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建筑幕墙接缝密封胶及胶缝表示方法解读
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建筑幕墙接缝密封胶及胶缝表示方法
Sealants for Building Curtain Wall Joint and Shown Method of Sealants Joint周佩杰Zhou Peijie摘要:本文主要介绍了现代应用的建筑幕墙接缝密封胶的分类、性能、胶缝表示方法以及胶缝的宽、厚设计。
Abstrut: This article mainly introduce the classication performance sealants joint shown method of modern application curtain wall for building and how to design the width and thickness of sealant for construction wall joint .关键词:接缝、密封胶、胶缝、性能、表示方法。Key words:Joint , Sealant, Sealant joint , Performance, Shown method建筑幕墙是建筑的组成部分,建筑是由不同材料、构件和部件组合连接的构筑体,各种应力和变位特征将会集中表现在结构的连接接缝,各种液体、气体、粉体、振动波和热介质也将接缝作为流动的通道,接缝的设置和密封影响着建筑的功能质量并关系到建筑耐久安全,为此已于2008年2月1日开始执行的GB/T 21086-2007《建筑幕墙》标准第5.3.3.1条 b)规定了幕墙接缝密封胶性能应符合本标准附录A中A .3的相关规定,位移能力级别应符合设计位移量的要求,不宜小于20级。一、幕墙接缝密封胶性能1、幕墙接缝密封胶包括嵌缝膏、密封胶和结构密封胶,并按下列不同方法进行分类: 按产品适用于基材:玻璃(代号:G);金属(代号:M);混凝土、水泥砂浆(代号:C);其它(代号: Q)。按适用功能(位移能力及模量)分级:
级别--按位移能力分为25级、20级、12.5级和7.5级四个级别。
次级品--按模量划分仅对符合25级和20级的密封胶分为低模量(代号:LM)和高模量(代号:HM); 12.5级以下的密封胶按弹性恢复率分为弹性体(代号:12.5E)、 塑性体按组分数分为:建筑硅硐密封胶单组分(1)、双组分(2);其它密封胶单组分(Ⅰ)、双组分(Ⅱ)或多组分;按适用季节分为:夏季型(S)、冬季型(W)、全年型(A);按固化机理分为:湿气固化型(K)、化学反应固化型(Z)、溶剂挥发固化型(Y)、
水乳液干燥固化型(E);(硅硐建筑密封胶则分为A型-脱酸即酸性,B型-脱醇即中性二种) 按固化速度分为(用于环氧胶粘剂):快固型(K)和普通型(P); 按基体树脂分为(用于非结构承载用石材粘胶剂):不饱和聚酯树脂型(UP)和环氧树脂型(EP);双组分分为基体树脂组分(A)和固化剂组分(B)。 按用途分为(用于非结构承载用石材粘胶剂):适用于耐水要求较高的产品(Ⅰ)、适用于耐水一般要求的产品(Ⅱ) 按用途分为(用于硅硐建筑密封胶):镶装玻璃用(G类),建筑接缝用(F类); 按基础聚合物:硅硐聚合物(SR)、聚硫橡胶(PS)、聚氨脂甲酸脂(PU)、丙烯酸脂聚合物(AC)、丁基(BR)、丁基橡胶(BU)、氯丁橡胶(CR)、丁苯橡胶(SB)、沥青、油性树脂及各种新发展的改性硅酮聚合物(MS)。2、国家《建筑幕墙》标准附录A中A .3所列相关标准对幕墙接缝密封胶技术要求所做规定1)JC/T882-2001《幕墙玻璃接缝用密封胶》、对适用于玻璃幕墙工程中嵌填玻璃与玻璃接缝的硅垌耐候密封胶(玻璃与铝等金属材料接缝的耐候密封胶也可参照采用)的技术要求建筑密封胶和JC/T884-2001《彩色涂层钢板用建筑密封胶》对适用于彩板屋面及墙体接缝嵌填用彩色涂层钢板用建筑密封胶(其他金属板接缝用密封胶也可参照执行)的技术要求作了组分聚硫类密封胶和第二道密封用硅硐类密封胶(其他类型密封胶可参照执行)的中空玻璃
规定
1)JC/T 482-2003《聚氨脂建筑密封胶》对适用于以氨基甲酸脂聚合物为主要成分的单组分和多组分建筑工程接缝用聚氨脂密封胶的技术要求作了规定:2)JC/T 483-2006《聚硫建筑密封胶》对适用于以液态聚硫橡胶为基料的室温硫化双组分建筑工程接缝用聚硫密封胶的技术要求作了规定:3)JC/T 484-2006《丙烯酸酯建筑密封胶》对适用于以丙烯酸脂乳液为基料的单组分水乳型建筑工程接缝用丙烯酸酯密封胶的技术要求作了规定:4)JC/T 485-2007《建筑窗用弹性密封胶》对适用于硅硐、改性硅硐、聚硫、聚氨脂、丙烯酸脂、丁基、丁苯、氯丁等合成高分子材料为主要成分的建筑门窗及玻璃镶嵌用弹性密封胶的技术要求作了规定:5)GB 14683-2003《硅硐建筑密封胶》对适用于以聚硅氧烷为主要成分、室温固化的单组分镶装玻璃和建筑接缝用(不适用于建筑幕墙和中空玻璃)硅硐建筑密封胶的技术要求作了规定:二、幕墙接缝密封胶胶缝在设计图纸上标示方法根据上述标准对密封胶的位移能力等级标示方法规定,在图纸上要对建筑用硅硐结构密封胶、幕墙玻璃接缝用密封胶和彩色涂层钢板用建筑密封胶,中空玻璃用弹性密封胶的胶缝进行标示,详见图示。图一、铝合金明框玻璃幕墙 图二、铝合金隐框玻璃幕墙图三、石材幕墙 图四、点式玻璃幕墙
图五、铝板幕墙 图六、单元式玻璃幕墙图七、全玻璃幕墙三、建筑幕墙接缝密封和结构粘结密封设计
建筑幕墙各构件之间由于其材料不同,所以各材料之间要留有一定接缝,为此对这些接缝处理是保证建筑幕墙性能的关键,幕墙材料之间的接缝一种是通过机械连接并辅以密封材料,另一种是通过结构粘接而实现的,而接缝必须有一定抗变形位移能力,所以幕墙接缝密封胶位移能力级别应符合设计位移量的要求,不宜小于20级,并且按相关标准规范选择密封胶又必须在有效期内使用。1、接缝密封设计建筑幕墙接缝密封主要是幕墙所用材料之间和幕墙与建筑结构之间的接缝密封。接缝密 封设计首先确定接缝的构造、位置和接缝宽度,计算出接缝的位移量,然后根据接缝密封材料具有的位移能力进行修正,设计出安全的接缝宽度。确定接缝位移量,设计必须首先给定构件的长度或体积,确定在接缝部位可能发生的位移变化,即接缝的位移量。最大温差位移量ΔL=L〃ΔTmax〃α其中:L-长边尺寸 ΔTmax-最大温差 α--热膨胀系数例1:玻璃2100mm×1500mmΔL=2100×1×10-5×80=1.68mm
初选胶缝宽8mm,20LM密封胶,其胶缝最大变位8×20=1.6mm<1.68mm改用胶缝宽8mm,25LM密封胶,其胶缝最大变位8×25=2.0mm>1.68mm或改用胶缝宽10(9)mm,20LM密封胶,其胶缝最大变位10×20=2.0mm>1.68mm例2:单层铝板1500mm×1200mmΔL=1500×2.35×10-5×80=2.82mm
采用20LM密封胶,胶缝宽2.82/×0.20=14.1mm,取15mm胶缝采用25LM密封胶,胶缝宽2.82/×0.25=10.08mm,取11mm胶缝2、结构粘接装配接缝设计建幕筑墙接缝采用结构粘结装配系统(SSG)的密封接缝,应用硅硐结构胶,不仅具有密封功能阻止空气和水通过建筑外墙,而且具有结构粘结功能,提供结构的联结固定,承载并传递应力和位移。
JGJ 102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》5.6.2明确结构胶粘接胶缝尺寸设定和密封胶选材,"应根据不同的受力情况进行承载力极限状态验算",要求"在风荷载、水平地震或永久荷载作用下硅硐结构密封胶(承受的)拉应力或剪应力设计值不应大于其强度设计值。"设计验算涉及的因素应包括结构的承载力极限、设计系数、制造误差、涉及风荷载引起的主应力,涉及地震、热、沉降等诱因位移及胶缝产生的次应力等,粘接节点的尺寸和结构胶的模量的选择必须保证粘结结构体系的安全应力水平。玻璃幕墙用硅酮结构密封胶的宽度、厚度尺寸应通过计算确定,结构胶厚度不宜小于6mm且不宜大于12㎜,其宽度不宜小于7㎜且不大于厚度的2倍。硅酮结构密封胶、硅酮密封胶同相粘接的幕墙基材、饰面板、附件和其他材料应具有相容性,随批单元件切割粘结性达到合格要求。粘接宽度是玻璃面板与框架粘接胶缝的宽度,风荷载作用于面板通过周边粘接胶缝传递到金属框架,要有足够的粘接宽度(Cs)保证胶缝的安全应力水平。结构胶的强度设计值在粘接设计中都采相同强度设计值(与结构胶模量无关),粘接宽度按下式计算:在风荷载作用下:Cs=ωa/2000f1在风荷载和水平地震作用下:Cs=(ω+0.5qE)a/2000f1在玻璃永久荷载作用下:Cs= qG ab/( a+b) 2000 f2水平倒挂的隐框、半隐框玻璃和铝框之间:Cs=ωa/2000f1+ qG a/ 2000 f2式中:Cs--硅硐结构密封胶的粘接宽度(mm)ω--作用在计算单元上的风荷载设计值(kN/㎡)a、b--矩形玻璃板的短边和长边长度(mm)
f1--硅硐结构密封胶在风荷载或地震作用下的强度设计值,取0.2N/㎜2f2--硅硐结构密封胶在永久荷载作用下的强度设计值,取0.01N/㎜2qE--作用在计算单元上的地震作用设计值(kN/㎡)qG--幕墙玻璃单位面积重力荷载设计值(kN/㎡)
粘接厚度是指结构胶粘结玻璃和框架之间的粘层厚度,是结构胶粘接拉伸位移方向的胶缝尺寸。粘接厚度取决于设计荷载和结构型式,主要是水平荷载和其他形式的副荷载引起的位移,包括设计风荷载、结构分割和玻璃尺寸、金属框架与玻璃之间热位移、地震位移等。在位移量(us)给定条件下,选择结构胶粘接厚度(ts)或选择结构胶的模量(δ值)按下式计算:结构位移横向拉动粘接胶缝:ts≥us /δ或δ≥us / ts切向拉动粘接胶缝的位移:ts≥us / [δ(2+δ)]1/2
或δ≥(us2/ ts2+1)1/2 -1垂直拐角部位结构粘接胶缝的位移:
ts≥[4u12 +(4δ2+2δ)(u2+ u22)]- 2u1 /2(δ2+2δ)或δ≥[4u12 +(4ts2+2 ts)(u12+ u22)]- 2u1 /2(ts 2+2 ts)例3:一钢筋混凝土框架建筑隐框框玻璃幕墙,地震烈度6度,风荷载标准值ωk=2.5kPq,面板中空玻璃尺寸1600×2400×12mm,玻璃自重有支撑,夏季日照下玻璃最高温度70℃,冬季-10℃。● 粘接宽度尺寸的设定:Cs=(1.4×2.5+0.5×0.0799)/2000×0.2=14.2mm 取15mm ● 粘接厚度尺寸的设定:确定玻璃相对于框架的位移量(us)温差效应产生的位移: us=2400×80×(0.0000235-0.00001)=2.59mm 地震效应产生的位移: us=hθ=2400×1/550=4.36 mm 设定结构胶的模量(δ值)验算粘接厚度(ts)选δ=5.75%的结构胶,则ts =4.36/[0.0575×(2+0.0575)] 1/2=12.7 mm
由于规范规定ts最大值为12mm,所以另选δ=8.1%结构胶,则 ts =4.36/[0.081×(2+0.081)] 1/2=10.67 mm 取11mm设定结构胶粘接厚度ts =8 mm,验算适用结构胶的模量δ(%) δ=(4.362/82+1) 1/2-1=0.14 即可选用δ=14%的结构胶,如为10mm则计算后应选择δ≥8.1%的结构胶。2008年11月11日单位:北京嘉寓门窗幕墙股份有限公司通讯地址:北京市顺义区牛栏山镇牛富路1号 邮编:101301
电话:010-69412604-88 传真:010-69416588 手机:13366193594

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