I sistemi di vetru puntuale chì rispondenu à questu requisitu architettonicu sò soprattuttu populari in l'entrate in terra o in i spazii publichi.Avanzamenti tecnulugichi ricenti anu permessu l'usu di adesivi ultra-alta forza per aghjunghje questi grossi pumici à l'accessori senza a necessità di perforà i buchi in u vetru.
U locu tipicu di a terra aumenta a probabilità chì u sistema deve agisce cum'è una capa protettiva per l'occupanti di l'edificiu, è questu requisitu supera o supera i requisiti tipici di carica di u ventu.Certi testi sò stati fatti nantu à u sistema di fissazione di punti per a perforazione, ma micca in u metudu di ligame.
U scopu di stu articulu hè di registrà una prova di simulazione utilizendu un tubu di scossa cù carichi splusivi per simulà una splusione per simulà l'impattu di una carica splussiva nantu à un cumpunente trasparente ligatu.Queste variabili includenu a carica di splusione definita da ASTM F2912 [1], chì hè realizatu nantu à una piastra fina cù un sandwich ionomeru SGP.Questa ricerca hè a prima volta chì pò quantificà u potenziale rendimentu splusivu per teste à grande scala è cuncepimentu architettonicu.Attaccate quattru raccordi TSSA cù un diametru di 60 mm (2,36 inches) à una piastra di vetru di 1524 x 1524 mm (60 inches x 60 inches).
I quattru cumpunenti caricati à 48,3 kPa (7 psi) o più bassi ùn anu micca dannu o affettatu TSSA è vetru.Cinque cumpunenti sò stati caricati sottu pressione sopra 62 kPa (9 psi), è quattru di i cinque cumpunenti anu mostratu rotture di vetru, facendu chì u vetru si move da l'apertura.In tutti i casi, TSSA hè stata attaccata à i raccordi metallichi, è ùn si trovanu micca malfunzionamenti, aderenza o ligame.A prova hà dimustratu chì, in cunfurmità cù i requisiti di AAMA 510-14, u disignu TSSA testatu pò furnisce un sistema di sicurezza efficace sottu una carica di 48,3 kPa (7 psi) o più bassu.I dati generati quì ponu esse aduprati per ingegnerià u sistema TSSA per risponde à a carica specifica.
Jon Kimberlain (Jon Kimberlain) hè l'espertu avanzatu di l'applicazioni di i siliconi di alta prestazione di Dow Corning.Lawrence D. Carbary (Lawrence D. Carbary) hè un scienziatu di l'industria di a custruzzione d'altu rendiment Dow Corning chì hè un ricercatore di silicone Dow Corning è ASTM.
L'attaccamentu strutturale di silicone di pannelli di vetru hè stata utilizata da quasi 50 anni per rinfurzà l'estetica è u rendiment di l'edificazioni muderni [2] [3] [4] [5].U metudu di fissazione pò fà u muru esterno liscia cuntinuu cù alta trasparenza.U desideriu di una trasparenza aumentata in l'architettura hà purtatu à u sviluppu è l'usu di pareti di maglia di cable è pareti esterni supportati da bulloni.L'edifizii di riferimentu architettonicamente sfida includeranu a tecnulugia muderna di l'oghje è devenu rispettà i codici è e norme di custruzzione è di sicurità lucali.
L'adesivu di silicone strutturale trasparente (TSSA) hè statu studiatu, è hè statu prupostu un metudu di sustene u vetru cù pezzi di fissazione di bulloni invece di perforazione [6] [7].A tecnulugia di cola trasparente cù forza, aderenza è durabilità hà una serie di proprietà fisiche chì permettenu à i diseggiani di muru di cortina di designà u sistema di cunnessione in un modu unicu è novu.
L'accessori tondi, rettangulari è triangulari chì incontranu l'estetica è a prestazione strutturale sò faciuli di cuncepimentu.TSSA hè curatu inseme cù u vetru laminatu esse processatu in un autoclave.Dopu avè eliminatu u materiale da u ciculu di l'autoclave, a prova di verificazione 100% pò esse cumpletata.Stu vantaghju di assicuranza di qualità hè unicu à TSSA perchè pò furnisce un feedback immediatu nantu à l'integrità strutturale di l'assemblea.
A resistenza à l'impattu [8] è l'effettu di assorbimentu di scossa di i materiali di silicone strutturale cunvinziunali sò stati studiati [9].Wolf et al.furnitu dati generati da l'Università di Stuttgart.Questi dati mostranu chì, cumparatu cù a rata di deformazione quasi statica specificata in ASTM C1135, a forza di trazione di u materiale di silicone strutturale hè à una rata di deformazione finale di 5m/s (197in/s).A forza è l'allungamentu aumentanu.Indica a relazione trà a tensione è e proprietà fisiche.
Siccomu TSSA hè un materiale altamente elasticu cù un modulu è una forza più altu ch'è u silicone strutturale, hè previstu di seguità a stessa prestazione generale.Ancu s'ellu ùn hè micca statu realizatu e teste di laboratoriu cù alti ritmi di strain, si pò esse espertu chì l'altu ritmu di strain in l'esplosione ùn avarà micca a forza.
U vetru bullonatu hè statu pruvatu, risponde à i normi di mitigazione di l'esplosione [11], è hè statu exhibitu à u 2013 Glass Performance Day.I risultati visuali mostranu chjaramente i vantaghji di a fissazione meccanica di u vetru dopu chì u vetru hè rottu.Per i sistemi cù attache puri adesivi, questu serà una sfida.
U quadru hè fattu di un canale d'acciaio standard americanu cù dimensioni di 151 mm di prufundità x 48,8 mm di larghezza x 5,08 mm di spessore di web (6 "x 1,92" x 0,20"), di solitu chjamatu C 6 "x 8,2 # slot.I canali C sò saldati inseme à i cantoni, è una seccione triangulare di 9 mm (0,375 inch) grossa hè saldata à i cantoni, alluntanatu da a superficia di u quadru.Un foru di 18 mm (0,71 ″) hè statu perforatu in a piastra in modu chì un bullone cù un diametru di 14 mm (0,55 ″) pò esse facilmente inseritu in questu.
I raccordi metallichi TSSA cù un diametru di 60 mm (2,36 inches) sò 50 mm (2 inches) da ogni angulu.Applicà quattru raccordi à ogni pezzu di vetru per fà tuttu simmetricu.A caratteristica unica di TSSA hè chì pò esse piazzatu vicinu à a riva di u vetru.L'accessori di foratura per a fissazione meccanica in vetru anu dimensioni specifiche à partesi da u bordu, chì deve esse incorporatu in u disignu è deve esse perforatu prima di tempera.
A dimensione vicinu à u bordu migliurà a trasparenza di u sistema finitu, è à u stessu tempu reduce l'aderenza di l'articulazione stella per via di u torque più bassu nantu à a articulazione stella tipica.U vetru sceltu per stu prughjettu hè dui strati trasparenti temperati 6mm (1/4 ") 1524mm x 1524mm (5′x 5′) laminati cù Sentry Glass Plus (SGP) ionomer film intermediate 1.52mm (0.060) ").
Un discu TSSA di 1 mm (0,040 inch) di spessore hè appiicatu à un raccordu in acciaio inox primatu di 60 mm (2,36 inch) di diametru.U primu hè designatu per migliurà a durabilità di l'aderenza à l'acciaio inox è hè una mistura di silane è titanate in un solvente.U discu di metallu hè pressatu contr'à u vetru cù una forza misurata di 0,7 MPa (100 psi) per un minutu per furnisce l'umidità è u cuntattu.Pone i cumpunenti in un autoclave chì righjunghji 11,9 Bar (175 psi) è 133 C ° (272 ° F) in modu chì u TSSA pò ghjunghje à u tempu d'immersione di 30 minuti necessariu per a curazione è u ligame in l'autoclave.
Dopu chì l'autoclave hè cumpletu è rinfriscatu, inspeccione ogni raccordu TSSA è poi stringhjelu à 55 Nm (40,6 piedi libbra) per mostrà una carica standard di 1,3 MPa (190 psi).L'accessori per TSSA sò furniti da Sadev è sò identificati cum'è accessori R1006 TSSA.
Assemblate u corpu principale di l'accessori à u discu di curazione nantu à u vetru è calà in u quadru d'acciaio.Aghjustate è fissà e noci nantu à i bulloni in modu chì u vetru esternu hè chjusu cù l'esternu di u quadru d'acciaio.A unione di 13 mm x 13 mm (1/2 "x½") chì circunda u perimetru di vetru hè sigillata cù una struttura in dui parti di silicone in modu chì a prova di carica di pressione pò inizià u ghjornu dopu.
A prova hè stata realizata cù un tubu di scossa à u Laboratoriu di Ricerca di Esplosivi in ​​l'Università di Kentucky.U tubu di shock absorbing hè cumpostu di un corpu d'acciaio rinfurzatu, chì pò installà unità finu à 3.7mx 3.7m nantu à a faccia.
U tubu d'impattu hè guidatu mettendu splusivi à longu u tubu di splusione per simulà e fasi pusitivi è negativi di l'avvenimentu di splusione [12] [13].Mettite tutta l'assemblea di vetru è acciau in u tubu d'ammortizzamentu per a prova, cum'è mostra in a Figura 4.
Quattru sensori di pressione sò installati à l'internu di u tubu di scossa, cusì a pressione è u pulsu ponu esse misurati accuratamente.Dui videocamere digitali è una camera SLR digitale sò stati utilizati per registrà a prova.
A camera d'alta velocità MREL Ranger HR situata vicinu à a finestra fora di u tubu di scossa hà catturatu a prova à 500 frames per seconda.Pone un registru laser di deflessione di 20 kHz vicinu à a finestra per misurà a deviazione à u centru di a finestra.
I quattru cumpunenti di u quadru sò stati pruvati nove volte in totale.Se u vetru ùn abbanduneghja micca l'apertura, prova di novu u cumpunente sottu pressione è impattu più altu.In ogni casu, a prissioni di destinazione è l'impulsu è i dati di deformazione di vetru sò registrati.Allora, ogni prova hè ancu valutata secondu AAMA 510-14 [Guida Voluntaria di Sistema di Festa per a Mitigazione di Periculu di Esplosione].
Cum'è descrittu sopra, quattru assemblei di quadru sò stati pruvati finu à chì u vetru hè statu cacciatu da l'apertura di u portu di blast.U scopu di a prima prova hè di ghjunghje à 69 kPa à un impulsu di 614 kPa-ms (10 psi A 89 psi-msec).Sottu a carica applicata, a finestra di vetru sfrattu è liberata da u quadru.I raccordi di punta Sadev facenu aderisce TSSA à vetru temperatu rottu.Quandu u vetru duru sfrattu, u vetru abbandunò l'apertura dopu una deflessione di circa 100 mm (4 inches).
Sutta a cundizione di crescente cuntinuu di carica, u quadru 2 hè statu pruvatu 3 volte.I risultati anu dimustratu chì u fallimentu ùn hè micca accadutu finu à chì a pressione hà righjuntu 69 kPa (10 psi).A pressione misurata di 44,3 kPa (6,42 psi) è 45,4 kPa (6,59 psi) ùn affettaranu micca l'integrità di u cumpunente.Sottu a pressione misurata di 62 kPa (9 psi), a deflessione di u vetru hà causatu a rottura, lascendu a finestra di vetru in l'apertura.Tutti l'accessori TSSA sò attaccati cù vetru temperatu rottu, u listessu cum'è in Figura 7.
Sutta a cundizione di crescente di carica cuntinuu, u quadru 3 hè statu pruvatu duie volte.I risultati anu dimustratu chì u fallimentu ùn hè micca accadutu finu à chì a pressione hà righjuntu u target 69 kPa (10 psi).A pressione misurata di 48.4 kPa (7.03) psi ùn affetterà micca l'integrità di u cumpunente.A cullizzioni di dati ùn hà micca permessu di deviazione, ma l'osservazione visuale da u video hà dimustratu chì a deviazione di u quadru 2 test 3 è u quadru 4 test 7 eranu simili.Sottu a pressione di misurazione di 64 kPa (9,28 psi), a deflessione di u vetru misurata à 190,5 mm (7,5 ″) hà risultatu in rotture, lascendu a finestra di vetru in l'apertura.Tutti l'accessori TSSA sò attaccati cù vetru temperatu rottu, u listessu cum'è Figura 7.
Cù carica cuntinuu crescente, u quadru 4 hè statu pruvatu 3 volte.I risultati anu dimustratu chì u fallimentu ùn hè micca accadutu finu à chì a pressione hà righjuntu u target 10 psi per a seconda volta.E pressioni misurate di 46,8 kPa (6,79) è 64,9 kPa (9,42 psi) ùn affettanu micca l'integrità di u cumpunente.In a prova #8, u vetru hè statu misuratu per curvarle 100 mm (4 inches).Hè previstu chì sta carica pruvucarà u vetru per rompe, ma altri punti di dati ponu esse ottenuti.
In a prova #9, a pressione misurata di 65,9 kPa (9,56 psi) hà deviatu u vetru di 190,5 mm (7,5 ") è hà causatu a rottura, lascendu a finestra di vetru in l'apertura.Tutti l'accessori TSSA sò attaccati cù u stessu vetru temperatu rottu cum'è in a Figura 7 In tutti i casi, l'accessori ponu esse facilmente eliminati da u quadru d'acciaio senza danni evidenti.
A TSSA per ogni prova resta invariata.Dopu a prova, quandu u vetru ferma intactu, ùn ci hè micca un cambiamentu visuale in TSSA.U video d'alta velocità mostra u vetru chì si rompe à u puntu mediu di u span è poi abbandunà l'apertura.
Da a paraguni di fallimentu di vetru è senza fallimentu in Figura 8 è Figura 9, hè interessante di nutà chì u modu di frattura di vetru si trova luntanu da u puntu di attache, chì indica chì a parte unbonded di u vetru hà righjuntu u puntu di curvatura, chì s'avvicina rapidamente U puntu di rendimentu brittle di u vetru hè relative à a parte chì ferma ligata.
Questu indica chì durante a prova, i platti rotti in queste parti sò prubabilmente movendu sottu forze di cisura.Cumminendu stu principiu è l'osservazione chì u modu di fallimentu pare esse a fragilità di u spessore di u vetru à l'interfaccia adesivu, cum'è a carica prescritta aumenta, u spettaculu deve esse migliuratu da aumentà u gruixu di vetru o cuntrullà a deviazione per altri mezi.
A prova 8 di Frame 4 hè una sorpresa piacevule in a facilità di prova.Ancu s'è u vetru ùn hè micca danatu per chì u quadru pò esse pruvatu di novu, a TSSA è i strisce di sigillatura circundante ponu sempre mantene sta grande carica.U sistema TSSA usa quattru attache di 60 mm per sustene u vetru.I carichi di u ventu di cuncepimentu sò carichi vivi è permanenti, tramindui à 2,5 kPa (50 psf).Questu hè un disignu moderatu, cù una trasparenza architettonica ideale, mostra carichi estremamente elevati, è TSSA resta intactu.
Stu studiu hè statu realizatu per determinà se l'aderenza adesiva di u sistema di vetru hà alcuni periculi inerenti o difetti in termini di esigenze di livellu bassu per u rendiment di sabbiatura.Ovviamente, un sistema d'accessori TSSA simplice di 60 mm hè stallatu vicinu à u bordu di u vetru è hà u rendiment finu à chì u vetru si rompe.Quandu u vetru hè pensatu per resiste à a rottura, TSSA hè un metudu di cunnessione viable chì pò furnisce un certu gradu di prutezzione mantenendu i requisiti di l'edificiu per a trasparenza è l'apertura.
Sicondu u standard ASTM F2912-17, i cumpunenti di a finestra pruvati righjunghjenu u livellu di periculu H1 à u livellu standard C1.L'accessori Sadev R1006 utilizatu in u studiu ùn hè micca affettatu.
U vetru temperatu utilizatu in stu studiu hè u "ligame debule" in u sistema.Una volta chì u vetru hè rottu, TSSA è a striscia di sigillatura circundante ùn ponu micca mantene una grande quantità di vetru, perchè una piccula quantità di frammenti di vetru restanu nantu à u materiale di silicone.
Da un puntu di vista di cuncepimentu è di prestazione, u sistema adesivu TSSA hè statu pruvucatu per furnisce un altu livellu di prutezzione in i cumpunenti di facciata di qualità esplosiva à u livellu iniziale di indicatori di rendiment splusivi, chì hè statu largamente accettatu da l'industria.A facciata testata mostra chì quandu u periculu di esplosione hè trà 41,4 kPa (6 psi) è 69 kPa (10 psi), u rendiment à u livellu di periculu hè significativamente sfarente.
Tuttavia, hè impurtante chì a diffarenza in a classificazione di u periculu ùn hè micca attribuita à u fallimentu adesivo cum'è indicatu da u modu di fallimentu cohesiu di frammenti adesivi è vetru trà i soglia di periculu.Sicondu l'osservazioni, a dimensione di u vetru hè adattatu adattatu per minimizzà a deviazione per prevene a fragilità per via di una risposta di cisura aumentata à l'interfaccia di curvatura è attaccamentu, chì pare esse un fattore chjave in u rendiment.
I disinni futuri ponu esse capaci di riduce u livellu di periculu sottu carichi più alti aumentendu u grossu di u vetru, fissendu a pusizione di u puntu relative à u bordu, è aumentendu u diametru di cuntattu di l'adesivo.
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