幕墻鋼化中空玻璃的破壞性試驗分析

鋼化中空玻璃在幕墻工程上得到廣泛應用。工程中出現(xiàn)中空玻璃單側(cè)玻璃破碎的情況，在等待修復的過程中，剩余一側(cè)玻璃是否具有抵抗設計風壓的能力，是某工程關注點。工程設計之初，進行理論計算選材，而后組裝樣板，在我中心幕墻試驗室進行試驗驗證。

　　1、試驗分析

　　按照中空玻璃相關理論，由兩片玻璃共同承擔荷載，玻璃之間的荷載通過壓縮中間氣體層傳遞。當一側(cè)玻璃破損后，氣體層不能傳遞荷載，僅由單片玻璃承受荷載。可以推測單片玻璃的撓度將遠大于正常工作狀態(tài)下的撓度，根據(jù)經(jīng)驗公式得出的撓度需要得到試驗驗證。

　　1.1、試驗描述

　　試驗樣板為寬度3.64m，高度3.15m的構(gòu)件式隱框玻璃幕墻，設計風壓Wk=3.4kPa，面板為8Low—E+12A+8的中空鋼化玻璃，面板測點位于樣板底部玻璃面板短邊室內(nèi)側(cè)。區(qū)別于常見的隱框玻璃幕墻面板，本工程未在室內(nèi)側(cè)玻璃面上粘結(jié)玻璃副框，而是在組片時兩原片之間布置鋁制構(gòu)件，壓塊深入玻璃面板內(nèi)與此鋁件作用將面板固定在主料上。

　　測試分為個4步驟：①樣板玻璃正常抗風壓檢測；②室內(nèi)側(cè)玻璃破壞后，抗風壓變形性能檢測；③反復加壓檢測；④風荷載設計值安全性能檢測。

　　測試根據(jù)GB/T15227—2007要求進行，測量玻璃面板短邊邊長中點撓度。在玻璃面板中部短邊方向布置3個位移測量儀，測點間距為1710mm，通過測量面板中心和面板邊緣的變形量，按照公式1計算面板法相撓度。

　　其中：fmax——面法線撓度值，mm。

　　a0、b0、c0——各測點在預備加壓后的初始穩(wěn)定讀數(shù)值，mm。

　　a、b、c——某壓力對應的各測點面法線位移，mm。

　　按照設計要求，逐級加壓，采集面板在各個壓差下的位移量形成撓度曲線。之后進行反復加壓檢測和設計風壓安全性能檢測。

　　將樣板底部面板室內(nèi)側(cè)玻璃從角部擊碎，破碎的面板緊貼室外側(cè)玻璃。在破碎的室內(nèi)側(cè)玻璃表面測量撓度變形，并進行反復加壓測試和設計風壓安全性能測試。在撓度變形階段，采用更大壓力級差進行測試，以測量大撓度條件下單層玻璃面板對均布壓力的響應。

　　1.2、結(jié)果分析

　　抗風壓變形階段分析。破碎前和破碎后撓度測量數(shù)據(jù)如表1所示。其中比值為測點間距與撓度的比值，其數(shù)值不得大于標準要求，是一項重要考核指標。

　　根據(jù)測量原始數(shù)據(jù)，可得到室內(nèi)側(cè)玻璃破碎前后面板對壓力的響應。

　　由兩組測量數(shù)據(jù)和撓度曲線可見，①相同風壓下，單層玻璃撓度顯著大于雙層中空玻璃撓度，在55％設計壓力值作用下變形量已接近標準規(guī)定撓度上限。②在壓力較小的情況下，面板撓度變形與風壓成近似線性關系；壓力增大，撓度隨著荷載的加大顯示一定程度的收斂趨勢，非線性特性表現(xiàn)的更明顯[4]。因此，不能簡單的將面法線撓度標準限額1/60按照線性關系換算為變形檢測時的上限1/150，不能依據(jù)變形檢測時的最大撓度推算最大壓力撓度結(jié)果，必須通過實測檢驗。

　　安全性能分析：在反復加壓檢測階段和設計風壓安全檢測階段，室外側(cè)玻璃單獨承受風荷載，未出現(xiàn)破損。破碎的室內(nèi)側(cè)玻璃面緊貼室外側(cè)玻璃面，保持完整，未出現(xiàn)碎粒掉落，見圖5。

　　碎面大面本身不承受風荷載，且由于與主料連接部位的特殊構(gòu)造，風壓經(jīng)鋁構(gòu)件和壓塊直接傳遞至主料，不會產(chǎn)生對碎面邊緣部位的剪切變形，對整個室內(nèi)側(cè)玻璃保持完整性起到正面作用。

　　1.3、結(jié)論

　　通過上述分析，可以得到以下結(jié)論：①室內(nèi)側(cè)玻璃遭受外力破碎（碎片狀態(tài)但未掉落），在設計風荷載壓Wk作用10S后，室外側(cè)玻璃未出現(xiàn)破損，室內(nèi)側(cè)玻璃碎片無掉落，試件仍保持相對完整狀態(tài)。據(jù)此可推測，在本工程實際中，若室內(nèi)側(cè)玻璃出現(xiàn)破損，在等待更換玻璃的短時間內(nèi)，幕墻可以抵抗設計風壓作用，同時應做相應保護措施防止碎片落下造成傷害。②室內(nèi)側(cè)玻璃破碎后與室外側(cè)玻璃緊密貼合，在抗風壓變形檢測階段，其撓度變形量顯著增大，在工程實際中應考慮撓度過大造成的影響。③本工程的玻璃合片方式和玻璃面板與主料的連接方式，對室內(nèi)側(cè)玻璃出現(xiàn)破損后整體抗風壓性能具有積極意義，具有工程實際應用價值。

　　2、結(jié)語

　　幕墻設計中根據(jù)經(jīng)驗公式，或者根據(jù)計算機模擬得到的結(jié)果，與工程實際存在差別。在本工程中，極端情況下幕墻的安全性能需要得到試驗室實測確認。幕墻的工程檢測對驗證設計的合理性，推廣新工藝，保證建筑工程質(zhì)量等都具有重要意義。