3.2.3从以上计算结果表明,由于a型节点中,要提高肋板的设计跨度,首先应提高肋板侧面厚度和承压有效深度,我们知道承压有效深度最大值为40mm是个定值, 无法进一步提高,而13米跨度对应的肋板厚度也已达到了30mm,在我国玻璃制板工艺条件下,已属困难。b型节点中,由于肋板的支座剪力较大,在常见的分格,跨度情况下,结构胶的设计宽度在40mm – 120mm范围,厚度在50mm以上,其宽厚尺寸均远远超出了结构胶打注的常规尺寸。而工程中,这类幕墙的实际注胶尺寸也不过是在厚8mm 宽10mm的范围内,存在明显的差距,因此出现结构胶
剪切破坏的现象是必然的。
根据计算分析可以明确以下几点:①a型节点型式,可用于肋板跨度在13米以下的情况,设计跨度超出13米肋板其端部支撑型式应考虑选择其它可靠方式; ②b型节点,由于肋板端部剪力较大,在常规的跨度情况,其结构胶的宽厚设计尺寸已远远大于通常的注胶尺寸,这样会给注胶质量和胶的
固化带来不利影响,降低胶的
粘结强度,且这样大尺寸的胶体在实际施工中也无法操作实现,因此在点支式、
全玻幕墙肋板支座设计中,建议不使用b型节点。
3.3 大跨度肋板支座节点设计
我们在前面讨论中,提到的a型,b型两种形式,a型由于肋板玻璃厚度和承压有效深度的限制,无法运用于大跨度肋板,b型由于所用的硅硐结构胶自身的
拉伸强度较弱,以及层间变位的要求,用结构胶的原设计尺寸大大超过常规尺寸,也难以运用。 按照设计理论分析,要实现大跨度肋板设计,必须选择一种
强度高,变位能力也大的胶,但是这是相互矛盾的,也就是说胶的强度调高,其
变形能力就会差些;强度调弱,则变形能力就会好些。因此 在这类节点设计上,只能选择强度与变形要求分离的思路,通过设计一个让高强度的胶完成肋板向支座的传力,再由支座的可移动来满足层间变化的构造节点来解决大跨度肋板支座节点的问题。
我中心通过构造选型分析、试验验证,提出了一种可以解决该问题的节点型式,即c型节点,详见图5。 c型节点具有以下特点:该节点分成上支座、肋板和下支座三个部分,上支座与主体采用转动铰连接,上支座与肋板采用吊挂式
夹具连接;下支座与主体采用可滑动铰连接,下支座与肋板采用
环氧树脂结构胶粘结。环氧
树脂结构胶有可变形能力小、强度高的特点,可以解决大跨度肋板端部大剪力的传递问题,而上支座有转动铰,下支座有滑动铰可以解决
主体结构层间位移对幕墙提出的变位要求。
为了了解环氧树脂的粘结强度以及
延伸率,我中心对环氧树脂与玻璃、
钢板的粘结强度以及
拉伸变形性能建立了材料力学试验模型,做了几组试验,试验数据如下:
试验结果表明在0~2.5 MPa的范围内,胶体变形处于
弹性阶段,应变量仅0.25mm。之后在2.5MPa~3.5 MPa范围内有较为明显的
塑性变形趋势,应变从0.25mm发展到4.0mm。3.5MPa为极限破坏应力,随后承载力下降较快。
按照
可靠度理论,该
构件安全系数取2.0,则针对这类构件,环氧树脂的粘结设计强度为f=1.7MPa,拉伸变位承受能力为0.3%。
以幕墙面板宽度1500mm,肋板宽度300mm,肋板插入深度300mm,层间位移1/550(
框架结构),引用本文提出的公式(3.1.2-1)进行计算,来分析水平设计荷载与肋板跨度的关系,得表3结果。结果表明c型节点可以适用于40米以上的大跨度
玻璃肋板构件。
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