Punktfast glerkerfi sem uppfylla þessar byggingarkröfur eru sérstaklega vinsælar í inngangi á jörðu niðri eða á almenningssvæðum.Nýlegar tækniframfarir hafa gert kleift að nota ofursterkt lím til að festa þessar stóru vikur við fylgihluti án þess að þurfa að bora göt í glerið.
Dæmigerð staðsetning á jörðu niðri eykur líkurnar á því að kerfið verði að virka sem hlífðarlag fyrir íbúa bygginga og þessi krafa fer yfir eða umfram dæmigerðar kröfur um vindálag.Nokkrar prófanir hafa verið gerðar á punktfestingarkerfinu fyrir borun, en ekki á tengingaraðferðinni.
Tilgangur þessarar greinar er að taka upp hermipróf með höggröri með sprengihleðslum til að líkja eftir sprengingu til að líkja eftir höggi sprengiefnis á tengt gagnsæjan íhlut.Þessar breytur innihalda sprengiálag sem skilgreint er af ASTM F2912 [1], sem er framkvæmt á þunnri plötu með SGP jónómera samloku.Þessi rannsókn er í fyrsta skipti sem hún getur metið mögulegan sprengiefni fyrir stórar prófanir og byggingarhönnun.Festu fjórar TSSA festingar með þvermál 60 mm (2,36 tommur) á glerplötu sem er 1524 x 1524 mm (60 tommur x 60 tommur).
Íhlutirnir fjórir sem voru hlaðnir upp í 48,3 kPa (7 psi) eða lægri skemmdu ekki eða höfðu áhrif á TSSA og gler.Fimm íhlutir voru hlaðnir undir þrýstingi yfir 62 kPa (9 psi) og fjórir af fimm hlutum sýndu glerbrot, sem olli því að glerið færðist frá opinu.Í öllum tilfellum var TSSA áfram fest við málmfestingarnar og engin bilun, viðloðun eða viðloðun fannst.Prófanir hafa sýnt að, í samræmi við kröfur AAMA 510-14, getur prófuð TSSA hönnun veitt skilvirkt öryggiskerfi við álag sem er 48,3 kPa (7 psi) eða lægra.Gögnin sem myndast hér er hægt að nota til að hanna TSSA kerfið til að mæta tilgreindu álagi.
Jon Kimberlain (Jon Kimberlain) er háþróaður beitingarsérfræðingur Dow Corning hágæða sílikon.Lawrence D. Carbary (Lawrence D. Carbary) er Dow Corning hágæða byggingariðnaður vísindamaður sem er Dow Corning kísill og ASTM rannsakandi.
Sílíkonfesting glerplötur hefur verið notuð í næstum 50 ár til að auka fagurfræði og frammistöðu nútíma bygginga [2] [3] [4] [5].Festingaraðferðin getur gert sléttan samfelldan ytri vegg með miklu gagnsæi.Þráin um aukið gagnsæi í byggingarlist leiddi til þróunar og notkunar á veggjum með kapalnetum og boltuðum útveggjum.Arkitektúrfræðilega krefjandi kennileiti byggingar munu innihalda nútímatækni nútímans og verða að uppfylla staðbundna byggingar- og öryggisreglur og staðla.
Hið gagnsæja kísillím (TSSA) hefur verið rannsakað og aðferð til að styðja við glerið með boltafestingarhlutum í stað þess að bora göt hefur verið lögð til [6] [7].Gagnsæ límtæknin með styrk, viðloðun og endingu hefur röð af eðlisfræðilegum eiginleikum sem gera hönnuðum fortjaldveggs kleift að hanna tengikerfið á einstakan og nýstárlegan hátt.
Auðvelt er að hanna kringlóttan, rétthyrndan og þríhyrndan aukabúnað sem uppfyllir fagurfræði og burðargetu.TSSA er hert ásamt lagskiptu glerinu sem er unnið í autoclave.Eftir að efnið hefur verið fjarlægt úr autoclave hringrásinni er hægt að ljúka 100% sannprófunarprófinu.Þessi gæðatryggingarkostur er einstakur fyrir TSSA vegna þess að hann getur veitt tafarlausa endurgjöf um burðarvirki samsetningar.
Höggþol [8] og höggdeyfingaráhrif hefðbundinna sílikonefna hefur verið rannsakað [9].Wolf o.fl.veitt gögn sem eru búin til af háskólanum í Stuttgart.Þessi gögn sýna að, samanborið við hálf-truflanir álagshraða sem tilgreindur er í ASTM C1135, er togstyrkur burðarkísillefnisins á endanlegum toghraða 5m/s (197in/s).Styrkur og teyging eykst.Gefur til kynna samband álags og eðlisfræðilegra eiginleika.
Þar sem TSSA er mjög teygjanlegt efni með hærri stuðul og styrk en byggingarkísill, er búist við að það fylgi sömu almennu frammistöðu.Þó að ekki hafi verið gerðar tilraunir á rannsóknarstofu með háum álagshraða má búast við að hár toghraði í sprengingunni hafi ekki áhrif á styrkleikann.
Boltað glerið hefur verið prófað, uppfyllir staðla til að draga úr sprengingu [11] og var sýnt á glerframmistöðudeginum 2013.Sjónrænar niðurstöður sýna greinilega kosti þess að festa glerið vélrænt eftir að glerið er brotið.Fyrir kerfi með hreinu límfestingu verður þetta áskorun.
Ramminn er úr amerískri stöðluðu stálrás með málunum 151 mm dýpt x 48,8 mm breidd x 5,08 mm vefþykkt (6” x 1,92” x 0,20”), venjulega kölluð C 6” x 8,2# rauf.C rásirnar eru soðnar saman við hornin og 9 mm (0,375 tommur) þykkur þríhyrningslaga hluti er soðinn í hornum, sem er aftur af yfirborði rammans.Borað var 18 mm (0,71″) gat í plötuna þannig að auðvelt er að setja bolta með 14 mm (0,55″) þvermál í hana.
TSSA málmfestingar með þvermál 60 mm (2,36 tommur) eru 50 mm (2 tommur) frá hverju horni.Settu fjórar festingar á hvert glerstykki til að gera allt samhverft.Sérstakur eiginleiki TSSA er að hægt er að setja hana nálægt brún glersins.Borunaraukabúnaður fyrir vélræna festingu í gleri hefur sérstakar stærðir frá brúninni, sem þarf að fella inn í hönnunina og verður að bora áður en hert er.
Stærðin nálægt brúninni bætir gegnsæi fullunnar kerfis og dregur um leið úr viðloðun stjörnusamskeytisins vegna lægra togs á dæmigerðum stjörnusamskeyti.Glerið sem valið er í þetta verkefni eru tvö 6mm (1/4″) hert gagnsæ 1524mm x 1524mm (5′x 5′) lög sem eru lagskipt með Sentry Glass Plus (SGP) jónómer millifilmu 1,52mm (0,060) “).
1 mm (0,040 tommu) þykkur TSSA diskur er settur á 60 mm (2,36 tommu) þvermál grunnaða ryðfríu stálfestingu.Grunnurinn er hannaður til að bæta endingu viðloðunarinnar við ryðfríu stáli og er blanda af silani og títanati í leysi.Málmskífunni er þrýst á glerið með mældum krafti upp á 0,7 MPa (100 psi) í eina mínútu til að veita bleyta og snertingu.Settu íhlutina í autoclave sem nær 11,9 börum (175 psi) og 133 C° (272°F) þannig að TSSA geti náð þeim 30 mínútna bleytitíma sem þarf til að herða og bindast í autoclave.
Eftir að autoclave er lokið og kælt skaltu skoða hverja TSSA festingu og herða hann síðan í 55Nm (40,6 feta pund) til að sýna staðlaða álag upp á 1,3 MPa (190 psi).Aukahlutir fyrir TSSA eru veittir af Sadev og eru auðkenndir sem R1006 TSSA fylgihlutir.
Settu meginhluta aukabúnaðarins saman við herðingarskífuna á glerinu og láttu hann niður í stálgrindina.Stilltu og festu rærnar á boltunum þannig að ytra glerið jafnist utan á stálgrindinni.13mm x 13mm (1/2″ x½") samskeytin sem umlykur glerjaðarinn er innsigluð með tvíþættri kísilbyggingu þannig að þrýstiálagsprófið geti hafist næsta dag.
Prófið var gert með því að nota höggrör á sprengiefnarannsóknarstofu við háskólann í Kentucky.Höggdeyfandi rörið er samsett úr styrktu stáli, sem getur sett einingar allt að 3,7mx 3,7m á andlitið.
Höggrörið er knúið áfram með því að setja sprengiefni meðfram lengd sprengislöngunnar til að líkja eftir jákvæðum og neikvæðum fasum sprengingarinnar [12] [13].Settu alla gler- og stálrammasamstæðuna í höggdeyfandi rörið til að prófa, eins og sýnt er á mynd 4.
Fjórir þrýstiskynjarar eru settir upp í höggrörinu, þannig að hægt er að mæla þrýsting og púls nákvæmlega.Tvær stafrænar myndbandsmyndavélar og stafræn SLR myndavél voru notuð til að taka upp prófið.
MREL Ranger HR háhraðamyndavélin staðsett nálægt glugganum fyrir utan höggrörið náði prófinu á 500 ramma á sekúndu.Stilltu 20 kHz sveigjuleysisskrá nálægt glugganum til að mæla sveigjuna í miðju gluggans.
Rammahlutirnir fjórir voru alls níu sinnum prófaðir.Ef glerið fer ekki út úr opinu skaltu prófa íhlutinn aftur við meiri þrýsting og högg.Í hverju tilviki eru gögn um markþrýsting og högg og aflögun glers skráð.Síðan er hvert próf einnig metið í samræmi við AAMA 510-14 [Festastration System Voluntary Guidelines for Explosion Hazard Mitigation].
Eins og lýst er hér að ofan voru fjórar rammasamstæður prófaðar þar til glerið var fjarlægt úr opi sprengjuportsins.Markmiðið með fyrstu prófuninni er að ná 69 kPa við 614 kPa-ms púls (10 psi A 89 psi-msec).Undir álaginu brotnaði glerglugginn og losnaði úr rammanum.Sadev punktfestingar láta TSSA festast við brotið hert gler.Þegar hert glerið brotnaði fór glerið úr opinu eftir um það bil 100 mm (4 tommur) sveigju.
Með því skilyrði að auka stöðugt álag, var grindin 2 prófuð 3 sinnum.Niðurstöðurnar sýndu að bilunin átti sér ekki stað fyrr en þrýstingurinn náði 69 kPa (10 psi).Mældur þrýstingur 44,3 kPa (6,42 psi) og 45,4 kPa (6,59 psi) mun ekki hafa áhrif á heilleika íhlutsins.Undir mældum þrýstingi upp á 62 kPa (9 psi) olli beyging glersins brot og skildi glergluggann eftir í opinu.Allir TSSA fylgihlutir eru festir með brotnu hertu gleri, það sama og á mynd 7.
Með því skilyrði að auka stöðugt álag var grindin 3 prófuð tvisvar.Niðurstöðurnar sýndu að bilunin átti sér ekki stað fyrr en þrýstingurinn náði markmiðinu 69 kPa (10 psi).Mældur þrýstingur 48,4 kPa (7,03) psi mun ekki hafa áhrif á heilleika íhlutsins.Gagnasöfnun leyfði ekki beygingu, en sjónræn athugun úr myndbandinu sýndi að beyging ramma 2 próf 3 og ramma 4 próf 7 var svipuð.Undir 64 kPa (9,28 psi) mæliþrýstingi leiddi sveigjan glersins mæld við 190,5 mm (7,5 tommu) til brots og skildi glergluggann eftir í opinu.Allir TSSA fylgihlutir eru festir með brotnu hertu gleri, það sama og mynd 7.
Með vaxandi stöðugu álagi var grindin 4 prófuð þrisvar sinnum.Niðurstöðurnar sýndu að bilunin átti sér ekki stað fyrr en þrýstingurinn náði markmiðinu 10 psi í annað sinn.Mældur þrýstingur 46,8 kPa (6,79) og 64,9 kPa (9,42 psi) mun ekki hafa áhrif á heilleika íhlutsins.Í prófi #8 mældist glerið sveigjast 100 mm (4 tommur).Gert er ráð fyrir að þetta álag valdi því að glerið brotni en hægt er að fá aðra gagnapunkta.
Í prófun #9 sveigði mældur þrýstingur 65,9 kPa (9,56 psi) glerið um 190,5 mm (7,5 tommur) og olli broti og skildi eftir glergluggann í opinu.Allir TSSA aukahlutir eru festir með sama brotnu hertu gleri og á mynd 7 Í öllum tilfellum er hægt að fjarlægja aukahlutina auðveldlega úr stálgrindinum án augljósra skemmda.
TSSA fyrir hvert próf er óbreytt.Eftir prófið, þegar glerið er ósnortið, er engin sjónræn breyting á TSSA.Háhraðamyndbandið sýnir glerið brotna við miðpunkt spjaldsins og yfirgefa síðan opið.
Af samanburði á glerbilun og engin bilun á mynd 8 og mynd 9 er athyglisvert að glerbrotshamurinn á sér stað langt í burtu frá festingarpunktinum, sem gefur til kynna að óbundinn hluti glersins hafi náð beygjupunkti, sem nálgast óðfluga. Brothættur viðmiðunarmark glers er miðað við hlutann sem er enn bundinn.
Þetta gefur til kynna að á meðan á prófuninni stendur sé líklegt að brotnu plöturnar á þessum slóðum hreyfist undir klippikrafti.Með því að sameina þessa meginreglu og athugunina um að bilunarhamurinn virðist vera stökkun á glerþykktinni við límviðmótið, þar sem mælt álag eykst, ætti að bæta afköst með því að auka glerþykktina eða stjórna sveigjunni með öðrum hætti.
Próf 8 af Frame 4 kemur skemmtilega á óvart í prófunaraðstöðunni.Þó að glerið sé ekki skemmt þannig að hægt sé að prófa rammann aftur, geta TSSA og nærliggjandi þéttiræmur samt viðhaldið þessu mikla álagi.TSSA kerfið notar fjórar 60 mm festingar til að styðja við glerið.Hönnun vindálags er lifandi og varanlegt álag, bæði við 2,5 kPa (50 psf).Þetta er hófstillt hönnun, með fullkomnu arkitektúrlegu gagnsæi, sýnir afar mikið álag og TSSA helst ósnortinn.
Þessi rannsókn var gerð til að ákvarða hvort límviðloðun glerkerfisins hafi einhverjar innbyggðar hættur eða galla hvað varðar lágmarkskröfur um árangur við sandblástur.Augljóslega er einfalt 60 mm TSSA aukabúnaðarkerfi sett upp nálægt brún glersins og hefur afköst þar til glerið brotnar.Þegar glerið er hannað til að standast brot er TSSA raunhæf tengiaðferð sem getur veitt ákveðna vernd á sama tíma og viðhalda kröfum byggingarinnar um gagnsæi og opnun.
Samkvæmt ASTM F2912-17 staðlinum ná prófuðu gluggaíhlutirnir H1 hættustigi á C1 staðalstigi.Sadev R1006 aukabúnaðurinn sem notaður var í rannsókninni hefur ekki áhrif.
Herða glerið sem notað er í þessari rannsókn er „veiki hlekkurinn“ í kerfinu.Þegar glerið er brotið getur TSSA og nærliggjandi þéttiræma ekki haldið miklu magni af gleri, vegna þess að lítið magn af glerbrotum er eftir á kísillefninu.
Frá sjónarhóli hönnunar og frammistöðu hefur verið sannað að TSSA límkerfið veitir mikla vernd í framhliðarhlutum úr sprengiefni á upphafsstigi sprengiefnisvísa, sem hefur verið almennt viðurkennt af iðnaðinum.Prófuð framhlið sýnir að þegar sprengihætta er á milli 41,4 kPa (6 psi) og 69 kPa (10 psi), er frammistaðan á hættustigi verulega frábrugðin.
Hins vegar er mikilvægt að munurinn á hættuflokkun megi ekki rekja til límbilunar eins og samloðandi bilun líms og glerbrota gefur til kynna á milli hættuþröskulda.Samkvæmt athugunum er stærð glersins rétt stillt til að lágmarka sveigju til að koma í veg fyrir brothættu vegna aukinnar klippuviðbragðs á viðmóti beygju og festingar, sem virðist vera lykilatriði í frammistöðu.
Framtíðarhönnun gæti hugsanlega dregið úr hættustigi við meira álag með því að auka þykkt glersins, festa stöðu punktsins miðað við brúnina og auka snertiþvermál límsins.
[1] ASTM F2912-17 staðlaðar glertrefjaforskriftir, gler- og glerkerfi háð háum hæðarálagi, ASTM International, West Conshawken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F2912-17 [2 ] Hilliard, JR, Paris, CJ og Peterson, CO, Jr., "Structural Sealant Glass, Sealant Technology for Glass Systems", ASTM STP 638, ASTM International, West Conshooken, Pennsylvania, 1977, bls.67-99 síður.[3] Zarghamee, MS, TA, Schwartz og Gladstone, M., "Seismic Performance of Structural Silica Glass", Byggingarþétting, þéttiefni, gler og vatnsheldur tækni, bindi 1. 6. ASTM STP 1286, JC Myers, ritstjóri, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 1996, bls. 46-59.[4] Carbary, LD, "Review of Durability and Performance of Silicone Structural Glass Window Systems", Glass Performance Day, Tampere Finnland, júní 2007, Conference Proceedings, bls. 190-193.[5] Schmidt, CM, Schoenherr, WJ, Carbary LD, og ​​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 Years, bls. 22-45 [6] Wolf, AT, Sitte, S., Brasseur, M., J. og Carbary L. D, „Transparent Structural Silicone Adhesive for Fixing Glazing Dispensing (TSSA) Bráðabirgðamat á vélrænni eiginleikar og ending stálsins“, The Fourth International Durability Symposium „Construction Sealants and Adhesives“, ASTM International Magazine, gefið út á netinu, ágúst 2011, 8. bindi, 10. tölublað (11. nóvember 2011 mánuður), JAI 104084, fáanlegt á eftirfarandi vefsíðu : www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/JOURNALS/JAI/PAGES/JAI104084.htm.[7] Clift, C., Hutley, P., Carbary, LD, Transparent structure silicone lím, Glass Performance Day, Tampere, Finnland, júní 2011, Proceedings of the meeting, bls. 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 og Sigurd Sitte „Mat á kísillgúmmíþéttiefnum við hönnun skotheldra glugga og fortjaldveggja á háum hraða“, ASTM International Magazine, hefti 1. 6. Erindi nr. 2, ID JAI101953 [ 10] ASTM C1135-15, staðlað prófunaraðferð til að ákvarða togviðloðun þéttiefna, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvaníu, 2015, https:///doi.org/10.1520/C1135-15 [11] Morgan, T. , "Progress in Explosion-proof Bolt-Fixed Glass", Glass Performance Day, júní 2103, fundargerðir, bls. 181-182 [12] ASTM F1642 / F1642M-17 Staðlað prófunaraðferð fyrir gler- og glerkerfi sem verða fyrir miklu vindálagi , ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F1642_F1642M-17 [13] Wedding, William Chad og Braden T.Lusk.„Ný aðferð til að ákvarða svörun sprengivarnarglerkerfa við sprengiefni.Mæling 45,6 (2012): 1471-1479.[14] „Valviljugar leiðbeiningar til að draga úr sprengihættu lóðréttra gluggakerfa“ AAMA 510-14.