恒安玻璃球铰夹具介绍
常用的玻璃夹具根据外形有梅花形、方形、圆形、百合形、矩形、菱形等。无论采用哪种固定夹具来固定玻璃,玻璃受风荷载作用会发生变形,挠度变形如图1,应力如图2。
当采用固定夹具,玻璃四角被夹具嵌固住无法自由变形,如上图所示玻璃四角变形转折点应力过大,为降低应力必须增加玻璃厚度,造成浪费。
该公司研制的铰接型夹具是在夹具和玻璃之间采用铰接结构(如图3),球铰中心基本在玻璃的厚度中心。专利号:ZL 2010 2 0505575.6。依据点支式幕墙玻璃变形的大挠度理论,玻璃受风荷载作用产生允许的变形,而玻璃的应力却大大降低。
技术及特点:恒安球铰夹具在拉索幕墙中的应用
如拉索幕墙跨度L=4m,拉索的最大挠度控制值为L/50,即80mm,此时玻璃会发生位置变化(如图1)。如果采用固定夹具固定玻璃(如图2),因索变形引起的玻璃最大应力为180.258Mpa(如图3),远超过玻璃的强度极限84Mpa ,再叠加风荷载引起的应力,其应力更高。如果采用球铰夹具固定玻璃,该夹具具有让玻璃变位的能力(如图4),其应力完全变成风荷载引起的应力,计算其最大应力为40.87Mpa(如图5)。
同样,对单索幕墙左右边缘玻璃中部进行分析,玻璃的一个边固定在刚性结构上,另外一个边固定在柔性结构上,在极限风荷载作用下,固定在柔性结构一侧的玻璃前后产生的位移很大,与水平方向相邻玻璃间产生10°至20°的夹角。采用球铰夹具和传统夹具比较玻璃应力分析也是如此。
如果固定夹具采用橡胶垫作为隔离的方法,缺点:一是胶垫太薄容易引起玻璃尖点应力,导致玻璃更易破损。胶垫太厚,胶垫老化又极易造成大间隙,不利于玻璃的安全使用。二是在极限荷载状态下玻璃面积是垫片面积的1000倍左右,橡胶难以承受这么大的压力,起不到弹性变形功能。人们往往按静止状态来考虑问题,未能考虑极限状态下橡胶的状态。
再以单层索网示例进行分析:Single-layer Rope Net Truss as Analytical Example
图6中结构有梁和柱,玻璃A、B、C、D有三点固定在刚性结构上,另一点固定在柔性结构上,拉索的变形引起玻璃四点不共面。玻璃E、F、G、H有两个点固定在刚性结构上,另两个点固定在柔性结构上,拉索的变形引起固定在索上的两个点变形不一致,也导致了玻璃四点不共面。其实索网结构在受到荷载变形时形成了一个双曲面形状,相当于四边形平板玻璃模拟双曲面,因此玻璃四角不在一个平面上。这种扭曲会引起玻璃应力大幅度增加。这种变形在计算玻璃强度时往往没有计算进去。如果采用球铰夹具,玻璃四角允许转动,会让玻璃四角应力大幅度降低,有利于玻璃的安全使用。
最后分析双层索结构:Cross Plane Cable Truss as Analytical Example
双层索无论采用哪种形式的结构,在极限风荷载作用下,对于单方向布索和单向索变形原理相同,对于正交方向布索和单层索网变形基理相同,只不过双层索的变形是单索变形的1/4左右,采用固定夹具则玻璃应力值增加仍然很大。
对于单索幕墙其挠度限值为L/45--L/80,其单向索幕墙玻璃转动角度一般约为±15°,单层索网幕墙玻璃转动角度一般约为±8°,对于双层索幕墙其挠度限值为L/200,其玻璃转动角度一般约为±5°。
因此在拉索幕墙中,无论是单向索、单层索网,还是双层索幕墙,采用球铰夹具固定玻璃相对于传统夹具可以使玻璃应力大幅度下降,降低玻璃的厚度,节省工程造价,并提高了幕墙的安全性。
产品适用范围:
各种办公楼、酒店、火车站、机场等,点式幕墙部分均可使用。
产品应用案例:
1、沈阳中街天润广场(大型商业广场)
2、银川火车站
3、连云港海州区行政办公楼
4、昆山杜克大学富科楼 等等各类公共建筑
企业网址:www.hengan-sy.com
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