建筑幕墙设计(第二章).ppt
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建筑幕墙设计(第二章).ppt
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2建筑幕墙材料建筑幕墙材料选材原则:
选材原则:
材料是保证幕墙质量和安全的物质材料是保证幕墙质量和安全的物质基础,所以要求幕墙材料符合国家基础,所以要求幕墙材料符合国家或行业规定的标准质量指标或行业规定的标准质量指标(耐候耐候耐久耐久防火防火相容相容强度)强度)幕墙主要材料幕墙主要材料铝合金材料铝合金材料(型材、板材)(型材、板材)钢材钢材(型材)(型材)石材石材(板材)(板材)玻璃玻璃(板材)(板材)密封材料密封材料硅酮结构密封胶硅酮结构密封胶2建筑幕墙材料建筑幕墙材料第一节第一节铝合金材料铝合金材料铝合金是玻璃幕墙的主要材料,尤其在明框玻璃幕墙、铝合金是玻璃幕墙的主要材料,尤其在明框玻璃幕墙、隐框玻璃幕墙、单元式幕墙中应用最为广泛。
隐框玻璃幕墙、单元式幕墙中应用最为广泛。
型材质量规范应符合型材质量规范应符合铝合金建筑型材铝合金建筑型材GB/T5237标准标准板材质量规范应符合板材质量规范应符合铝及铝合金扎制板材铝及铝合金扎制板材GB/T3880目前使用的目前使用的主要是主要是30号锻铝(号锻铝(6061)和)和31号锻铝(号锻铝(6063、6063A)经高温挤压成型、快速冷却并人工时效经高温挤压成型、快速冷却并人工时效T5状态的型材状态的型材基础状态代号、名称及说明与应用基础状态代号、名称及说明与应用2建筑幕墙材料建筑幕墙材料第一节第一节铝合金材料铝合金材料一、铝合金型材工作阶段(以一、铝合金型材工作阶段(以6063为例)为例)
(1)弹性阶段弹性阶段(OB段段)OBCADEOAOA段材料处于纯弹性,段材料处于纯弹性,即即:
对应于对应于AA的应力弹性极的应力弹性极限约为限约为100MPa100MPa2建筑幕墙材料建筑幕墙材料第一节第一节铝合金材料铝合金材料一、铝合金型材工作阶段(以一、铝合金型材工作阶段(以6063为例)为例)
(2)非线性阶段非线性阶段(BC段段)该段很短该段很短,表现出铝合金的非弹性性质表现出铝合金的非弹性性质在实际上常取发生残余在实际上常取发生残余变形的应变变形的应变0.2%时的时的应力作为假定的屈服点应力作为假定的屈服点以以根据标准规定为根据标准规定为110MPaOBCADE2建筑幕墙材料建筑幕墙材料第一节第一节铝合金材料铝合金材料一、铝合金型材工作阶段一、铝合金型材工作阶段(以(以6063为例)为例)(3)强化阶段强化阶段(CD段段)OBCADE随荷载的增加随荷载的增加缓慢增大缓慢增大,但但增加较快增加较快曲线上升到达曲线上升到达DD点,点,对应于对应于DD点的应力为点的应力为抗拉强度,约抗拉强度,约160MPa160MPa2建筑幕墙材料建筑幕墙材料第一节第一节铝合金材料铝合金材料一、铝合金型材工作阶段一、铝合金型材工作阶段(以(以6063为例)为例)(4)颈缩阶段颈缩阶段(DE段段)OBCADE当应力达到当应力达到DD点位置,点位置,截面局部横向收缩,截面局部横向收缩,截面积开始显著缩小,截面积开始显著缩小,塑性变形迅速增大,塑性变形迅速增大,此时荷载不断降低,此时荷载不断降低,变形继续发展,直至变形继续发展,直至EE点断裂,此时点断裂,此时约为约为8%8%2建筑幕墙材料建筑幕墙材料第一节第一节铝合金材料铝合金材料一、铝合金型材工作阶段一、铝合金型材工作阶段(以(以6063为例)为例)铝合金材料的理想解析模型铝合金材料的理想解析模型2建筑幕墙材料建筑幕墙材料第一节第一节铝合金材料铝合金材料二、物理性能二、物理性能三、力学性能三、力学性能铝合金材料抗力分项系数,目标可靠度取铝合金材料抗力分项系数,目标可靠度取3.7极限状态方程极限状态方程影响结构抗力影响结构抗力R的因素的因素材料性能的不确定性材料性能的不确定性几何参数不确定性几何参数不确定性计算模式不确定性计算模式不确定性铝合金材料抗力分项系数铝合金材料抗力分项系数计算局部稳定,偏于安全可取计算局部稳定,偏于安全可取2建筑幕墙材料建筑幕墙材料第二节第二节玻璃玻璃玻璃的化学成分是无机无定形氧化硅,它是铝合玻璃的化学成分是无机无定形氧化硅,它是铝合金玻璃幕墙主要材料,它直接制约幕墙的各项性能,金玻璃幕墙主要材料,它直接制约幕墙的各项性能,玻璃的选用是幕墙设计的重要部分玻璃的选用是幕墙设计的重要部分一、类型:
一、类型:
普通玻璃和浮法玻璃普通玻璃和浮法玻璃钢化、半钢化玻璃钢化、半钢化玻璃热反射(镀膜)玻璃热反射(镀膜)玻璃中空玻璃中空玻璃夹丝玻璃夹丝玻璃夹层玻璃夹层玻璃热弯玻璃热弯玻璃2建筑幕墙材料建筑幕墙材料第二节第二节玻璃玻璃二、玻璃的表面结构和断裂特征二、玻璃的表面结构和断裂特征玻璃产生损伤的原因?
玻璃产生损伤的原因?
改善玻璃实际强度方法?
改善玻璃实际强度方法?
玻璃实际破坏强度远远低于其理论强度?
玻璃实际破坏强度远远低于其理论强度?
导致玻璃单元突然断裂的原因?
导致玻璃单元突然断裂的原因?
2建筑幕墙材料建筑幕墙材料第二节第二节玻璃玻璃三、玻璃的强度和应力三、玻璃的强度和应力应变曲线应变曲线1玻璃强度的高度离散性玻璃强度的高度离散性2典型玻璃强度值典型玻璃强度值3玻璃强度正态分布曲线玻璃强度正态分布曲线4玻璃应力玻璃应力应变曲线同钢材、混凝土比较应变曲线同钢材、混凝土比较5玻璃物理参数玻璃物理参数6玻璃强度设计值玻璃强度设计值2建筑幕墙材料建筑幕墙材料第三节第三节建筑密封胶和结构密封胶建筑密封胶和结构密封胶铝合金玻璃幕墙用的密封胶主要有铝合金玻璃幕墙用的密封胶主要有建筑密封胶、结构密封胶、防火密封胶。
建筑密封胶、结构密封胶、防火密封胶。
建筑密封胶:
建筑密封胶:
用于材料之间的密封填缝,具有抗紫外线、用于材料之间的密封填缝,具有抗紫外线、酸雨、雪等极端天气。
酸雨、雪等极端天气。
结构密封胶:
结构密封胶:
用于玻璃与玻璃或铝合金框架之间的连用于玻璃与玻璃或铝合金框架之间的连接,胶缝能将玻璃面板所承受的荷载传递接,胶缝能将玻璃面板所承受的荷载传递到铝合金框架或其他支承结构中。
到铝合金框架或其他支承结构中。
防火密封胶:
防火密封胶:
用于幕墙防火层与楼板接缝处密封。
用于幕墙防火层与楼板接缝处密封。
2建筑幕墙材料建筑幕墙材料第三节第三节建筑密封胶和结构密封胶建筑密封胶和结构密封胶结构密封胶和耐候胶是否可以混用?
结构密封胶和耐候胶是否可以混用?
结构胶是用于各种幕墙的结构性和非结构性装配粘接结构胶是用于各种幕墙的结构性和非结构性装配粘接的,而耐候胶主要是接缝防水密封;结构胶的模量、硬的,而耐候胶主要是接缝防水密封;结构胶的模量、硬度、强度及价格都要高于同档次的耐候胶,但耐候胶的度、强度及价格都要高于同档次的耐候胶,但耐候胶的位移能力(弹性能力)高于结构胶,所以不能混用。
位移能力(弹性能力)高于结构胶,所以不能混用。
2建筑幕墙材料建筑幕墙材料第三节第三节建筑密封胶和结构密封胶建筑密封胶和结构密封胶一、硅酮结构密封胶性能一、硅酮结构密封胶性能(CH3)2(CH3)2(CH3)2IIIHOSiO(SiO)xSiOHOH键:
说明它是一种碱性有机物,不易被腐蚀键:
说明它是一种碱性有机物,不易被腐蚀Si键:
键:
说明它不能被紫外线破坏说明它不能被紫外线破坏以上说明硅酮结构密封胶非常稳定以上说明硅酮结构密封胶非常稳定2建筑幕墙材料建筑幕墙材料第三节第三节建筑密封胶和结构密封胶建筑密封胶和结构密封胶一、硅酮结构密封胶性能一、硅酮结构密封胶性能1抗拉强度抗拉强度2撕裂强度撕裂强度3弹性模量弹性模量低模量低模量中模量中模量高模量高模量由曲线:
由曲线:
a应力相同,应力相同,低模量应变低模量应变高模量应变,大的高模量应变,大的应变在边界使用条件下会产生粘应变在边界使用条件下会产生粘结失效。
结失效。
b不超过应变边界,对给定应变,不超过应变边界,对给定应变,高模量密封胶承受应力比低模量高模量密封胶承受应力比低模量密封胶大密封胶大2建筑幕墙材料建筑幕墙材料第三节第三节建筑密封胶和结构密封胶建筑密封胶和结构密封胶一、硅酮结构密封胶性能一、硅酮结构密封胶性能4硬度:
规范规定结构密封胶低温下不变硬度:
规范规定结构密封胶低温下不变硬,高温不软化。
硬,高温不软化。
5恢复能力:
要求密封胶被外力作用伸长或压恢复能力:
要求密封胶被外力作用伸长或压缩后能恢复到原来尺寸并保持良好的粘性性能缩后能恢复到原来尺寸并保持良好的粘性性能出现应力松弛会产生什么结果?
出现应力松弛会产生什么结果?
6强度设计值强度设计值永久荷载永久荷载-0.01N/mm2风、地震等短期荷载风、地震等短期荷载-0.2N/mm22建筑幕墙材料建筑幕墙材料第三节第三节建筑密封胶和结构密封胶建筑密封胶和结构密封胶二、硅酮结构密封胶胶缝胶接原理二、硅酮结构密封胶胶缝胶接原理1概念概念粘附粘附:
它是两个表面依靠化学力、机械嵌合力或两者兼:
它是两个表面依靠化学力、机械嵌合力或两者兼有的力结合在一起,并能抵抗分离的现象。
有的力结合在一起,并能抵抗分离的现象。
胶粘剂胶粘剂:
能使被粘物借助粘附作用结合在一起的物质。
:
能使被粘物借助粘附作用结合在一起的物质。
胶接胶接:
用胶粘剂将被粘物表面连接在一起的过程;结构:
用胶粘剂将被粘物表面连接在一起的过程;结构胶接指能传递较大静、动荷载,并在使用环境中胶接指能传递较大静、动荷载,并在使用环境中长期可靠工作的结构件的胶接技术。
长期可靠工作的结构件的胶接技术。
胶缝胶缝:
胶接接头中,胶层、界面区与基材表面共同组成:
胶接接头中,胶层、界面区与基材表面共同组成了胶缝,胶缝将玻璃面板所承受的直接荷载和间了胶缝,胶缝将玻璃面板所承受的直接荷载和间接作用传递到铝合金框架或其他支承结构中。
接作用传递到铝合金框架或其他支承结构中。
2建筑幕墙材料建筑幕墙材料第三节第三节建筑密封胶和结构密封胶建筑密封胶和结构密封胶二、硅酮结构密封胶胶缝胶接原理二、硅酮结构密封胶胶缝胶接原理2胶接接头胶接接头的破坏方式的破坏方式胶层内部破坏胶层内部破坏内聚破坏内聚破坏粘附破坏粘附破坏胶粘剂与被粘结物界面处破坏胶粘剂与被粘结物界面处破坏3结构密封胶的固化原理结构密封胶的固化原理单组分固化单组分固化-靠吸收空气中的水分靠吸收空气中的水分双组分固化双组分固化-基胶和固化剂分别放置,施工前混基胶和固化剂分别放置,施工前混合,从而达到胶的强度合,从而达到胶的强度
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