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隱框玻璃幕墻硅酮結構膠粘結厚度設計方法

來源:中國幕墻網收集整理  作者:劉軍進 李建輝 黃小坤 李然 張曉通 孫在久  日期:2016-1-20
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  隱框玻璃幕墻指玻璃面板邊緣通過硅酮結構膠粘結于金屬框架外表面的框支承玻璃幕墻,因建筑外表面干凈,整潔視角效果良好得到了建筑師和業主的認可,典型的大型隱框玻璃幕墻工程項目有高438m'幕墻面積約1.4×1000000㎡的廣州西塔總建筑面積約5×1000000㎡全部采用隱框玻璃幕墻作為外圍護結構的北京環球貿易中心,隱框玻璃幕墻設計時一個關鍵環節是計算確定硅酮結構膠的寬度和厚度$膠體寬度和長度主要用作抵抗玻璃面板傳遞來的平面外風荷載'地震作用和重力荷載$硅酮結構膠的厚度主要用來消化主體結構層間變形對隱框玻璃幕墻的不利影響。

  引言

  隱框玻璃幕墻玻璃面板邊緣通過硅酮結構膠粘結于金屬框架外表面的框支承玻璃幕墻,因建筑外表面干凈,整潔視角效果良好得到了建筑師和業主的認可#典型的大型隱框玻璃幕墻工程項目有高438m'幕墻面積約1.4×105㎡的廣州西塔總建筑面積約5×105㎡全部采用隱框玻璃幕墻作為外圍護結構的北京環球貿易中心,隱框玻璃幕墻設計時一個關鍵環節是計算確定硅酮結構膠的寬度和厚度$膠體寬度和長度主要用作抵抗玻璃面板傳遞來的平面風荷載'地震作用和重力荷載。硅酮結構膠的厚度主要用來消化主體結構層間變形對隱框玻璃幕墻的不利影響。

  在國外研究方面,Memari等通過兩邊粘結硅酮結構膠的隱框玻璃幕墻主體側移試驗#發現結構膠的破壞主要是由橫向剪切(詞條“剪切”由行業大百科提供)變形引起的,Zarghanee等也得到類似結論Behr對比研究了玻璃通過硅酮結構膠直接粘結或者附框連接的隱框玻璃幕墻變形能力#結果表明%通過硅酮結構膠直接粘結的隱框玻璃幕墻變形能力高出42%Memari等根據四邊粘結硅酮結構膠的隱框玻璃幕墻主體側移試驗建議地震作用下硅酮結構膠的拉伸應力取為.0.35Mpa而不應該按照風荷載作用下硅酮結構膠的拉伸應力.0.14Mpa取值Memari等根據兩邊粘結硅酮結構膠的隱框玻璃幕墻主體側移試驗#發現主體結構側移時#玻璃面板發生轉動,使得結構膠在厚度A長度的平面內發生剪切變形。

  本文將通過研究明確隱框玻璃幕墻硅酮結構膠在主體結構側移下的變形機理#修正膠體厚度計算公式;在試驗研究的基礎上,通過有限元分析和理論推導,提出了硅酮結構膠剪切位移折減系數的建議取值。

  1.目前中國隱框玻璃幕墻結構膠厚度設計中存在的問題

  中國建筑工程行業標準.玻璃幕墻工程技術規JGJ102-2003中規定了硅酮結構膠的粘結厚度t,按照下式計算:

  式中:u,為幕墻玻璃相對于鋁合金框的剪切位移按,

  計算為主體結構的樓層彈性層間位移角限值h為隱框玻璃幕墻玻璃面板高度為硅酮結構膠的變位承受能力#取對應于其受拉應力為0.14Mpa,時的伸長率

  對該公式進行分析#可發現公式中存在"個方面的不合理性#需做進一步完善和改進1.在主體結構層間側移發生時,玻璃面板和隱框玻璃幕墻支承框之間會產生相對變形,由于膠體沿厚度方向無拉應力存在#該變形宜理解為剪切變形。因此,采用限制膠體厚度方向剪切應變值的控制方法比限制膠體厚度方向斜向拉伸應變更為合理;2.計算中,膠體剪切變形等于玻璃面板高度范圍內的主體結構層間位移的假定是不合理的。主體結構發生層間側移時,主體結構與玻璃面板之間的相對變形由!個方面分擔吸收;1..幕墻橫梁(詞條“橫梁”由行業大百科提供)立柱與主體結構之間通過螺栓連接的轉動吸收變形,2.隱框玻璃幕墻副框與幕墻橫梁立柱之間有一定的相對變形3.玻璃面板與副框之間通過硅酮結構膠吸收部分變形&上述變形中第1.2.方面由于無法精確計算#留作安全余量,暫不予以考慮&對于第!方面#當主體結構在風或地震作用下發生層間剪切變形時,一旦主體結構與幕墻面板產生相對變形,硅酮結構膠中的剪切應力會帶動玻璃面板發生同向轉動#該轉動使得結構膠承擔的剪切變形要小于主體結構的側向位移。因此,公式(1)中硅酮結構膠的剪切變形值應在主體結構層間位移的基礎上進行折減。

  2.試驗概況

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專家介紹

 黃小坤

鋁門窗幕墻委員會專家組

工作單位:中國建筑科學研究院建筑結構研究所

技術職稱:碩士研究生導師

專業:1.高層建筑結構研究、工程咨詢服務;混凝土結構基本理論研究;《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3修訂副主編。 2.建筑幕墻結構研究、工程技術咨詢服務;《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102和《金屬與石材幕墻工程技術規范》JGJ133修訂主編。 一、主編、參編的主要國家標準和行業標準: 1、《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2002(副主編) 2、《住宅建筑規范》GB50368-2005(參編人) 3、《混凝土結構設計規范》GB50010-2002(修訂,主要參編人) 4、《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102-2003(主編) 5、《金屬與石材幕墻工程技術規范》JGJ133-2001(修訂主編) 6、《既有建筑幕墻可靠性鑒定與加固規程》(制定,副主編) 7、《建筑門窗及幕墻工程檢測技術規范》(制訂,參編人) 8、《裝配式混凝土結構技術規程》(修訂,主編) 9、《采光頂與金屬屋面工程技術規程》(制訂,參編人) 10、建設部標準定額司《工程建設標準體系》(修訂,主要參編人) 11、工程建設標準強制性條文(房屋建筑部分)2002版、2009版參編人 二、主要在研課題 1、“十一五”科技支撐項目《高強鋼筋與高性能混凝土應用關鍵技術研究》(2008~2011) 2、院重點課題“復合受力鋼筋混凝土構件承載力的協調計算模式”(2004~2009) 3、院自籌基金課題“低、多層房屋混凝土墻體結構性能研究”(2007~2010) 三、主要獲獎項目(省部級) 1、“大底盤大空間高層建筑剪力墻結構研究” 獲建設部1989科技進步三等獎 2、“多塔樓及錯層高層建筑結構計算分析及程序研制”獲建設部1996科技進步三等獎 3、“復雜高層建筑結構研究應用” 獲2004華夏建設科學技術獎一等獎 4、“《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2002”獲2004華夏建設科學技術獎一等獎 5、“超高層建筑結構的抗震設計理論”獲2005華夏建設科學技術獎二等獎 6、“住宅建筑規范GB50368-2005”獲2007年華夏建設科學技術獎二等獎 四、主要社會兼職 建設部工程建設標準強制性條文咨詢委員會委員;中國工程建設標準化協會理事;中國工程建設標準化協會混凝土結構專業委員會副主任委員;全國混凝土標準化技術委員會(SAC/TC458)副秘書長;全國建筑幕墻門窗標準化技術委員會(SAC/TC448)副主任委員;全國建筑構配件標準化技術委員會(SAC/TC454)秘書長;中國建筑學會高層建筑結構專業委員會委員;全國工程建設標準設計專家委員會委員;中國建筑金屬結構協會鋁門窗幕墻專業委員會專家組成員;建設部建筑構配件標準化技術委員會委員;《建筑結構》編委等。 五、主要論文、著作情況 論文、著作約20篇(部)。主要列舉如下: 1、專題研究組,大底盤大空間高層建筑剪力墻結構設計建議,建筑科學,1989年第1期。 2、郝銳坤、黃小坤等,大底盤大空間高層建筑剪力墻結構計算與試驗研究,建筑科學,1989年第2期。 3、黃小坤、趙西安,《高層建筑結構考慮樓板面內變形的時程分析》,建筑科學,1992年第2期。 4、徐培福、郝銳坤主編,鋼筋混凝土高層建筑結構設計手冊,(參加第八章編寫),中國建筑工業出版社,1996年12月,北京。 5、黃小坤、郝銳坤,《高層建筑混凝土結構技術規程》簡介,建筑結構,31卷第11期,2001.11。 6、徐培福、黃小坤,《高層建筑混凝土結構技術規程》修訂簡介,建筑科學,18卷第1期,2002.2。 7、黃小坤,高層建筑混凝土結構技術規程主要修訂內容,工程建設標準化,2002年6月 8、徐培福、黃小坤主編,高層建筑混凝土結構技術規程理解與應用,中國建筑工業出版社,2003年3月 9、黃小坤,剪力墻連梁縱向鋼筋構造配筋率探討,建筑結構,2004年1月 10、工程建設標準強制性條文(房屋建筑部分)咨詢委員會,工程建設標準強制性條文(房屋建筑部分)實施導則,中國建筑工業出版社,2004年2月 11、黃小坤,《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2002)若干問題解說,土木工程學報,第37卷第3期,2004年3月 12、黃小坤等,陶板幕墻抗震性能試驗研究,中國建筑金屬結構,2004年8月 13、黃小坤、林祥等,高層建筑箱形轉換層結構設計探討,工程抗震與加固改造,2004年第5期,2004年10月 14、廖宇飚、黃小坤,高層建筑結構側向剛度變化及其控制方法研究(上),工程抗震與加固改造,27卷5期,2005年10月 15、廖宇飚、黃小坤,高層建筑結構側向剛度變化及其控制方法研究(下),工程抗震與加固改造,27卷6期,2005年12月 16、住宅建筑規范實施指南,《住宅建筑規范》編制組編,中國建筑工業出版社,2006年5月,第一版 17、黃小坤、林祥、黃擁軍,陶板幕墻模擬地震振動臺試驗研究,建筑結構,36卷第10期,pp95-97,2006年10月 18、黃小坤、劉智,北京金地國際花園A區A座模型振動臺試驗研究,建筑結構,第36卷增刊,pp6-1~6-7,2006年6月。 19、黃小坤、劉立渠、陶學康.考慮縱筋率及加載面邊長比影響的板受沖切承載力試驗研究[J].土木工程學報,2008,41(7):21-26 20、劉立渠、黃小坤、陶學康.考慮縱筋率及加載面邊長比影響的板受沖切承載力計算分析[J].土木工程學報,2008,41(7):27-32 21、黃小坤. 玻璃幕墻及采光頂結構設計若干問題探討[J].建筑結構,2009,第39卷第1期:88-92

專長:從事高層建筑結構、混凝土結構以及建筑幕墻結構的研究、結構分析軟件開發、工程技術咨詢、有關規范編制和管理工作

原文地址:http://www.52mqw.com/info/2016-1-20/40660-1.htm
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