Šį architektūrinį reikalavimą atitinkančios taškinio fiksavimo stiklo sistemos ypač populiarios antžeminiuose įėjimuose ar viešosiose erdvėse.Naujausios technologinės pažangos leido naudoti itin stiprius klijus, kad šios didelės pemzos būtų tvirtinamos prie priedų, negręžiant skylių stikle.
Tipiška žemės vieta padidina tikimybę, kad sistema turi veikti kaip apsauginis sluoksnis pastato gyventojams, o šis reikalavimas viršija arba viršija tipinius vėjo apkrovos reikalavimus.Kai kurie bandymai buvo atlikti su taško tvirtinimo sistema gręžimui, bet ne su klijavimo metodu.
Šio straipsnio tikslas – įrašyti imitacinį bandymą, naudojant smūginį vamzdį su sprogstamaisiais užtaisais, siekiant imituoti sprogimą ir imituoti sprogstamosios apkrovos poveikį sujungtam skaidriam komponentui.Šie kintamieji apima sprogimo apkrovą, apibrėžtą ASTM F2912 [1], kuri atliekama ant plonos plokštės su SGP jonomeriniu sumuštiniu.Šis tyrimas yra pirmas kartas, kai jis gali kiekybiškai įvertinti potencialų sprogstamąjį veikimą didelio masto bandymams ir architektūriniam projektui.Pritvirtinkite keturias 60 mm (2,36 colio) skersmens TSSA jungtis prie stiklo plokštės, kurios matmenys 1524 x 1524 mm (60 colių x 60 colių).
Keturi komponentai, įkrauti iki 48,3 kPa (7 psi) ar mažesnio slėgio, nepažeidė ir nepaveikė TSSA ir stiklo.Penki komponentai buvo pakrauti esant didesniam nei 62 kPa (9 psi) slėgiui, o keturiuose iš penkių komponentų stiklas lūžo, todėl stiklas pasislinko iš angos.Visais atvejais TSSA liko pritvirtintas prie metalinių jungiamųjų detalių ir nebuvo nustatyta jokių gedimų, sukibimo ar sukibimo.Bandymai parodė, kad pagal AAMA 510-14 reikalavimus išbandyta TSSA konstrukcija gali užtikrinti veiksmingą saugos sistemą esant 48,3 kPa (7 psi) ar mažesnei apkrovai.Čia sugeneruoti duomenys gali būti naudojami kuriant TSSA sistemą, kad ji atitiktų nurodytą apkrovą.
Jonas Kimberlainas (Jon Kimberlain) yra pažangus Dow Corning didelio našumo silikonų taikymo ekspertas.Lawrence D. Carbary (Lawrence D. Carbary) yra Dow Corning didelio našumo statybos pramonės mokslininkas, Dow Corning silikono ir ASTM tyrinėtojas.
Stiklo plokščių konstrukcinis silikoninis tvirtinimas buvo naudojamas beveik 50 metų, siekiant pagerinti šiuolaikinių pastatų estetiką ir eksploatacines savybes [2] [3] [4] [5].Tvirtinimo būdas gali padaryti lygią ištisinę išorinę sieną labai skaidrią.Noras padidinti architektūros skaidrumą paskatino sukurti ir naudoti kabelių tinklelio sienas ir varžtais paremtas išorines sienas.Architektūriškai sudėtinguose pastatuose bus naudojamos šiuolaikinės šiuolaikinės technologijos ir jie turi atitikti vietinius statybos ir saugos kodeksus bei standartus.
Ištirti skaidrūs struktūriniai silikoniniai klijai (TSSA) ir pasiūlytas būdas paremti stiklą varžtais tvirtinamomis dalimis, o ne gręžti skyles [6] [7].Skaidrių klijų technologija, pasižyminti tvirtumu, sukibimu ir ilgaamžiškumu, pasižymi daugybe fizinių savybių, kurios leidžia užuolaidų sienelių dizaineriams sukurti jungčių sistemą unikaliu ir nauju būdu.
Apvalius, stačiakampius ir trikampius priedus, kurie atitinka estetiką ir konstrukcines savybes, lengva suprojektuoti.TSSA kietinamas kartu su laminuotu stiklu, apdorojamu autoklave.Pašalinus medžiagą iš autoklavo ciklo, galima atlikti 100% patikros testą.Šis kokybės užtikrinimo pranašumas yra unikalus TSSA, nes jis gali nedelsiant gauti grįžtamąjį ryšį apie mazgo struktūrinį vientisumą.
Ištirtas įprastų konstrukcinių silikoninių medžiagų atsparumas smūgiams [8] ir smūgiams sugeriantis poveikis [9].Wolf ir kt.pateikė Štutgarto universiteto sugeneruotus duomenis.Šie duomenys rodo, kad, palyginti su kvazistatiniu deformacijų greičiu, nurodytu ASTM C1135, konstrukcinės silikoninės medžiagos tempiamasis stipris yra 5 m/s (197 colių/s).Padidėja stiprumas ir pailgėjimas.Nurodo ryšį tarp deformacijos ir fizinių savybių.
Kadangi TSSA yra labai elastinga medžiaga, kurios modulis ir stiprumas yra didesnis nei struktūrinis silikonas, tikimasi, kad jos bendras veikimas bus toks pat.Nors laboratoriniai bandymai su dideliu tempimo laipsniu nebuvo atlikti, galima tikėtis, kad didelis įtempimo laipsnis sprogimo metu neturės įtakos stiprumui.
Stiklas su varžtais buvo išbandytas, atitinka sprogimo mažinimo standartus [11] ir buvo eksponuojamas 2013 m. stiklo eksploatacinių savybių dieną.Vizualiniai rezultatai aiškiai parodo stiklo mechaninio tvirtinimo privalumus išdaužus stiklą.Sistemoms su grynu lipniu tvirtinimu tai bus iššūkis.
Rėmas pagamintas iš amerikietiško standartinio plieno kanalo, kurio matmenys yra 151 mm gylis x 48,8 mm plotis x 5,08 mm rulono storis (6 "x 1,92" x 0,20"), paprastai vadinamas C 6" x 8,2 # lizdu.C kanalai suvirinami kartu kampuose, o kampuose suvirinama 9 mm (0,375 colio) storio trikampė dalis, nutolusi nuo rėmo paviršiaus.Plokštėje buvo išgręžta 18 mm (0,71 colio) skylė, kad į ją būtų galima lengvai įkišti 14 mm (0,55 colio) skersmens varžtą.
TSSA metalinės jungiamosios detalės, kurių skersmuo 60 mm (2,36 colio), yra 50 mm (2 colių) atstumu nuo kiekvieno kampo.Ant kiekvieno stiklo uždėkite keturias jungiamąsias detales, kad viskas būtų simetriška.Unikali TSSA savybė yra ta, kad ją galima pastatyti arti stiklo krašto.Gręžimo priedai mechaniniam tvirtinimui stikle turi specifinius matmenis, pradedant nuo krašto, kurie turi būti įtraukti į konstrukciją ir turi būti išgręžti prieš grūdinimą.
Dydis arti krašto pagerina gatavos sistemos skaidrumą ir tuo pačiu sumažina žvaigždės jungties sukibimą dėl mažesnio tipinės žvaigždės jungties sukimo momento.Šiam projektui pasirinktas stiklas yra du 6 mm (1/4 colio) grūdinti skaidrūs 1524 mm x 1524 mm (5′x 5′) sluoksniai, laminuoti Sentry Glass Plus (SGP) jonomerine tarpine 1,52 mm (0,060) plėvele.
1 mm (0,040 colio) storio TSSA diskas uždedamas ant 60 mm (2,36 colio) skersmens gruntuoto nerūdijančio plieno jungiamosios detalės.Gruntas skirtas pagerinti sukibimo su nerūdijančiu plienu patvarumą ir yra silano ir titanato mišinys tirpiklyje.Metalinis diskas vieną minutę prispaudžiamas prie stiklo išmatuota 0,7 MPa (100 psi) jėga, kad būtų užtikrintas drėkinimas ir kontaktas.Sudėkite komponentus į autoklavą, kurio slėgis siekia 11,9 baro (175 psi) ir 133 C° (272 °F), kad TSSA pasiektų 30 minučių mirkymo laiką, reikalingą kietėjimui ir klijavimui autoklave.
Kai autoklavas bus baigtas ir atvėsintas, patikrinkite kiekvieną TSSA jungiamąją detalę ir priveržkite iki 55 Nm (40,6 pėdos svarų), kad būtų rodoma standartinė 1,3 MPa (190 psi) apkrova.TSSA priedus teikia „Sadev“ ir yra identifikuojami kaip R1006 TSSA priedai.
Sumontuokite pagrindinį priedo korpusą prie kietėjimo disko ant stiklo ir nuleiskite jį į plieninį rėmą.Sureguliuokite ir pritvirtinkite varžtų veržles taip, kad išorinis stiklas būtų viename lygyje su plieninio rėmo išorine puse.Stiklo perimetrą supanti 13 mm x 13 mm (1/2 colio x½”) jungtis yra užsandarinta dviejų dalių silikonine struktūra, kad slėgio apkrovos bandymas galėtų prasidėti kitą dieną.
Bandymas buvo atliktas naudojant smūgio vamzdelį Kentukio universiteto Sprogmenų tyrimų laboratorijoje.Amortizacinis vamzdis sudarytas iš sustiprinto plieno korpuso, ant kurio galima montuoti iki 3,7 m x 3,7 m dydžio mazgus.
Smūgio vamzdis varomas dedant sprogmenis išilgai sprogimo vamzdžio, kad būtų imituojamos teigiamos ir neigiamos sprogimo įvykio fazės [12] [13].Įdėkite visą stiklo ir plieno rėmo agregatą į amortizacinį vamzdelį ir patikrinkite, kaip parodyta 4 paveiksle.
Smūgio vamzdžio viduje sumontuoti keturi slėgio jutikliai, todėl galima tiksliai išmatuoti slėgį ir pulsą.Bandymui įrašyti buvo naudojamos dvi skaitmeninės vaizdo kameros ir skaitmeninis SLR fotoaparatas.
MREL Ranger HR didelės spartos kamera, esanti šalia lango už smūgio vamzdžio, užfiksavo bandymą 500 kadrų per sekundę greičiu.Prie lango nustatykite 20 kHz nukreipimo lazerio įrašą, kad išmatuotų deformaciją lango centre.
Iš viso keturi karkaso komponentai buvo išbandyti devynis kartus.Jei stiklas neišeina iš angos, iš naujo patikrinkite komponentą esant didesniam slėgiui ir smūgiui.Kiekvienu atveju registruojami tikslinio slėgio ir impulsų bei stiklo deformacijų duomenys.Tada kiekvienas bandymas taip pat įvertinamas pagal AAMA 510-14 [Festestration System Voluntal Guidelines for Explosion Hazard Mitigation].
Kaip aprašyta aukščiau, keturi rėmo mazgai buvo išbandyti, kol stiklas buvo pašalintas iš sprogimo angos.Pirmojo bandymo tikslas – pasiekti 69 kPa esant 614 kPa-ms (10 psi A 89 psi-msek) impulsui.Veikiant apkrovai, stiklo langas sudužo ir atsiskyrė nuo rėmo.Sadev taškinės jungiamosios detalės leidžia TSSA prilipti prie sudužusio grūdinto stiklo.Kai grūdintas stiklas subyrėjo, stiklas paliko angą po maždaug 100 mm (4 colių) deformacijos.
Didėjant nuolatinei apkrovai, rėmas 2 buvo išbandytas 3 kartus.Rezultatai parodė, kad gedimas nepasireiškė tol, kol slėgis nepasiekė 69 kPa (10 psi).Išmatuotas 44,3 kPa (6,42 psi) ir 45,4 kPa (6,59 psi) slėgis neturės įtakos komponento vientisumui.Esant išmatuotam 62 kPa (9 psi) slėgiui, stiklo įlinkis sulūžo, todėl stiklo langas liko angoje.Visi TSSA priedai tvirtinami išdaužtu grūdintu stiklu, kaip ir 7 pav.
Didėjant nuolatinei apkrovai, rėmas 3 buvo išbandytas du kartus.Rezultatai parodė, kad gedimas neįvyko tol, kol slėgis nepasiekė tikslinio 69 kPa (10 psi).Išmatuotas 48,4 kPa (7,03 psi) slėgis neturės įtakos komponento vientisumui.Renkant duomenis nepavyko leisti nukreipti, tačiau vizualinis stebėjimas iš vaizdo įrašo parodė, kad 2 kadro 3 bandymo ir 4 kadro 7 bandymo deformacija buvo panaši.Esant 64 kPa (9,28 psi) matavimo slėgiui, stiklo įlinkis, išmatuotas 190,5 mm (7,5 colio), sulūžo, todėl stiklo langas liko angoje.Visi TSSA priedai tvirtinami išdaužtu grūdintu stiklu, kaip ir 7 pav.
Didėjant nuolatinei apkrovai, rėmas 4 buvo išbandytas 3 kartus.Rezultatai parodė, kad gedimas nepasireiškė, kol slėgis antrą kartą nepasiekė tikslinio 10 psi.Išmatuotas 46,8 kPa (6,79) ir 64,9 kPa (9,42 psi) slėgis neturės įtakos komponento vientisumui.Atliekant 8 bandymą, buvo išmatuota, kad stiklas išsilenktų 100 mm (4 colių).Tikimasi, kad dėl šios apkrovos stiklas sudužtų, tačiau galima gauti kitus duomenų taškus.
Atliekant 9 bandymą, išmatuotas 65,9 kPa (9,56 psi) slėgis pakreipė stiklą 190,5 mm (7,5 colio) ir sulūžo, todėl stiklo langas liko angoje.Visi TSSA priedai tvirtinami su tuo pačiu grūdintu stiklu, kaip parodyta 7 pav. Visais atvejais priedus galima lengvai nuimti nuo plieninio rėmo be jokių akivaizdžių pažeidimų.
Kiekvieno bandymo TSSA nesikeičia.Po bandymo, kai stiklas lieka nepažeistas, vizualiai TSSA pokyčių nėra.Didelės spartos vaizdo įraše matyti, kaip stiklas dūžta tarpatramio viduryje ir išeina iš angos.
8 ir 9 paveiksluose palyginus stiklo dūžį ir nesugedimą, įdomu pastebėti, kad stiklo lūžio režimas vyksta toli nuo tvirtinimo taško, o tai rodo, kad nesurišta stiklo dalis pasiekė lenkimo tašką, sparčiai artėja Trapaus stiklo takumo riba, palyginti su dalimi, kuri lieka surišta.
Tai rodo, kad bandymo metu šių dalių sulūžusios plokštės greičiausiai judės veikiamos šlyties jėgų.Derinant šį principą ir pastebėjimą, kad gedimo būdas atrodo kaip stiklo storio trapumas klijų sąsajoje, didėjant nustatytai apkrovai, našumas turėtų būti pagerintas didinant stiklo storį arba kontroliuojant deformaciją kitomis priemonėmis.
4 kadro 8 testas yra maloni staigmena bandymų įstaigoje.Nors stiklas nėra pažeistas, kad būtų galima dar kartą išbandyti rėmą, TSSA ir aplinkinės sandarinimo juostelės vis tiek gali išlaikyti šią didelę apkrovą.TSSA sistema naudoja keturis 60 mm priedus stiklui palaikyti.Projektinės vėjo apkrovos yra gyvos ir nuolatinės apkrovos, abi 2,5 kPa (50 psf).Tai vidutinio dizaino, idealaus architektūrinio skaidrumo, itin didelės apkrovos, o TSSA lieka nepažeista.
Šis tyrimas buvo atliktas siekiant nustatyti, ar stiklo sistemos klijų sukibimas turi tam tikrų būdingų pavojų ar defektų, susijusių su žemo lygio smėliavimo efektyvumo reikalavimais.Akivaizdu, kad paprasta 60 mm TSSA priedų sistema yra sumontuota šalia stiklo krašto ir veikia tol, kol stiklas sudūžta.Kai stiklas suprojektuotas taip, kad būtų atsparus dūžimui, TSSA yra perspektyvus sujungimo būdas, galintis užtikrinti tam tikrą apsaugos lygį, išlaikant pastato skaidrumo ir atvirumo reikalavimus.
Pagal ASTM F2912-17 standartą, išbandyti langų komponentai pasiekia H1 pavojaus lygį C1 standarto lygiu.Tyrime naudotas Sadev R1006 priedas neturi įtakos.
Šiame tyrime naudojamas grūdintas stiklas yra „silpnoji sistemos grandis“.Išdaužus stiklą, TSSA ir aplinkinė sandarinimo juostelė negali išlaikyti didelio stiklo kiekio, nes ant silikoninės medžiagos lieka nedidelis kiekis stiklo šukių.
Konstrukcijos ir eksploatacinių savybių požiūriu buvo įrodyta, kad TSSA klijų sistema užtikrina aukštą sprogstamųjų fasado komponentų apsaugos lygį pradiniame sprogstamųjų medžiagų veikimo rodiklių lygyje, o tai buvo plačiai pripažinta pramonėje.Išbandytas fasadas rodo, kad kai sprogimo pavojus yra nuo 41,4 kPa (6 psi) iki 69 kPa (10 psi), efektyvumas pavojaus lygiu labai skiriasi.
Tačiau svarbu, kad skirtumai tarp pavojaus klasifikavimo nebūtų siejami su klijų trūkimu, kaip rodo klijų ir stiklo skeveldrų sukibimo būdas tarp pavojaus slenksčių.Remiantis stebėjimais, stiklo dydis yra tinkamai sureguliuotas, kad būtų sumažinta deformacija, kad būtų išvengta trapumo dėl padidėjusio šlyties atsako lenkimo ir tvirtinimo sąsajoje, o tai, atrodo, yra pagrindinis veiksnys.
Ateities projektai gali sumažinti pavojaus lygį esant didesnėms apkrovoms padidinant stiklo storį, fiksuojant taško padėtį krašto atžvilgiu ir padidinant klijų kontaktinį skersmenį.
[1] ASTM F2912-17 standartinė stiklo pluošto specifikacija, stiklas ir stiklo sistemos, veikiamos didelio aukščio apkrovų, ASTM International, West Conshawken, Pensilvanija, 2017 m., https://doi.org/10.1520/F2912-17 [2 ] Hilliard, JR, Paris, CJ ir Peterson, CO, Jr., „Stiklo sandarinimo stiklas, stiklo sistemų sandarinimo technologija“, ASTM STP 638, ASTM International, West Conshooken, Pensilvanija, 1977, p.67-99 puslapiai.[3] Zarghamee, MS, TA, Schwartz ir Gladstone, M., „Struktūrinio silicio stiklo seisminis veikimas“, pastatų sandarinimas, sandariklis, stiklas ir vandeniui atspari technologija, 1 tomas. 6. ASTM STP 1286, JC Myers, redaktorius, ASTM International, West Conshohocken, Pensilvanija, 1996, p. 46-59.[4] Carbary, LD, „Silikoninių struktūrinių stiklo langų sistemų ilgaamžiškumo ir eksploatacinių savybių apžvalga“, Stiklo efektyvumo diena, Tampere, Suomija, 2007 m. birželis, konferencijos medžiaga, 190–193 psl.[5] Schmidt, CM, Schoenherr, WJ, Carbary LD, ir Takish, MS, „Silikoninių struktūrinių klijų veikimas“, Stiklo sistemos mokslas ir technologija, ASTM STP1054, Paryžiaus CJ universitetas, Amerikos bandymų ir medžiagų draugija, Filadelfija, 1989 metai, p. 22–45 [6] Wolf, AT, Sitte, S., Brasseur, M., J. ir Carbary L. D, „Permatomi struktūriniai silikoniniai klijai, skirti tvirtinimo stiklų dalinimui (TSSA) Preliminarus mechaninio įvertinimas plieno savybės ir ilgaamžiškumas“, Ketvirtasis tarptautinis patvarumo simpoziumas „Statybiniai sandarikliai ir klijai“, ASTM International Magazine, paskelbtas internete, 2011 m. rugpjūčio mėn., 8 tomas, 10 leidimas (2011 m. lapkričio 11 d. mėn.), JAI 104084, galima rasti šioje svetainėje : www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/JOURNALS/JAI/PAGES/JAI104084.htm.[7] Clift, C., Hutley, P., Carbary, LD, Skaidrios struktūros silikoniniai klijai, Glass Performance Day, Tamperė, Suomija, 2011 m. birželio mėn., Susitikimo medžiaga, 650–653 psl.[8] Clift, C., Carbary, LD, Hutley, P., Kimberlain, J., „Naujos kartos konstrukcinis silicio stiklas“ fasadų projektavimo ir inžinerijos žurnalas 2 (2014) 137–161, DOI 10.3233 / FDE-150020 [ 9 ] Kennethas Yaroshas, ​​Andreasas T. Wolfas ir Sigurdas Sittes „Silikoninės gumos sandariklių įvertinimas projektuojant neperšaunamus langus ir užuolaidų sienas dideliu judėjimo greičiu“, ASTM International Magazine, 1 numeris. 6. Popierius Nr. 2, ID JAI101953 [ 10] ASTM C1135-15, Standartinis bandymo metodas, skirtas struktūrinių sandariklių tempimo sukibimo charakteristikoms nustatyti, ASTM International, West Conshohocken, Pensilvanija, 2015, https://doi.org/10.1520/C1135-15, [11] Morgan , „Sprogimui atsparaus varžtais pritvirtinto stiklo pažanga“, Stiklo eksploatacinių savybių diena, 2103 m. birželio mėn., posėdžio protokolai, p. 181–182 [12] ASTM F1642 / F1642M-17 Standartinis stiklo ir stiklo sistemų, kurias veikia didelė vėjo apkrova, bandymo metodas , ASTM International, West Conshohocken, Pensilvanija, 2017 m., https://doi.org/10.1520/F1642_F1642M-17 [13] Vestuvės, Williamas Chadas ir Bradenas T.Lusk."Naujas metodas, skirtas nustatyti antisprogiųjų stiklo sistemų reakciją į sprogstamas apkrovas."Metrika 45.6 (2012): 1471-1479.[14] „Savanoriškos vertikalių langų sistemų sprogimo pavojaus mažinimo gairės“ AAMA 510-14.