【馬啟元】倍增幕墻玻璃粘結強度設計值的風險

來源:2009年會論文集 　作者:馬啟元 　日期:2009-4-2 　頁面功能 【字體：大 中 小】【打印】【投稿】【評論】

　　某標高300m國際金融大廈超大玻璃幕墻工程設計中，為減少硅酮結構密封膠用量、縮小金屬型材斷面、節省幕墻制造成本并獲得更好外觀，超規范將硅酮結構密封膠強度設計值從0. 14MPa提高到0. 40MPa。如此大幅提高結構膠強度設計值，而且首先在重要性極高的建筑上進行大荷載下減小隱框玻璃幕墻粘結尺寸的嘗試，國內屬首次，國際上也未見先例。國外先進標準設定0. 14NIPa為結構膠粘結強度設計的最高限值，我國建筑規范將強度設計值0. 14MPa納人強制條款，超規范設計應進行驗證試驗和風險評估。本文分析了結構膠非線性力學特性、粘結與傳統機械連接的差別、強度設計值和標準值的設定，例證結構膠粘結荷載效應與荷載的非線性關系和線性提高強度設計值的風險。重要性較高的建筑應提高承載安全系數，采用高性能材料提高粘結可靠性和耐久性，而不是提高結構膠強度設計值增大粘結膠縫的荷載。　
　　１.硅酮結構密封膠的力學特征　

　　圖2、圖3是以速度5 mm/min拉伸結構膠的應力一應變曲線，加大試驗數據采集密度(如圖3產品B曲線由7000個數據組成)并局部放大，可以分辨初始段為直線并判定OA直線段的斜率，即材料的比例極限，斜率為產品“初始模量”—楊氏模量E。，如圖2、圖3中該值分別為0.08/0.07=1.1(MPa)、0.04/0.065=0.62(MPa);繼續拉伸后曲線斜率遞減呈非線性彈性。一般橡膠材料報告通過原點的切線C點的正割模量，以此值(或以拉伸變形0.10時的正割模量)報告為材料的彈性模量，在c點內撤除拉力，材料可恢復原始形狀，由圖2、圖3可見試驗結構膠的模量分別為0. 18MPa/0. 10、0. 23 MPa/0. 17;超過C點后拉伸進人彈塑段，在很寬的區間內曲線斜率銳減，應變迅速增大，直至應變增加而應力卻不增加達到屈服段，曲線斜率為0直至斷裂。在彈塑段和屈服段撤除拉力，材料的原始形狀不能恢復。結構膠的最大拉伸強度是屈服段的極限強度。不同的結構膠的彈性模量和c切點正割模量不同，量值與材料極限強度沒有比例關系。　

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