Mifumo ya glasi isiyobadilika ambayo inakidhi mahitaji haya ya usanifu ni maarufu sana katika milango ya ardhini au maeneo ya umma.Maendeleo ya hivi majuzi ya kiteknolojia yameruhusu matumizi ya viambatisho vya nguvu ya juu sana kuambatanisha pumice hizi kubwa kwenye vifaa bila hitaji la kutoboa mashimo kwenye glasi.
Eneo la kawaida la ardhi huongeza uwezekano kwamba mfumo lazima ufanye kazi kama safu ya ulinzi kwa wakaaji wa majengo, na hitaji hili linazidi au kuzidi mahitaji ya kawaida ya mzigo wa upepo.Vipimo vingine vimefanywa kwenye mfumo wa kurekebisha uhakika wa kuchimba visima, lakini sio kwa njia ya kuunganisha.
Madhumuni ya makala haya ni kurekodi jaribio la uigaji kwa kutumia mirija ya mshtuko yenye chaji za vilipuzi ili kuiga mlipuko ili kuiga athari ya mzigo wa mlipuko kwenye kijenzi cha uwazi kilichounganishwa.Vigezo hivi ni pamoja na mzigo wa mlipuko unaofafanuliwa na ASTM F2912 [1], ambao unafanywa kwenye sahani nyembamba na sandwich ya ionoma ya SGP.Utafiti huu ni mara ya kwanza ambapo unaweza kukadiria utendaji wa mlipuko unaowezekana kwa majaribio makubwa na muundo wa usanifu.Ambatanisha vifaa vinne vya TSSA vyenye kipenyo cha mm 60 (inchi 2.36) kwenye sahani ya kioo yenye ukubwa wa 1524 x 1524 mm (inchi 60 x 60).
Vipengele vinne vilivyopakiwa hadi 48.3 kPa (7 psi) au chini havikuharibu au kuathiri TSSA na kioo.Vipengele vitano vilipakiwa chini ya shinikizo zaidi ya 62 kPa (9 psi), na vipengele vinne kati ya vitano vilionyesha kuvunjika kwa kioo, na kusababisha kioo kuhama kutoka kwenye ufunguzi.Katika matukio yote, TSSA ilibakia kushikamana na fittings za chuma, na hakuna malfunction, kujitoa au kuunganisha ilipatikana.Upimaji umeonyesha kuwa, kwa mujibu wa mahitaji ya AAMA 510-14, muundo wa TSSA uliojaribiwa unaweza kutoa mfumo madhubuti wa usalama chini ya mzigo wa 48.3 kPa (7 psi) au chini.Data inayotolewa hapa inaweza kutumika kutengeneza mfumo wa TSSA ili kukidhi mzigo uliobainishwa.
Jon Kimberlain (Jon Kimberlain) ni mtaalamu wa utumizi wa hali ya juu wa silikoni zenye utendakazi wa hali ya juu za Dow Corning.Lawrence D. Carbary (Lawrence D. Carbary) ni mwanasayansi wa sekta ya ujenzi wa Dow Corning mwenye utendakazi wa hali ya juu ambaye ni silikoni ya Dow Corning na mtafiti wa ASTM.
Kiambatisho cha kimuundo cha silikoni cha paneli za glasi kimetumika kwa karibu miaka 50 ili kuimarisha urembo na utendakazi wa majengo ya kisasa [2] [3] [4] [5].Njia ya kurekebisha inaweza kufanya ukuta wa nje wa laini unaoendelea na uwazi wa juu.Tamaa ya kuongezeka kwa uwazi katika usanifu ilisababisha maendeleo na matumizi ya kuta za mesh ya cable na kuta za nje zinazoungwa mkono na bolt.Majengo ya kihistoria yenye changamoto ya usanifu yatajumuisha teknolojia ya kisasa na lazima yatii kanuni na viwango vya usalama vya ndani.
Kinata cha uwazi cha muundo wa silikoni (TSSA) kimechunguzwa, na mbinu ya kuunga glasi kwa sehemu za kurekebisha bolt badala ya mashimo ya kuchimba imependekezwa [6] [7].Teknolojia ya gundi ya uwazi yenye nguvu, kushikamana na kudumu ina mfululizo wa mali ya kimwili ambayo inaruhusu wabunifu wa ukuta wa pazia kuunda mfumo wa uunganisho kwa njia ya kipekee na ya riwaya.
Vifaa vya mviringo, vya mstatili na pembetatu vinavyokidhi uzuri na utendaji wa muundo ni rahisi kubuni.TSSA inatibiwa pamoja na glasi iliyotiwa glasi inayochakatwa kwenye kiotomatiki.Baada ya kuondoa nyenzo kutoka kwa mzunguko wa autoclave, mtihani wa uthibitishaji wa 100% unaweza kukamilika.Faida hii ya uhakikisho wa ubora ni ya kipekee kwa TSSA kwa sababu inaweza kutoa maoni ya papo hapo kuhusu uadilifu wa muundo wa mkusanyiko.
Upinzani wa athari [8] na athari ya kufyonzwa kwa mshtuko wa nyenzo za kawaida za muundo wa silikoni zimechunguzwa [9].Wolf et al.data iliyotolewa na Chuo Kikuu cha Stuttgart.Data hizi zinaonyesha kuwa, ikilinganishwa na kiwango cha quasi-static strain iliyobainishwa katika ASTM C1135, nguvu ya mkazo ya nyenzo ya muundo wa silikoni iko katika kiwango cha mwisho cha 5m/s (197in/s).Nguvu na urefu huongezeka.Inaonyesha uhusiano kati ya matatizo na mali ya kimwili.
Kwa kuwa TSSA ni nyenzo nyororo iliyo na moduli na nguvu ya juu zaidi kuliko silikoni ya muundo, inatarajiwa kufuata utendakazi sawa wa jumla.Ingawa vipimo vya maabara vilivyo na viwango vya juu vya matatizo havijafanyika, inaweza kutarajiwa kwamba kiwango cha juu cha matatizo katika mlipuko hakitaathiri nguvu.
Kioo kilichofungwa kimejaribiwa, kinakidhi viwango vya kupunguza mlipuko [11], na kuonyeshwa katika Siku ya Utendaji ya Kioo ya 2013.Matokeo ya kuona yanaonyesha wazi faida za kurekebisha kioo baada ya kioo kuvunjwa.Kwa mifumo iliyo na kiambatisho safi cha wambiso, hii itakuwa changamoto.
Fremu imeundwa kwa chaneli ya kawaida ya chuma ya Amerika yenye vipimo vya kina cha 151mm x upana wa 48.8 mm x unene wa wavuti wa 5.08mm (6" x 1.92" x 0.20"), kwa kawaida huitwa nafasi ya C 6" x 8.2#.Njia za C zimeunganishwa pamoja kwenye pembe, na sehemu ya pembetatu yenye unene wa 9 mm (0.375 inch) imeunganishwa kwenye pembe, iliyowekwa nyuma kutoka kwenye uso wa sura.Shimo la mm 18 (0.71″) lilitobolewa kwenye sahani ili boliti yenye kipenyo cha 14mm (0.55″) iweze kuingizwa ndani yake kwa urahisi.
Vifaa vya chuma vya TSSA vyenye kipenyo cha 60 mm (inchi 2.36) ni 50 mm (inchi 2) kutoka kila kona.Weka vifaa vinne kwa kila kipande cha glasi ili kufanya kila kitu kiwe na ulinganifu.Kipengele cha pekee cha TSSA ni kwamba inaweza kuwekwa karibu na makali ya kioo.Vifaa vya kuchimba visima kwa ajili ya kurekebisha mitambo katika kioo vina vipimo maalum kuanzia makali, ambayo lazima iingizwe katika kubuni na lazima yamepigwa kabla ya hasira.
Ukubwa wa karibu na makali inaboresha uwazi wa mfumo wa kumaliza, na wakati huo huo hupunguza mshikamano wa pamoja wa nyota kutokana na torque ya chini kwenye kiungo cha nyota cha kawaida.Kioo kilichochaguliwa kwa ajili ya mradi huu ni safu mbili za 6mm (1/4″) zenye hali ya uwazi za 1524mm x 1524mm (5′x 5′) zilizo na filamu ya kati ya Sentry Glass Plus (SGP) ionoma 1.52mm (0.060) “).
Diski nene ya TSSA ya mm 1 (inchi 0.040) inawekwa kwenye kipenyo cha 60 mm (inchi 2.36) kilichowekwa chuma cha pua.The primer imeundwa ili kuboresha uimara wa kujitoa kwa chuma cha pua na ni mchanganyiko wa silane na titanate katika kutengenezea.Diski ya chuma inasisitizwa dhidi ya kioo kwa nguvu iliyopimwa ya 0.7 MPa (100 psi) kwa dakika moja ili kutoa mvua na kuwasiliana.Weka vipengee kwenye sehemu ya otomatiki inayofikia Mipau 11.9 (psi 175) na 133 C° (272°F) ili TSSA iweze kufikia muda wa dakika 30 wa kuloweka unaohitajika kwa ajili ya kuponya na kuunganisha kwenye kiotomatiki.
Baada ya autoclave kukamilika na kupozwa, kagua kila kifaa cha TSSA kisha kaza hadi 55Nm (pauni za futi 40.6) ili kuonyesha mzigo wa kawaida wa 1.3 MPa (190 psi).Vifaa vya TSSA vinatolewa na Sadev na vinatambuliwa kama vifuasi vya R1006 vya TSSA.
Kusanya mwili kuu wa nyongeza kwa diski ya kuponya kwenye glasi na uipunguze kwenye sura ya chuma.Rekebisha na urekebishe karanga kwenye bolts ili glasi ya nje iwe sawa na nje ya sura ya chuma.Kiungo cha 13mm x 13mm (1/2″ x½”) kinachozunguka eneo la kioo kimetiwa muhuri kwa muundo wa sehemu mbili wa silikoni ili mtihani wa mzigo wa shinikizo uanze siku inayofuata.
Jaribio lilifanywa kwa kutumia bomba la mshtuko katika Maabara ya Utafiti wa Vilipuzi katika Chuo Kikuu cha Kentucky.Bomba la kufyonza mshtuko linajumuisha mwili wa chuma ulioimarishwa, ambao unaweza kufunga vitengo hadi 3.7mx 3.7m kwenye uso.
Bomba la athari huendeshwa kwa kuweka vilipuzi kwenye urefu wa bomba la mlipuko ili kuiga awamu chanya na hasi za tukio la mlipuko [12] [13].Weka kioo kizima na kiunganishi cha fremu ya chuma kwenye mirija ya kufyonza mshtuko kwa majaribio, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 4.
Sensorer nne za shinikizo zimewekwa ndani ya bomba la mshtuko, kwa hivyo shinikizo na mapigo yanaweza kupimwa kwa usahihi.Kamera mbili za video za dijiti na kamera ya dijiti ya SLR zilitumika kurekodi jaribio hilo.
Kamera ya kasi ya juu ya MREL Ranger HR iliyoko karibu na dirisha nje ya bomba la mshtuko ilinasa jaribio hilo kwa fremu 500 kwa sekunde.Weka rekodi ya leza ya mchepuko ya kHz 20 karibu na dirisha ili kupima mchepuko katikati ya dirisha.
Vipengele vinne vya mfumo vilijaribiwa mara tisa kwa jumla.Ikiwa kioo hakiacha ufunguzi, fanya upya sehemu chini ya shinikizo la juu na athari.Katika kila kesi, shinikizo la lengo na msukumo na data ya deformation ya kioo ni kumbukumbu.Kisha, kila jaribio pia hukadiriwa kulingana na AAMA 510-14 [Mwongozo wa Hiari wa Mfumo wa Tamasha la Kupunguza Hatari ya Mlipuko].
Kama ilivyoelezwa hapo juu, mikusanyiko minne ya sura ilijaribiwa hadi glasi ilipoondolewa kwenye ufunguzi wa bandari ya mlipuko.Lengo la jaribio la kwanza ni kufikia 69 kPa kwa mpigo wa 614 kPa-ms (10 psi A 89 psi-msec).Chini ya mzigo uliowekwa, dirisha la kioo lilipasuka na kutolewa kwenye sura.Vipimo vya uhakika vya Sadev hufanya TSSA kuambatana na glasi iliyovunjika ya hasira.Wakati glasi iliyoimarishwa ilipasuka, glasi iliacha uwazi baada ya kupotoka kwa takriban 100 mm (inchi 4).
Chini ya hali ya kuongezeka kwa mzigo unaoendelea, sura ya 2 ilijaribiwa mara 3.Matokeo yalionyesha kuwa kushindwa hakutokea mpaka shinikizo lilifikia 69 kPa (10 psi).Vipimo vya shinikizo la 44.3 kPa (6.42 psi) na 45.4 kPa (6.59 psi) hazitaathiri uaminifu wa kijenzi.Chini ya shinikizo la kipimo cha 62 kPa (9 psi), kupotoka kwa glasi kulisababisha kuvunjika, na kuacha dirisha la glasi kwenye ufunguzi.Vifaa vyote vya TSSA vimeunganishwa kwa glasi iliyovunjika, sawa na kwenye Mchoro 7.
Chini ya hali ya kuongezeka kwa mzigo unaoendelea, sura ya 3 ilijaribiwa mara mbili.Matokeo yalionyesha kuwa kushindwa hakutokea hadi shinikizo lilifikia lengo 69 kPa (10 psi).Shinikizo lililopimwa la 48.4 kPa (7.03) psi halitaathiri uadilifu wa sehemu.Mkusanyiko wa data haukuruhusu ukengeushaji, lakini uchunguzi wa kuona kutoka kwenye video ulionyesha kuwa ukengeushaji wa sura ya 2 mtihani wa 3 na sura ya 4 mtihani wa 7 ulikuwa sawa.Chini ya shinikizo la kupima la 64 kPa (9.28 psi), mgeuko wa kioo uliopimwa kwa 190.5 mm (7.5″) ulisababisha kuvunjika, na kuacha dirisha la kioo kwenye ufunguzi.Vifaa vyote vya TSSA vinaunganishwa na kioo kilichovunjika, sawa na Mchoro 7.
Kwa kuongezeka kwa mzigo unaoendelea, sura ya 4 ilijaribiwa mara 3.Matokeo yalionyesha kuwa kushindwa hakutokea mpaka shinikizo lilifikia lengo la 10 psi kwa mara ya pili.Vipimo vya shinikizo la 46.8 kPa (6.79) na 64.9 kPa (9.42 psi) hazitaathiri uaminifu wa kijenzi.Katika mtihani # 8, kioo kilipimwa ili kupiga 100 mm (inchi 4).Inatarajiwa kwamba mzigo huu utasababisha kioo kuvunja, lakini pointi nyingine za data zinaweza kupatikana.
Katika jaribio la #9, shinikizo lililopimwa la 65.9 kPa (9.56 psi) liligeuza glasi kwa 190.5 mm (7.5″) na kusababisha kuvunjika, na kuacha dirisha la glasi kwenye mwanya.Vifaa vyote vya TSSA vimeunganishwa na glasi ya hasira iliyovunjika kama ilivyo kwenye Mchoro 7 Katika hali zote, vifaa vinaweza kuondolewa kwa urahisi kutoka kwa sura ya chuma bila uharibifu wowote wa dhahiri.
TSSA kwa kila jaribio bado haijabadilika.Baada ya mtihani, wakati kioo kinabakia, hakuna mabadiliko ya kuona katika TSSA.Video ya kasi ya juu inaonyesha kioo kikivunjika katikati ya muda na kisha kuondoka kwenye ufunguzi.
Kutoka kwa kulinganisha kwa kushindwa kwa kioo na hakuna kushindwa katika Kielelezo 8 na Kielelezo 9, ni ya kuvutia kutambua kwamba hali ya fracture ya kioo hutokea mbali na hatua ya kushikamana, ambayo inaonyesha kuwa sehemu isiyounganishwa ya kioo imefikia hatua ya kupiga, ambayo. inakaribia kwa kasi Kiwango cha mavuno chenye brittle cha kioo kinahusiana na sehemu inayosalia kuunganishwa.
Hii inaonyesha kwamba wakati wa mtihani, sahani zilizovunjika katika sehemu hizi zinawezekana kusonga chini ya nguvu za shear.Kuchanganya kanuni hii na uchunguzi kwamba hali ya kutofaulu inaonekana kuwa unene wa unene wa glasi kwenye kiolesura cha wambiso, kadiri mzigo uliowekwa unavyoongezeka, utendaji unapaswa kuboreshwa kwa kuongeza unene wa glasi au kudhibiti kupotoka kwa njia zingine.
Jaribio la 8 la Fremu 4 ni mshangao mzuri katika kituo cha majaribio.Ingawa glasi haijaharibiwa ili fremu iweze kujaribiwa tena, TSSA na vipande vya kuziba vinavyozunguka bado vinaweza kudumisha mzigo huu mkubwa.Mfumo wa TSSA hutumia viambatisho vinne vya mm 60 kusaidia glasi.Mizigo ya upepo wa kubuni ni mizigo ya kuishi na ya kudumu, wote kwa 2.5 kPa (50 psf).Huu ni muundo wa wastani, wenye uwazi bora wa usanifu, unaonyesha mizigo ya juu sana, na TSSA inabakia sawa.
Utafiti huu ulifanywa ili kubaini ikiwa kunata kwa mfumo wa glasi kuna hatari au kasoro za asili kulingana na mahitaji ya kiwango cha chini cha utendakazi wa ulipuaji mchanga.Kwa wazi, mfumo rahisi wa nyongeza wa 60mm TSSA umewekwa karibu na ukingo wa kioo na una utendaji mpaka kioo kitakapovunjika.Wakati glasi imeundwa kustahimili kuvunjika, TSSA ni njia inayoweza kutumika ya uunganisho ambayo inaweza kutoa kiwango fulani cha ulinzi huku ikidumisha mahitaji ya jengo kwa uwazi na uwazi.
Kwa mujibu wa kiwango cha ASTM F2912-17, vipengele vya dirisha vilivyojaribiwa vinafikia kiwango cha hatari cha H1 kwenye kiwango cha kawaida cha C1.Nyongeza ya Sadev R1006 iliyotumika katika utafiti haijaathiriwa.
Kioo cha hasira kilichotumiwa katika utafiti huu ni "kiungo dhaifu" katika mfumo.Mara tu kioo kinapovunjwa, TSSA na ukanda wa kuziba unaozunguka hauwezi kuhifadhi kiasi kikubwa cha kioo, kwa sababu kiasi kidogo cha vipande vya kioo hubakia kwenye nyenzo za silicone.
Kutoka kwa mtazamo wa kubuni na utendaji, mfumo wa wambiso wa TSSA umethibitishwa kutoa kiwango cha juu cha ulinzi katika vipengele vya facade vya kulipuka katika ngazi ya awali ya viashiria vya utendaji vya kulipuka, ambayo imekubaliwa sana na sekta hiyo.Sehemu ya mbele iliyojaribiwa inaonyesha kuwa hatari ya mlipuko inapokuwa kati ya 41.4 kPa (6 psi) na 69 kPa (psi 10), utendakazi kwenye kiwango cha hatari ni tofauti sana.
Hata hivyo, ni muhimu kwamba tofauti katika uainishaji wa hatari haihusiani na kushindwa kwa wambiso kama inavyoonyeshwa na hali ya kushindwa kwa kushikamana ya wambiso na vipande vya kioo kati ya vizingiti vya hatari.Kulingana na uchunguzi, saizi ya glasi hurekebishwa ipasavyo ili kupunguza mkengeuko ili kuzuia utepetevu kwa sababu ya kuongezeka kwa mwitikio wa kukatwa kwa kiolesura cha kupinda na kuambatishwa, ambayo inaonekana kuwa jambo kuu katika utendakazi.
Miundo ya baadaye inaweza kuwa na uwezo wa kupunguza kiwango cha hatari chini ya mizigo ya juu kwa kuongeza unene wa kioo, kurekebisha nafasi ya uhakika kuhusiana na makali, na kuongeza kipenyo cha mawasiliano ya wambiso.
[1] Uainisho wa Kawaida wa Nyuzi za Kioo cha ASTM F2912-17, Mifumo ya Kioo na Mifumo Inayo Mizigo ya Mwinuko wa Juu, ASTM International, West Conshawken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F2912-17 [2 ] Hilliard, JR, Paris, CJ na Peterson, CO, Jr., "Structural Sealant Glass, Sealant Technology for Glass Systems", ASTM STP 638, ASTM International, West Conshooken, Pennsylvania, 1977, p.kurasa 67-99.[3] Zarghamee, MS, TA, Schwartz, na Gladstone, M. , "Utendaji wa Mitetemo ya Kioo cha Silika ya Muundo", Ufungaji wa Jengo, Kiziba, Teknolojia ya Kioo na Isiyopitisha Maji, Juzuu 1. 6. ASTM STP 1286, JC Myers, mhariri, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 1996, ukurasa wa 46-59.[4] Carbary, LD, "Mapitio ya Uimara na Utendaji wa Mifumo ya Dirisha ya Kioo ya Muundo ya Silicone", Siku ya Utendaji ya Kioo, Tampere Finland, Juni 2007, Mikutano ya Mikutano, kurasa 190-193.[5] Schmidt, CM, Schoenherr, WJ, Carbary LD, na Takish, MS, "Utendaji wa Vibandiko vya Miundo ya Silicone", Sayansi na Teknolojia ya Mfumo wa Kioo, ASTM STP1054, Chuo Kikuu cha CJ cha Paris, Jumuiya ya Majaribio na Vifaa vya Marekani, Philadelphia, 1989 Years, uk. 22-45 [6] Wolf, AT, Sitte, S., Brasseur, M., J. na Carbary L. D, “Kinango cha Uwazi cha Muundo wa Silicone kwa Kurekebisha Usambazaji Ukaushaji (TSSA) Tathmini ya awali ya mitambo. mali na uimara wa chuma”, Kongamano la Nne la Kudumu la Kimataifa “Vifunga Vifunga na Vibandiko vya Ujenzi”, Jarida la Kimataifa la ASTM, lililochapishwa mtandaoni, Agosti 2011, Buku la 8, Toleo la 10 (Mwezi wa 11 Novemba 2011), JAI 104084, linapatikana kutoka kwa tovuti ifuatayo. : www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/JOURNALS/JAI/PAGES/JAI104084.htm.[7] Clift, C., Hutley, P., Carbary, LD, Kinata cha silikoni cha muundo wa uwazi, Siku ya Utendaji ya Kioo, Tampere, Finland, Juni 2011, Mijadala ya mkutano, kurasa 650-653.[8] Clift, C., Carbary, LD, Hutley, P., Kimberlain, J., "New Generation Structural Silica Glass" Muundo wa Kistari na Jarida la Uhandisi la 2 (2014) 137–161, DOI 10.3233 / FDE-150020 [9] ] Kenneth Yarosh, Andreas T. Wolf, na Sigurd Sitte "Tathmini ya Vifuniko vya Mpira wa Silicone katika Usanifu wa Windows zisizo na Risasi na Kuta za Pazia kwa Viwango vya Juu vya Kusonga", Jarida la Kimataifa la ASTM, Toleo la 1. 6. Karatasi Na. 2, ID JAI101953 [ 10] ASTM C1135-15, Mbinu ya Kawaida ya Mtihani wa Kubaini Utendaji wa Kushikamana kwa Mvutano wa Vifunga Kimuundo, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 2015, https://doi.org/10.1520/C1135-15 [11] Morgan, T. , "Maendeleo katika Kioo kisichoweza Mlipuko cha Bolt", Siku ya Utendaji ya Kioo, Juni 2103, dakika za mkutano, ukurasa wa 181-182 [12] ASTM F1642 / F1642M-17 Mbinu ya kawaida ya majaribio ya mifumo ya glasi na glasi ambayo ina mizigo ya juu ya upepo. , ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F1642_F1642M-17 [13] Harusi, William Chad na Braden T.Lusk."Njia ya riwaya ya kuamua mwitikio wa mifumo ya glasi ya kuzuia mlipuko kwa mizigo ya milipuko."Metric 45.6 (2012): 1471-1479.[14] "Miongozo ya Hiari ya Kupunguza Hatari ya Mlipuko wa Mifumo ya Wima ya Dirisha" AAMA 510-14.