文档介绍：玻璃幕墙工程技术规范
理解与应用
张芹编写
第二章材料
幕墙是用各种不同材质、性能的材料组合而成的。了解和掌握这些材料在各种不同使用条件和应力状态下的工作性能,根据幕墙的使用要求、荷载(作用)的性质、周围环境、受力特性和应力分布、慎重选择幕墙材料,使幕墙既能安全可靠地满足使用要求,又尽量节约材料,降低造阶。正确选择幕墙材料是设计、制造幕墙一项重要内容,为此我们要对这些材料作深入的探讨,掌握必要的基本知识。
JGJ102-2003规定:
。尚无相应标准的材料应符合设计要求,并应有出厂合格证。
。金属材料和金属零配件除不锈钢及耐候钢外,钢材应进行表面热浸镀处理、无机富锌涂料处理或采取其他有效的防腐措施,铝合金材料应进行表面阳极氧化、电泳涂漆、粉末喷涂或***碳漆喷涂处理。
;防火密封构造应采用防火密封材料。
,其玻璃与铝型材的粘结必须采用中性硅***结构密封胶;全玻幕墙和点支承幕墙采用镀膜玻璃时,不应采用酸性硅***结构密封胶粘接。
***结构密封胶和硅***建筑密封胶必须在有效期内使用。
幕墙用的主要材料是钢材、铝合金材料、玻璃、密封胶等,下面分别介绍这些材料。
钢材
钢材在铝合金幕墙材料中占很重要的地位。比较大的幕墙工程,要以钢结构为主骨架,铝合金幕墙与建筑物的连接构件大部分采用钢材,使用的钢材以碳素结构钢为主,它是延性材料中力学性能比较典型的材料,其他很多材料的力学性能的描述是从碳素结构钢引伸出来的,所以重点介绍碳素结构钢。对幕墙使用的低合金钢和耐候钢也作介绍。
钢结构对材料性能的要求当然是多方面的,不能偏重于某一项或少数几项指标,对各种指标的高低、好坏和利害得失,要进行全面的衡量,.
钢材的强度有比例极限σp、弹性极限σe和屈服点(流限)fy。如前所述,这三个指标实际上可用屈服点作为代表,设计时认为这是钢材可以达到的最大应力。屈服点fy高,则可减轻结构自重、节约钢材和降低造价。此外还有一个强度指标即抗拉强度(极限强度) fμ,这是钢材破坏前能够承受的最大应力。虽然在达到这个应力时,钢材巳由于产生很大的塑性变形而失去使用性能,但是抗拉强度fμ高,则可增加结构的安全保障,故fμ/fy的值可以看作是钢材强度储备多少的一个系数。
必须注意,fy、fμ值是由单向均匀受力的静力拉伸试验获得的,这样的指标也只有在承受静力荷载,而且应力单向分布较均匀的结构或构件中才具有实际意义。强度指标虽然是结构设计的重要依据之一,但单凭这一指标不足以完全判定结构是否安全可靠,还需考虑下面所述因素。
钢材的塑性一般是指当应力超过屈服点后,能产生显著的残余变形(塑性变形)而不立即断裂的性质。衡量钢材塑性好坏的主要指标是伸长率δ和断面收缩率ψ。
伸长率δ是应力——应变曲线中最大应变值,等于试件拉断后的原标距间长度的伸长值(包括残余塑性变形)和原标距比值的百分率,当l0/d0=10时,以δ10表示,当l0/d0=5时,以δ5表示。δ值可按下计算:
δ= (l1-l0)/l0×100% (2-1)
式中: δ---伸长率;
l0---试件原标距长度;
l1---试件拉断后标距间的长度;
d0---试件中间部分的直径。
断面收缩率Ψ是指试件拉断后,颈缩区的断面面积缩小值与原断面面积比值的百分率,按下式计算:
Ψ=(A0-A1)/A0×100% (2-2)
式中: A0---试件原来的断面面积;
A1---试件拉断后颈缩区的断面面积。
断面收缩率Ψ是表示钢材在颈缩区的应力状态(形成同号受拉的立体应力区域)条件下,所能产生的最大塑性变形量,它也是衡量钢材塑性的一个指标。由于伸长率δ是钢材的均匀变形和集中变形(颈缩区)的总和所确定的,所以它不能代表钢材的最大塑性变形能力。断面收缩率是衡量钢材塑性的一个比较真实和稳定的指际。不过在测量时容易产生较大的误差。在实际工程中,结构或构件中的个别区域出现应力集中,个别地方的材料有缺陷或者实际受力与计算假定不相符合等是难以避免的。当钢材具有良好的塑性时,在受力达到一定程度后,个别区域材料屈服而产生塑性变形,构件内部应力可以重新分布而趋于比较均匀,不致因个别区域首先出现裂缝并扩展到全构件而导致破坏。尤其是在动力荷载(包括冲击荷载和振动荷载)作用下的结构或构件,材料的塑性好坏常是决定结构是否安全可靠的主要因素之一,所以钢材塑性指标比强度指标更为重要。
钢材的韧性是钢材在塑性变形和断裂过程中吸收