中空玻璃具有良好的隔熱性能
中空玻璃由兩塊(或兩塊以上)玻璃組成,中間用帶干燥劑的隔斷框隔開,周圍密封。中空玻璃因其良好的隔熱性能,近年來在我國新建建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。
在整個(gè)使用壽命周期中,中空玻璃應(yīng)不斷受到外部環(huán)境腐蝕和外力的影響。使用一段時(shí)間后,部分中空玻璃會(huì)出現(xiàn)各種質(zhì)量問題,主要有兩種:一是中空玻璃密封性能失效(氣體泄漏),導(dǎo)致中空玻璃露點(diǎn),失去保溫功能;第二,中空玻璃爆裂,外部碎片整體脫落,容易造成嚴(yán)重的安全隱患。特別是,中空玻璃密封性能的失效會(huì)導(dǎo)致其承載力下降。在外力的作用下,外部碎片更容易整體脫落。因此,研究中空玻璃承載性能的基本理論,了解中空玻璃在外荷載作用下的強(qiáng)度特征和變形特征,合理設(shè)計(jì)中空玻璃的結(jié)構(gòu)尺寸,提出一套中空玻璃密封性能失效的現(xiàn)場檢測方法,對于指導(dǎo)中空玻璃的工程應(yīng)用,降低中空玻璃失效的概率,確保中空玻璃的安全可靠使用具有重要意義。因此,根據(jù)中空玻璃結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),分析了影響中空玻璃承載性能的各種因素,通過觀察中空玻璃內(nèi)外變形的大小或中空層的厚度變化,提出在中空玻璃面板中心施加集中荷載,評價(jià)中空玻璃中空層的密封性能,并設(shè)計(jì)了一套配套的檢測裝置。
分析中空玻璃的承載性能。
中空玻璃的強(qiáng)度、剛度和密封性能是影響中空玻璃承載性能的主要因素。
1.中空玻璃的強(qiáng)度和剛度。
中空玻璃的強(qiáng)度是指中空玻璃抵抗外部荷載的能力,剛度是指中空玻璃承受變形的能力。顯然,在玻璃材料給定后,如普通平板玻璃或鋼化玻璃,然后根據(jù)玻璃強(qiáng)度設(shè)計(jì)理論,確定原玻璃板的斷裂強(qiáng)度。因此,為了提高中空玻璃的承載能力,必須在相同的載荷下使玻璃表面的彎曲應(yīng)力更小,這與中空玻璃的原始尺寸(每個(gè)原始玻璃的長度、寬度、長寬比和厚度)和中空層的厚度有關(guān)。直接分配給每個(gè)玻璃的負(fù)荷尺寸決定了中空玻璃的承載能力。
由于中空玻璃由兩塊(或兩塊以上)玻璃組成,周圍密封形成一個(gè)密封的空氣層。當(dāng)中空玻璃受到一面玻璃的載荷時(shí),受力面玻璃會(huì)變形并壓縮中空層的氣體,氣體壓力會(huì)增加,并將部分載荷傳遞給另一面玻璃。因此,在氣體密封狀態(tài)下,中空玻璃由兩塊玻璃共同承受載荷,兩塊玻璃同時(shí)變形。
2.中空玻璃在中空層失效狀態(tài)下的承載特性。
在中空層氣體密封的情況下,氣體的傳遞可以將部分外部荷載傳遞給另一塊玻璃,但當(dāng)氣體層泄漏時(shí),中空層氣體完全失去傳遞荷載。此時(shí),中空玻璃完全由直接受力的玻璃承受荷載。
顯然,此時(shí)中空玻璃的承載能力會(huì)明顯降低。
通過測試測量中空玻璃(規(guī)格為6mm+12mm+6mm,尺寸為1000mmx1000mm)在6kpa均勻分布荷載作用下,中空玻璃(非承情況下,中空層內(nèi)片玻璃(非承重側(cè))沿中線的撓度值。這張圖表明,在中空氣體密封條件下,內(nèi)片玻璃的撓度明顯大于泄漏狀態(tài)下的撓度。泄漏后,中空氣體層失去傳遞能力,內(nèi)片不受力,幾乎沒有變形。
3.環(huán)境溫度、壓差對中空玻璃承載性能的影響。
即使不受外部荷載影響,中空玻璃的生產(chǎn)區(qū)域環(huán)境與使用區(qū)域環(huán)境之間存在差異,也會(huì)導(dǎo)致中空玻璃中空氣體的膨脹或收縮(見圖2),這將直接導(dǎo)致兩塊原始玻璃的變形和附加應(yīng)力。在嚴(yán)重的情況下,兩塊玻璃會(huì)相互碰撞,甚至導(dǎo)致玻璃破裂。
中空層失效在線檢測方法及裝置。
根據(jù)分析,中空層密封性能失效后,中空玻璃的承載性能發(fā)生了變化。因此,建議通過在玻璃板中心施加集中力,觀察中空玻璃的內(nèi)外變形或中空層的厚度變化,確定中空層是否密封。
檢測裝置主要包括施力裝置和中空玻璃變形觀測裝置,以達(dá)到在線檢測中空玻璃中空層密封性能。
(a)是幕墻或門窗中空玻璃集中裝置的示意圖,其中力裝置采用螺旋力。檢測裝置配備了一個(gè)剛度足夠的導(dǎo)桿,安裝在幕墻的框架上,在導(dǎo)桿的兩端有一個(gè)鉤,鉤可以在導(dǎo)桿上自由移動(dòng)。吸盤安裝在鉤上,導(dǎo)桿的中間部分配有一個(gè)螺桿。螺桿上的螺紋桿垂直于導(dǎo)桿。在螺紋桿的前端設(shè)置一個(gè)柔性墊片,通過旋轉(zhuǎn)動(dòng)力手柄推動(dòng)螺紋桿向前移動(dòng)。
(b)是幕墻中空玻璃集中裝置的另一個(gè)示意圖,其中力裝置使用重力。該檢測裝置有一個(gè)連桿,由拉桿和壓力桿兩部分組成,拉桿和壓力桿的一端通過鉸鏈連接,使兩個(gè)桿相互旋轉(zhuǎn),獲得不同的角度。拉桿的另一端有一個(gè)鉤與一個(gè)真空吸盤連接,可以固定在玻璃上,在連桿的鉸鏈上有一個(gè)鉤,鉤和繩子的一端,鉤在繩子的另一端,重量可以放置在鉤上。調(diào)整壓力桿的角度,使壓力桿垂直于檢測玻璃平面,增加或減少重量可以獲得不同的玻璃集中。
通過對使用中的中空玻璃側(cè)施加集中力,并記錄中空玻璃內(nèi)外中心的撓度值( *大撓度)或中空層的厚度,可以通過位移傳感器觀察中空玻璃的變形,并通過空氣層厚度觀測裝置測量中空層的厚度。