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隐框玻璃幕墙硅酮结构胶粘结厚度设计方法

来源:中国幕墙网收集整理  作者:刘军进 李建辉 黄小坤 李然 张晓通 孙在久  日期:2016-1-20
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  隐框玻璃幕墙指玻璃面板边缘通过硅酮结构胶粘结于金属框架外表面的框支承玻璃幕墙,因建筑外表面干净,整洁视角效果良好得到了建筑师和业主的认可,典型的大型隐框玻璃幕墙工程项目有高438m'幕墙面积约1.4×1000000㎡的广州西塔总建筑面积约5×1000000㎡全部采用隐框玻璃幕墙作为外围护结构的北京环球贸易中心,隐框玻璃幕墙设计时一个关键环节是计算确定硅酮结构胶的宽度和厚度$胶体宽度和长度主要用作抵抗玻璃面板传递来的平面外风荷载'地震作用和重力荷载$硅酮结构胶的厚度主要用来消化主体结构层间变形对隐框玻璃幕墙的不利影响。

  引言

  隐框玻璃幕墙玻璃面板边缘通过硅酮结构胶粘结于金属框架外表面的框支承玻璃幕墙,因建筑外表面干净,整洁视角效果良好得到了建筑师和业主的认可#典型的大型隐框玻璃幕墙工程项目有高438m'幕墙面积约1.4×105㎡的广州西塔总建筑面积约5×105㎡全部采用隐框玻璃幕墙作为外围护结构的北京环球贸易中心,隐框玻璃幕墙设计时一个关键环节是计算确定硅酮结构胶的宽度和厚度$胶体宽度和长度主要用作抵抗玻璃面板传递来的平面风荷载'地震作用和重力荷载。硅酮结构胶的厚度主要用来消化主体结构层间变形对隐框玻璃幕墙的不利影响。

  在国外研究方面,Memari等通过两边粘结硅酮结构胶的隐框玻璃幕墙主体侧移试验#发现结构胶的破坏主要是由横向剪切(词条“剪切”由行业大百科提供)变形引起的,Zarghanee等也得到类似结论Behr对比研究了玻璃通过硅酮结构胶直接粘结或者附框连接的隐框玻璃幕墙变形能力#结果表明%通过硅酮结构胶直接粘结的隐框玻璃幕墙变形能力高出42%Memari等根据四边粘结硅酮结构胶的隐框玻璃幕墙主体侧移试验建议地震作用下硅酮结构胶的拉伸应力取为.0.35Mpa而不应该按照风荷载作用下硅酮结构胶的拉伸应力.0.14Mpa取值Memari等根据两边粘结硅酮结构胶的隐框玻璃幕墙主体侧移试验#发现主体结构侧移时#玻璃面板发生转动,使得结构胶在厚度A长度的平面内发生剪切变形。

  本文将通过研究明确隐框玻璃幕墙硅酮结构胶在主体结构侧移下的变形机理#修正胶体厚度计算公式;在试验研究的基础上,通过有限元分析和理论推导,提出了硅酮结构胶剪切位移折减系数的建议取值。

  1.目前中国隐框玻璃幕墙结构胶厚度设计中存在的问题

  中国建筑工程行业标准.玻璃幕墙工程技术规JGJ102-2003中规定了硅酮结构胶的粘结厚度t,按照下式计算:

  式中:u,为幕墙玻璃相对于铝合金框的剪切位移按,

  计算为主体结构的楼层弹性层间位移角限值h为隐框玻璃幕墙玻璃面板高度为硅酮结构胶的变位承受能力#取对应于其受拉应力为0.14Mpa,时的伸长率

  对该公式进行分析#可发现公式中存在"个方面的不合理性#需做进一步完善和改进1.在主体结构层间侧移发生时,玻璃面板和隐框玻璃幕墙支承框之间会产生相对变形,由于胶体沿厚度方向无拉应力存在#该变形宜理解为剪切变形。因此,采用限制胶体厚度方向剪切应变值的控制方法比限制胶体厚度方向斜向拉伸应变更为合理;2.计算中,胶体剪切变形等于玻璃面板高度范围内的主体结构层间位移的假定是不合理的。主体结构发生层间侧移时,主体结构与玻璃面板之间的相对变形由!个方面分担吸收;1..幕墙横梁(词条“横梁”由行业大百科提供)立柱与主体结构之间通过螺栓连接的转动吸收变形,2.隐框玻璃幕墙副框与幕墙横梁立柱之间有一定的相对变形3.玻璃面板与副框之间通过硅酮结构胶吸收部分变形&上述变形中第1.2.方面由于无法精确计算#留作安全余量,暂不予以考虑&对于第!方面#当主体结构在风或地震作用下发生层间剪切变形时,一旦主体结构与幕墙面板产生相对变形,硅酮结构胶中的剪切应力会带动玻璃面板发生同向转动#该转动使得结构胶承担的剪切变形要小于主体结构的侧向位移。因此,公式(1)中硅酮结构胶的剪切变形值应在主体结构层间位移的基础上进行折减。

  2.试验概况

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专家介绍

 黄小坤

铝门窗幕墙委员会专家组

工作单位:中国建筑科学研究院建筑结构研究所

技术职称:硕士研究生导师

专业:1.高层建筑结构研究、工程咨询服务;混凝土结构基本理论研究;《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3修订副主编。 2.建筑幕墙结构研究、工程技术咨询服务;《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102和《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133修订主编。 一、主编、参编的主要国家标准和行业标准: 1、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002(副主编) 2、《住宅建筑规范》GB50368-2005(参编人) 3、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002(修订,主要参编人) 4、《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003(主编) 5、《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001(修订主编) 6、《既有建筑幕墙可靠性鉴定与加固规程》(制定,副主编) 7、《建筑门窗及幕墙工程检测技术规范》(制订,参编人) 8、《装配式混凝土结构技术规程》(修订,主编) 9、《采光顶与金属屋面工程技术规程》(制订,参编人) 10、建设部标准定额司《工程建设标准体系》(修订,主要参编人) 11、工程建设标准强制性条文(房屋建筑部分)2002版、2009版参编人 二、主要在研课题 1、“十一五”科技支撑项目《高强钢筋与高性能混凝土应用关键技术研究》(2008~2011) 2、院重点课题“复合受力钢筋混凝土构件承载力的协调计算模式”(2004~2009) 3、院自筹基金课题“低、多层房屋混凝土墙体结构性能研究”(2007~2010) 三、主要获奖项目(省部级) 1、“大底盘大空间高层建筑剪力墙结构研究” 获建设部1989科技进步三等奖 2、“多塔楼及错层高层建筑结构计算分析及程序研制”获建设部1996科技进步三等奖 3、“复杂高层建筑结构研究应用” 获2004华夏建设科学技术奖一等奖 4、“《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002”获2004华夏建设科学技术奖一等奖 5、“超高层建筑结构的抗震设计理论”获2005华夏建设科学技术奖二等奖 6、“住宅建筑规范GB50368-2005”获2007年华夏建设科学技术奖二等奖 四、主要社会兼职 建设部工程建设标准强制性条文咨询委员会委员;中国工程建设标准化协会理事;中国工程建设标准化协会混凝土结构专业委员会副主任委员;全国混凝土标准化技术委员会(SAC/TC458)副秘书长;全国建筑幕墙门窗标准化技术委员会(SAC/TC448)副主任委员;全国建筑构配件标准化技术委员会(SAC/TC454)秘书长;中国建筑学会高层建筑结构专业委员会委员;全国工程建设标准设计专家委员会委员;中国建筑金属结构协会铝门窗幕墙专业委员会专家组成员;建设部建筑构配件标准化技术委员会委员;《建筑结构》编委等。 五、主要论文、著作情况 论文、著作约20篇(部)。主要列举如下: 1、专题研究组,大底盘大空间高层建筑剪力墙结构设计建议,建筑科学,1989年第1期。 2、郝锐坤、黄小坤等,大底盘大空间高层建筑剪力墙结构计算与试验研究,建筑科学,1989年第2期。 3、黄小坤、赵西安,《高层建筑结构考虑楼板面内变形的时程分析》,建筑科学,1992年第2期。 4、徐培福、郝锐坤主编,钢筋混凝土高层建筑结构设计手册,(参加第八章编写),中国建筑工业出版社,1996年12月,北京。 5、黄小坤、郝锐坤,《高层建筑混凝土结构技术规程》简介,建筑结构,31卷第11期,2001.11。 6、徐培福、黄小坤,《高层建筑混凝土结构技术规程》修订简介,建筑科学,18卷第1期,2002.2。 7、黄小坤,高层建筑混凝土结构技术规程主要修订内容,工程建设标准化,2002年6月 8、徐培福、黄小坤主编,高层建筑混凝土结构技术规程理解与应用,中国建筑工业出版社,2003年3月 9、黄小坤,剪力墙连梁纵向钢筋构造配筋率探讨,建筑结构,2004年1月 10、工程建设标准强制性条文(房屋建筑部分)咨询委员会,工程建设标准强制性条文(房屋建筑部分)实施导则,中国建筑工业出版社,2004年2月 11、黄小坤,《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)若干问题解说,土木工程学报,第37卷第3期,2004年3月 12、黄小坤等,陶板幕墙抗震性能试验研究,中国建筑金属结构,2004年8月 13、黄小坤、林祥等,高层建筑箱形转换层结构设计探讨,工程抗震与加固改造,2004年第5期,2004年10月 14、廖宇飚、黄小坤,高层建筑结构侧向刚度变化及其控制方法研究(上),工程抗震与加固改造,27卷5期,2005年10月 15、廖宇飚、黄小坤,高层建筑结构侧向刚度变化及其控制方法研究(下),工程抗震与加固改造,27卷6期,2005年12月 16、住宅建筑规范实施指南,《住宅建筑规范》编制组编,中国建筑工业出版社,2006年5月,第一版 17、黄小坤、林祥、黄拥军,陶板幕墙模拟地震振动台试验研究,建筑结构,36卷第10期,pp95-97,2006年10月 18、黄小坤、刘智,北京金地国际花园A区A座模型振动台试验研究,建筑结构,第36卷增刊,pp6-1~6-7,2006年6月。 19、黄小坤、刘立渠、陶学康.考虑纵筋率及加载面边长比影响的板受冲切承载力试验研究[J].土木工程学报,2008,41(7):21-26 20、刘立渠、黄小坤、陶学康.考虑纵筋率及加载面边长比影响的板受冲切承载力计算分析[J].土木工程学报,2008,41(7):27-32 21、黄小坤. 玻璃幕墙及采光顶结构设计若干问题探讨[J].建筑结构,2009,第39卷第1期:88-92

专长:从事高层建筑结构、混凝土结构以及建筑幕墙结构的研究、结构分析软件开发、工程技术咨询、有关规范编制和管理工作

原文地址:http://www.52mqw.com/info/2016-1-20/40660-1.htm
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  • 改革开放之初,整个中国的门窗幕墙产业非常尴尬,没有核心技术的突破,中国的门窗厂、工程公司(队)只能充当“下力人”的外包角色,而材料厂家就更是只能在夹缝中求生存。最难受的是,国际巨头甚至还扼杀你“下力”的权利和机会,连夹缝都不给你。二十年后,行业为什么能得到如此蓬勃的发展,这与大协会以及分管委员会的正确领导,先明决策是密不可分的。首先,建立各项标准,帮助企业明确发展目标,鼓励企业登上商业舞台,和当时的海外”巨无霸“竞争。同时,组建专家组,从技术角度,在工程应用方面,给于全行业企业提携。另一层面,多方努力,通过领导的”本土化“人脉优势,在一些地方政府工程、重点项目上,尽可能的给予国内参标企业照顾,从而让小企业得到了大煅练,慢慢积累,走到今天。可以说没有行业协会的英明领导,正确决策,配合全行业优秀企业的拼搏精神,中国的门窗幕墙行业不可能取得今天举世瞩目的成绩!
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  • 写得不错,看的出作者下了不少功夫,收集了不少资料。
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