中空玻璃幕墻抗風壓性能試驗研究

【中玻網】1.概述
　　
　　玻璃幕墻具有高雅美觀、經久耐用和裝配效率高等優點而被廣泛應用于現代土木工程建筑之中。尤其是在高層和非常高層建筑中，玻璃幕墻作為建筑外圍防護的一種重要形式具有顯著的優勢。為了適應不同的建筑風格和功能要求，玻璃幕墻中玻璃的種類各式各樣。從組成結構上分主要有單片玻璃、中空玻璃和夾層玻璃等;從制作工藝上分主要有單片熱彎玻璃和球形夾層熱彎玻璃等。
　　
　　玻璃是一種抗壓強度較高的脆性材料，產生脆性破壞時的變形相對于龍骨材料要小許多。因而對玻璃幕墻的撓度的控制尤為重要，這也是玻璃幕墻在抗風設計中的一項重要指標。不同形式的玻璃幕墻在承受風壓時表現出來的性能是不同的，其壓力差與撓度之間的規律也有所差異。已有學者對支點式單層玻璃幕墻、夾板式夾層玻璃幕墻、鋁塑復合板幕墻的抗風性能進行相關的分析和探討，然而對于中空玻璃幕墻的抗風性能的研究卻很少。為了進一步明確中空玻璃幕墻的抗風性能，即壓力差與撓度之間的變化規律，本文利用幕墻動風壓測試設備對中空式玻璃幕墻的抗風壓性能進行了試驗研究。并將試驗結果與理論計算結果進行了對比分析，以期為工程建設提供參考。
　　
　　2.玻璃幕墻抗風壓試驗
　　
　　2.1試驗概況
　　
　　中空玻璃幕墻抗風壓性能試驗試件尺寸為寬2175mm×高3600mm。嵌板材料為玻璃面板，Low-E6+12+6mm中空鋼化玻璃，室內的一片為鍍膜低輻射鋼化玻璃。玻璃非常大尺寸為1000mm×1700mm。采用濕法鑲嵌方法，采用硅酮密封膠密封。試驗時的環境溫度為26℃，氣壓為101.5kPa。支承體系采用鋁合金龍骨架，主龍骨尺寸為120mm×65mm，次龍骨尺寸為65mm×65mm。
　　
　　2.2測點布置
　　
　　在抗風壓性能試驗中，分別在中空玻璃面板中線和玻璃幕墻試件中線處布置了2組測點。在相應的測點處安裝數碼位移計，位移計安裝在中空玻璃面板和玻璃幕墻的外側。用來測定在不同的壓力差作用下，玻璃面板和玻璃幕墻試件的撓度的變化規律。玻璃面板和幕墻的面法線撓度測點布置情況如圖1所示。

　　
　　圖1試驗測點布置示意圖(單位：mm)

　　2.3試驗及結果
　　
　　將玻璃幕墻固定于試件安裝系統上并將玻璃幕墻與壓力箱開口部位密封，供風設備施加正負雙向壓力。在正負壓檢驗前分別施加3個壓力脈沖。壓力差值為500Pa，加壓速度為100Pa/s，持續時間為3s，待壓力差回零后開始進行試驗。試驗過程依據《建筑幕墻氣密、水密、抗風壓性能檢驗方法(GB/T15227-2007)》和《建筑幕墻(GB/T21086-2007)》的規定進行操作。試驗中加載方案如圖2所示(圖中符號▼表示將試件的可開啟部分開關5次，圖中的非常大壓力差滿足Pmax>P3)。

　
　　圖2加載方案示意圖

　　試件的面法線撓度是衡量構件抗風壓性能的主要指標。本試驗中，受力試件的面法線撓度按照下式計算：

　　式中，f為面法線撓度值，(mm);a0、b0和c0分別為各測點在預備加壓后的穩定位移值，(mm);a、b和c分別為某級試驗壓力作用過程中各測點的面法線位移，(mm)。