這個(gè)基本的經(jīng)驗(yàn)公式在玻璃結(jié)構(gòu)裝配開始的時(shí)候就被用來估計(jì)或者計(jì)算結(jié)構(gòu)膠的注膠寬度,而且在這個(gè)行業(yè)里面已經(jīng)被廣泛接受。由于這個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式已經(jīng)在大量國內(nèi)外項(xiàng)目上使用,有這樣的支持,這個(gè)提供結(jié)構(gòu)膠設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)公式一直沒有改變過,成功地在各種環(huán)境條件下使用了10多年。另外一方面,這個(gè)公式計(jì)算出來的結(jié)構(gòu)膠寬度擁有非常高的安全系數(shù),在這個(gè)行業(yè)里面也是無庸置疑的。
在現(xiàn)在的建筑設(shè)計(jì)中,為了減少浪費(fèi)并且提供具有親和力的設(shè)計(jì)和建筑材料,合理設(shè)計(jì)和價(jià)值工程的概念已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。設(shè)計(jì)師和各種材料供應(yīng)商現(xiàn)在有責(zé)任采取行動(dòng)來平衡合理設(shè)計(jì)安全系數(shù),提高材料質(zhì)量,而并不是建筑質(zhì)量跟隨項(xiàng)目預(yù)算那么不確定。
當(dāng)然結(jié)構(gòu)膠的設(shè)計(jì)和使用也沒有例外。為了取得這個(gè)平衡,結(jié)構(gòu)膠寬度的設(shè)計(jì)也需要經(jīng)歷價(jià)值工程概念的審核。因此,假如結(jié)構(gòu)膠寬度的設(shè)計(jì)公式帶來了材料過份的,不必要的浪費(fèi),那我們就必須對(duì)于這個(gè)公式進(jìn)行重新審核。為了進(jìn)行重新審核,我們必須分析一下現(xiàn)在的經(jīng)驗(yàn)公式。結(jié)構(gòu)膠的寬度計(jì)算是由一個(gè)函數(shù)組成,這個(gè)函數(shù)包括建筑設(shè)計(jì)風(fēng)壓(DWL),最長短邊長度(W)和結(jié)構(gòu)膠的設(shè)計(jì)強(qiáng)度(SDS)。這3個(gè)參數(shù)的數(shù)值,已經(jīng)成為提供合理安全設(shè)計(jì)的障礙物。讓我們一個(gè)一個(gè)地來分析。
建筑設(shè)計(jì)風(fēng)壓(DWL),是根據(jù)建筑物的相應(yīng)地理位置上所受到的風(fēng)壓力,同時(shí)也根據(jù)建筑能夠抗拒多少年一遇的災(zāi)害性氣候,比如10年,50年,甚至100年。設(shè)計(jì)風(fēng)壓是跟應(yīng)用在該項(xiàng)目上所選擇的使用期限有聯(lián)系。大多數(shù)的設(shè)計(jì)是在歷史數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上選取的。
在公式中的最長短邊長度(W),是選取該項(xiàng)目上最大玻璃板塊的短邊長度。這個(gè)模式是假設(shè)在項(xiàng)目上所使用的玻璃板塊的尺寸都是最大的,這個(gè)假設(shè)也是最苛刻的。除非所有最大尺寸的玻璃都使用,否則這個(gè)假設(shè)的安全系數(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了實(shí)際上需要的設(shè)計(jì)了。
結(jié)構(gòu)膠的設(shè)計(jì)強(qiáng)度(SDS),代表結(jié)構(gòu)膠在施加載荷的情況下允許的最大強(qiáng)度。在結(jié)構(gòu)裝配已開始,20psi或者140Kpa已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用和接受。但在建筑膠行業(yè)里面,大多數(shù)的結(jié)構(gòu)膠都能夠大大超越這個(gè)數(shù)值,一般來說都能夠達(dá)到4-8倍的安全系數(shù)。為了滿足不標(biāo)準(zhǔn)化的施工條件,質(zhì)量控制,施工工藝和控制產(chǎn)品差異的需求,提供一個(gè)合理的安全系數(shù)是非?;竞捅匾?。然而,建立在3個(gè)參數(shù)基礎(chǔ)上的安全系數(shù),往往超過了結(jié)構(gòu)膠寬度真實(shí)的需求。具有諷刺意義的是,很多人認(rèn)為更大的結(jié)構(gòu)膠寬度能夠帶來更多的安全系數(shù),相反,當(dāng)結(jié)構(gòu)膠寬度過大的時(shí)候反而會(huì)引起一些操作上的失誤。一般來講,對(duì)于單組份結(jié)構(gòu)膠,寬度超過15mm已經(jīng)是比較大的了。較小厚度的結(jié)構(gòu)膠節(jié)點(diǎn),在大寬度的時(shí)候是很難注入節(jié)點(diǎn)里面的,即使是有經(jīng)驗(yàn)的工人和使用較好的打膠機(jī)也不例外。另外,一個(gè)較大寬度帶來可能或不可避免的疑慮是當(dāng)注膠的時(shí)候可能會(huì)有大量氣泡帶入或者空氣不能排除,這些氣泡或空氣的進(jìn)入,明顯的較少了結(jié)構(gòu)膠之間或結(jié)構(gòu)膠和玻璃,型材間的接觸,從而導(dǎo)致強(qiáng)度的減弱。
當(dāng)時(shí)用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出的結(jié)構(gòu)膠寬度大于15mm時(shí),我們有3種方法來對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行重新核對(duì),在不影響設(shè)計(jì)安全的情況下,檢查這么大寬度的結(jié)構(gòu)膠是否真的需要。
1.梯形承載的計(jì)算方法
這種方法被認(rèn)為比較準(zhǔn)確地反映了在玻璃上的受力情況。使用這種方法計(jì)算時(shí),建筑設(shè)計(jì)風(fēng)壓(DWL),最長短邊長度(W),結(jié)構(gòu)膠設(shè)計(jì)強(qiáng)度(SDS)都沒有改變,同時(shí)也不會(huì)減少他們的安全系數(shù)。這種方法就是比經(jīng)驗(yàn)公式更加合理的分配施加在玻璃上的載荷。
為了更加簡便的分析,我們假設(shè)施加在玻璃上的載荷是由兩個(gè)對(duì)邊的結(jié)構(gòu)膠來承受(比方說A和C),見下圖。另外兩個(gè)對(duì)邊(B和D)沒有任何限制并且對(duì)于風(fēng)壓不提供任何支撐。在大多數(shù)兩邊結(jié)構(gòu)的裝配中,B和D部分或者使用鋁框格,或者壓平修整,這樣一來兩邊結(jié)構(gòu)的裝配就變成了四邊結(jié)構(gòu)。另外兩邊(B和D)受到的強(qiáng)度需要在使用鋁框格的時(shí)候計(jì)算強(qiáng)度是否滿足。
同時(shí),在工程學(xué)上面使用梯形承載計(jì)算方法是比較常用的,這種現(xiàn)實(shí)的承載方式能夠具體分配在玻璃上的載荷。一般這種方法比較適合長寬比在2:1的時(shí)候。見下圖。
下面的一個(gè)案例是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和梯形設(shè)計(jì)方法的比較,分別得出不同的結(jié)構(gòu)膠寬度。使用這種合理的設(shè)計(jì)方法,可以在不變的設(shè)計(jì)安全情況下減少結(jié)構(gòu)膠的寬度。
2.增加結(jié)構(gòu)膠設(shè)計(jì)強(qiáng)度,SDS
在第二種可選擇的方案中,把基本的計(jì)算方法中結(jié)構(gòu)膠設(shè)計(jì)強(qiáng)度SDS提高,增加到整個(gè)行業(yè)可以接受的范圍里面,而不是以往的20psi或140kpa。ASTMC-1135是測試結(jié)構(gòu)膠在各種環(huán)境條件下的試驗(yàn)方法,其中規(guī)定在各種條件測試下得出的最小拉伸強(qiáng)度為50psi或者是345kpa,所有的結(jié)構(gòu)膠測試出來的數(shù)據(jù)都大大超過這個(gè)范圍。相比結(jié)構(gòu)膠的設(shè)計(jì)強(qiáng)度(20psi或140kpa),都可以達(dá)到至少2.5倍的安全系數(shù)。當(dāng)測試ASTMC1135的時(shí)候,大多數(shù)的結(jié)構(gòu)膠都能夠給出超過100psi或者690kpa的最大拉伸強(qiáng)度,從而給出了一個(gè)更加安全的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。對(duì)于個(gè)別案例,在需要的時(shí)候結(jié)構(gòu)膠的生產(chǎn)廠家可以給出一個(gè)相比傳統(tǒng)公式更加高的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。在這種案例中,需要有大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來證明結(jié)構(gòu)膠產(chǎn)品的實(shí)際最大拉伸強(qiáng)度,提供一個(gè)可靠的,可以接受的安全數(shù)據(jù)來滿足項(xiàng)目的要求。
中國的幕墻標(biāo)準(zhǔn)JC/T102-2003中,允許的結(jié)構(gòu)膠設(shè)計(jì)強(qiáng)度已經(jīng)更改為28.5psi或者是200kpa,現(xiàn)在已經(jīng)在所有國內(nèi)幕墻項(xiàng)目上應(yīng)用。下面的一個(gè)案例是使用中國新的規(guī)范和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的比較。當(dāng)使用這種合理的設(shè)計(jì)方法時(shí),是用減少的安全系數(shù)來增加結(jié)構(gòu)膠的設(shè)計(jì)強(qiáng)度SDS,這種方法必須得到相關(guān)設(shè)計(jì)師,業(yè)主,結(jié)構(gòu)膠生產(chǎn)廠家的認(rèn)可。
3.綜合拉伸和剪切強(qiáng)度的作用
這種結(jié)構(gòu),注入結(jié)構(gòu)膠不單單應(yīng)用在玻璃板片的背后,而且在玻璃的四周也同時(shí)注入,固化以后形成L型的節(jié)點(diǎn),那結(jié)構(gòu)膠所產(chǎn)生的作用實(shí)際上是綜合了拉伸和剪切的強(qiáng)度,為A和B兩個(gè)部分,如圖所示。
基本的結(jié)構(gòu)膠計(jì)算方式可以用來計(jì)算A和B共同作用下結(jié)構(gòu)膠的寬度。對(duì)于A部分來說,結(jié)構(gòu)膠所承受的強(qiáng)度已經(jīng)在前面介紹過了。而對(duì)于B部分來講,是在玻璃受到風(fēng)壓的時(shí)候表現(xiàn)出來的剪切力,ASTMC-961是用來測量結(jié)構(gòu)膠剪切力的強(qiáng)度,可以用來確定結(jié)構(gòu)膠表現(xiàn)出來的強(qiáng)度。
假如結(jié)構(gòu)膠的剪切強(qiáng)度能夠達(dá)到或大于100psi或690kpa,我們可以討論得出對(duì)于B部分,同樣可以使用20psi(140kpa)作為剪切強(qiáng)度的設(shè)計(jì)強(qiáng)度,也擁有至少5倍的安全設(shè)計(jì)。從下面的計(jì)算案例可以看到,單單使用A部分強(qiáng)度的計(jì)算結(jié)果和同時(shí)使用A和B部分共同作用下的計(jì)算方法。當(dāng)結(jié)構(gòu)膠剪切力存在的時(shí)候,同樣可以看作結(jié)構(gòu)膠產(chǎn)生的一種抗拒力,這樣結(jié)構(gòu)膠寬度就能夠明顯的減少。但要注意,不管什么情況下,A部分結(jié)構(gòu)膠的最小寬度要達(dá)到6mm。
在開始的時(shí)候,最理想的還是選用基本的經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算結(jié)構(gòu)膠的寬度,當(dāng)然可以利用上面任何一種計(jì)算方式對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新審核。比較適合的規(guī)則當(dāng)然是在寬度小于15mm的時(shí)候選用基本的計(jì)算方法,當(dāng)出現(xiàn)大于15mm的寬度是,可以請(qǐng)教設(shè)計(jì)師,技術(shù)工程師,甚至是硅膠生產(chǎn)廠膠來評(píng)估選用比較合適的計(jì)算方式。幕墻工程的安全責(zé)任依靠設(shè)計(jì)師,幕墻公司和硅膠的生產(chǎn)廠家加入到節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和施工操作上。同時(shí)保證安全還是首要的任務(wù)。
以上提出的幾種重復(fù)計(jì)算方法都能夠有效的減少結(jié)構(gòu)膠的寬度?,F(xiàn)在需要大家共同認(rèn)識(shí)到這種合理的設(shè)計(jì)理念,既有效的減少材料的浪費(fèi),同時(shí)又維護(hù)公共安全的責(zé)任。
關(guān)于幕墻系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)膠計(jì)算方法及設(shè)計(jì)概念的知識(shí)就介紹到這里了,看過之后對(duì)你有什么幫助或者啟示嗎?可能會(huì)有很多不足的地方,所以,關(guān)于幕墻系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)膠計(jì)算方法這里未提及的,而恰巧你們又知道的,歡迎評(píng)論區(qū)留言告訴小遍。我們一起探討,共同補(bǔ)充!在評(píng)論區(qū)等你哦?。?!
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