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肋驳接全玻幕墙设计问题浅析


    点支式玻璃幕墙已被广泛的应用在各类建筑中,其中以玻璃肋为其支承结构的也不乏其例,可称之为肋驳接全玻幕墙。肋驳接全玻幕墙关键是玻璃肋的设计和构造,面玻、驳接头与其它支承结构的点支玻璃幕墙没有多大区别。本文就玻璃肋的设计和构造作初步探讨。
  一、肋驳接全玻幕墙的现状
    (一) 吊挂方式
  1.采用钢夹板螺栓吊挂肋玻,吊夹吊挂面玻,详见参考文献2。
  2.采用吊夹同时吊挂肋玻和面玻。
  3.采用钢夹板螺栓只吊挂肋玻,驳接爪分层吊挂面玻。
  4.采用吊夹只吊挂肋玻,驳接爪分层吊挂面玻。
    (二) 肋玻的对接接头
   由于肋驳接全玻幕墙高度较大,用整块肋玻一般办不到,所以要设置肋玻的对接接头。做法均采用钢夹板螺栓方案,但螺栓个数的确定原理有不同,故螺栓数量相差较大。
    (三) 肋玻的玻璃种类
  有单层玻璃和夹胶玻璃之分,亦有钢化玻璃和非钢化玻璃之别。
   (四) 肋玻的计算简图
  在风载和地震荷载作用下,有简支梁(参考文献1)、两端固定梁(参考文献2)、悬臂梁之别。
    (五) 肋玻强度设计值的取值
  有取玻璃的面强度设计值(参考文献1)和边缘强度设计值之分。
    (六) 肋玻的侧向稳定
  高度较大的肋驳接全玻幕墙,有的在肋玻的后侧加水平拉条,以阻止肋玻的侧向变形。


    二、肋玻设计问题的探讨
    (一) 关于吊挂方式
  无论哪种吊挂方式,风载和地震水平荷载均是通过面玻传给肋玻的,但是重力的传递却是因吊挂方式不同而不同,参考文献2提供的肋驳接全玻幕墙的吊挂方式都是钢夹板螺栓吊挂肋玻,吊夹吊挂面玻,它的重力传递可能有两种情况:一种是面玻的吊挂仅承受最上一块面玻重力,而肋玻的吊挂承受肋玻和其余面玻重力;另一种是面玻的吊挂承受全部面玻重力,肋玻的吊挂仅承受肋面玻重力。如果面玻的吊挂仅仅承受最上面的一块面玻重力,显然是没有必要,若承受全部面玻的重力,实际上不容易实现,原因是爪件下孔为水平长孔,是承受重力孔,爪件上孔为圆大孔,是非承重力孔,要其传力必须将驳接头螺杆在此处扭紧,用摩擦力来抵抗所有下面的面玻重力,所以,在肋驳接全玻幕墙中面玻的吊挂是没有必要的。
    吊夹和钢夹板螺栓方式的吊挂原理和作用是有差别的。吊夹吊挂方式是靠吊夹与玻璃的夹紧摩擦力将玻璃吊挂住的,不能承受肋玻的端弯矩,而钢夹板螺栓吊挂方式有两种机理:一是靠螺栓的抗剪,钢夹板玻璃抗拉,钢夹板孔玻璃孔的抗挤压等将玻璃吊挂住;二是靠螺栓施压,钢夹板与玻璃间涂施树脂胶形成粘结摩擦力将玻璃吊挂住。这种方式做得好,可以达到与玻璃等强,视其为固定端是可以的,而机理一是办不到的。
   (二) 关于肋玻的对接接头
  目前肋玻的对接接头形式仅有一种──钢夹板螺栓形式(还没有出现,像玻璃家俱中玻璃与玻璃的粘接采用无影胶形式),这种接头形式显然是从钢木结构的接头形式引用过来的。在钢木结构中可以做到等强接头,原因是钢木的局部抗压强度不低于抗拉压强度,更主要是尽管制作上有容许误差,但因钢木结构有一定的塑性变形性能,各孔可以基本上均匀承力,而玻璃则不同,如按钢夹板螺栓接头第一种机理,玻璃孔的挤压强度取当前规范中的边缘强度,无论如何也设计不出等强接头,而且与等强接头相差甚远,最重要的是玻璃为脆性材料,只要一孔挤压破裂,整个肋就全部破坏,即抗拉(压)只与一个孔的挤压强度直接有关。我们曾为某工程做过粗浅的简单试验,验证了上述的结论。
  前三组:钢夹板为10mm厚不锈钢。 M16普通螺栓,φ22玻璃孔,精磨,玻璃孔与螺栓间有φ22×3紫铜套管的缓冲硬碰硬。第四组:M16普通螺栓,φ40玻璃孔,玻璃孔与螺栓间有橡胶套管,钢夹板与玻璃间涂有树脂胶。玻璃均为12mm厚钢化白玻。

 

 

 


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