(模板)结构胶的应用与计算

1 隐框玻璃幕墙胶类及伸缩缝计算
基本参数：
1：计算点标高：88m ；
2：玻璃分格尺寸：宽×高=B ×H=1100mm ×1380mm ；
3：幕墙类型：全隐框玻璃幕墙
4：年温温差：80℃；
1.1 抗震设计下结构硅酮密封胶的宽度计算：
(1)水平力作用下结构胶粘结宽度：
C s1：风荷载和地震作用下结构胶粘结宽度最小值(mm)；
w k ：风荷载标准值(N/mm2)；
q EAk ：地震作用标准值(N/mm2)，对于不等片合片的中空玻璃，取外片重量，
其
它情况，取组成板块的玻璃总重量，按公式5.3.4[JGJ102-2003]计算； a ：矩形分格短边长度(mm)；
f 1：结构胶的短期强度允许值，取0.2N/mm2；
C s1=(1.4×w k +0.5× 1.3×q EAk )×a/2f 1 ……
5.6.3-2[JGJ102-2003]
=(1.4×0.001364+0.5×1.3×0.000246)×1100/2/0.2
=5.691mm
(2)自重效应(永久荷载)作用下胶缝宽度的计算(玻璃与铝框间)： C s2：自重效应下玻璃与铝框间结构胶粘结宽度最小值(mm)；
q G1：结构胶承担的玻璃单位面积重力荷载设计值(N/mm2)，分项系数取1.35；
a ：分格短边长(mm)；
b ：分格长边长(mm)；
f 2：结构胶的长期强度允许值，取0.01N/mm2；
C s2=q G1ab/2(a+b)f 2 ……5.6.3-3[JGJ102-2003]
=0.000415×1100×1380/2/(1100+1380)/0.01
=12.701mm
(3)自重效应(永久荷载)作用下胶缝宽度的计算(玻璃与玻璃间)： C s3：自重效应下玻璃与玻璃间结构胶粘结宽度最小值(mm)；
q G2：结构胶承担的玻璃单位面积重力荷载设计值(N/mm2)，分项系数取1.35；
a ：分格短边长(mm)；
b ：分格长边长(mm)；
f 2：结构胶的长期强度允许值，取0.01N/mm2；
C s3=q G2ab/2(a+b)f 2 ……5.6.3-3[JGJ102-2003]
=0.000207×1100×1380/2/(1100+1380)/0.01
=6.335mm
实际玻璃与铝框间胶缝宽度取8mm.
玻璃与玻璃间胶缝宽度取8mm.
1.2 结构硅酮密封胶粘接厚度的计算：
(1)玻璃与铝框间温度作用下结构胶粘结厚度：
u s1：在年温差作用下玻璃与玻璃附框型材相对位移量(mm)；
b ：玻璃板块最大边(mm)；
Δt ：年温差：80℃
a 1：铝型材线膨胀系数，2.3×10-5；
a 2：玻璃线膨胀系数，1×10-5；
u s1=b Δt(a 1-a 2)
=1380×80×(2.3-1)×10-5
=1.435mm
t s1：温度作用下结构胶粘结厚度计算值(mm)；
δ1：温度作用下结构硅酮密封胶的变位承受能力：10%
t s1=u s1/(δ1(2+δ1))0.5
=1.435/(0.1×(2+0.1))0.5
=3.131mm
(2)地震作用下结构胶粘结厚度：
u s2：在地震作用下玻璃与玻璃附框型材相对位移量(mm)；
θ：风荷载标准值作用下主体结构层间位移角限值(rad)；(取值见表20[GB/T21086-2007])
h g ：幕墙玻璃面板高度(mm)；
u s2=θh g ……5.6.5-2[JGJ102-2003]
=1/550×1380
=2.509mm
t s2：地震作用下结构胶粘结厚度计算值(mm)；
δ2：地震作用下结构硅酮密封胶的变位承受能力：12.5%
t s2=u s2/(δ2(2+δ2))0.5 ……5.6.5[JGJ102-2003]
=2.509/(0.125×(2+0.125))0.5
=4.868mm
实际玻璃与铝框间胶缝厚度取6mm.
玻璃与玻璃间胶缝厚度取6mm.
1.3 结构胶设计总结：
按5.6.1[JGJ102-2003]规定，硅酮结构胶还需要满足下面要求： 1：粘接宽度≥7mm ；
2：12mm ≥粘接厚度≥6mm ；
3：粘接宽度大于厚度，但不宜大于厚度的2倍，但是在实际情况下，不大于厚度的3倍是可以的；
综合上面计算结果，本工程设计中玻璃与铝框间结构胶不满足规范要求。

玻璃与玻璃间结构胶满足规范要求。

1.4 立柱连接伸缩缝计算：
为了适应幕墙温度变形以及施工调整的需要，立柱上下段通过插芯套装，留有一段空隙—伸缩缝(d)，d 值按下式计算：
d≥αΔｔL+d
1+d
2
上式中：
d：伸缩缝计算值(mm)；
α：立柱材料的线膨胀系数，取2.3×10-5；
△ｔ：温度变化,取80℃；
L：立柱跨度(mm)；
d
1
：施工误差，取3mm；
d
2
：考虑其它作用的预留量，取2mm；
d=αΔｔL+d
1+d
2
=0.000023×80×3000+3+2
=10.52mm
实际伸缩空隙d取20mm，满足要求。

.
1.5耐侯胶胶缝计算：
w
s
：胶缝宽度计算值(mm)；
α：板块材料的线膨胀系数，为1×10-5；
△ｔ：温度变化,取80℃；
b：板块的长边长度(mm)；
δ：耐候硅酮密封胶的变位承受能力：25%
d
c
：施工偏差，取3mm；
d
E
：考虑其它作用的预留量，取2mm；
w
s =α△ｔb/δ+d
c
+d
E
=0.00001×80×1380/0.25+3+2
=9.416mm
实际胶缝取16mm，满足要求。

.
2 幕墙板块压板计算
基本参数：
1：计算点标高：88m；
2：板块分格尺寸：1100mm×1380mm；
3：压板宽度：45mm
4：压板长度：50mm
5：压板厚度：6mm
6：压板间距：350mm
2.1压板的弯矩设计值计算：
M
yb
：压板单侧所受的弯矩设计值(N·mm)；
q
yb
：板块所受的水平荷载设计值(N/mm2)；
P
yb
：压板单侧所受的水平集中力(N)；
S
yb
：压板间距(mm)；
B
yb
：压板横截面宽度(mm)；
a：板块短边长(mm)；
q yb =1.4w k +0.5×1.3q EAk
=1.4×0.001364+0.5×1.3×0.000246 =0.002069N/mm2
P yb =1.5q yb S yb a/2
=1.5×0.002069×350×1100/2
=597.424N
M yb =P yb ×(0.5B yb )
=597.424×0.5×45
=13442.04N ·mm
2.2 压板的应力计算：
σ：压板所受的最大弯曲应力(N/mm2)； L yb ：压板长度(mm)；
t yb ：压板厚度(mm)；
d ：压板上螺栓孔径(mm)；
W yb ：压板的抗弯距(mm 3)；
γ：塑性发展系数，取1.00；
σ=M yb /γW yb
=6M yb /γ(L yb -d)t yb 2
=6×13442.04/(50-7)/62
=52.101N/mm2
选用压板材质为6063-T5，抗弯强度设计值为90N/mm2 所以压板的抗弯强度满足要求。

τ：压板所受的最大剪应力；
τ=1.5P yb /((L yb -d)t yb )
=1.5×597.424/(50-7)/6
=3.473N/mm2
选用压板的抗剪强度设计值为55N/mm2
所以压板的抗剪强度满足要求。

2.3 螺栓抗拉强度验算：
f t b ：螺栓连接的抗拉强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取200N/mm2；
d e ：螺栓有效直径：5.061833mm ；
N t b ：螺栓抗拉承载能力设计值(N)；
N t b =πd e 2f t b /4
=3.14×5.0618332×200/4
=4022.678N
2P yb =1194.848N ≤许用抗拉承载力=4022.678N
所以螺栓的抗拉强度满足要求。