Sistem kaca titik-maneuh anu minuhan sarat arsitéktur ieu utamana populér di lawang taneuh atawa wewengkon umum.kamajuan téhnologis panganyarna geus diwenangkeun pamakéan adhesives ultra-kakuatan luhur ngagantelkeun pumices badag ieu ka asesoris tanpa kudu bor liang dina kaca.
Lokasi taneuh has ngaronjatkeun likelihood yén sistem kudu meta salaku lapisan pelindung pikeun pangeusi wangunan, sarta sarat ieu ngaleuwihan atawa ngaleuwihan sarat beban angin has.Sababaraha tés geus dipigawé dina sistem titik ngaropéa pikeun pangeboran, tapi teu dina metoda beungkeutan.
Tujuan tina tulisan ieu nyaéta pikeun ngarékam tés simulasi nganggo tabung kejut kalayan muatan ngabeledug pikeun simulasi ngabeledug pikeun simulasi dampak beban ngabeledug dina komponén transparan anu kabeungkeut.Variabel ieu kalebet beban ledakan anu ditetepkeun ku ASTM F2912 [1], anu dilaksanakeun dina piring ipis kalayan sandwich ionomer SGP.Panaliti ieu mangrupikeun waktos anu munggaran tiasa ngitung kamampuan ngabeledug pikeun uji skala ageung sareng desain arsitéktur.Gantelkeun opat fitting TSSA kalayan diaméter 60 mm (2,36 inci) kana piring kaca ukuran 1524 x 1524 mm (60 inci x 60 inci).
Opat komponén dimuat kana 48,3 kPa (7 psi) atawa handap teu ngaruksak atawa mangaruhan TSSA na kaca.Lima komponén dimuat dina tekenan luhur 62 kPa (9 psi), sarta opat tina lima komponén némbongkeun pegatna kaca, ngabalukarkeun kaca keur mindahkeun tina lawang.Dina sagala hal, TSSA tetep napel na fittings logam, sarta teu kapanggih malfungsi, adhesion atawa beungkeutan.Uji coba nunjukkeun yén, saluyu sareng sarat AAMA 510-14, desain TSSA anu diuji tiasa nyayogikeun sistem kaamanan anu efektif dina beban 48,3 kPa (7 psi) atanapi langkung handap.Data anu dihasilkeun di dieu tiasa dianggo pikeun ngarékayasa sistem TSSA pikeun nyumponan beban anu ditangtukeun.
Jon Kimberlain (Jon Kimberlain) nyaéta ahli aplikasi canggih tina silikon kinerja tinggi Dow Corning.Lawrence D. Carbary (Lawrence D. Carbary) nyaéta élmuwan industri konstruksi kinerja tinggi Dow Corning anu mangrupakeun silikon Dow Corning sareng panalungtik ASTM.
Kantétan silikon struktural panel kaca geus dipaké pikeun ampir 50 taun pikeun ngaronjatkeun éstétika jeung kinerja wangunan modern [2] [3] [4] [5].Metodeu ngalereskeun tiasa ngajantenkeun témbok luar kontinyu lancar kalayan transparansi anu luhur.Kahayang pikeun ningkatna transparansi dina arsitéktur nyababkeun pamekaran sareng panggunaan témbok kabel bolong sareng témbok luar anu dirojong ku baud.Wangunan landmark anu nangtang sacara arsitéktur bakal kalebet téknologi modéren ayeuna sareng kedah saluyu sareng kode sareng standar kaamanan sareng wangunan lokal.
The napel silikon struktural transparan (TSSA) geus diajarkeun, sarta metoda ngarojong kaca jeung bagian ngaropéa baud tinimbang liang pangeboran geus diajukeun [6] [7].Téknologi lem transparan kalayan kakuatan, adhesion sareng daya tahan gaduh séri sipat fisik anu ngamungkinkeun desainer témbok curtain mendesain sistem sambungan dina cara anu unik sareng novél.
Asesoris buleud, rectangular jeung triangular nu minuhan estetika jeung kinerja struktural gampang dirancang.TSSA diubaran babarengan sareng kaca laminasi anu diolah dina autoclave.Saatos miceun bahan tina siklus autoclave, tés verifikasi 100% tiasa réngsé.Kauntungannana jaminan kualitas ieu unik keur TSSA sabab bisa nyadiakeun eupan balik saharita ngeunaan integritas struktural assembly.
Résistansi dampak [8] sareng pangaruh nyerep shock bahan silikon struktural konvensional parantos ditaliti [9].Wolf et al.data disadiakeun dihasilkeun ku Universitas Stuttgart.Data ieu nunjukkeun yén, dibandingkeun sareng laju galur kuasi-statik anu dijelaskeun dina ASTM C1135, kakuatan tegangan bahan silikon struktural aya dina laju galur pamungkas 5m/s (197in/s).Kakuatan sarta elongation nambahan.Nunjukkeun hubungan antara galur sareng sipat fisik.
Kusabab TSSA mangrupikeun bahan anu elastis kalayan modulus sareng kakuatan anu langkung luhur tibatan silikon struktural, éta diperkirakeun nuturkeun pagelaran umum anu sami.Sanaos tés laboratorium kalayan tingkat galur anu luhur henteu acan dilakukeun, tiasa diperkirakeun yén tingkat galur anu luhur dina ledakan moal mangaruhan kakuatan.
Kaca bolted geus diuji, meets standar mitigasi ledakan [11], sarta ieu exhibited dina 2013 Poé Performance Kaca.Hasil visual jelas nunjukkeun kaunggulan mékanis ngalereskeun gelas saatos gelasna rusak.Pikeun sistem sareng kantétan napel murni, ieu bakal janten tangtangan.
Pigura dijieunna tina saluran baja baku Amérika kalawan diménsi 151mm jero x 48,8 mm lebar x 5,08 ketebalan web mm (6 "x 1,92" x 0,20 "), biasana disebut C 6 "x 8,2 # slot .Saluran C anu dilas babarengan dina juru, sarta 9 mm (0,375 inci) bagian triangular kandel dilas di juru, diatur deui tina beungeut pigura.Liang 18mm (0.71″) dibor dina piring supados baud kalayan diaméter 14mm (0.55″) tiasa gampang diselapkeun kana éta.
TSSA fittings logam kalayan diaméter 60 mm (2,36 inci) nyaeta 50 mm (2 inci) ti unggal juru.Larapkeun opat fittings ka unggal sapotong kaca sangkan sagalana simetris.Fitur unik TSSA téh nya éta bisa ditempatkeun deukeut ujung kaca.Asesoris pangeboran pikeun ngaropéa mékanis dina kaca gaduh dimensi husus mimitian ti ujung, nu kudu diasupkeun kana rarancang jeung kudu dibor saméméh tempering.
Ukuran deukeut tepi ngaronjatkeun transparansi tina sistem rengse, sarta dina waktos anu sareng ngurangan adhesion tina gabungan béntang alatan torsi handap dina gabungan béntang has.Kaca anu dipilih pikeun proyék ieu nyaéta dua 6mm (1/4″) tempered transparan 1524mm x 1524mm (5′x 5′) lapisan dilaminasi sareng Sentry Glass Plus (SGP) ionomer pilem panengah 1.52mm (0.060) ").
Cakram TSSA kandel 1 mm (0,040 inci) diterapkeun kana pas stainless steel diaméterna 60 mm (2,36 inci).Primer dirancang pikeun ngaronjatkeun daya tahan adhesion kana stainless steel sarta mangrupakeun campuran silane na titanate dina pangleyur a.Cakram logam dipencet kana gelas kalayan kakuatan anu diukur 0,7 MPa (100 psi) salami hiji menit pikeun ngabasuh sareng kontak.Teundeun komponén dina autoclave nu ngahontal 11,9 Bar (175 psi) jeung 133 C ° (272 ° F) ku kituna TSSA bisa ngahontal 30 menit soak waktu diperlukeun pikeun curing jeung beungkeutan dina autoclave nu.
Saatos autoclave réngsé sarta leuwih tiis, pariksa unggal pas TSSA lajeng tighten kana 55Nm (40,6 pon suku) pikeun nembongkeun beban baku 1,3 MPa (190 psi).Asesoris pikeun TSSA disadiakeun ku Sadev sarta diidentifikasi minangka R1006 TSSA asesoris.
Nyusun awak utama aksésori kana disc curing dina kaca jeung nurunkeun kana pigura baja.Saluyukeun jeung ngalereskeun kacangan dina bolts ambéh kaca éksternal siram jeung luar pigura baja.Sambungan 13mm x 13mm (1/2″ x½”) ngurilingan perimeter kaca disegel ku struktur dua bagian tina silikon supados tés beban tekanan tiasa dimimitian isukna.
Tés dilaksanakeun nganggo tabung kejut di Laboratorium Panaliti Bahan Peledak di Universitas Kentucky.Tabung nyerep shock diwangun ku awak baja bertulang, nu bisa masang unit nepi ka 3.7mx 3.7m dina beungeut.
Tabung dampak didorong ku cara nempatkeun bahan peledak sapanjang panjang tabung ngabeledug pikeun simulasi fase positip sareng négatip tina kajadian ledakan [12] [13].Pasang sakabéh kaca jeung rangka baja assembly kana tabung shock-nyerep pikeun nguji, ditémbongkeun saperti dina Gambar 4.
Opat sensor tekanan dipasang di jero tabung kejut, ku kituna tekanan sareng pulsa tiasa diukur sacara akurat.Dua kaméra vidéo digital sareng kaméra SLR digital dianggo pikeun ngarékam tés.
Kaméra-speed tinggi MREL Ranger HR lokasina deukeut jandéla luar tabung shock nangkep tés dina 500 pigura per detik.Setel catetan laser defleksi 20 kHz caket jandela pikeun ngukur defleksi di tengah jandela.
Opat komponén kerangka diuji salapan kali jumlahna.Lamun kaca teu ninggalkeun bukaan, uji ulang komponén dina tekanan luhur sarta dampak.Dina unggal kasus, tekanan target sareng data impuls sareng kaca deformasi dirékam.Lajeng, unggal tés ogé dipeunteun dumasar kana AAMA 510-14 [Pedoman Sukarela Sistem Festration pikeun Mitigasi Bahaya Ledakan].
Sakumaha ditétélakeun di luhur, opat rakitan pigura anu diuji dugi kaca ieu dikaluarkeun tina lawang tina port blast.Tujuan tina tés munggaran nyaéta ngahontal 69 kPa dina pulsa 614 kPa-ms (10 psi A 89 psi-msec).Dina beban anu diterapkeun, jandela kaca pecah sareng dileupaskeun tina pigura.Sadev titik fittings ngajadikeun TSSA taat kana kaca tempered rusak.Nalika kaca toughened beulah, kaca ninggalkeun bukaan sanggeus deflection of kurang leuwih 100 mm (4 inci).
Dina kaayaan ningkatkeun beban kontinyu, pigura 2 diuji 3 kali.Hasilna nunjukkeun yén gagalna henteu lumangsung dugi tekanan ngahontal 69 kPa (10 psi).Tekanan diukur 44,3 kPa (6,42 psi) jeung 45,4 kPa (6,59 psi) moal mangaruhan integritas komponén.Dina tekanan diukur 62 kPa (9 psi), deflection kaca ngabalukarkeun pegatna, ninggalkeun jandela kaca dina lawang.Sadaya asesoris TSSA digantelkeun sareng kaca tempered anu rusak, sami sareng dina Gambar 7.
Dina kaayaan ngaronjat beban kontinyu, pigura 3 diuji dua kali.Hasilna nunjukkeun yén gagalna henteu lumangsung dugi tekanan ngahontal udagan 69 kPa (10 psi).Tekanan diukur 48,4 kPa (7,03) psi moal mangaruhan integritas komponén.pendataan gagal pikeun ngidinan deflection, tapi observasi visual tina video némbongkeun yén deflection pigura 2 test 3 jeung pigura 4 test 7 éta sarupa.Dina tekanan ukur 64 kPa (9.28 psi), defleksi kaca diukur dina 190.5 mm (7.5″) nyababkeun pegatna, ninggalkeun jandela kaca dina bukaan.Sadaya asesoris TSSA digantelkeun sareng kaca tempered rusak, sami sareng Gambar 7.
Kalayan ningkatna beban kontinyu, pigura 4 diuji 3 kali.Hasilna nunjukkeun yén gagalna henteu kajantenan dugi tekanan ngahontal target 10 psi pikeun kadua kalina.Tekanan anu diukur 46,8 kPa (6,79) sareng 64,9 kPa (9,42 psi) moal mangaruhan integritas komponén.Dina tés #8, kaca diukur ngabengkokkeun 100 mm (4 inci).Ieu diperkirakeun yén beban ieu bakal ngabalukarkeun kaca megatkeun, tapi titik data sejenna bisa didapet.
Dina tés #9, tekanan anu diukur tina 65.9 kPa (9.56 psi) nyéépkeun kaca ku 190.5 mm (7.5″) sareng nyababkeun pegatna, ninggalkeun jandela kaca dina bukaan.Kabéh asesoris TSSA napel na kaca tempered pegat sarua sakumaha dina Gambar 7 Dina sakabeh kasus, asesoris bisa gampang dipiceun tina pigura baja tanpa karuksakan atra.
TSSA pikeun tiap tés tetep teu robih.Saatos tés, nalika gelas tetep gembleng, teu aya parobahan visual dina TSSA.Video-speed tinggi nembongkeun kaca megatkeun di titik tengah bentang lajeng ninggalkeun bukaan.
Ti ngabandingkeun gagal kaca jeung euweuh gagalna dina Gambar 8 jeung Gambar 9, éta metot pikeun dicatet yén mode narekahan kaca lumangsung jauh ti titik kantétan, nu nunjukkeun yén bagian unbonded kaca geus ngahontal titik bending, nu gancang ngadeukeutan Titik ngahasilkeun kaca anu rapuh relatif ka bagian anu tetep kabeungkeut.
Ieu nunjukkeun yén salami tés, pelat anu rusak dina bagian-bagian ieu sigana bakal ngalih dina gaya geser.Ngagabungkeun prinsip ieu sareng observasi yén mode kagagalan sigana janten embrittlement tina ketebalan kaca dina panganteur napel, sakumaha beban prescribed naek, kinerja kudu ningkat ku ngaronjatna ketebalan kaca atawa ngadalikeun deflection ku cara séjén.
Tés 8 Bingkai 4 mangrupikeun kejutan anu pikaresepeun dina fasilitas tés.Sanajan kaca teu ruksak ku kituna pigura bisa diuji deui, TSSA jeung sabudeureun sealing strips masih bisa ngajaga beban badag ieu.Sistim TSSA ngagunakeun opat kantétan 60mm pikeun ngarojong kaca.Beban angin desain nyaéta beban hirup sareng permanén, duanana dina 2,5 kPa (50 psf).Ieu desain sedeng, kalawan transparansi arsitéktur idéal, némbongkeun beban pisan tinggi, sarta TSSA tetep gembleng.
Ulikan ieu dilakukeun pikeun nangtukeun naha adhesion napel tina sistem kaca boga sababaraha hazards alamiah atawa defects dina watesan syarat-tingkat low pikeun kinerja sandblasting.Jelas, sistem aksésori TSSA 60mm basajan dipasang di deukeut ujung gelas sareng gaduh prestasi dugi ka kacana pecah.Nalika kaca dirancang pikeun nolak pegatna, TSSA mangrupakeun metoda sambungan giat nu bisa nyadiakeun gelar tangtu panyalindungan bari ngajaga syarat wangunan pikeun transparansi jeung kabuka.
Numutkeun standar ASTM F2912-17, komponén jandela anu diuji ngahontal tingkat bahaya H1 dina tingkat standar C1.Aksésori Sadev R1006 anu dianggo dina pangajaran henteu kapangaruhan.
Kaca tempered dipaké dina ulikan ieu "link lemah" dina sistem.Sakali kaca pegat, TSSA jeung strip sealing sabudeureun teu bisa nahan jumlah badag kaca, sabab jumlah leutik fragmen kaca tetep dina bahan silicone.
Ti sudut pandang rarancang jeung kinerja, sistem napel TSSA geus kabuktian nyadiakeun tingkat luhur panyalindungan dina komponén adul ngabeledug-grade dina tingkat awal indikator kinerja ngabeledug, nu geus ditarima lega ku industri.Fasad anu diuji nunjukkeun yén nalika bahya ngabeledugna antara 41,4 kPa (6 psi) sareng 69 kPa (10 psi), kinerja dina tingkat bahya béda sacara signifikan.
Nanging, penting yén bédana dina klasifikasi bahaya henteu disababkeun ku gagalna napel sapertos anu dituduhkeun ku modeu gagalna cohesive tina napel sareng fragmen kaca antara ambang bahaya.Numutkeun observasi, ukuran kaca ieu appropriately disaluyukeun pikeun ngaleutikan deflection pikeun nyegah brittleness alatan ngaronjat respon geser dina panganteur bending jeung kantétan, nu sigana faktor konci dina kinerja.
Desain kahareup bisa ngurangan tingkat bahya dina beban luhur ku cara ningkatkeun ketebalan kaca, ngalereskeun posisi titik relatif ka tepi, sarta ngaronjatkeun diaméter kontak tina napel.
[1] ASTM F2912-17 Spésifikasi Serat Kaca Standar, Kaca sareng Sistem Kaca Tunduk kana Beban Altitude Luhur, ASTM International, West Conshawken, Pennsylvania, 2017, https://doi.org/10.1520/F2912-17 [2] Hilliard, JR, Paris, CJ jeung Peterson, CO, Jr, "Structural Sealant Kaca, Téhnologi Sealant pikeun Systems Kaca", ASTM STP 638, ASTM Internasional, West Conshooken, Pennsylvania, 1977, p.67-99 kaca.[3] Zarghamee, MS, TA, Schwartz, sarta Gladstone, M., "Seismic Performance of Struktural Silika Kaca", Gedong Sealing, Sealant, Kaca jeung Téhnologi waterproof, Jilid 1. 6. ASTM STP 1286, JC Myers, redaktur, ASTM Internasional, West Conshohocken, Pennsylvania, 1996, kaca 46-59.[4] Carbary, LD, "Review of durability sarta kinerja Silicone Struktural Kaca Jandela Systems", Kaca Performance Poé, Tampere Finlandia, Juni 2007, Konférénsi Prosiding, kaca 190-193.[5] Schmidt, CM, Schoenherr, WJ, Carbary LD, sarta Takish, MS, "Performance of Silicone Structural Adhesives", Élmu jeung Téhnologi Sistem Kaca, ASTM STP1054, CJ Universitas Paris, Amérika Society pikeun Tés jeung Bahan, Philadelphia, 1989 Taun, kaca 22-45 [6] Wolf, AT, Sitte, S., Brasseur, M., J. jeung Carbary L. D, "Transparan Struktural Silicone napel pikeun ngalereskeun Glazing Dispensing (TSSA) assessment awal tina mékanis sipat sarta durability tina baja ", The Kaopat International Durability Symposium "Konstruksi Sealants na adhesives", Majalah Internasional ASTM, diterbitkeun online, Agustus 2011, Jilid 8, Ngaluarkeun 10 (11 Nopémber 2011 Bulan), JAI 104084, sadia ti ramatloka handap. : www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/JOURNALS/JAI/PAGES/JAI104084.htm.[7] Clift, C., Hutley, P., Carbary, LD, Transparan struktur silicone napel, Kaca Performance Poé, Tampere, Finlandia, Juni 2011, Prosiding rapat, kaca 650-653.[8] Clift, C., Carbary, LD, Hutley, P., Kimberlain, J., "Generasi Anyar Struktural Silika Kaca" Desain adul jeung Téknik Journal 2 (2014) 137-161, DOI 10.3233 / FDE-150020 [9] ] Kenneth Yarosh, Andreas T. Wolf, jeung Sigurd Sitte "Assessment of Silicone Rubber Sealants in the Design of Bulletproof Windows and Curtain Walls at High Moving Rates", ASTM International Magazine, Issue 1. 6. Paper No.. 2, ID JAI101953 [ 10] ASTM C1135-15, Métode Uji Standar pikeun Nangtukeun Kinerja Tensile Adhesion Sealants Struktural, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, 2015, https://doi.org/10.1520/C1135-15 [11] Morgan, T. , "Progress in Explosion-proof Bolt-Fixed Glass", Kaca Performance Day, June 2103, menit rapat, pp. , ASTM Internasional, West Conshohocken, Pennsylvania, 2017, HTTPS://doi.org/10.1520/F1642_F1642M-17 [13] kawinan, William Chad jeung Braden T.Lusk."Metoda novél pikeun nangtukeun réspon sistem kaca anti ngabeledug kana beban ngabeledug."métrik 45,6 (2012): 1471-1479.[14] "Pedoman Sukarela pikeun Ngurangan Bahaya Ledakan Sistem Jandéla Vertikal" AAMA 510-14.