揭秘改進型玻璃肋構造形式

【中玻網】全玻璃幕墻通透性良好、視野開闊，能較好地適應現代人居與活動之需，現已成為實際工程設計中外幕墻的重要類別之一。

　　玻璃肋是全玻璃幕墻的支撐構件。由于受制于生產、加工、運輸等諸多因素，通常根據建筑設計的規定，視實際尺度，將每一片通長的玻璃肋分成兩段或三段處理。其節點設計是通過夾板、螺栓、農業生產體系膠料等技術措施將各段玻璃肋裝配而成，達到預期規格，按照裝配工序與玻璃面板相結合。為此，玻璃肋的連接構成就顯得至關重要。

　　實際操作中，部分設計人員存在一定誤區，以為玻璃肋連接構造部位螺栓孔的數量越多，玻璃肋的連接就越安全可靠。事實上，連接處螺栓越多，玻璃肋就越易崩裂。究其原因，是由于玻璃肋的加工和鋼夾板的加工會有一定的誤差，雖在允許范圍之內，但勢必導致接頭上的每個螺栓孔受力不均。而玻璃是脆性材料，不具有外力重新分配的能力，當某一個孔的擠壓應力超出其邊緣強度時，該螺栓孔就會因應力作用而開裂，從而導致整片玻璃肋失效。另外，螺栓孔的設置會相應削弱玻璃肋的截面，或者因螺栓孔間距過小而產生過高的應力集中等，導致玻璃肋破碎。

　　就工程設計中有關玻璃肋接頭的連接方式進行了搜集與歸納，研究分析各種連接方式的設計原理、技術要點以及各自優缺點如下。

　　玻璃肋連接設計原理、技術要點、連接方式以及優缺點

　�。�1）承壓型連接

　　設計原理：利用螺栓的抗壓、抗剪和玻璃孔壁的抗壓能力，抵抗風荷載和自重。

　　技術要點：1）承壓墊片宜選用紫銅或純鋁，利用金屬變形達到螺栓組內力重新分配；2）所選用的材料彈性模量要與玻璃相當，避免溫度應力加大導致結構失效。

　　優點：結構簡單，無冗余構件。

　　缺點：1）當連接節點受損，整體結構隨之失效，無法保證玻璃肋的整體功能與安全；2）金屬承壓墊片需配孔處理，玻璃肋意外破損幾率增加。

　�。�2）摩擦型連接

　　設計原理：以螺栓預緊力施加正壓力。通過不銹鋼夾板、摩擦墊片以及玻璃表面的摩擦力，抵抗風荷載和自重作用力。

　　技術要點：1）選用與玻璃和不銹鋼摩擦系數非常大的材料作為磨擦片，如樹脂材料等；2）對不銹鋼夾板的剛度和平整度要求較高，以保持壓力均勻；3）螺栓預緊力需分批加載，且均勻施壓；4）維持規定的施工溫度，當幕墻面板封閉后，保持適宜的溫差。

　　優點：結構簡單，無冗余構件。

　　缺點：1）真實材料之間的摩擦系數很難界定，需做大量試驗才能獲得；2）不銹鋼夾板在加工過程中往往會因受熱而變形，平整度很難保證；3）合攏溫度應維持施工溫度或者與之相接近，否則會造成螺栓預緊力松弛或過緊，導致結構合攏失效。

　�。�3）粘結型連接

　　設計原理：以抗剪型樹脂膠將不銹鋼夾板與玻璃肋粘結在一起，通過膠料產生的剪力，抵抗風荷載和自重作用力。

　　技術要點：1）不銹鋼夾板應保持清潔度與平整度，同時要求抗剪樹脂膠的涂抹厚度均勻；2）玻璃孔宜開成大孔，使得螺栓與玻璃孔壁不接觸；3）膠料的粘結面積非常大時，夾板應選用熱膨脹系數與玻璃相當的材料。

　　優點：結構簡單，無冗余構件，施工相對簡單。

　　缺點：對樹脂膠材質的要求較高，一旦樹脂膠的抗剪能力失效，結構功能即刻喪失。

　　（4）組合型連接

　　設計原理：承壓型與摩擦型組合的冗余設計。通過不銹鋼夾板、摩擦墊片以及玻璃表面的摩擦力來抵抗風荷載和自重作用。

　　技術要點：1）均需通過結構計算，保證其連接安全；2）參照承壓型連接方式和摩擦型連接方式的規定組合設計。

　　優點：通過冗余結構設計，有效提高安全性。

　　缺點：金屬墊片需配孔設置，玻璃意外損壞幾率增加。

　�。�5）改進型連接

　　設計原理：承壓型與粘結型組合的冗余設計。承壓型金屬墊片改用承壓樹脂膠料，確保整個冗余結構共同承擔風荷載和自重作用。

　　技術要點：1）所選用的承壓樹脂彈性模量、抗壓強度與玻璃相當；2）在粘結過程中，借助螺栓施加經計算所得的預緊力。

　　優點：1）通過多種冗余結構共同作用，結構體安全可靠；2）施工簡單，無需現場配孔。