節(jié)。這樣安裝的中空玻璃的外層玻璃板片自重將由∏型結(jié)構(gòu)粘接體支撐,應(yīng)限定結(jié)構(gòu)膠強度設(shè)計值f2不大于7kpa,為避免外玻璃板片自重產(chǎn)生的剪應(yīng)力使兩玻璃板片錯動,導(dǎo)致一道密封膠變位誘發(fā)內(nèi)空間結(jié)露、滲水,或宜采用更小f2值(如3.45kpa)2,6。不考慮一道密封膠的貢獻,可按下式計算∏型粘接體的粘接寬度Cs:

大;為減少安全風(fēng)險f2宜取值345kPa,粘接寬度計算結(jié)果為14.8mm。


結(jié)果表明選用結(jié)構(gòu)膠的柔量(δ)不應(yīng)小于10%,即應(yīng)變10%的模量不應(yīng)大于0.14MPa。但這樣的計算結(jié)果可能不足以滿足中空玻璃結(jié)構(gòu)粘接要求,因為∏型粘接結(jié)構(gòu)在同樣位移下應(yīng)力遠大于0.14MPa(參見表1),必須選用變?yōu)槟芰Ζ闹担ㄈ崃浚└蟮慕Y(jié)構(gòu)膠才能保障位移時應(yīng)力不大于強度設(shè)計值,所以以上計算只是滿足中空玻璃結(jié)構(gòu)粘接選材的起碼要求2• 。此外,中空玻璃結(jié)構(gòu)粘接體可能還應(yīng)考慮其他位移因素,如高溫下氣體膨脹引起中空玻璃內(nèi)外面板撓曲引起的位移(圖8),其量值與溫升及面板尺寸相關(guān) 。
柔量(模量)表征硅酮結(jié)構(gòu)膠力學(xué)特性,隨配方和制備工藝變化,歐洲規(guī)范產(chǎn)品符合性要求柔量(模量)測試值不應(yīng)超出均值的75%6。GB 16776強制要求結(jié)構(gòu)膠產(chǎn)品檢驗報告應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系(10%、20%、40%伸長率時的應(yīng)力)以表征其δ值,中國幕墻網(wǎng)公示對比國內(nèi)20多個產(chǎn)品的應(yīng)力-應(yīng)變特性,品牌產(chǎn)品的柔量(δ)范圍約為3%~11%可供結(jié)構(gòu)粘接設(shè)計選用,可見δ取值沒有隨意性,必須對應(yīng)于某一品牌膠,例如:粘接計算隨意取值δ=40%,固然可大幅減少粘接厚度,但符合要求的結(jié)構(gòu)膠不存在,無膠可用。幕墻工程中需要高、中、低模量(柔量)不同的結(jié)構(gòu)膠,分別滿足不同工程設(shè)計要求,所以產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB16776、ASTM C1369及ASTMC1401、ASTM C1294、prEN15434、E002 等規(guī)范,均要求報告產(chǎn)品模量。
有人認為只有高模量結(jié)構(gòu)膠才能保證中空玻璃密封性,要求拉伸10%模量必須高于0.14MPa,這種誤解可能使一些質(zhì)地剛硬的結(jié)構(gòu)膠進入建筑工程,導(dǎo)致粘接結(jié)構(gòu)高應(yīng)力狀態(tài),誘發(fā)粘接早期破壞3。所以,密封膠模量(柔量)選擇顯得十分重要。
3. 結(jié)語
中空玻璃結(jié)構(gòu)粘接失效造成外片墜落的偶發(fā)事故,可能與結(jié)構(gòu)粘接設(shè)計和選材考慮不周有關(guān) ,應(yīng)通過試驗深入研究結(jié)構(gòu)粘接特性和分析相關(guān)因素的影響,提高結(jié)構(gòu)粘接設(shè)計的合理性。本文提出有關(guān)結(jié)構(gòu)粘接設(shè)計方法的探討意見,供業(yè)內(nèi)參考,恭請同仁指正。
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