1 建筑幕墙结构胶的属性特征
1.1建筑幕墙结构的组成及其材料
建筑幕墙是建筑物外
围护结构,具有极强的装饰效果和功能要求。它通常由
面板及其支承
构件的元件经连接组成并安装在主体建筑结构上,一般不参与
主体结构的受力,但其所受
荷载、作用将传递于主体结构,而主体结构的位移将引起该结构的相应位移、
变形和可能的受力改变,是建筑物主体结构的一种附属结构。建筑幕墙的面板所用材料可有:玻璃、
天然石材、人工
石材、
陶瓷质等
脆性材料和
铝合金、
不锈钢等延展性好的
金属材料;其
支承结构所用材料多是
金属材料,有时也采用与面板相同的材料,如全
玻璃幕墙。
1.2 建筑幕墙连接方法、材料及其性能的基本要求
建筑幕墙元件、
杆件、构件乃至结构及其与主体结构间的连接均属结构性连接,其方法有:以金属材料为主的
焊接连接、机械性连接(如
螺钉、
螺栓连接等)和以结构胶类的
粘接性连接(粘接),以及两类的混合性连接等。
不言而喻,各种结构性连接方法及其材料的基本性能都必须具备与其所连接的另部件和结构要求的性能相匹配,否则将导致其连接另部件间的不协调或
离散,甚至引起结构的解体失效。
1.3结构性连接的属性与要求
结构性连接是结构的重要组成部分,属工程结构性的部件。其特征应是具有所连接
结构设计要求的各项性能和足够的
可靠性(安全性、适用性和
耐久性)。其连接形式可有对接,搭接,角接和T接等。以其受力
变形性能划分可有:
刚性连接,即被
连接件间不存在或有可忽略不计的相对变形及位移;铰接,即被连接件间可有很大相对转动变形或角位移;柔性(或称半刚性)连接,即被连接件间可有介于刚性连接及铰接之间的相对变形或位移。
建筑结构承受风、雪、雨、露、温度变化、地震等自然环境和人为环境(人群、重物)等各种可能的作用,应有足够的可靠性和良好的社会经济效益。结构连接既`是结构的重要组成部分,因此不论何种连接形式、性能、方法和材料,包括结构胶粘接的结构性连接,都应具有足够且不低于其连接另部件和结构的可靠性,即必需的安全性、适用性和耐久性。
1.4 建筑幕墙结构胶粘接的力学性能与基本要求
建筑幕墙结构胶粘接是幕墙结构中的一种结构性连接,用于玻璃等脆性材料或与金属等其他材料之间的连接。由于幕墙是建筑的外围护结构,这种连接要承受可能的自然环境和人为环境作用,并应具有必要的安全性、适用性和耐久性。在此,其安全性主要指应有足够大的
承载能力或达到不适于继续承载的足够大变形;适用性主要指变形能力,具有较好的可恢复性和好的施工操作性;耐久性主要指应有足够的耐
老化和疲劳性能,在设计寿命期内的环境(相应温度、大气压力、荷载等)反复作用下具有不失效性。粘接连接的这些性能不仅取决其材料本身的物理化学性能和力学性能,还需要合理的连接设计和结构胶的选用。
2 建筑幕墙胶粘接的合理设计及胶的选用
2.1板件间结构胶粘接的基本形式
建筑幕墙结构胶粘接的基本型式可归纳有以下几种:
(1)搭接是被
连接板件表面间的粘接,可有较大粘接面积,提供较大的
承载力。相同面积粘接的承载力,取决于结构胶的
粘接强度。
(2)对接是位于同一
平面内的被连接板件对接边端面间的粘接,承载力取决于板件厚度和相接触边的长度及结构胶的
强度。
(3)角接是不处于同一平面内的两被连接板件边交接端面间的粘接,承载力亦取决于板件的厚度和相交接触边的长度及结构胶的强度,但其受力状态复杂承载力较低。
(4)丁接是不处于同一平面内的两被连接板件间的相互连接,即一个板的边端面与另一板表面间的相互粘接,承载力亦取决于前者板件的厚度和相接触边的长度及结构胶的强度。但其受力状态复杂承载力亦较低。
(5)结构胶粘接和金属件机械性连接共同作用的板件间混合性连接,常可提供较强的承载力,但是它常需根据具体的受力状况精心构造设计、验算、选用性能适用的结构胶并经必要的试验验证,此外,还需要精心地施工。
2.2 建筑幕墙结构粘接的合理设计及其胶的选用要求
幕墙结构粘接形式及其粘接界面通常由结构的构造设计确定。为满足其承载力、变形适应性和耐久性要求,结构胶品牌的选用及其力学性能的合理利用和粘接界面的构造状态判定,对保证粘接可靠性十分重要。例如,周边受约束的对接的
玻璃板缝间的结构胶,不仅应有足够的强度,也应根据板缝宽度,经计算选用变形适应性较好的结构胶,否则当温差变化较大时,板缝可能被反复
挤压、
拉伸、
剪切而
断裂;
中空玻璃两片玻璃周边间的结构胶粘接,应经设计计算选用
模量较低、变形能力较强的结构胶,以有助于减轻因温度及大气压力改变引起两玻璃板间空腔内压的过度增大,致使该粘接的可靠性降低或失效。此外,被粘接表面的物理化学状态与界面粘接可靠性直接相关,因此,相应的试验验证对保证结构粘接安全和耐久性十分必要。
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