Sistemet e qelqit të fiksuar në pika që plotësojnë këtë kërkesë arkitekturore janë veçanërisht të njohura në hyrjet tokësore ose në zonat publike. Përparimet e fundit teknologjike kanë lejuar përdorimin e ngjitësve me rezistencë ultra të lartë për të bashkangjitur këto shtufë të mëdhenj në aksesorë pa pasur nevojë të shpohen vrima në xham.
Vendndodhja tipike e tokës rrit mundësinë që sistemi të veprojë si një shtresë mbrojtëse për banorët e ndërtesës, dhe kjo kërkesë tejkalon ose tejkalon kërkesat tipike të ngarkesës së erës. Disa teste janë kryer në sistemin e fiksimit në pika për shpim, por jo në metodën e lidhjes.
Qëllimi i këtij artikulli është të regjistrojë një provë simulimi duke përdorur një tub shoku me ngarkesa shpërthyese për të simuluar një shpërthim për të simuluar ndikimin e një ngarkese shpërthyese në një përbërës transparent të lidhur. Këto variabla përfshijnë ngarkesën e shpërthimit të përcaktuar nga ASTM F2912 [1], e cila kryhet në një pllakë të hollë me një sanduiç jonomer SGP. Ky hulumtim është hera e parë që mund të përcaktojë performancën e mundshme shpërthyese për testime në shkallë të gjerë dhe dizajn arkitektonik. Bashkangjitni katër pajisje TSSA me një diametër prej 60 mm (2.36 inç) në një pllakë qelqi me përmasa 1524 x 1524 mm (60 inç x 60 inç).
Katër komponentët e ngarkuar me një presion prej 48.3 kPa (7 psi) ose më të ulët nuk e dëmtuan ose ndikuan TSSA-në dhe xhamin. Pesë komponentë u ngarkuan nën presion mbi 62 kPa (9 psi) dhe katër nga pesë komponentët treguan thyerje xhami, duke shkaktuar zhvendosjen e xhamit nga hapja. Në të gjitha rastet, TSSA mbeti e bashkangjitur në pajisjet metalike dhe nuk u gjet asnjë mosfunksionim, ngjitje ose lidhje. Testimi ka treguar se, në përputhje me kërkesat e AAMA 510-14, dizajni i testuar i TSSA-së mund të ofrojë një sistem efektiv sigurie nën një ngarkesë prej 48.3 kPa (7 psi) ose më të ulët. Të dhënat e gjeneruara këtu mund të përdoren për të projektuar sistemin TSSA për të përmbushur ngarkesën e specifikuar.
Jon Kimberlain (Jon Kimberlain) është eksperti i aplikimit të avancuar të silikoneve me performancë të lartë të Dow Corning. Lawrence D. Carbary (Lawrence D. Carbary) është një shkencëtar i industrisë së ndërtimit me performancë të lartë në Dow Corning, i cili është studiues i silikonit dhe ASTM në Dow Corning.
Ngjitja strukturore prej silikoni e paneleve të qelqit është përdorur për gati 50 vjet për të përmirësuar estetikën dhe performancën e ndërtesave moderne [2] [3] [4] [5]. Metoda e fiksimit mund ta bëjë murin e jashtëm të lëmuar dhe të vazhdueshëm me transparencë të lartë. Dëshira për transparencë më të madhe në arkitekturë çoi në zhvillimin dhe përdorimin e mureve me rrjetë kabllosh dhe mureve të jashtme të mbështetura me bulona. Ndërtesat historike me sfida arkitekturore do të përfshijnë teknologjinë moderne të sotme dhe duhet të jenë në përputhje me kodet dhe standardet lokale të ndërtimit dhe sigurisë.
Ngjitësi transparent strukturor prej silikoni (TSSA) është studiuar dhe është propozuar një metodë për të mbështetur xhamin me pjesë fiksuese me bulona në vend të shpimit të vrimave [6] [7]. Teknologjia e ngjitësit transparent me forcë, ngjitje dhe qëndrueshmëri ka një sërë vetish fizike që u lejojnë projektuesve të mureve me perde të projektojnë sistemin e lidhjes në një mënyrë unike dhe të re.
Aksesorët e rrumbullakët, drejtkëndësh dhe trekëndësh që plotësojnë estetikën dhe performancën strukturore janë të lehtë për t'u projektuar. TSSA thahet së bashku me xhamin e laminuar që përpunohet në një autoklavë. Pas heqjes së materialit nga cikli i autoklavës, mund të kryhet testi i verifikimit 100%. Ky avantazh i sigurimit të cilësisë është unik për TSSA sepse mund të ofrojë reagime të menjëhershme mbi integritetin strukturor të montimit.
Rezistenca ndaj goditjes [8] dhe efekti i thithjes së goditjeve të materialeve konvencionale strukturore të silikonit janë studiuar [9]. Wolf et al. kanë siguruar të dhëna të gjeneruara nga Universiteti i Shtutgartit. Këto të dhëna tregojnë se, krahasuar me shkallën e deformimit kuazi-statik të specifikuar në ASTM C1135, rezistenca në tërheqje e materialit strukturor të silikonit është në një shkallë maksimale deformimi prej 5m/s (197in/s). Rezistenca dhe zgjatimi rriten. Tregon marrëdhënien midis deformimit dhe vetive fizike.
Meqenëse TSSA është një material shumë elastik me modul dhe rezistencë më të lartë se silikoni strukturor, pritet që të ndjekë të njëjtën performancë të përgjithshme. Edhe pse nuk janë kryer teste laboratorike me shkallë të lartë të deformimit, mund të pritet që shkalla e lartë e deformimit në shpërthim nuk do të ndikojë në rezistencë.
Xhami i buluar është testuar, përmbush standardet e zbutjes së shpërthimeve [11] dhe u ekspozua në Ditën e Performancës së Xhamit 2013. Rezultatet vizuale tregojnë qartë avantazhet e fiksimit mekanik të xhamit pasi xhami është thyer. Për sistemet me ngjitje të pastër ngjitëse, kjo do të jetë një sfidë.
Korniza është bërë nga kanal çeliku standard amerikan me dimensione 151 mm thellësi x 48.8 mm gjerësi x 5.08 mm trashësi rrjete (6” x 1.92” x 0.20”), zakonisht i quajtur çarje C 6” x 8.2#. Kanalet C janë ngjitur së bashku në cepa, dhe një seksion trekëndësh me trashësi 9 mm (0.375 inç) është ngjitur në cepa, të vendosur larg nga sipërfaqja e kornizës. Një vrimë 18 mm (0.71″) është shpuar në pllakë në mënyrë që një bulon me diametër prej 14 mm (0.55″) të mund të futet lehtësisht në të.
Pajisjet metalike TSSA me një diametër prej 60 mm (2.36 inç) janë 50 mm (2 inç) nga secili cep. Vendosni katër pajisje në secilën copë qelqi për ta bërë gjithçka simetrike. Karakteristika unike e TSSA është se mund të vendoset afër skajit të qelqit. Aksesorët shpues për fiksimin mekanik në xham kanë dimensione specifike duke filluar nga skaji, të cilat duhet të përfshihen në dizajn dhe duhet të shpohen para temperimit.
Madhësia afër skajit përmirëson transparencën e sistemit të përfunduar dhe në të njëjtën kohë zvogëlon ngjitjen e nyjes yll për shkak të çift rrotullues më të ulët në nyjen tipike yll. Qelqi i përzgjedhur për këtë projekt është dy shtresa transparente të temperuara 6 mm (1/4″) 1524 mm x 1524 mm (5′x 5′) të laminuara me film të ndërmjetëm jonomer Sentry Glass Plus (SGP) 1.52 mm (0.060) “).
Një disk TSSA me trashësi 1 mm (0.040 inç) aplikohet në një pajisje çeliku inox të lyer me astar me diametër 60 mm (2.36 inç). Astarja është projektuar për të përmirësuar qëndrueshmërinë e ngjitjes në çelik inox dhe është një përzierje silani dhe titanati në një tretës. Disku metalik shtypet kundër xhamit me një forcë të matur prej 0.7 MPa (100 psi) për një minutë për të siguruar lagie dhe kontakt. Vendosni përbërësit në një autoklavë që arrin 11.9 Bar (175 psi) dhe 133 C° (272°F) në mënyrë që TSSA të mund të arrijë kohën 30-minutëshe të zhytjes të nevojshme për tharjen dhe ngjitjen në autoklavë.
Pasi autoklava të jetë përfunduar dhe të jetë ftohur, inspektoni çdo pajisje TSSA dhe më pas shtrëngojeni atë në 55 Nm (40.6 paund këmbë) për të treguar një ngarkesë standarde prej 1.3 MPa (190 psi). Aksesorët për TSSA ofrohen nga Sadev dhe identifikohen si aksesorë R1006 TSSA.
Montoni trupin kryesor të aksesorit në diskun e tharjes në xham dhe uleni atë në kornizën e çelikut. Rregulloni dhe fiksoni dadot në bulona në mënyrë që xhami i jashtëm të jetë në nivel me pjesën e jashtme të kornizës së çelikut. Nyja 13 mm x 13 mm (1/2″ x½”) që rrethon perimetrin e xhamit është e vulosur me një strukturë silikoni me dy pjesë në mënyrë që testi i ngarkesës së presionit të mund të fillojë ditën tjetër.
Testi u krye duke përdorur një tub goditjeje në Laboratorin e Kërkimit të Eksplozivëve në Universitetin e Kentucky-t. Tubi thithës i goditjeve është i përbërë nga një trup çeliku i përforcuar, i cili mund të instalojë njësi deri në 3.7mx 3.7m në sipërfaqe.
Tubi i impaktit vihet në lëvizje duke vendosur eksplozivë përgjatë gjatësisë së tubit të shpërthimit për të simuluar fazat pozitive dhe negative të ngjarjes së shpërthimit [12] [13]. Vendosni të gjithë montimin e kornizës prej qelqi dhe çeliku në tubin thithës të goditjeve për testim, siç tregohet në Figurën 4.
Brenda tubit të goditjes janë instaluar katër sensorë presioni, kështu që presioni dhe pulsi mund të maten me saktësi. Për të regjistruar testin u përdorën dy kamera dixhitale video dhe një kamera dixhitale SLR.
Kamera me shpejtësi të lartë MREL Ranger HR e vendosur pranë dritares jashtë tubit të goditjes kapi testin me 500 kuadro për sekondë. Vendosni një regjistrim lazeri devijimi 20 kHz pranë dritares për të matur devijimin në qendër të dritares.
Katër përbërësit e strukturës u testuan gjithsej nëntë herë. Nëse qelqi nuk del nga hapja, testoni përsëri përbërësin nën presion dhe ndikim më të lartë. Në secilin rast, regjistrohen të dhënat e presionit të synuar, impulsit dhe deformimit të qelqit. Pastaj, çdo provë vlerësohet gjithashtu sipas AAMA 510-14 [Udhëzime Vullnetare të Sistemit të Festestrimit për Zbutjen e Rrezikut të Shpërthimit].
Siç përshkruhet më sipër, u testuan katër montime të kornizës derisa xhami u hoq nga hapja e portës së shpërthimit. Qëllimi i testit të parë është të arrihet 69 kPa me një puls prej 614 kPa-ms (10 psi A 89 psi-msec). Nën ngarkesën e aplikuar, xhami i dritares u thye dhe u shkëput nga korniza. Pajisjet me pikë Sadev bëjnë që TSSA të ngjitet në xhamin e thyer të temperuar. Kur xhami i forcuar u thye, xhami doli nga hapja pas një devijimi prej afërsisht 100 mm (4 inç).
Nën kushtet e rritjes së ngarkesës së vazhdueshme, korniza 2 u testua 3 herë. Rezultatet treguan se dështimi nuk ndodhi derisa presioni të arrinte 69 kPa (10 psi). Presionet e matura prej 44.3 kPa (6.42 psi) dhe 45.4 kPa (6.59 psi) nuk do të ndikojnë në integritetin e komponentit. Nën presionin e matur prej 62 kPa (9 psi), devijimi i xhamit shkaktoi thyerje, duke e lënë dritaren e xhamit në hapje. Të gjitha aksesorët TSSA janë të bashkangjitur me xham të thyer të temperuar, njësoj si në Figurën 7.
Nën kushtet e rritjes së ngarkesës së vazhdueshme, korniza 3 u testua dy herë. Rezultatet treguan se dështimi nuk ndodhi derisa presioni të arrinte objektivin 69 kPa (10 psi). Presioni i matur prej 48.4 kPa (7.03) psi nuk do të ndikojë në integritetin e komponentit. Mbledhja e të dhënave dështoi të lejonte devijimin, por vëzhgimi vizual nga videoja tregoi se devijimi i testit 3 të kornizës 2 dhe testit 7 të kornizës 4 ishin të ngjashme. Nën presionin matës prej 64 kPa (9.28 psi), devijimi i xhamit i matur në 190.5 mm (7.5″) rezultoi në thyerje, duke e lënë dritaren e xhamit në hapje. Të gjitha aksesorët TSSA janë të bashkangjitur me xham të thyer të temperuar, i njëjtë me Figurën 7.
Me rritjen e ngarkesës së vazhdueshme, korniza 4 u testua 3 herë. Rezultatet treguan se dështimi nuk ndodhi derisa presioni arriti objektivin 10 psi për herën e dytë. Presionet e matura prej 46.8 kPa (6.79) dhe 64.9 kPa (9.42 psi) nuk do të ndikojnë në integritetin e komponentit. Në testin #8, xhami u mat të përkulet 100 mm (4 inç). Pritet që kjo ngarkesë të shkaktojë thyerjen e xhamit, por mund të merren edhe të dhëna të tjera.
Në testin #9, presioni i matur prej 65.9 kPa (9.56 psi) e devijoi xhamin me 190.5 mm (7.5″) dhe shkaktoi thyerje, duke e lënë xhamin e dritares në hapje. Të gjithë aksesorët TSSA janë të bashkangjitur me të njëjtin xham të thyer të temperuar si në Figurën 7. Në të gjitha rastet, aksesorët mund të hiqen lehtësisht nga korniza e çelikut pa ndonjë dëmtim të dukshëm.
TSSA për secilin test mbetet e pandryshuar. Pas testit, kur xhami mbetet i paprekur, nuk ka ndryshim vizual në TSSA. Videoja me shpejtësi të lartë tregon xhamin që thyhet në pikën e mesit të hapësirës dhe më pas largohet nga hapja.
Nga krahasimi i dështimit të qelqit dhe mosdështimit në Figurën 8 dhe Figurën 9, është interesante të vërehet se mënyra e thyerjes së qelqit ndodh shumë larg pikës së ngjitjes, gjë që tregon se pjesa e palidhur e qelqit ka arritur pikën e lakimit, e cila po i afrohet me shpejtësi. Pika e rrjedhjes së brishtë e qelqit është relative me pjesën që mbetet e lidhur.
Kjo tregon se gjatë provës, pllakat e thyera në këto pjesë ka të ngjarë të lëvizin nën forcat prerëse. Duke kombinuar këtë parim dhe vëzhgimin se mënyra e dështimit duket të jetë brishtësia e trashësisë së qelqit në ndërfaqen ngjitëse, ndërsa ngarkesa e përshkruar rritet, performanca duhet të përmirësohet duke rritur trashësinë e qelqit ose duke kontrolluar devijimin me mjete të tjera.
Testi 8 i Kornizës 4 është një surprizë e këndshme në mjediset e testimit. Edhe pse xhami nuk është i dëmtuar, kështu që korniza mund të testohet përsëri, TSSA dhe shiritat vulosës përreth mund ta përballojnë ende këtë ngarkesë të madhe. Sistemi TSSA përdor katër shtojca 60 mm për të mbështetur xhamin. Ngarkesat e projektuara të erës janë ngarkesa aktive dhe të përhershme, të dyja në 2.5 kPa (50 psf). Ky është një dizajn i moderuar, me transparencë ideale arkitekturore, shfaq ngarkesa jashtëzakonisht të larta dhe TSSA mbetet e paprekur.
Ky studim u krye për të përcaktuar nëse ngjitja ngjitëse e sistemit të qelqit ka disa rreziqe ose defekte të natyrshme në aspektin e kërkesave të nivelit të ulët për performancën e pastrimit me rërë. Natyrisht, një sistem i thjeshtë aksesor TSSA 60 mm instalohet pranë skajit të qelqit dhe ka performancën derisa qelqi të thyhet. Kur qelqi është projektuar për t'i rezistuar thyerjes, TSSA është një metodë e zbatueshme lidhjeje që mund të ofrojë një shkallë të caktuar mbrojtjeje duke ruajtur kërkesat e ndërtesës për transparencë dhe hapje.
Sipas standardit ASTM F2912-17, përbërësit e dritareve të testuara arrijnë nivelin e rrezikut H1 në nivelin standard C1. Aksesori Sadev R1006 i përdorur në studim nuk është prekur.
Qelqi i temperuar i përdorur në këtë studim është "hallka e dobët" në sistem. Pasi qelqi thyhet, TSSA dhe shiriti izolues përreth nuk mund të mbajnë një sasi të madhe qelqi, sepse një sasi e vogël fragmentesh qelqi mbeten në materialin e silikonit.
Nga pikëpamja e projektimit dhe performancës, sistemi ngjitës TSSA është provuar se ofron një nivel të lartë mbrojtjeje në komponentët e fasadës me gradë shpërthyese në nivelin fillestar të treguesve të performancës shpërthyese, gjë që është pranuar gjerësisht nga industria. Fasada e testuar tregon se kur rreziku i shpërthimit është midis 41.4 kPa (6 psi) dhe 69 kPa (10 psi), performanca në nivelin e rrezikut është dukshëm e ndryshme.
Megjithatë, është e rëndësishme që ndryshimi në klasifikimin e rrezikut të mos i atribuohet dështimit të ngjitësit, siç tregohet nga mënyra e dështimit koheziv të ngjitësit dhe fragmenteve të qelqit midis pragjeve të rrezikut. Sipas vëzhgimeve, madhësia e qelqit rregullohet në mënyrë të përshtatshme për të minimizuar devijimin dhe për të parandaluar brishtësinë për shkak të rritjes së reagimit ndaj prerjes në ndërfaqen e përkuljes dhe ngjitjes, e cila duket të jetë një faktor kyç në performancë.
Projektimet e ardhshme mund të jenë në gjendje të zvogëlojnë nivelin e rrezikut nën ngarkesa më të larta duke rritur trashësinë e qelqit, duke fiksuar pozicionin e majës në lidhje me skajin dhe duke rritur diametrin e kontaktit të ngjitësit.
[1] Specifikimi Standard i Fibrave të Qelqit ASTM F2912-17, Qelqi dhe Sistemet e Qelqit të Subjektuara ndaj Ngarkesave në Lartësi të Larta, ASTM International, West Conshawken, Pensilvani, 2017, https://doi.org/10.1520/F2912-17 [2] Hilliard, JR, Paris, CJ dhe Peterson, CO, Jr., “Qelqi i Ngjitësve Strukturorë, Teknologjia e Ngjitësve për Sistemet e Qelqit”, ASTM STP 638, ASTM International, West Conshooken, Pensilvani, 1977, f. 67-99 faqe. [3] Zarghamee, MS, TA, Schwartz dhe Gladstone, M., “Performanca Sizmike e Qelqit të Silicit Strukturor”, Teknologjia e Ngjitjes së Ndërtesave, Ngjitësve, Qelqit dhe Hidroizolimit, Vëllimi 1. 6. ASTM STP 1286, JC Myers, redaktor, ASTM International, West Conshohocken, Pensilvani, 1996, f. 46-59. [4] Carbary, LD, “Rishikimi i Qëndrueshmërisë dhe Performancës së Sistemeve të Dritareve prej Xhami Strukturor prej Silikoni”, Dita e Performancës së Xhamit, Tampere, Finlandë, Qershor 2007, Aktet e Konferencës, faqet 190-193. [5] Schmidt, CM, Schoenherr, WJ, Carbary LD, dhe Takish, MS, “Performanca e Ngjitësve Strukturorë prej Silikoni”, Shkenca dhe Teknologjia e Sistemit të Qelqit, ASTM STP1054, Universiteti CJ i Parisit, Shoqata Amerikane për Testimin dhe Materialet, Filadelfia, 1989, f. 22-45 [6] Wolf, AT, Sitte, S., Brasseur, M., J. dhe Carbary L. D, “Ngjitës Silikoni Strukturor Transparent për Fiksimin e Shpërndarjes së Xhamave (TSSA) Vlerësim paraprak i vetive mekanike dhe qëndrueshmërisë së çelikut”, Simpoziumi i Katërt Ndërkombëtar i Qëndrueshmërisë “Ngjitësit dhe Sealantët e Ndërtimit”, Revista Ndërkombëtare ASTM, botuar në internet, Gusht 2011, Vëllimi 8, Numri 10 (Muaji 11 Nëntor 2011), JAI 104084, i disponueshëm nga faqja e mëposhtme e internetit: www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/JOURNALS/JAI/PAGES/JAI104084.htm. [7] Clift, C., Hutley, P., Carbary, LD, Ngjitës silikoni me strukturë transparente, Dita e Performancës së Qelqit, Tampere, Finlandë, Qershor 2011, Aktet e takimit, faqet 650-653. [8] Clift, C., Carbary, LD, Hutley, P., Kimberlain, J., “Gjelasi i Silicit Strukturor i Gjeneratës së Re” Revista e Dizajnit dhe Inxhinierisë së Fasadave 2 (2014) 137–161, DOI 10.3233 / FDE-150020 [9] Kenneth Yarosh, Andreas T. Wolf, dhe Sigurd Sitte “Vlerësimi i Izoluesve prej Gome Silikoni në Projektimin e Dritareve dhe Mureve të Perdeve të Papjekura me Shpejtësi të Larta Lëvizjeje”, Revista Ndërkombëtare ASTM, Numri 1. 6. Dokumenti Nr. 2, ID JAI101953 [10] ASTM C1135-15, Metoda Standarde e Testimit për Përcaktimin e Performancës së Ngjitjes në Tërheqje të Izoluesve Strukturorë, ASTM International, West Conshohocken, Pensilvani, 2015, https:/ /doi.org/10.1520/C1135-15 [11] Morgan, T., “Progresi në Xham i fiksuar me bulona rezistent ndaj shpërthimit”, Dita e Performancës së Xhamit, 2013 qershor, procesverbali i takimit, f. 181-182 [12] ASTM F1642 / F1642M-17 Metoda standarde e testimit për qelqin dhe sistemet e qelqit të nënshtruara ndaj ngarkesave të larta të erës, ASTM International, West Conshohocken, Pensilvani, 2017, https://doi.org/10.1520/F1642_F1642M-17 [13] Wedding, William Chad dhe Braden T. Lusk. “Një metodë e re për përcaktimin e reagimit të sistemeve të qelqit anti-shpërthyes ndaj ngarkesave shpërthyese.” Metric 45.6 (2012): 1471-1479. [14] “Udhëzime Vullnetare për Zbutjen e Rrezikut të Shpërthimit të Sistemeve Vertikale të Dritareve” AAMA 510-14.