永久荷载作用力=单位面积板片重力荷载*板片面积
结构胶受力是由结构胶永久强度设计值和结构胶粘结面积决定的:
结构胶受力=结构胶永久强度设计值*粘结宽度*板片周长
极限情况决定的最小粘结宽度
粘结宽度=
一般的硅酮结构胶承受的永久荷载不应该超过1 psi。这个值非常保守,远低于在样品测试中能够造成蠕变的荷载值。
倾斜板片的粘接
硅酮结构胶在
采光顶和倾斜装配上的应用方式大体与垂直的四边和两边粘结应用情况相同。
对于倾斜装配的两边粘接系统,现在一般的应用是将结构胶打在水平的玻璃板片边上而不是在垂直的板片边上。而且这个胶宽也只是指玻璃与附框的粘结胶宽,而不包括
中空玻璃的二道密封胶胶宽。对于倾斜安装的板块,板块的自身重量会抵消风荷载的部分作用,如图9,这个因素被叠加在公式1中,形成了如下的公式
粘结宽度= (5)
当角θ为90°时,等式(5)与(1)相同。
结构胶粘结厚度的讨论
对于结构胶的粘接厚度(表示板片到附框之间的距离),有两条主要的规定:
1.粘结厚度不应小于6 mm。
2.粘结厚度不应大于粘结宽度。
胶缝的最小宽度是由热位移和胶的施工决定的。由于框架和板片的热
膨胀系数不相同,它会在密封胶上产生一个剪力。位移的数值是由密封胶的施工温度、温度变化、系统的设计施工、板片的尺寸和板片材料几个因素共同决定的。由如下公式来计算
热位移=初始长度*温度变化值*
热膨胀系数 (6)
要可以承受由热位移带来的应力,至少需要5到6 mm的粘结厚度。行业实际操作的经验表明接口厚度至少需要6 mm才能够完全填满的整个结构胶接口。
结构胶接口的设计,特别是结构胶缝的粘结厚度,对整个板片的挠曲影响很大。为了防止更大程度的位移,密封胶粘结厚度不得大于粘结宽度这个标准必须遵守。
结构胶所受次应力的考虑
现行的公式仅仅考虑了作用于硅酮结构胶上的主要应力,而次应力也可能对结构胶造成影响。其中最重要的拉压作用是由于玻璃受压和堆放作用、热位移造成的剪力作用以及风荷载作用下产生的剪力和变形。
(一)玻璃板片的堆放:如果在结构密封胶的固化工程中,有外加应力作用于堆叠平放的板片,则密封胶结构将会有一点点的变化。因此,在胶固化后,当外力消除,密封胶会在内部产生应力。为了防止这种情况的发生,待安装的板片不能堆放得太高,在胶的固化过程中,不能有额外的重力施加于其上。
(二)热位移:如结构胶厚度的计算中讨论的,由于结构胶和框架有着不同的热膨胀,这会使结构胶受到剪切作用力。
(三)风荷载带来的剪应力和弯曲作用:行业专家们所做的计算机分析实验表明,风荷载不仅会给密封胶带来拉压作用,还会带来剪切和弯曲作用。
结论:
梯形荷载分布理论和由此产生的结构胶胶宽计算公式已经在过去的20多年内被
建筑幕墙行业认可和广泛使用,事实上也被证明是非常可靠的一种计算方法。由于在实际应用中,结构胶除了要承受风荷载带来的拉伸应力外,还要承受次应力对接口胶缝的影响。这就要求结构胶的强度要有足够大的安全系数。结构胶的强度设计值是被整个幕墙行业几十年来所采用的,不能轻易修改,否则会对结构胶的使用造成安全隐患。
参考资料:
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