揭秘改进型玻璃肋构造形式

【中玻网】全玻璃幕墙通透性良好、视野开阔，能较好地适应现代人居与活动之需，现已成为实际工程设计中外幕墙的重要类别之一。

　　玻璃肋是全玻璃幕墙的支撑构件。由于受制于生产、加工、运输等诸多因素，通常根据建筑设计的规定，视实际尺度，将每一片通长的玻璃肋分成两段或三段处理。其节点设计是通过夹板、螺栓、农业生产体系胶料等技术措施将各段玻璃肋装配而成，达到预期规格，按照装配工序与玻璃面板相结合。为此，玻璃肋的连接构成就显得至关重要。

　　实际操作中，部分设计人员存在一定误区，以为玻璃肋连接构造部位螺栓孔的数量越多，玻璃肋的连接就越安全可靠。事实上，连接处螺栓越多，玻璃肋就越易崩裂。究其原因，是由于玻璃肋的加工和钢夹板的加工会有一定的误差，虽在允许范围之内，但势必导致接头上的每个螺栓孔受力不均。而玻璃是脆性材料，不具有外力重新分配的能力，当某一个孔的挤压应力超出其边缘强度时，该螺栓孔就会因应力作用而开裂，从而导致整片玻璃肋失效。另外，螺栓孔的设置会相应削弱玻璃肋的截面，或者因螺栓孔间距过小而产生过高的应力集中等，导致玻璃肋破碎。

　　就工程设计中有关玻璃肋接头的连接方式进行了搜集与归纳，研究分析各种连接方式的设计原理、技术要点以及各自优缺点如下。

　　玻璃肋连接设计原理、技术要点、连接方式以及优缺点

　　（1）承压型连接

　　设计原理：利用螺栓的抗压、抗剪和玻璃孔壁的抗压能力，抵抗风荷载和自重。

　　技术要点：1）承压垫片宜选用紫铜或纯铝，利用金属变形达到螺栓组内力重新分配；2）所选用的材料弹性模量要与玻璃相当，避免温度应力加大导致结构失效。

　　优点：结构简单，无冗余构件。

　　缺点：1）当连接节点受损，整体结构随之失效，无法保证玻璃肋的整体功能与安全；2）金属承压垫片需配孔处理，玻璃肋意外破损几率增加。

　　（2）摩擦型连接

　　设计原理：以螺栓预紧力施加正压力。通过不锈钢夹板、摩擦垫片以及玻璃表面的摩擦力，抵抗风荷载和自重作用力。

　　技术要点：1）选用与玻璃和不锈钢摩擦系数非常大的材料作为磨擦片，如树脂材料等；2）对不锈钢夹板的刚度和平整度要求较高，以保持压力均匀；3）螺栓预紧力需分批加载，且均匀施压；4）维持规定的施工温度，当幕墙面板封闭后，保持适宜的温差。

　　优点：结构简单，无冗余构件。

　　缺点：1）真实材料之间的摩擦系数很难界定，需做大量试验才能获得；2）不锈钢夹板在加工过程中往往会因受热而变形，平整度很难保证；3）合拢温度应维持施工温度或者与之相接近，否则会造成螺栓预紧力松弛或过紧，导致结构合拢失效。

　　（3）粘结型连接

　　设计原理：以抗剪型树脂胶将不锈钢夹板与玻璃肋粘结在一起，通过胶料产生的剪力，抵抗风荷载和自重作用力。

　　技术要点：1）不锈钢夹板应保持清洁度与平整度，同时要求抗剪树脂胶的涂抹厚度均匀；2）玻璃孔宜开成大孔，使得螺栓与玻璃孔壁不接触；3）胶料的粘结面积非常大时，夹板应选用热膨胀系数与玻璃相当的材料。

　　优点：结构简单，无冗余构件，施工相对简单。

　　缺点：对树脂胶材质的要求较高，一旦树脂胶的抗剪能力失效，结构功能即刻丧失。

　　（4）组合型连接

　　设计原理：承压型与摩擦型组合的冗余设计。通过不锈钢夹板、摩擦垫片以及玻璃表面的摩擦力来抵抗风荷载和自重作用。

　　技术要点：1）均需通过结构计算，保证其连接安全；2）参照承压型连接方式和摩擦型连接方式的规定组合设计。

　　优点：通过冗余结构设计，有效提高安全性。

　　缺点：金属垫片需配孔设置，玻璃意外损坏几率增加。

　　（5）改进型连接

　　设计原理：承压型与粘结型组合的冗余设计。承压型金属垫片改用承压树脂胶料，确保整个冗余结构共同承担风荷载和自重作用。

　　技术要点：1）所选用的承压树脂弹性模量、抗压强度与玻璃相当；2）在粘结过程中，借助螺栓施加经计算所得的预紧力。

　　优点：1）通过多种冗余结构共同作用，结构体安全可靠；2）施工简单，无需现场配孔。