Punt-fêste glêzen systemen dy't foldogge oan dizze arsjitektoanyske eask binne benammen populêr yn grûn yngongen of iepenbiere gebieten.Resinte technologyske foarútgong hawwe tastien it brûken fan ultra-hege-sterkte kleefstoffen te heakjen dizze grutte pumisten oan aksessoires sûnder de needsaak om te boarjen gatten yn it glês.
De typyske grûn lokaasje fergruttet de kâns dat it systeem moat fungearje as in beskermjende laach foar gebou bewenners, en dizze eask grutter of grutter typyske wyn load easken.Guon tests binne dien op it puntfixaasjesysteem foar boarjen, mar net op 'e bondingmetoade.
It doel fan dit artikel is om in simulaasjetest op te nimmen mei in skokbuis mei eksplosive ladingen om in eksploazje te simulearjen om de ynfloed fan in eksplosive lading op in bondele transparante komponint te simulearjen.Dizze fariabelen omfetsje de eksploazjelast definieare troch ASTM F2912 [1], dy't wurdt útfierd op in tinne plaat mei in SGP ionomeer sandwich.Dit ûndersyk is de earste kear dat it de potensjele eksplosive prestaasjes kin kwantifisearje foar grutskalige testen en arsjitektoanysk ûntwerp.Befestigje fjouwer TSSA-fittings mei in diameter fan 60 mm (2,36 inch) oan in glêzen plaat fan 1524 x 1524 mm (60 inch x 60 inch).
De fjouwer ûnderdielen laden oan 48,3 kPa (7 psi) of leger net skea of ​​beynfloedzje TSSA en glês.Fiif komponinten waarden laden ûnder druk boppe 62 kPa (9 psi), en fjouwer fan 'e fiif komponinten lieten glêsbreuk sjen, wêrtroch't it glês fan' e iepening ferskood.Yn alle gefallen bleau TSSA ferbûn oan de metalen fittings, en gjin malfunction, adhesion of bonding waard fûn.Testen hawwe oantoand dat, yn oerienstimming mei de easken fan AAMA 510-14, it hifke TSSA-ûntwerp in effektyf feiligenssysteem kin leverje ûnder in lading fan 48,3 kPa (7 psi) of leger.De gegevens dy't hjir genereare kinne wurde brûkt om it TSSA-systeem te konstruearjen om te foldwaan oan de opjûne lading.
Jon Kimberlain (Jon Kimberlain) is de avansearre tapassingsekspert fan Dow Corning's hege prestaasjes siliconen.Lawrence D. Carbary (Lawrence D. Carbary) is in Dow Corning hege-optreden bou yndustry wittenskipper dy't in Dow Corning silicone en ASTM ûndersiker.
De strukturele silikonbefestiging fan glêzen panielen is hast 50 jier brûkt om de estetyk en prestaasjes fan moderne gebouwen te ferbetterjen [2] [3] [4] [5].De fixing metoade kin meitsje de glêde trochgeande bûtenmuorre mei hege transparânsje.De winsk foar ferhege transparânsje yn arsjitektuer late ta de ûntwikkeling en gebrûk fan kabelmesh-muorren en bout-stipe bûtenmuorren.Arsjitektoanysk útdaagjende landmarkgebouwen sille de hjoeddeiske moderne technology omfetsje en moatte foldwaan oan pleatslike bou- en feiligenskoades en noarmen.
De transparante strukturele silicone adhesive (TSSA) is studearre, en in metoade foar it stypjen fan it glês mei bolt fixing dielen ynstee fan boarjen gatten is foarsteld [6] [7].De transparante lijmtechnology mei sterkte, adhesion en duorsumens hat in searje fysike eigenskippen dy't ûntwerpers fan gerdynmuorre it ferbiningsysteem op in unike en nije manier kinne ûntwerpe.
Rûne, rjochthoekige en trijehoekige aksessoires dy't foldogge oan estetyk en strukturele prestaasjes binne maklik te ûntwerpen.TSSA wurdt genêzen tegearre mei it laminearre glês wurdt ferwurke yn in autoklaaf.Nei it fuortheljen fan it materiaal út 'e autoklaafsyklus kin de 100% ferifikaasjetest foltôge wurde.Dit foardiel foar kwaliteitssoarch is unyk foar TSSA, om't it direkte feedback kin leverje oer de strukturele yntegriteit fan 'e gearkomste.
De ynfloedresistinsje [8] en it effekt fan skokabsorption fan konvinsjonele strukturele silikonmaterialen binne ûndersocht [9].Wolf et al.levere gegevens oanmakke troch de Universiteit fan Stuttgart.Dizze gegevens litte sjen dat, yn ferliking mei de quasi-statyske strain rate spesifisearre yn ASTM C1135, de treksterkte fan it strukturele siliconen materiaal is op in ultime strain rate fan 5m / s (197in / s).Sterkte en ferlinging ferheegje.Jout de relaasje oan tusken strain en fysike eigenskippen.
Sûnt TSSA is in tige elastysk materiaal mei hegere modulus en sterkte dan strukturele silicone, wurdt ferwachte dat it folgje deselde algemiene prestaasjes.Hoewol laboratoariumtests mei hege spanningssifers net binne útfierd, kin ferwachte wurde dat de hege spanningsrate yn 'e eksploazje de sterkte net sil beynfloedzje.
It bolted glês is hifke, foldocht oan noarmen foar eksploazjebeheining [11], en waard eksposearre op 'e 2013 Glass Performance Day.De fisuele resultaten litte dúdlik de foardielen sjen fan it meganysk fixearjen fan it glês neidat it glês brutsen is.Foar systemen mei suver adhesive taheaksel, dit sil in útdaging.
It frame wurdt makke fan Amerikaanske standert stielen kanaal mei ôfmjittings fan 151 mm djipte x 48,8 mm breedte x 5,08 mm web dikte (6 "x 1,92" x 0,20 "), meastal neamd C 6 "x 8,2 # slot.De C-kanalen wurde oan 'e hoeken laske, en in 9 mm (0,375 inch) dikke trijehoekige seksje wurdt laske oan' e hoeken, set werom fan it oerflak fan it frame.In gat fan 18 mm (0.71 ″) waard yn de plaat boarre, sadat in bout mei in diameter fan 14 mm (0.55 ″) der maklik yn brocht wurde kin.
TSSA metalen fittings mei in diameter fan 60 mm (2,36 inch) binne 50 mm (2 inch) út elke hoeke.Tapasse fjouwer fittings op elk stik glês om alles symmetrysk te meitsjen.It unike skaaimerk fan TSSA is dat it kin wurde pleatst tichtby de râne fan it glês.Boaringsaccessoires foar meganyske fixaasje yn glês hawwe spesifike dimensjes dy't begjinne fan 'e râne, dy't moatte wurde opnaam yn it ûntwerp en moatte wurde boarre foardat it temperearjen.
De grutte tichtby de râne ferbettert de transparânsje fan it ôfmakke systeem, en tagelyk ferminderet de adhesion fan 'e stjer joint fanwege it legere koppel op de typyske stjer joint.It glês selektearre foar dit projekt is twa 6mm (1/4 ″) temperearre transparante 1524mm x 1524mm (5′x 5′) lagen laminearre mei Sentry Glass Plus (SGP) ionomer tuskenfilm 1.52mm (0.060) ").
In 1 mm (0,040 inch) dikke TSSA skiif wurdt tapast op in 60 mm (2,36 inch) diameter primed roestfrij stiel fitting.De primer is ûntworpen om de duorsumens fan adhesion oan roestfrij stiel te ferbetterjen en is in mingsel fan silaan en titanaat yn in solvent.De metalen skiif wurdt yndrukt tsjin it glês mei in mjitten krêft fan 0,7 MPa (100 psi) foar ien minút te foarsjen wieting en kontakt.Plak de komponinten yn in autoklaaf dy't 11.9 Bar (175 psi) en 133 C ° (272 ° F) berikt, sadat de TSSA de 30-minuten weaktiid kin berikke dy't nedich is foar it genêzen en ferbinen yn 'e autoklaaf.
Neidat de autoklaaf is foltôge en ôfkuolle, ynspektearje elke TSSA-fitting en draai it dan oan 55Nm (40,6 foetpûn) om in standert lading fan 1,3 MPa (190 psi) te sjen.Accessories foar TSSA wurde fersoarge troch Sadev en wurde identifisearre as R1006 TSSA accessoires.
Sammelje it wichtichste lichem fan 'e accessoire oan' e curing skiif op it glês en ferleegje it yn 'e stielen frame.Oanpasse en befestigje de nuten op 'e bouten sadat it eksterne glês flush is mei de bûtenkant fan it stielen frame.De 13mm x 13mm (1/2 "x½") ferbining om de glêzen perimeter is fersegele mei in twa-dielige struktuer fan silikon, sadat de druklasttest de oare deis kin begjinne.
De test waard útfierd mei in skokbuis by it Explosives Research Laboratory oan 'e Universiteit fan Kentucky.De skokabsorberende buis is gearstald út in fersterke stielen lichem, dat ienheden oant 3.7mx 3.7m op it gesicht kin ynstallearje.
De ynfloedbuis wurdt oandreaun troch it pleatsen fan eksplosiven lâns de lingte fan 'e eksploazjebuis om de positive en negative fazen fan' e eksploazje-evenemint te simulearjen [12] [13].Set de hiele glês- en stielen frame gearstalling yn 'e skok-absorberende buis foar testen, lykas werjûn yn figuer 4.
Fjouwer druksensors binne yn 'e skokbuis ynstalleare, sadat de druk en puls krekt mjitten wurde kinne.Twa digitale fideokamera's en in digitale SLR-kamera waarden brûkt om de test op te nimmen.
De MREL Ranger HR hege snelheidskamera dy't tichtby it finster bûten de skokbuis leit, naam de test op 500 frames per sekonde.Stel in laserrecord fan 20 kHz yn tichtby it finster om de ôfwiking yn it sintrum fan it finster te mjitten.
De fjouwer ramtkomponinten waarden yn totaal njoggen kear hifke.As it glês de iepening net ferlit, test de komponint opnij ûnder hegere druk en ynfloed.Yn elts gefal wurde doeldruk en ympuls- en glêzendeformaasjegegevens opnommen.Dan wurdt elke test ek beoardiele neffens AAMA 510-14 [Frijwillige rjochtlinen fan festestrationsysteem foar mitigaasje fan eksploazjegefaar].
Lykas hjirboppe beskreaun, waarden fjouwer frame gearkomsten hifke oant it glês waard fuorthelle út de iepening fan de blast haven.It doel fan 'e earste test is om 69 kPa te berikken by in puls fan 614 kPa-ms (10 psi A 89 psi-msec).Under de oanbrochte lading sloech it glêzen rút út en kaam los fan it kozijn.Sadev punt fittings meitsje TSSA adhere oan brutsen tempered glês.Doe't it ferhurde glês ferplettere, ferliet it glês de iepening nei in ôfwiking fan likernôch 100 mm (4 inch).
Under de betingst fan tanimmende trochgeande load waard it frame 2 3 kear hifke.De resultaten lieten sjen dat it mislearjen net barde oant de druk 69 kPa (10 psi) berikte.De mjitten druk fan 44,3 kPa (6,42 psi) en 45,4 kPa (6,59 psi) sil gjin ynfloed op de yntegriteit fan de komponint.Under de mjitten druk fan 62 kPa (9 psi) feroarsake de ôfwiking fan it glês brek, wêrtroch it glêzen finster yn 'e iepening bleau.Alle TSSA-aksessoires binne taheakke mei brutsen temperearre glês, itselde as yn figuer 7.
Under de betingst fan tanimmende trochgeande lading waard it frame 3 twa kear hifke.De resultaten lieten sjen dat it mislearjen net barde oant de druk it doel berikte 69 kPa (10 psi).De mjitten druk fan 48,4 kPa (7,03) psi sil de yntegriteit fan 'e komponint net beynfloedzje.It sammeljen fan gegevens koe ôfwiking net tastean, mar fisuele observaasje fan 'e fideo liet sjen dat de ôfwiking fan frame 2 test 3 en frame 4 test 7 ferlykber wiene.Under de mjitdruk fan 64 kPa (9.28 psi) resultearre de ôfwiking fan it glês mjitten op 190.5 mm (7.5 ″) yn breuk, wêrtroch it glêzen finster yn 'e iepening bleau.Alle TSSA accessoires wurde taheakke mei brutsen tempered glês, itselde as figuer 7.
Mei tanimmende trochgeande lading waard it frame 4 3 kear hifke.De resultaten lieten sjen dat it mislearjen net barde oant de druk foar de twadde kear it doel 10 psi berikte.De mjitten druk fan 46,8 kPa (6,79) en 64,9 kPa (9,42 psi) sil gjin ynfloed op de yntegriteit fan de komponint.Yn test #8 waard it glês mjitten om 100 mm (4 inch) te bûgen.It wurdt ferwachte dat dizze lading it glês brekke sil, mar oare gegevenspunten kinne wurde krigen.
Yn test #9, de mjitten druk fan 65,9 kPa (9,56 psi) defleare it glês mei 190,5 mm (7,5 ″) en feroarsake brek, wêrtroch it glêzen finster yn 'e iepening liet.Alle TSSA accessoires wurde taheakke mei deselde brutsen tempered glês as yn figuer 7 Yn alle gefallen, de accessoires kinne maklik fuortsmiten wurde fan it stielen frame sûnder dúdlik skea.
De TSSA foar elke test bliuwt net feroare.Nei de test, as it glês yntakt bliuwt, is der gjin fisuele feroaring yn TSSA.De fideo mei hege snelheid lit sjen dat it glês op 'e midden fan' e span brekt en dan de iepening ferlit.
Fanút de ferliking fan glêzen mislearring en gjin mislearring yn figuer 8 en figuer 9, is it nijsgjirrich om te notearjen dat de glêsfraktuermodus fier fuort fan it befestigingspunt foarkomt, wat oanjout dat it unbonded diel fan it glês it bûgepunt berikt hat, wat komt rap tichterby It bros opbringstpunt fan glês is relatyf oan it diel dat ferbûn bliuwt.
Dit jout oan dat tidens de test de brutsen platen yn dizze dielen wierskynlik sille bewege ûnder skuorkrêften.It kombinearjen fan dit prinsipe en de konstatearring dat de mislearring modus liket te wêzen de brosheid fan 'e glêsdikte op' e adhesive ynterface, as de foarskreaune lading ferheget, moat de prestaasjes ferbettere wurde troch it fergrutsjen fan de glêsdikte of it kontrolearjen fan de ôfwiking troch oare middels.
Test 8 fan Frame 4 is in noflike ferrassing yn 'e testfoarsjenning.Hoewol't it glês is net skansearre sadat it frame kin wurde hifke wer, de TSSA en omlizzende sealing strips kinne noch hanthavenje dizze grutte lading.It TSSA-systeem brûkt fjouwer 60mm-bylagen om it glês te stypjen.De ûntwerpwynlasten binne live en permaninte loads, beide op 2,5 kPa (50 psf).Dit is in matige ûntwerp, mei ideale arsjitektoanyske transparânsje, eksposearret ekstreem hege loads, en TSSA bliuwt yntakt.
Dizze stúdzje waard útfierd om te bepalen oft de adhesive adhesion fan it glêzen systeem wat ynherinte gefaren of defekten hat yn termen fan leech-nivo easken foar sânblastingprestaasjes.Fansels is in ienfâldich 60mm TSSA-aksessoiressysteem ynstalleare tichtby de râne fan it glês en hat de prestaasjes oant it glês brekt.Doe't it glês is ûntwurpen om te wjerstean breakage, TSSA is in libbensfetbere ferbining metoade dy't kin soargje foar in beskate graad fan beskerming wylst behâld fan it gebou syn easken foar transparânsje en iepenheid.
Neffens de ASTM F2912-17-standert berikke de hifke finsterkomponinten it H1-gefaarnivo op it C1-standertnivo.De Sadev R1006 accessoire brûkt yn 'e stúdzje wurdt net beynfloede.
It temperearre glês brûkt yn dizze stúdzje is de "swakke keppeling" yn it systeem.Sadree't it glês is brutsen, kin TSSA en de omlizzende sealing strip net behâlde in grut bedrach fan glês, omdat in lyts bedrach fan glês fragminten bliuwe op it siliconenkit materiaal.
Ut in ûntwerp en prestaasjes eachpunt is bewiisd dat it TSSA adhesive systeem in heech nivo fan beskerming biedt yn eksplosive-grade gevelkomponinten op it earste nivo fan eksplosive prestaasjes yndikatoaren, dy't breed akseptearre binne troch de yndustry.De geteste gevel lit sjen dat as it gefaar foar eksploazje tusken 41,4 kPa (6 psi) en 69 kPa (10 psi) is, de prestaasjes op it gefaarnivo signifikant ferskille.
It is lykwols wichtich dat it ferskil yn gefaarklassifikaasje net kin wurde taskreaun oan adhesive falen lykas oanjûn troch de gearhingjende mislearringsmodus fan adhesive en glêzen fragminten tusken de gefaardrompels.Neffens beoardielingen is de grutte fan it glês passend oanpast om ôfwiking te minimalisearjen om brittleness te foarkommen troch ferhege skuorreaksje op 'e ynterface fan bûgen en taheaksel, wat in wichtige faktor liket te wêzen yn prestaasjes.
Takomstige ûntwerpen kinne it gefaarnivo ûnder hegere lesten ferminderje troch de dikte fan it glês te fergrutsjen, de posysje fan it punt relatyf oan 'e râne te fixearjen en de kontaktdiameter fan 'e lijm te fergrutsjen.
[1] ASTM F2912-17 Standard Glass Fiber Specification, Glass and Glass Systems Subject to High Altitude Loads, ASTM International, West Conshawken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F2912-17 [2] Hilliard, JR, Paris, CJ en Peterson, CO, Jr., "Strukturaal Sealant Glass, Sealant Technology foar Glass Systems", ASTM STP 638, ASTM International, West Conshooken, Pennsylvania, 1977, p.67-99 siden.[3] Zarghamee, MS, TA, Schwartz, en Gladstone, M., "Seismyske prestaasjes fan struktureel silikaglês", Building Sealing, Sealant, Glass and Waterproof Technology, Volume 1. 6. ASTM STP 1286, JC Myers, bewurker, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 1996, s. 46-59.[4] Carbary, LD, "Review fan duorsumens en prestaasjes fan silikonstrukturele glêsfinstersystemen", Glass Performance Day, Tampere Finlân, juny 2007, Konferinsjeproseduere, siden 190-193.[5] Schmidt, CM, Schoenherr, WJ, Carbary LD, en Takish, MS, "Performance of Silicone Structural Adhesives", Glass System Science and Technology, ASTM STP1054, CJ University of Paris, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1989 Jierren, s. 22-45 [6] Wolf, AT, Sitte, S., Brasseur, M., J. en Carbary L. D, "Transparent Structural Silicone Adhesive for Fixing Glazing Dispensing (TSSA) Foarriedige beoardieling fan 'e meganyske eigenskippen en duorsumens fan it stiel", The Fourth International Durability Symposium "Construction Sealants and Adhesives", ASTM International Magazine, online publisearre, augustus 2011, Volume 8, Issue 10 (11 novimber 2011 Moanne), JAI 104084, beskikber fan 'e folgjende webside : www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/JOURNALS/JAI/PAGES/JAI104084.htm.[7] Clift, C., Hutley, P., Carbary, LD, Transparante struktuer silicone adhesive, Glass Performance Day, Tampere, Finlân, juny 2011, Proceedings of the meeting, siden 650-653.[8] Clift, C., Carbary, LD, Hutley, P., Kimberlain, J., "New Generation Structural Silica Glass" Facade Design and Engineering Journal 2 (2014) 137–161, DOI 10.3233 / FDE-150020 [9] ] Kenneth Yarosh, Andreas T. Wolf, en Sigurd Sitte "Beoardieling fan siliconenrubber sealants yn it ûntwerp fan kûgelfrije finsters en gerdynmuorren by hege bewegende tariven", ASTM International Magazine, Issue 1. 6. Paper No. 2, ID JAI101953 [ 10] ASTM C1135-15, Standert testmetoade foar it bepalen fan de trekadhesionsprestaasjes fan strukturele sealants, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 2015, https://doi.org/10.1520/C1135-15 [11] Morgan, T. , "Progress in Explosion-proof Bolt-Fixed Glass", Glass Performance Day, juny 2103, gearkomsteminuten, s. 181-182 [12] ASTM F1642 / F1642M-17 Standert testmetoade foar glês- en glêssystemen ûnderwurpen oan hege wynlast , ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F1642_F1642M-17 [13] Wedding, William Chad en Braden T.Lusk."In nije metoade foar it bepalen fan it antwurd fan anty-eksplosive glêssystemen op eksplosive loads."Metrysk 45,6 (2012): 1471-1479.[14] "Frijwillige rjochtlinen foar it ferminderjen fan de eksploazjegefaar fan fertikale finstersystemen" AAMA 510-14.