接缝密封设计
建筑幕墙接缝密封主要是幕墙所用材料之间和幕墙与建筑结构之间的接缝密封。接缝密封设计首先确定接缝的构造、位置和接缝宽度,计算出接缝的位移量,然后根据接缝密封材料具有的位移能力进行修正,设计出安全的接缝宽度。确定
接缝位移量,设计必须首先给定构件的长度或体积,确定在接缝部位可能发生的位移变化,即接缝的位移量。
最大温差位移量ΔL=L•ΔTmax•α;
其中:L—长边尺寸 ΔTmax—最大温差 α——
热膨胀系数;
例1:玻璃2100mm×1500mm;
ΔL=2100×1×10-5×80=1.68mm;
初选胶缝宽8mm,20LM密封胶,其胶缝最大变位8×20=1.6mm<1.68mm;
改用胶缝宽8mm,25LM密封胶,其胶缝最大变位8×25=2.0mm>1.68mm;
或改用胶缝宽10(9)mm,20LM密封胶,其胶缝最大变位10×20=2.0mm>1.68mm;
例2:单层
铝板1500mm×1200mm;
ΔL=1500×2.35×10-5×80=2.82mm;
采用20LM密封胶,胶缝宽2.82/×0.20=14.1mm,取15mm胶缝;
采用25LM密封胶,胶缝宽2.82/×0.25=10.08mm,取11mm胶缝;
2、结构粘接装配接缝设计
建幕筑墙接缝采用结构粘结装配系统(SSG)的密封接缝,应用硅硐
结构胶,不仅具有密封功能阻止空气和水通过建筑外墙,而且具有结构粘结功能,提供结构的联结固定,承载并传递应力和位移。
JGJ 102-2003《
玻璃幕墙工程技术规范》5.6.2明确结构胶粘接胶缝尺寸设定和密封胶选材,“应根据不同的受力情况进行
承载力极限状态验算”,要求“在
风荷载、水平地震或
永久荷载作用下硅硐结构密封胶(承受的)
拉应力或
剪应力设计值不应大于其
强度设计值。”设计验算涉及的因素应包括结构的承载力极限、设计系数、制造误差、涉及风
荷载引起的主应力,涉及地震、热、沉降等诱因位移及胶缝产生的次应力等,粘接
节点的尺寸和结构胶的模量的选择必须保证粘结结构体系的安全应力水平。
玻璃幕墙用硅酮结构密封胶的宽度、厚度尺寸应通过计算确定,结构胶厚度不宜小于6mm且不宜大于12㎜,其宽度不宜小于7㎜且不大于厚度的2倍。硅酮结构密封胶、
硅酮密封胶同相粘接的幕墙基材、
饰面板、附件和其他材料应具有
相容性,随批单元件
切割粘结性达到合格要求。
粘接宽度是
玻璃面板与
框架粘接胶缝的宽度,风荷载作用于
面板通过周边粘接胶缝传递到金属框架,要有足够的粘接宽度(Cs)保证胶缝的安全应力水平。结构胶的
强度设计值在粘接设计中都采相同强度设计值(与结构胶模量无关),粘接宽度按下式计算:
在风荷载作用下:Cs=ωa/2000f1;
在风荷载和水平
地震作用下:Cs=(ω+0.5qE)a/2000f1;
在玻璃永久荷载作用下:Cs= qG ab/( a+b) 2000 f2;
水平倒挂的隐框、半隐框玻璃和铝框之间:Cs=ωa/2000f1+ qG a/ 2000 f2;
式中:Cs——硅硐结构密封胶的粘接宽度(mm);
ω——作用在计算单元上的风
荷载设计值(kN/㎡);
a、b——矩形
玻璃板的短边和长边长度(mm);
f1——硅硐结构密封胶在风荷载或地震作用下的强度设计值,取0.2N/㎜2;
f2——硅硐结构密封胶在永久荷载作用下的强度设计值,取0.01N/㎜2;
qE——作用在计算单元上的地震
作用设计值(kN/㎡);
qG——幕墙玻璃单位面积重力荷载设计值(kN/㎡);
粘接厚度是指结构胶粘结玻璃和框架之间的粘层厚度,是结构胶粘接
拉伸位移方向的胶缝尺寸。粘接厚度取决于设计荷载和结构型式,主要是水平荷载和其他形式的副荷载引起的位移,包括设计风荷载、结构分割和玻璃尺寸、金属框架与玻璃之间热位移、地震位移等。在位移量(us)给定条件下,选择结构胶粘接厚度(ts)或选择结构胶的模量(δ值)按下式计算:
结构位移横向拉动粘接胶缝:
例3:一钢筋混凝土框架建筑隐框框玻璃幕墙,地震烈度6度,风荷载标准值ωk=2.5kPq,面板中空玻璃尺寸1600×2400×12mm,玻璃自重有支撑,夏季日照下玻璃最高温度70℃,冬季-10℃。
粘接宽度尺寸的设定:
Cs=(1.4×2.5+0.5×0.0799)/2000×0.2=14.2mm取15mm;
粘接厚度尺寸的设定:
确定玻璃相对于框架的位移量(us)
温差效应产生的位移: us=2400×80×(0.0000235-0.00001)=2.59mm;
地震效应产生的位移: us=hθ=2400×1/550=4.36 mm;
设定结构胶的模量(δ值)验算粘接厚度(ts);
选δ=5.75%的结构胶,则;
ts =4.36/[0.0575×(2+0.0575)] 1/2=12.7 mm;
由于规范规定ts最大值为12mm,所以另选δ=8.1%结构胶,则;
ts =4.36/[0.081×(2+0.081)] 1/2=10.67 mm 取11mm;
设定结构胶粘接厚度ts =8 mm,验算适用结构胶的模量δ(%);
δ=(4.362/82+1) 1/2-1=0.14 即可选用δ=14%的结构胶,如为10mm则计算后应选择δ≥8.1%的结构胶。
上一页12345下一页