Sistem kaca tetap titik yang memenuhi keperluan seni bina ini amat popular di pintu masuk tanah atau kawasan awam.Kemajuan teknologi terkini telah membenarkan penggunaan pelekat berkekuatan ultra tinggi untuk melekatkan batu apung besar ini pada aksesori tanpa perlu menebuk lubang pada kaca.
Lokasi tanah biasa meningkatkan kemungkinan bahawa sistem mesti bertindak sebagai lapisan pelindung untuk penghuni bangunan, dan keperluan ini melebihi atau melebihi keperluan beban angin biasa.Beberapa ujian telah dilakukan pada sistem penetapan titik untuk penggerudian, tetapi bukan pada kaedah ikatan.
Tujuan artikel ini adalah untuk merekodkan ujian simulasi menggunakan tiub kejutan dengan cas letupan untuk mensimulasikan letupan untuk mensimulasikan kesan beban letupan pada komponen lutsinar terikat.Pembolehubah ini termasuk beban letupan yang ditakrifkan oleh ASTM F2912 [1], yang dijalankan pada plat nipis dengan sandwic ionomer SGP.Penyelidikan ini adalah kali pertama ia boleh mengukur potensi prestasi letupan untuk ujian berskala besar dan reka bentuk seni bina.Pasang empat kelengkapan TSSA dengan diameter 60 mm (2.36 inci) pada plat kaca berukuran 1524 x 1524 mm (60 inci x 60 inci).
Empat komponen yang dimuatkan kepada 48.3 kPa (7 psi) atau lebih rendah tidak merosakkan atau menjejaskan TSSA dan kaca.Lima komponen telah dimuatkan di bawah tekanan melebihi 62 kPa (9 psi), dan empat daripada lima komponen menunjukkan pecahan kaca, menyebabkan kaca beralih daripada bukaan.Dalam semua kes, TSSA kekal melekat pada kelengkapan logam, dan tiada kerosakan, lekatan atau ikatan ditemui.Ujian telah menunjukkan bahawa, mengikut keperluan AAMA 510-14, reka bentuk TSSA yang diuji boleh menyediakan sistem keselamatan yang berkesan di bawah beban 48.3 kPa (7 psi) atau lebih rendah.Data yang dijana di sini boleh digunakan untuk merekayasa sistem TSSA untuk memenuhi beban yang ditentukan.
Jon Kimberlain (Jon Kimberlain) ialah pakar aplikasi lanjutan bagi silikon berprestasi tinggi Dow Corning.Lawrence D. Carbary (Lawrence D. Carbary) ialah saintis industri pembinaan berprestasi tinggi Dow Corning yang merupakan silikon Dow Corning dan penyelidik ASTM.
Lampiran silikon struktur panel kaca telah digunakan selama hampir 50 tahun untuk meningkatkan estetika dan prestasi bangunan moden [2] [3] [4] [5].Kaedah penetapan boleh menjadikan dinding luaran berterusan licin dengan ketelusan yang tinggi.Keinginan untuk meningkatkan ketelusan dalam seni bina membawa kepada pembangunan dan penggunaan dinding jaringan kabel dan dinding luar yang disokong bolt.Bangunan mercu tanda yang mencabar dari segi seni bina akan merangkumi teknologi moden hari ini dan mesti mematuhi kod dan piawaian bangunan serta keselamatan tempatan.
Pelekat silikon struktur lutsinar (TSSA) telah dikaji, dan kaedah menyokong kaca dengan bahagian penetapan bolt dan bukannya lubang penggerudian telah dicadangkan [6] [7].Teknologi gam lutsinar dengan kekuatan, lekatan dan ketahanan mempunyai satu siri sifat fizikal yang membolehkan pereka dinding tirai mereka bentuk sistem sambungan dengan cara yang unik dan baru.
Aksesori bulat, segi empat tepat dan segi tiga yang memenuhi estetika dan prestasi struktur mudah direka bentuk.TSSA diawet bersama dengan kaca berlamina diproses dalam autoklaf.Selepas mengeluarkan bahan daripada kitaran autoklaf, ujian pengesahan 100% boleh diselesaikan.Kelebihan jaminan kualiti ini adalah unik kepada TSSA kerana ia boleh memberikan maklum balas segera tentang integriti struktur pemasangan.
Rintangan hentaman [8] dan kesan penyerapan hentakan bahan silikon struktur konvensional telah dikaji [9].Wolf et al.menyediakan data yang dijana oleh Universiti Stuttgart.Data ini menunjukkan bahawa, berbanding dengan kadar terikan kuasi statik yang dinyatakan dalam ASTM C1135, kekuatan tegangan bahan silikon struktur adalah pada kadar terikan muktamad 5m/s (197in/s).Kekuatan dan pemanjangan meningkat.Menunjukkan hubungan antara terikan dan sifat fizikal.
Oleh kerana TSSA adalah bahan yang sangat elastik dengan modulus dan kekuatan yang lebih tinggi daripada silikon struktur, ia dijangka mengikuti prestasi umum yang sama.Walaupun ujian makmal dengan kadar terikan yang tinggi belum dilakukan, boleh dijangka bahawa kadar terikan yang tinggi dalam letupan tidak akan menjejaskan kekuatan.
Kaca bolted telah diuji, memenuhi piawaian pengurangan letupan [11], dan telah dipamerkan pada Hari Prestasi Kaca 2013.Hasil visual jelas menunjukkan kelebihan membetulkan kaca secara mekanikal selepas kaca pecah.Untuk sistem dengan lampiran pelekat tulen, ini akan menjadi satu cabaran.
Bingkai diperbuat daripada saluran keluli standard Amerika dengan dimensi kedalaman 151mm x lebar 48.8 mm x ketebalan web 5.08mm (6” x 1.92” x 0.20”), biasanya dipanggil slot C 6” x 8.2#.Saluran C dikimpal bersama di bucu, dan bahagian segi tiga tebal 9 mm (0.375 inci) dikimpal di bucu, diletakkan semula dari permukaan bingkai.Lubang 18mm (0.71″) telah digerudi dalam plat supaya bolt dengan diameter 14mm (0.55″) boleh dimasukkan dengan mudah ke dalamnya.
Kelengkapan logam TSSA dengan diameter 60 mm (2.36 inci) adalah 50 mm (2 inci) dari setiap sudut.Sapukan empat kelengkapan pada setiap kepingan kaca untuk menjadikan semuanya simetri.Ciri unik TSSA ialah ia boleh diletakkan berdekatan dengan tepi kaca.Aksesori penggerudian untuk penetapan mekanikal dalam kaca mempunyai dimensi tertentu bermula dari tepi, yang mesti dimasukkan ke dalam reka bentuk dan mesti digerudi sebelum pembajaan.
Saiz yang hampir dengan tepi meningkatkan ketelusan sistem siap, dan pada masa yang sama mengurangkan lekatan sendi bintang disebabkan oleh tork yang lebih rendah pada sambungan bintang biasa.Kaca yang dipilih untuk projek ini ialah dua lapisan 6mm (1/4″) terbaja lutsinar 1524mm x 1524mm (5′x 5′) berlamina dengan filem perantaraan ionomer Sentry Glass Plus (SGP) 1.52mm (0.060) “).
Cakera TSSA tebal 1 mm (0.040 inci) digunakan pada pemasangan keluli tahan karat berdiameter 60 mm (2.36 inci).Primer direka untuk meningkatkan ketahanan lekatan pada keluli tahan karat dan merupakan campuran silane dan titanat dalam pelarut.Cakera logam ditekan pada kaca dengan daya terukur 0.7 MPa (100 psi) selama satu minit untuk memberikan pembasahan dan sentuhan.Letakkan komponen dalam autoklaf yang mencapai 11.9 Bar (175 psi) dan 133 C° (272°F) supaya TSSA boleh mencapai masa rendam 30 minit yang diperlukan untuk pengawetan dan ikatan dalam autoklaf.
Selepas autoklaf siap dan disejukkan, periksa setiap pemasangan TSSA dan kemudian ketatkannya kepada 55Nm (40.6 kaki paun) untuk menunjukkan beban standard 1.3 MPa (190 psi).Aksesori untuk TSSA disediakan oleh Sadev dan dikenal pasti sebagai aksesori TSSA R1006.
Pasang badan utama aksesori pada cakera pengawetan pada kaca dan turunkannya ke dalam bingkai keluli.Laraskan dan pasangkan nat pada bolt supaya kaca luar sama dengan bahagian luar bingkai keluli.Sambungan 13mm x 13mm (1/2″ x½”) yang mengelilingi perimeter kaca dimeterai dengan struktur dua bahagian silikon supaya ujian beban tekanan boleh dimulakan pada hari berikutnya.
Ujian itu dijalankan menggunakan tiub kejutan di Makmal Penyelidikan Bahan Letupan di Universiti Kentucky.Tiub penyerap hentakan terdiri daripada badan keluli bertetulang, yang boleh memasang unit sehingga 3.7mx 3.7m pada muka.
Tiub hentaman digerakkan dengan meletakkan bahan letupan di sepanjang tiub letupan untuk mensimulasikan fasa positif dan negatif kejadian letupan [12] [13].Letakkan keseluruhan pemasangan bingkai kaca dan keluli ke dalam tiub penyerap kejutan untuk ujian, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4.
Empat penderia tekanan dipasang di dalam tiub kejutan, jadi tekanan dan nadi boleh diukur dengan tepat.Dua kamera video digital dan kamera SLR digital digunakan untuk merakam ujian.
Kamera berkelajuan tinggi MREL Ranger HR yang terletak berhampiran tingkap di luar tiub kejutan menangkap ujian pada 500 bingkai sesaat.Tetapkan rekod laser pesongan 20 kHz berhampiran tingkap untuk mengukur pesongan di tengah tetingkap.
Empat komponen rangka kerja telah diuji sembilan kali secara keseluruhan.Jika kaca tidak meninggalkan bukaan, uji semula komponen di bawah tekanan dan impak yang lebih tinggi.Dalam setiap kes, tekanan sasaran dan data impuls dan ubah bentuk kaca direkodkan.Kemudian, setiap ujian juga dinilai mengikut AAMA 510-14 [Garis Panduan Sukarela Sistem Perayaan untuk Tebatan Bahaya Letupan].
Seperti yang diterangkan di atas, empat pemasangan bingkai telah diuji sehingga kaca dikeluarkan dari pembukaan port letupan.Matlamat ujian pertama adalah untuk mencapai 69 kPa pada nadi 614 kPa-ms (10 psi A 89 psi-msec).Di bawah beban yang dikenakan, tingkap kaca pecah dan dilepaskan dari bingkai.Kelengkapan titik Sadev menjadikan TSSA mematuhi kaca terbaja yang pecah.Apabila kaca yang dikeraskan itu pecah, kaca itu meninggalkan bukaan selepas pesongan kira-kira 100 mm (4 inci).
Di bawah keadaan beban berterusan yang semakin meningkat, bingkai 2 telah diuji 3 kali.Keputusan menunjukkan bahawa kegagalan tidak berlaku sehingga tekanan mencapai 69 kPa (10 psi).Tekanan terukur 44.3 kPa (6.42 psi) dan 45.4 kPa (6.59 psi) tidak akan menjejaskan integriti komponen.Di bawah tekanan terukur 62 kPa (9 psi), pesongan kaca menyebabkan pecah, meninggalkan tingkap kaca dalam bukaan.Semua aksesori TSSA dipasang dengan kaca terbaja yang pecah, sama seperti dalam Rajah 7.
Di bawah keadaan peningkatan beban berterusan, bingkai 3 telah diuji dua kali.Keputusan menunjukkan bahawa kegagalan tidak berlaku sehingga tekanan mencapai sasaran 69 kPa (10 psi).Tekanan terukur 48.4 kPa (7.03) psi tidak akan menjejaskan integriti komponen.Pengumpulan data gagal membenarkan pesongan, tetapi pemerhatian visual daripada video menunjukkan bahawa pesongan bingkai 2 ujian 3 dan bingkai 4 ujian 7 adalah serupa.Di bawah tekanan pengukur 64 kPa (9.28 psi), pesongan kaca yang diukur pada 190.5 mm (7.5″) mengakibatkan pecah, meninggalkan tingkap kaca dalam bukaan.Semua aksesori TSSA dipasang dengan kaca terbaja yang pecah, sama seperti Rajah 7 .
Dengan peningkatan beban berterusan, bingkai 4 telah diuji 3 kali.Keputusan menunjukkan bahawa kegagalan tidak berlaku sehingga tekanan mencapai sasaran 10 psi untuk kali kedua.Tekanan terukur 46.8 kPa (6.79) dan 64.9 kPa (9.42 psi) tidak akan menjejaskan integriti komponen.Dalam ujian #8, kaca diukur untuk membengkok 100 mm (4 inci).Dijangka beban ini akan menyebabkan kaca pecah, tetapi titik data lain boleh diperolehi.
Dalam ujian #9, tekanan terukur 65.9 kPa (9.56 psi) memesongkan kaca sebanyak 190.5 mm (7.5″) dan menyebabkan pecah, meninggalkan tingkap kaca dalam bukaan.Semua aksesori TSSA dipasang dengan kaca terbaja yang sama seperti dalam Rajah 7 Dalam semua kes, aksesori boleh dikeluarkan dengan mudah daripada rangka keluli tanpa sebarang kerosakan yang jelas.
TSSA untuk setiap ujian kekal tidak berubah.Selepas ujian, apabila kaca kekal utuh, tiada perubahan visual dalam TSSA.Video berkelajuan tinggi menunjukkan kaca pecah pada titik tengah rentang dan kemudian meninggalkan bukaan.
Daripada perbandingan kegagalan kaca dan tiada kegagalan dalam Rajah 8 dan Rajah 9, adalah menarik untuk diperhatikan bahawa mod patah kaca berlaku jauh dari titik lampiran, yang menunjukkan bahawa bahagian kaca yang tidak terikat telah mencapai titik lentur, yang sedang menghampiri dengan pantas Titik hasil rapuh kaca adalah relatif kepada bahagian yang kekal terikat.
Ini menunjukkan bahawa semasa ujian, plat pecah di bahagian ini berkemungkinan bergerak di bawah daya ricih.Menggabungkan prinsip ini dan pemerhatian bahawa mod kegagalan seolah-olah menjadi kerosakan pada ketebalan kaca pada antara muka pelekat, apabila beban yang ditetapkan meningkat, prestasi harus diperbaiki dengan meningkatkan ketebalan kaca atau mengawal pesongan dengan cara lain.
Ujian 8 Bingkai 4 adalah kejutan yang menyenangkan dalam kemudahan ujian.Walaupun kaca tidak rosak supaya bingkai boleh diuji semula, TSSA dan jalur pengedap di sekeliling masih boleh mengekalkan beban yang besar ini.Sistem TSSA menggunakan empat lampiran 60mm untuk menyokong kaca.Beban angin reka bentuk adalah beban hidup dan kekal, kedua-duanya pada 2.5 kPa (50 psf).Ini adalah reka bentuk sederhana, dengan ketelusan seni bina yang ideal, mempamerkan beban yang sangat tinggi, dan TSSA kekal utuh.
Kajian ini dijalankan untuk menentukan sama ada lekatan pelekat sistem kaca mempunyai beberapa bahaya atau kecacatan yang wujud dari segi keperluan tahap rendah untuk prestasi letupan pasir.Jelas sekali, sistem aksesori TSSA 60mm mudah dipasang berhampiran tepi kaca dan mempunyai prestasi sehingga kaca pecah.Apabila kaca direka untuk menahan pecah, TSSA ialah kaedah sambungan berdaya maju yang boleh memberikan tahap perlindungan tertentu sambil mengekalkan keperluan bangunan untuk ketelusan dan keterbukaan.
Menurut standard ASTM F2912-17, komponen tetingkap yang diuji mencapai tahap bahaya H1 pada tahap standard C1.Aksesori Sadev R1006 yang digunakan dalam kajian tidak terjejas.
Kaca terbaja yang digunakan dalam kajian ini adalah "pautan lemah" dalam sistem.Sebaik sahaja kaca pecah, TSSA dan jalur pengedap di sekeliling tidak boleh menyimpan sejumlah besar kaca, kerana sejumlah kecil serpihan kaca kekal pada bahan silikon.
Dari sudut reka bentuk dan prestasi, sistem pelekat TSSA telah terbukti memberikan tahap perlindungan yang tinggi dalam komponen fasad gred letupan pada tahap awal penunjuk prestasi letupan, yang telah diterima secara meluas oleh industri.Fasad yang diuji menunjukkan bahawa apabila bahaya letupan adalah antara 41.4 kPa (6 psi) dan 69 kPa (10 psi), prestasi pada tahap bahaya adalah berbeza dengan ketara.
Walau bagaimanapun, adalah penting bahawa perbezaan dalam pengelasan bahaya tidak dikaitkan dengan kegagalan pelekat seperti yang ditunjukkan oleh mod kegagalan kohesi pelekat dan serpihan kaca antara ambang bahaya.Menurut pemerhatian, saiz kaca dilaraskan dengan sewajarnya untuk meminimumkan pesongan bagi mengelakkan kerapuhan akibat peningkatan tindak balas ricih pada antara muka lentur dan lampiran, yang nampaknya menjadi faktor utama dalam prestasi.
Reka bentuk masa hadapan mungkin dapat mengurangkan tahap bahaya di bawah beban yang lebih tinggi dengan meningkatkan ketebalan kaca, menetapkan kedudukan titik berbanding dengan tepi, dan meningkatkan diameter sentuhan pelekat.
[1] ASTM F2912-17 Spesifikasi Gentian Kaca Standard, Sistem Kaca dan Kaca Tertakluk kepada Beban Altitud Tinggi, ASTM International, West Conshawken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F2912-17 [2 ] Hilliard, JR, Paris, CJ and Peterson, CO, Jr., "Structural Sealant Glass, Sealant Technology for Glass Systems", ASTM STP 638, ASTM International, West Conshooken, Pennsylvania, 1977, hlm.67- 99 muka surat.[3] Zarghamee, MS, TA, Schwartz, dan Gladstone, M. , "Prestasi Seismik Kaca Silika Struktur", Pengedap Bangunan, Teknologi Sealant, Kaca dan Kalis Air, Jilid 1. 6. ASTM STP 1286, JC Myers, editor, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 1996, ms 46-59.[4] Carbary, LD, "Semakan Ketahanan dan Prestasi Sistem Tetingkap Kaca Struktur Silikon", Hari Prestasi Kaca, Tampere Finland, Jun 2007, Prosiding Persidangan, muka surat 190-193.[5] Schmidt, CM, Schoenherr, WJ, Carbary LD, dan Takish, MS, "Prestasi Pelekat Struktur Silikon", Sains dan Teknologi Sistem Kaca, ASTM STP1054, Universiti CJ Paris, Persatuan Pengujian dan Bahan Amerika, Philadelphia, 1989 Years, ms. 22-45 [6] Wolf, AT, Sitte, S., Brasseur, M., J. and Carbary L. D, "Pelekat Silikon Struktur Lutsinar untuk Memperbaiki Pendispensan Kaca (TSSA) Penilaian awal mekanikal sifat dan ketahanan keluli", The Fourth International Durability Symposium "Construction Sealants and Adhesives", Majalah Antarabangsa ASTM, diterbitkan dalam talian, Ogos 2011, Jilid 8, Isu 10 (11 November 2011 Bulan), JAI 104084, boleh didapati daripada laman web berikut : www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/JOURNALS/JAI/PAGES/JAI104084.htm.[7] Clift, C., Hutley, P., Carbary, LD, Pelekat silikon struktur lutsinar, Hari Prestasi Kaca, Tampere, Finland, Jun 2011, Prosiding mesyuarat, muka surat 650-653.[8] Clift, C., Carbary, LD, Hutley, P., Kimberlain, J., "Generasi Baharu Kaca Silika Struktur" Reka Bentuk Fasad dan Jurnal Kejuruteraan 2 (2014) 137–161, DOI 10.3233 / FDE-150020 [ 9 ] Kenneth Yarosh, Andreas T. Wolf, dan Sigurd Sitte "Penilaian Pengedap Getah Silikon dalam Reka Bentuk Tingkap Kalis Peluru dan Dinding Tirai pada Kadar Pergerakan Tinggi", Majalah Antarabangsa ASTM, Terbitan 1. 6. Kertas No. 2, ID JAI101953 [ 10] ASTM C1135-15, Kaedah Ujian Standard untuk Menentukan Prestasi Lekatan Tegangan bagi Pengedap Struktur, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 2015, https:///doi.org/10.1520/C1135-15 [11] Morgan, T. , “Progress in Explosion-proof Bolt-Fixed Glass”, Hari Prestasi Kaca, Jun 2103, minit mesyuarat, ms 181-182 [12] ASTM F1642 / F1642M-17 Kaedah ujian standard untuk sistem kaca dan kaca yang tertakluk kepada beban angin tinggi , ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F1642_F1642M-17 [13] Perkahwinan, William Chad dan Braden T.Lusk."Kaedah baru untuk menentukan tindak balas sistem kaca anti-letupan terhadap beban letupan."Metrik 45.6 (2012): 1471-1479.[14] “Garis Panduan Sukarela untuk Mengurangkan Bahaya Letupan Sistem Tingkap Menegak” AAMA 510-14.