【龙文志】点支承幕墙玻璃破裂故障分析

来源:09年会论文集作者:龙文志日期:2009-4-7 　页面功能【字体：大中小】【打印】【关闭】【评论】

摘要：本文从点支承幕墙玻璃破裂故瘴出发，系统阐述了点支承幕墙玻璃破裂故障多于其它玻璃幕墙的原因，提出了点支承玻璃幕墙设计时，除对玻璃面板的大面应力进行计算分析外，同时也应该对玻璃孔边应力进行设计分析;为了降低玻璃孔边应力，减少点式玻璃幕墙破裂故障，确保点式玻璃幕墙破结构的安全，本文提出了八点参考建议及措施。
关键词：孔边应力、侧面强度、玻璃断裂力学、适应变形、钻孔工艺、H形接驳爪、意外破碎。

　　3.6采用中央悬挂及弹簧吊架　
　　3.6. 1玻璃以竖直排列方式一列列悬吊，每列四块，每块玻璃悬吊在上一块玻璃上每块玻璃通过其角部连接件连接，然后每列上部的玻璃在其顶部边缘中心悬挂在主构架上。有了这种中央悬挂点，玻璃就能够找到其自身平衡并且能够完全竖直悬挂，与支撑钢管的准直度无关。此外，这种单个的中央悬吊点保障无位移，即使横向荷载也不会对系统造成影响。如果由4片玻璃组成的各个玻璃列是通过两个刚性悬吊点固定的，系统就会抵抗横向荷载，设计时，就要将系统设计成承受这些荷载也承受玻璃重量。
　　然后每片玻璃通过两孔连接悬挂在紧邻的上一片玻璃上，固定了两片玻璃水平边缘之间的距离从而使胶缝宽度均匀。为了确保连接件不吸引横向荷载，它们都采用铰接，因此可以侧向转动。
　　每一间隔由4列玻璃组成。每列四块玻璃，独立于其它列而悬挂。所有的水平连接都是铰链连接，这样就防止了所有可能的竖直荷载的传递—从一列传至邻近的一列，或者传递到玻璃后面主结构内。各玻璃列可以相对与彼此而滑动的事实意味着顶部钢管可以下陷，而不影响涉及玻璃结构荷载。
　　3.6.2改进玻璃悬吊系统
　　玻璃悬吊系统包括四种不同的支承系统:一方面是弹簧支承装配组件，另一方面是分别用玻璃板角部一个、两个或四个连接装置。图33
　　玻璃面板破碎后，玻璃自重受力变化如图34所示:如果悬挂弹簧无缓冲效应，则相连悬挂点要突然承受很大荷载，如图所示随着玻璃板的破碎，同时重新分布荷载，玻璃的破碎导致了超强的暂时荷载，对结构造成消极影响，也很难预知此种冲击带来的影响，故而在玻璃悬吊点处采用了预应力缓冲弹簧，玻璃面板破碎后，相连悬挂点增加的荷载会平均分担在其见悬挂点，见图35对体系产生较小影响。　

　　弹簧支承装配组件该组件的形状是其功能的产物，其功能是将玻璃荷载经过弹簧“保险丝”转移到支承结构上。
　　3.6.3弹簧作用原理

构，以确保弹簧机构在承受大于玻璃与配件重量的荷载之前保持钢性，通常情况下，玻璃与配件的重量约为600公斤。任何一个弹簧只要受到超过600公斤的荷载，它就会垂直到其余的支承点支承起该荷载。这种“保险丝”式的作用是有必要的，它使人们能够预知可以施加到玻璃和每个主结构框架支撑点上的荷载。在玻璃破碎并因此引起荷载路径的瞬时变化时，弹簧对整个玻璃系统也起到一个减震器的作用。
　　3.7采用H形接驳爪。
　　四孔玻璃面板点支幕墙目前大量使用是x形接驳爪，图37其约束示意图，构造简单，应用广泛。x形接驳爪各肢为刚接，约束了玻璃面板平面内运动，玻璃面板只能绕球铰在平面内转动，如图37②所示意，虽然对玻璃面板变形有一定适应能力，但没有H形接驳爪好。
　　H形接驳爪构造复杂，国内用得很少，见图38，其约束示意简化如图:玻璃面板不仅可以在平面内转动，还可以在平面外相对运动，如图39②、③、④三种基本运动或②③④的各种组合运动，对主体结构和玻璃面板的变形适应能力强。　
　　3.8提防玻璃意外破碎的连锁反应情况下的安全性
　　不能忽略玻璃的易碎性。一块玻璃的破碎会立即引起玻璃悬吊系统荷载路径的变化。如果玻璃面板上部破碎，其余各片玻璃就不再收到支撑，它们将通过四孔连接的水平铸件及及借用硅酮接缝中产生剪切应力把它们的荷载传递到邻近的玻璃板，施加在其它三列玻璃悬吊点的荷载也会增加。图40图40两片玻璃意外破碎的照片，图41显示了一片玻璃断裂之后荷载重新配置以及因此产生的荷载路径的变化，图42显示了两片玻璃断裂之后的荷载重新配置以及因此产生的荷载路径的变化。

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