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點支承幕墻玻璃破裂故障分析

來源:09年會論文集  作者:龍文志  日期:2009-5-5
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摘要:本文從點支承幕墻玻璃破裂故瘴出發(fā),系統(tǒng)闡述了點支承幕墻玻璃破裂故障多于其它玻璃幕墻的原因,提出了點支承玻璃幕墻設(shè)計時,除對玻璃面板的大面應(yīng)力進(jìn)行計算分析外,同時也應(yīng)該對玻璃孔邊應(yīng)力進(jìn)行設(shè)計分析;為了降低玻璃孔邊應(yīng)力,減少點式玻璃幕墻破裂故障,確保點式玻璃幕墻破結(jié)構(gòu)的安全,本文提出了八點參考建議及措施。
關(guān)鍵詞:孔邊應(yīng)力、側(cè)面強度、玻璃斷裂力學(xué)、適應(yīng)變形、鉆孔工藝、H形接駁爪、意外破碎。
  3.6采用中央懸掛及彈簧吊架 
  3.6. 1玻璃以豎直排列方式一列列懸吊,每列四塊,每塊玻璃懸吊在上一塊玻璃上 每塊玻璃通過其角部連接件連接,然后每列上部的玻璃在其頂部邊緣中心懸掛在主構(gòu)架上。有了這種中央懸掛點,玻璃就能夠找到其自身平衡并且能夠完全豎直懸掛,與支撐鋼管的準(zhǔn)直度無關(guān)。此外,這種單個的中央懸吊點保障無位移,即使橫向荷載也不會對系統(tǒng)造成影響。如果由4片玻璃組成的各個玻璃列是通過兩個剛性懸吊點固定的,系統(tǒng)就會抵抗橫向荷載,設(shè)計時,就要將系統(tǒng)設(shè)計成承受這些荷載也承受玻璃重量。

  然后每片玻璃通過兩孔連接懸掛在緊鄰的上一片玻璃上,固定了兩片玻璃水平邊緣之間的距離從而使膠縫寬度均勻。為了確保連接件不吸引橫向荷載,它們都采用鉸接,因此可以側(cè)向轉(zhuǎn)動。

  每一間隔由4列玻璃組成。每列四塊玻璃,獨立于其它列而懸掛。所有的水平連接都是鉸鏈連接,這樣就防止了所有可能的豎直荷載的傳遞—從一列傳至鄰近的一列,或者傳遞到玻璃后面主結(jié)構(gòu)內(nèi)。各玻璃列可以相對與彼此而滑動的事實意味著頂部鋼管可以下陷,而不影響涉及玻璃結(jié)構(gòu)荷載。

  3.6.2改進(jìn)玻璃懸吊系統(tǒng)
  玻璃懸吊系統(tǒng)包括四種不同的支承系統(tǒng):一方面是彈簧支承裝配組件,另一方面是分別用玻璃板角部一個、兩個或四個連接裝置。圖33
  玻璃面板破碎后,玻璃自重受力變化如圖34所示:如果懸掛彈簧無緩沖效應(yīng),則相 連懸掛點要突然承受很大荷載,如圖所示隨著玻璃板的破碎,同時重新分布荷載,玻璃的破碎導(dǎo)致了超強的暫時荷載,對結(jié)構(gòu)造成消極影響,也很難預(yù)知此種沖擊帶來的影響,故而在玻璃懸吊點處采用了預(yù)應(yīng)力緩沖彈簧,玻璃面板破碎后,相連懸掛點增加的荷載會平均分擔(dān)在其見懸掛點,見圖35對體系產(chǎn)生較小影響!

  彈簧支承裝配組件該組件的形狀是其功能的產(chǎn)物,其功能是將玻璃荷載經(jīng)過彈簧“保險絲”轉(zhuǎn)移到支承結(jié)構(gòu)上。

  3.6.3彈簧作用原理

構(gòu),以確保彈簧機(jī)構(gòu)在承受大于玻璃與配件重量的荷載之前保持鋼性,通常情況下,玻璃與配件的重量約為600公斤。任何一個彈簧只要受到超過600公斤的荷載,它就會垂直到其余的支承點支承起該荷載。這種“保險絲”式的作用是有必要的,它使人們能夠預(yù)知可以施加到玻璃和每個主結(jié)構(gòu)框架支撐點上的荷載。在玻璃破碎并因此引起荷載路徑的瞬時變化時,彈簧對整個玻璃系統(tǒng)也起到一個減震器的作用。

  3.7采用H形接駁爪。
  四孔玻璃面板點支幕墻目前大量使用是x形接駁爪,圖37其約束示意圖,構(gòu)造簡單, 應(yīng)用廣泛。x形接駁爪各肢為剛接,約束了玻璃面板平面內(nèi)運動,玻璃面板只能繞球鉸在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動,如圖37②所示意,雖然對玻璃面板變形有一定適應(yīng)能力,但沒有H形接駁爪好。

  H形接駁爪構(gòu)造復(fù)雜,國內(nèi)用得很少,見圖38,其約束示意簡化如圖:玻璃面板不僅可以在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動,還可以在平面外相對運動,如圖39②、③、④三種基本運動或②③④的各種組合運動,對主體結(jié)構(gòu)和玻璃面板的變形適應(yīng)能力強!
  3.8提防玻璃意外破碎的連鎖反應(yīng)情況下的安全性
  不能忽略玻璃的易碎性。一塊玻璃的破碎會立即引起玻璃懸吊系統(tǒng)荷載路徑的變化。如果玻璃面板上部破碎,其余各片玻璃就不再收到支撐,它們將通過四孔連接的水平鑄件及及借用硅酮接縫中產(chǎn)生剪切應(yīng)力把它們的荷載傳遞到鄰近的玻璃板,施加在其它三列玻璃懸吊點的荷載也會增加。圖40圖40兩片玻璃意外破碎的照片,圖41顯示了一片玻璃斷裂之后荷載重新配置以及因此產(chǎn)生的荷載路徑的變化,圖42顯示了兩片玻璃斷裂之后的荷載重新配置以及因此產(chǎn)生的荷載路徑的變化。

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