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【中玻網(wǎng)】全玻璃幕墻通透性良好、視野開闊,能較好地適應現(xiàn)代人居與活動之需,現(xiàn)已成為實際工程設計中外幕墻的重要類別之一。
玻璃肋是全玻璃幕墻的支撐構件。由于受制于生產(chǎn)、加工、運輸?shù)戎T多因素,通常根據(jù)建筑設計的規(guī)定,視實際尺度,將每一片通長的玻璃肋分成兩段或三段處理。其節(jié)點設計是通過夾板、螺栓、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系膠料等技術措施將各段玻璃肋裝配而成,達到預期規(guī)格,按照裝配工序與玻璃面板相結合。為此,玻璃肋的連接構成就顯得至關重要。
實際操作中,部分設計人員存在一定誤區(qū),以為玻璃肋連接構造部位螺栓孔的數(shù)量越多,玻璃肋的連接就越安全可靠。事實上,連接處螺栓越多,玻璃肋就越易崩裂。究其原因,是由于玻璃肋的加工和鋼夾板的加工會有一定的誤差,雖在允許范圍之內(nèi),但勢必導致接頭上的每個螺栓孔受力不均。而玻璃是脆性材料,不具有外力重新分配的能力,當某一個孔的擠壓應力超出其邊緣強度時,該螺栓孔就會因應力作用而開裂,從而導致整片玻璃肋失效。另外,螺栓孔的設置會相應削弱玻璃肋的截面,或者因螺栓孔間距過小而產(chǎn)生過高的應力集中等,導致玻璃肋破碎。
就工程設計中有關玻璃肋接頭的連接方式進行了搜集與歸納,研究分析各種連接方式的設計原理、技術要點以及各自優(yōu)缺點如下。
玻璃肋連接設計原理、技術要點、連接方式以及優(yōu)缺點
(1)承壓型連接
設計原理:利用螺栓的抗壓、抗剪和玻璃孔壁的抗壓能力,抵抗風荷載和自重。
技術要點:1)承壓墊片宜選用紫銅或純鋁,利用金屬變形達到螺栓組內(nèi)力重新分配;2)所選用的材料彈性模量要與玻璃相當,避免溫度應力加大導致結構失效。
優(yōu)點:結構簡單,無冗余構件。
缺點:1)當連接節(jié)點受損,整體結構隨之失效,無法保證玻璃肋的整體功能與安全;2)金屬承壓墊片需配孔處理,玻璃肋意外破損幾率增加。
(2)摩擦型連接
設計原理:以螺栓預緊力施加正壓力。通過不銹鋼夾板、摩擦墊片以及玻璃表面的摩擦力,抵抗風荷載和自重作用力。
技術要點:1)選用與玻璃和不銹鋼摩擦系數(shù)非常大的材料作為磨擦片,如樹脂材料等;2)對不銹鋼夾板的剛度和平整度要求較高,以保持壓力均勻;3)螺栓預緊力需分批加載,且均勻施壓;4)維持規(guī)定的施工溫度,當幕墻面板封閉后,保持適宜的溫差。
優(yōu)點:結構簡單,無冗余構件。
缺點:1)真實材料之間的摩擦系數(shù)很難界定,需做大量試驗才能獲得;2)不銹鋼夾板在加工過程中往往會因受熱而變形,平整度很難保證;3)合攏溫度應維持施工溫度或者與之相接近,否則會造成螺栓預緊力松弛或過緊,導致結構合攏失效。
。3)粘結型連接
設計原理:以抗剪型樹脂膠將不銹鋼夾板與玻璃肋粘結在一起,通過膠料產(chǎn)生的剪力,抵抗風荷載和自重作用力。
技術要點:1)不銹鋼夾板應保持清潔度與平整度,同時要求抗剪樹脂膠的涂抹厚度均勻;2)玻璃孔宜開成大孔,使得螺栓與玻璃孔壁不接觸;3)膠料的粘結面積非常大時,夾板應選用熱膨脹系數(shù)與玻璃相當?shù)牟牧稀?/p>
優(yōu)點:結構簡單,無冗余構件,施工相對簡單。
缺點:對樹脂膠材質的要求較高,一旦樹脂膠的抗剪能力失效,結構功能即刻喪失。
。4)組合型連接
設計原理:承壓型與摩擦型組合的冗余設計。通過不銹鋼夾板、摩擦墊片以及玻璃表面的摩擦力來抵抗風荷載和自重作用。
技術要點:1)均需通過結構計算,保證其連接安全;2)參照承壓型連接方式和摩擦型連接方式的規(guī)定組合設計。
優(yōu)點:通過冗余結構設計,有效提高安全性。
缺點:金屬墊片需配孔設置,玻璃意外損壞幾率增加。
。5)改進型連接
設計原理:承壓型與粘結型組合的冗余設計。承壓型金屬墊片改用承壓樹脂膠料,確保整個冗余結構共同承擔風荷載和自重作用。
技術要點:1)所選用的承壓樹脂彈性模量、抗壓強度與玻璃相當;2)在粘結過程中,借助螺栓施加經(jīng)計算所得的預緊力。
優(yōu)點:1)通過多種冗余結構共同作用,結構體安全可靠;2)施工簡單,無需現(xiàn)場配孔。
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