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肋駁接全玻幕墻設計問題初探

來源:中國幕墻網收集整理  作者:李耀庭  日期:2006-7-13
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    點支式玻璃幕墻已被廣泛的應用在各類建筑中,其中以玻璃肋為其支承結構的也不乏其例,可稱之為肋駁接全玻幕墻。肋駁接全玻幕墻關鍵是玻璃肋的設計和構造,面玻、駁接頭與其它支承結構的點支玻璃幕墻沒有多大區別。本文就玻璃肋的設計和構造作初步探討。
  一、肋駁接全玻幕墻的現狀
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    點支式玻璃幕墻已被廣泛的應用在各類建筑中,其中以玻璃肋為其支承結構的也不乏其例,可稱之為肋駁接全玻幕墻。肋駁接全玻幕墻關鍵是玻璃肋的設計和構造,面玻、駁接頭與其它支承結構的點支玻璃幕墻沒有多大區別。本文就玻璃肋的設計和構造作初步探討。

  一、肋駁接全玻幕墻的現狀
    (一) 吊掛方式
  1.采用鋼夾板螺栓吊掛肋玻,吊夾吊掛面玻,詳見參考文獻2。

  2.采用吊夾同時吊掛肋玻和面玻。

  3.采用鋼夾板螺栓只吊掛肋玻,駁接爪分層吊掛面玻。

  4.采用吊夾只吊掛肋玻,駁接爪分層吊掛面玻。

    (二) 肋玻的對接接頭
   由于肋駁接全玻幕墻高度較大,用整塊肋玻一般辦不到,所以要設置肋玻的對接接頭。做法均采用鋼夾板螺栓方案,但螺栓個數的確定原理有不同,故螺栓數量相差較大。

    (三) 肋玻的玻璃種類
  有單層玻璃和夾膠玻璃之分,亦有鋼化玻璃和非鋼化玻璃之別。

   (四) 肋玻的計算簡圖
  在風載和地震荷載作用下,有簡支梁(參考文獻1)、兩端固定梁(參考文獻2)、懸臂梁之別。

    (五) 肋玻強度設計值的取值
  有取玻璃的面強度設計值(參考文獻1)和邊緣強度設計值之分。

    (六) 肋玻的側向穩定
  高度較大的肋駁接全玻幕墻,有的在肋玻的后側加水平拉條,以阻止肋玻的側向變形

    二、肋玻設計問題的探討
    (一) 關于吊掛方式
  無論哪種吊掛方式,風載和地震水平荷載均是通過面玻傳給肋玻的,但是重力的傳遞卻是因吊掛方式不同而不同,參考文獻2提供的肋駁接全玻幕墻的吊掛方式都是鋼夾板螺栓吊掛肋玻,吊夾吊掛面玻,它的重力傳遞可能有兩種情況:一種是面玻的吊掛僅承受最上一塊面玻重力,而肋玻的吊掛承受肋玻和其余面玻重力;另一種是面玻的吊掛承受全部面玻重力,肋玻的吊掛僅承受肋面玻重力。如果面玻的吊掛僅僅承受最上面的一塊面玻重力,顯然是沒有必要,若承受全部面玻的重力,實際上不容易實現,原因是爪件下孔為水平長孔,是承受重力孔,爪件上孔為圓大孔,是非承重力孔,要其傳力必須將駁接頭螺桿在此處扭緊,用摩擦力來抵抗所有下面的面玻重力,所以,在肋駁接全玻幕墻中面玻的吊掛是沒有必要的。

    吊夾和鋼夾板螺栓方式的吊掛原理和作用是有差別的。吊夾吊掛方式是靠吊夾與玻璃的夾緊摩擦力將玻璃吊掛住的,不能承受肋玻的端彎矩,而鋼夾板螺栓吊掛方式有兩種機理:一是靠螺栓的抗剪,鋼夾板玻璃抗拉,鋼夾板孔玻璃孔的抗擠壓等將玻璃吊掛住;二是靠螺栓施壓,鋼夾板與玻璃間涂施樹脂膠形成粘結摩擦力將玻璃吊掛住。這種方式做得好,可以達到與玻璃等強,視其為固定端是可以的,而機理一是辦不到的。

   (二) 關于肋玻的對接接頭
  目前肋玻的對接接頭形式僅有一種──鋼夾板螺栓形式(還沒有出現,像玻璃家俱中玻璃與玻璃的粘接采用無影膠形式),這種接頭形式顯然是從鋼木結構的接頭形式引用過來的。在鋼木結構中可以做到等強接頭,原因是鋼木的局部抗壓強度不低于抗拉壓強度,更主要是盡管制作上有容許誤差,但因鋼木結構有一定的塑性變形性能,各孔可以基本上均勻承力,而玻璃則不同,如按鋼夾板螺栓接頭第一種機理,玻璃孔的擠壓強度取當前規范中的邊緣強度,無論如何也設計不出等強接頭,而且與等強接頭相差甚遠,最重要的是玻璃為脆性材料,只要一孔擠壓破裂,整個肋就全部破壞,即抗拉(壓)只與一個孔的擠壓強度直接有關。我們曾為某工程做過粗淺的簡單試驗,驗證了上述的結論。

  前三組:鋼夾板為10mm厚不銹鋼。 M16普通螺栓,φ22玻璃孔,精磨,玻璃孔與螺栓間有φ22×3紫銅套管的緩沖硬碰硬。第四組:M16普通螺栓,φ40玻璃孔,玻璃孔與螺栓間有橡膠套管,鋼夾板與玻璃間涂有樹脂膠。玻璃均為12mm厚鋼化白玻。

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