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马启元:倍增幕墙玻璃粘结强度设计值的风险

来源:中国幕墙网收集整理  作者:马启元  日期:2009-7-25
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  摘要:分析了硅酮结构胶非线性力学特性、粘结与传统机械连接的差别、结构胶强度设计值和标准值的设定依据,例证倍增玻璃幕墙结构胶强度设计值的风险。建议高重要性建筑不应提高强度设计值,倍增粘结节点的设计荷载,而应选用高性能结构胶,提高设计安全系数。
  关键词:幕墙;粘结;强度;设计值;风险

  本篇文章内容由[中国幕墙网]编辑部整理发布:

  3.4 ETAG 1102

  欧洲没有制订结构胶产品标准,结构胶强度标准值按欧洲技术认证指南ETAG 002设定,方法与我国GB 50068《建筑结构可靠度(词条“可靠度”由行业大百科提供)设计统一标准》/GB 50153《工程结构可靠度设计统一标准》规定一致,即材料标准值宜采用随机变量概率模型描述,以试验数据为基础采用材料性能的统计参数概率分布函数,材料强度标准值取其概率分布的0.05分位值确定。前置条件是产品性能经高温、低温、湿热及耐热水-UV辐照后保持率必须高于75%。结构胶强度标准值和设计值按式2、式3计算:

  4.倍增强度设计值将劣化粘结耐久性

  疲劳是重复应力或长期暴露引起材料性能劣变的现象。风压(词条“风压”由行业大百科提供)变化反复拉动幕墙玻璃面板产生作用于结构胶的反复应力,每天温度变化引起位移使结构胶产生反复拉应力,雨水、热、UV光照和风化效应等因素的反复暴露,将促使结构胶性能衰变产生疲劳破坏。结构胶粘结疲劳破坏的表征不仅是本体材料的断裂破坏,还包括与玻璃表面粘结力的衰减。影响结构胶疲劳破坏的因素包括应用特性、应力类型和频度,但荷载下结构胶疲劳的应力或应变幅水平的影响最为直接,也最为重要。

  (1)ASTM C 1401,30.3.5条指出在实验室疲劳试验中,某结构胶在应力幅0. 517 Mpa下反复1000次时破坏,0. 345 Mpa下反复5000次时破坏,而0. 276 Mpa下可反复加载100,000次。可见结构胶承受反复拉伸疲劳的次数随应力幅增大而锐减。此外还应注意到,在经受湿气或浸水时结构胶的疲劳衰变将更加迅速。

  (2)2008年3月全国门窗幕墙年会上,迈图科技公司报告了多种品牌产品的疲劳试验结果,试验验证硅酮结构密封胶的粘结安全性。该项试验是应ASTM C24委员会要求,试验产品品牌的拉伸强度高于标准值(图4),疲劳试验的应力幅分别为0. 14MPa、0.19MPa,0. 21 MPa和0. 28MPa。 

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