從圖5的模擬結(jié)果可知，不同材料間存在溫差應(yīng)力，此應(yīng)力與材料的線膨脹系數(shù)差值及溫變幅度有關(guān)。從《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113-2009中6.1.3條可知，玻璃線膨脹系數(shù)為1.0x10-5/°C，不銹鋼板的線膨脹系數(shù)為1.8x10-5/°C，鋼板的線膨脹系數(shù)為1.2 x10-5/°C。因此，采用鋼板與玻璃肋粘接可有效降低兩者間的溫差應(yīng)力。圖6模擬了鋼板與玻璃在40°C溫差作用下粘接面的溫差應(yīng)力，計(jì)算結(jié)果顯示，粘接邊緣應(yīng)力為20.1968Mpa，較之不銹鋼板有顯著下降。
圖8顯示了一種分離式膠粘方式，先將小塊鋼板分別與每段玻璃肋粘接，然后再通過(guò)特制銷(xiāo)栓及整體不銹鋼板將上下兩段玻璃肋連成整體。這種拼接方式的優(yōu)勢(shì)在于，玻璃與鋼板之間的粘接可在工廠內(nèi)可控的溫度環(huán)境中完成，充分保證了粘接質(zhì)量。同時(shí)，選擇鋼板與玻璃粘接可減少兩者間的溫差應(yīng)力，降低對(duì)粘接用膠變位能力的要求。由于玻璃肋板為分離式設(shè)計(jì)，可大大簡(jiǎn)化運(yùn)輸、安裝工作，大幅降低維修成本。內(nèi)側(cè)鋼板與外側(cè)不銹鋼板采用栓接方式，通過(guò)銷(xiāo)栓孔壁傳力，連接更為可靠。內(nèi)外側(cè)鋼板孔采用預(yù)先配鉆的方式進(jìn)行加工，可有效保證現(xiàn)場(chǎng)拼裝精度。由于玻璃肋與鋼板之間采用粘接方式，內(nèi)外鋼板間又依靠銷(xiāo)栓傳力，玻璃肋孔側(cè)不直接承受外載，可在保證玻璃截面強(qiáng)度的前提下，加大開(kāi)孔直徑，并在孔內(nèi)填充彈性膠，以消除孔邊應(yīng)力集中的風(fēng)險(xiǎn)。
3．2. 3 肋支座設(shè)計(jì)
玻璃肋幕墻，無(wú)論采用何種固定方式，都需支承于主體結(jié)構(gòu)上，因此幕墻系統(tǒng)應(yīng)具有良好的追從性，以適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)的變位。《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003中7.1.3條明確：吊掛全玻幕墻的主體結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)有足夠的剛度，采用鋼桁架或鋼梁作為受力構(gòu)件時(shí)，其撓度限值df，lim宜取其跨度的1/250。通常，為追求全玻幕墻的通透性，其主體結(jié)構(gòu)跨度都較大，若以跨度8m為例，鋼梁的容許撓度為32mm，再加上加工、安裝誤差及溫度變形，玻璃肋板支座至少需滿足50mm以上的變位能力要求。因此，玻璃肋幕墻支承于鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)認(rèn)真核實(shí)其位移能力。采用圖9所示的成品肋支座可較好地適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)的豎向變位，玻璃肋上端通過(guò)肋板支座懸掛于主體結(jié)構(gòu)，下端通過(guò)肋板支座與固定耳板間的長(zhǎng)孔，實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)連接，滿足位移要求。
4 工藝要點(diǎn)
玻璃裁切、開(kāi)孔后會(huì)在玻璃邊緣形成損傷，而玻璃的邊緣強(qiáng)度通常在設(shè)計(jì)中起控制作用，因此面板及其孔洞邊緣均應(yīng)倒棱和磨邊，倒棱寬度不宜小于1mm，磨邊宜細(xì)磨，不得出現(xiàn)崩邊。玻璃肋由于采用夾層玻璃，需在單層玻璃上鉆大小不同的孔，以保證多孔對(duì)位。根據(jù)規(guī)范要求玻璃的鉆孔位置偏差應(yīng)小于±0.8mm，孔距偏差應(yīng)小于±1.0mm。為保證肋夾板處玻璃孔能有效傳力，玻璃孔直徑應(yīng)大于肋板直徑3mm以上，其間設(shè)置彈性襯套，玻璃孔周邊填充彈性膠。彈性膠可在玻璃孔周邊形成保護(hù)層，減緩玻璃表面裂紋擴(kuò)展，配合彈性襯套可消減孔位誤差，減少應(yīng)力集中。為保證連接安全，在驗(yàn)核螺孔傳力時(shí)，應(yīng)按單片計(jì)入，且應(yīng)扣除孔兩側(cè)倒棱寬度。
從前述分析可知，溫度作用對(duì)玻璃肋幕墻系統(tǒng)存在諸多影響。肋板的粘接溫度宜取使用環(huán)境溫度的中值，并應(yīng)在可控的環(huán)境中打膠粘接。鋼板與玻璃粘接前應(yīng)去除表面污物，鋼板可采用庚烷，玻璃可采用異丙醇進(jìn)行清潔。為提高粘接強(qiáng)度，鋼板表面應(yīng)適度打磨，以此增加接觸面積并銳化表面溝紋，提高膠接強(qiáng)度。在進(jìn)行全玻幕墻的安裝前應(yīng)復(fù)核主體鋼結(jié)構(gòu)的變位，根據(jù)施工環(huán)境溫度與極值溫度的變形差，控制好預(yù)留間隙，并應(yīng)盡量避免在極端氣候環(huán)境下施工。
5 結(jié)語(yǔ)
全玻結(jié)構(gòu)幕墻以其通透的質(zhì)感為建筑師所推崇，但玻璃為脆性材料，對(duì)外界因素的影響極為敏感，尤其是大跨度拼接的玻璃肋幕墻系統(tǒng)，在系統(tǒng)的構(gòu)造設(shè)計(jì)、材料選擇、施工工藝方面存在諸多技術(shù)要點(diǎn)。正如一個(gè)硬幣的兩面，任何事物的內(nèi)部都包含肯定的和否定的兩個(gè)方面，它們既對(duì)立又統(tǒng)一。當(dāng)我們享受玻璃結(jié)構(gòu)的光影魅力時(shí)，也必須正面玻璃自身的弱點(diǎn)，只有針對(duì)材料特性，因材設(shè)計(jì)才能使全玻幕墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)日臻完善。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 張其林，玻璃幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ，同濟(jì)大學(xué)出版社
[2] 玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ102-2003
[3] 建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 JGJ113-2009
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