真空玻璃無論垂直還是水平放置,U值都能保持不變,因此廣泛應用于采光頂和陽光房項目。為了驗證其承壓能力,河南理工大學與洛陽蘭迪鈦金屬真空玻璃有限公司設計了試驗裝置,對蘭迪鈦金屬真空玻璃的承壓能力進行了測試。
1 試驗裝置及試驗方法
真空玻璃600mm×800mm(4mm+0.3v +4mm ),分別測試在不同均布壓力下玻璃的變形及破壞特征
(1)試驗裝置
試驗中主要用到設備有:可調支撐架、擋板、百分表、木板、活動扳手、鋼板壓條,膠帶,沙子,橡膠墊,直尺,記號筆、應力應變片、導線、應變儀、計算機。實驗裝置如下圖1所示。
2)試驗方法
圖2測點布置
(1)首先對玻璃進行網(wǎng)格劃分,以便找到撓度測試點。1號測試點在鋼玻璃的中心點,2號測試點在玻璃較長對稱軸上距1號測試點10cm處,3號測試點在玻璃較長對稱軸上距1號測試點20cm處,4號測試點在玻璃較長對稱軸上距1號測試點30cm處,5號測試點在玻璃較短對稱軸上距1號測試點10cm處,6號測試點在玻璃較短對稱軸上距1號測試點20cm處,且2、3、4號及5、6號測試點分別在1號同側,如圖2。
(2)組裝支架。將阻擋木條固定在支架上,將測試玻璃放入支架,調整支架大小使玻璃不能移動;在玻璃與支架接觸處墊上橡膠墊,在玻璃四角墊上橡膠墊,并將鋼板放到四角的橡膠墊上,然后通過支架上的螺絲將鋼板與玻璃固定牢固(玻璃四邊固支),如圖3。
(3)安裝四周擋板并固定。將擋板放在支撐架內側,置于鋼板上,用鋼架固定擋板,并用膠帶將各玻璃與玻璃、玻璃與木板之間的縫隙粘上,使其不至于漏沙,如圖4。
(4)安裝百分表。將百分表安裝在實驗玻璃下方,調節(jié)百分表的高度,使其有一個合適的初始讀數(shù),調節(jié)百分表的位置,使其對準測試點,如圖5。
(5)讀出百分表的初始讀數(shù)。
(6)應力應變片與應變儀、計算機的連接、調試,圖6
圖6 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)調試
(7)向裝置內加沙(如圖7),每次加沙高度10cm,并在沙高度達到20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm、…,穩(wěn)定時間不低于10min。
(8)記錄完數(shù)據(jù)后卸下沙子,換上下一塊實驗玻璃,并重復上述實驗過程。
(9)如玻璃破壞,換下一片重新測試。
2 真空玻璃加載測試與分析
真空玻璃的加載高度分別為0.7m、0.8m、0.9m、1.0m、1.1m、1.2m、1.3m和1.75m,如下圖所示。加載過程中均未出現(xiàn)玻璃破碎情況。
3、試驗前后玻璃U值考察分析
根據(jù)真空玻璃導熱系數(shù)U值的方法,在實驗前后對玻璃的導熱系數(shù)U值進行測試,同時,對比分析靜態(tài)加載試驗前后對鋼化真空玻璃導熱性能的影響。從下表可以看出,在靜態(tài)加載變形試驗后,鋼化真空玻璃的導熱系數(shù)U值與試驗前差別不大。
綜上所述,蘭迪鈦金屬真空玻璃加載高度可達1.75m以上,也就是說,600mm × 800 mm大小的4mm+0.3v +4mm 蘭迪鈦金屬真空玻璃,可以承受至少27.5Kpa的均勻壓力不破壞。實驗前后測試玻璃導熱系數(shù)U值,結果顯示靜態(tài)加載變形試驗后,蘭迪鈦金屬真空玻璃的導熱系數(shù)U值變化不大。按照中建研科技股份有限公司萬成龍等編寫的《建筑真空玻璃工程應用關鍵技術研究》核算,真空玻璃的抗壓強度可按照0.85-9的系數(shù)等效核算,比如5mm+0.3V+5mm的真空玻璃,其抗壓強度相當于9mm厚的單片玻璃,因此可見真空玻璃的抗壓能力是非常強的。