CN108729579A - 铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板受弯加强型玻璃梁构件 - Google Patents

铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板受弯加强型玻璃梁构件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板受弯加强型玻璃梁构件，属于建筑玻璃承重结构和玻璃幕墙领域，包括玻璃板、粘结于玻璃板沿长度方向上下端面的铝合金棒材，栓接于玻璃梁中部两侧的左、右玻璃纤维增强聚酯板以及栓接于玻璃梁两个端部两侧的左、右钢板。本发明所述玻璃梁起到承载全玻璃幕墙或者全玻璃结构玻璃面板的作用，具有良好的透光性和美观性，同时在玻璃的受压侧和受拉侧端面粘结了铝合金棒材，在截面两侧栓接了玻璃纤维增强聚酯板和钢板，可以保证玻璃在发生开裂后不迅速发生整体破坏，具有一定程度玻璃开裂后的承载力和延性，实现了玻璃梁受弯安全储备，可胜任结构中的受力构件。

Description

铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板受弯加强型玻璃梁构件
技术领域
本发明涉及建筑玻璃结构和玻璃幕墙工程构件的技术领域，特别涉及一种铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板加强玻璃梁构件。
背景技术
玻璃由于其透明性在建筑围护结构获得广泛应用，近年来玻璃梁作为玻璃承重结构获得了工程应用。然而，由于玻璃的脆性，以及抗拉强度远小于抗压强度的特性。在实际工程中，传统玻璃梁/玻璃肋受制于玻璃的脆性本构和低断裂韧性，抗弯承载力低，延性差，受弯破坏模式不安全。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板受弯加强型玻璃梁构件，该玻璃梁构件在开裂后仍具有较高的正截面抗弯能力和延性。本发明基于对现有全玻幕墙玻璃肋的改进，采用了体外粘结或栓接的铝合金棒材以及玻璃纤维聚酯增强板对原有普通玻璃肋进行加固，实现了玻璃梁极限抗弯承载力和延性的有效提高。
为了实现上述目标，本发明采用以下技术方案：
一种铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板受弯加强型玻璃梁构件，起到承载全玻璃幕墙或者全玻璃结构玻璃面板的作用。铝合金是一种轻质高强，防腐性能好，弹性模量与玻璃接近的金属材料。铝合金棒材分别粘结于玻璃梁上下两侧，与玻璃协同正截面受弯工作，使得玻璃梁在玻璃受拉侧发生开裂之后，依然具有较高的正截面极限抗弯承载力和延性。铝合金棒材在端部用钢节点板和螺栓与玻璃锚固，从而使得铝合金的强度得到充分发挥。同时，为了提高玻璃梁的斜截面抗剪承载力，在玻璃梁截面两侧采用螺栓沿梁长度方向将玻璃纤维增强聚酯薄板锚固，使得玻璃梁斜截面裂缝发展后仍有一定的抗剪承载力。
具体的，一种铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板受弯加强型玻璃梁构件，包括玻璃板、钢板、方形铝棒、玻璃纤维增强聚酯薄板；方形铝棒有两根，其中一根方形铝棒连接于玻璃板沿长度方向的上端面，另一根方形铝棒连接于玻璃板沿长度方向的下端面；钢板有四块，其中两块钢板分别安装于玻璃板左端的前后两侧，另两块钢板分别安装于玻璃板右端的前后两侧；玻璃纤维增强聚酯薄板有两块，分别安装于玻璃板中部的前后两侧。
进一步，所述玻璃板和方形铝棒的长度相同，宽度也相同。
进一步，所述玻璃纤维增强聚酯薄板的长度与两片钢板的宽度之和为玻璃板的长度。
进一步，所述玻璃纤维增强聚酯薄板的宽度为玻璃板宽度与上、下两根方形铝棒的宽度之和。
进一步，所述方形铝棒的表面与所述玻璃板的端面之间采用紫外线固化粘结剂平整粘结。作为举例而非限定，紫外线固化粘结剂可以采用丙烯酸紫外线固化粘结剂。
进一步，所述玻璃板靠近其上下端面处沿长度方向均匀开设螺栓穿孔；所述方形铝棒沿长度方向均匀开设螺栓穿孔，穿孔定位位置与玻璃板螺栓穿孔的位置对应；所述玻璃纤维增强聚酯薄板上也开设有螺栓穿孔，所述玻璃纤维增强聚酯薄板上的螺栓穿孔与玻璃板以及方形铝棒上开设的螺栓穿孔位置对应，孔径一致。
进一步，所述玻璃纤维增强聚酯薄板采用承压型螺栓和圆形螺母栓接于玻璃梁中部截面两侧，同时连接玻璃板和方形铝棒。作为举例而非限定，承压型螺栓可以采用内六角承压型螺栓。
进一步，在玻璃梁端部，所述方形铝棒、玻璃板与钢板通过承压型螺栓锚固。
进一步，所述玻璃板采用普通退火浮法玻璃，或半钢化玻璃，或钢化玻璃。
进一步，所述方形铝棒与玻璃板接触的表面磨砂处理。
本发明涉及的铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板加强型玻璃梁构件，在玻璃梁的长度方向上下端面与铝合金棒材粘结。当玻璃梁受到平面内的弯矩时，在玻璃梁的玻璃部分受拉侧发生开裂后，铝合金棒材承担起传递弯矩引起的梁内拉应力，使得玻璃梁能够继续承担弯矩，从而提高玻璃梁平面内正截面的极限抗弯能力和破坏阶段延性，有效增强玻璃梁的正截面受弯承载力安全储备，不至于因为玻璃梁受拉侧的断裂迅速丧失承载力而整体破坏。铝合金棒材与玻璃板分别设置了螺栓穿孔，在玻璃梁端部通过承压型螺栓和带螺栓穿孔的钢板互相锚固，增强铝合金棒材和玻璃梁在受力全阶段协同工作能力。玻璃纤维增强聚酯板在玻璃梁截面两侧通过螺栓锚固于铝合金棒材和玻璃板，从而提高玻璃梁的斜截面抗剪能力。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：与传统的玻璃幕墙工程玻璃梁/玻璃肋相比，本发明具有较高的正截面极限抗弯承载力、斜截面抗剪承载力、弯曲延性和安全储备，梁发生开裂后不会立即断裂。同时，由于铝合金棒材和玻璃纤维聚酯板共同包裹玻璃板，一定程度隔绝了玻璃板与外界环境的直接接触，梁耐久性改善。
附图说明
图1为本发明涉及的铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板受弯加强型玻璃梁构件结构等轴测示意图；
图2为图1的正视图；
图3为图2的A-A断面图；
图4为图2的B-B断面图；
图中标号说明
1—玻璃板；
2—钢板；
3—方形铝棒；
4—玻璃纤维增强聚酯薄板；
5—承压型螺栓；
6—紫外线固化粘结剂；
7—圆形螺母。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
下面结合附图详细说明本发明的实施例。
如图1至图4所示，本发明提供了一种铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板加强型玻璃梁构件，包括玻璃板1、粘结于玻璃梁截面上下端的方形铝棒3，以及粘结所采用的紫外线固化粘结剂6，位于玻璃梁端部锚固方形铝棒3所采用的钢板2，锚固于玻璃梁截面两侧的透明无色的纤维增强材料薄板4，以及锚固所采用的承压型螺栓5。
进一步，玻璃板1采用普通退火浮法玻璃、半钢化玻璃或钢化玻璃。
进一步，方形铝棒3表面磨砂处理。
进一步，方形铝棒3表面与玻璃板1的端面通过紫外线固化丙烯酸粘结剂平整粘结。
进一步，方形铝棒3和玻璃板1均在端部相隔一定间距设有螺栓穿孔，且均为圆孔，玻璃板1螺栓圆穿孔靠近玻璃截面上下边缘，但保持一定距离。
进一步，钢板2上也开设有圆形螺栓穿孔，在玻璃梁端部，方形铝棒3、玻璃板1与带圆形螺栓穿孔的钢板2通过承压型螺栓5锚固。
进一步，纤维增强材料薄板4上也开设有圆形螺栓穿孔，带圆形螺栓穿孔的纤维增强材料薄板4通过承压型螺栓5锚固于玻璃板1和方形铝棒3上。
进一步，承压型螺栓5可以采用内六角承压型螺栓。
图1示出了本发明实施例的结构等轴测示意图，图2示出了本发明实施例的正视图。结合图1和图2，该铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板加强型玻璃梁构件包括玻璃板1、梁端部带圆形螺栓穿孔的钢板2、高强度的方形铝棒3、梁中部截面两侧的玻璃纤维增强聚酯薄板4、多个内六角承压型螺栓5、用于实现玻璃梁与方形铝棒3粘结的紫外线固化粘结剂6以及配套内六角承压型螺栓的圆形螺母7。
在本发明中，玻璃板1采用退火浮法玻璃板。在优选的实施方式中，紫外线固化粘结剂6采用丙烯酸紫外线固化粘结剂。
结合图3、图4，玻璃板1沿长度方向在其上下端面与方形铝棒3沿长度的侧面采用紫外线固化粘结剂6粘结于一体，紫外线固化粘结剂6在特定波长的紫外线直接照射下，能在数分钟内固化，有利于加快玻璃梁的制作周期，而且，其压剪强度较高，实现了玻璃板1和方形铝棒3的有效粘结。玻璃板1上开设有螺栓穿孔，带圆形螺栓穿孔的钢板2通过多个内六角承压型螺栓5与带螺栓穿孔的玻璃板1以及带螺栓穿孔的方形铝棒3的在玻璃梁端部连接，有助于增强方形铝棒3 和玻璃梁在受力全阶段协同工作能力，减少由于紫外线固化粘结剂6的粘结面在受力阶段发生破坏造成的在玻璃梁平面内受弯方形铝棒3滑移的问题。
本发明所述的玻璃梁可以保证玻璃在发生开裂后不迅速发生整体破坏，具有一定程度开裂后的承载力和延性，实现了玻璃梁受弯安全储备，胜任结构中的受力构件。同时，具有良好的美观性和透光性，适合用于对透光性要求较高的玻璃结构。
本发明的制作过程如下：根据实际建筑结构布置受力要求，确定所使用的玻璃板、玻璃纤维增强聚酯板和铝合金棒材种类和规格尺寸。将玻璃板1，方形铝棒 3，和玻璃纤维增强聚酯板4切割打磨，制造成所需要的尺寸，并且在设计需要的位置钻孔。采用紫外线固化胶6在紫外灯光的照射条件下，将玻璃板1沿长度方向在其上下两个端面分别各与一根方形铝棒3粘结在一起。将两片玻璃纤维增强聚酯薄板4通过内六角螺栓5和圆形螺母7锚固于玻璃板1中部的前后两侧(同时锚固于玻璃板1和方形铝棒3)。玻璃梁的两个梁端，每端分别有两片钢板2在梁截面的前后两侧通过内六角螺栓同时锚固于玻璃板1和方形铝棒3。玻璃纤维增强聚酯薄板4的长度与两片钢板2的宽度之和为玻璃板1的长度，使得玻璃板1 的两个大面中部被玻璃玻璃纤维增强聚酯薄板4覆盖，玻璃板1的两个大面端部被钢板2覆盖。
以上所述仅为本发明的优先实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板受弯加强型玻璃梁构件，其特征在于：包括玻璃板(1)、钢板(2)、方形铝棒(3)、玻璃纤维增强聚酯薄板(4)；
方形铝棒(2)有两根，其中一根方形铝棒(3)连接于玻璃板(1)沿长度方向的上端面，另一根方形铝棒(3)连接于玻璃板(1)沿长度方向的下端面；
钢板(2)有四块，其中两块钢板(2)分别安装于玻璃板(1)左端的前后两侧，另两块钢板(2)分别安装于玻璃板(1)右端的前后两侧；
玻璃纤维增强聚酯薄板(4)有两块，分别安装于玻璃板(1)中部的前后两侧。
2.根据权利要求1所述的铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板受弯加强型玻璃梁构件，其特征在于：所述玻璃板(1)和方形铝棒(3)的长度相同，宽度也相同。
3.根据权利要求1所述的铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板受弯加强型玻璃梁构件，其特征在于：所述玻璃纤维增强聚酯薄板(4)的长度与两片钢板(2)的宽度之和为玻璃板(1)的长度。
4.根据权利要求1所述的铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板受弯加强型玻璃梁构件，其特征在于：所述玻璃纤维增强聚酯薄板(4)的宽度为玻璃板(1)宽度与上、下两根方形铝棒(3)的宽度之和。
5.根据权利要求1所述的铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板受弯加强型玻璃梁构件，其特征在于：所述方形铝棒(3)的表面与所述玻璃板(1)的端面之间采用紫外线固化粘结剂(6)平整粘结。
6.根据权利要求1所述的铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板受弯加强型玻璃梁构件，其特征在于：所述玻璃板(1)靠近其上下端面处沿长度方向均匀开设螺栓穿孔；
所述方形铝棒(3)沿长度方向均匀开设螺栓穿孔，穿孔定位位置与玻璃板(1)螺栓穿孔的位置对应；
所述玻璃纤维增强聚酯薄板(4)上也开设有螺栓穿孔，所述玻璃纤维增强聚酯薄板(4)上的螺栓穿孔与玻璃板(1)以及方形铝棒(3)上开设的螺栓穿孔位置对应，孔径一致。
7.根据权利要求6所述的铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板受弯加强型玻璃梁构件，其特征在于：所述玻璃纤维增强聚酯薄板(4)采用承压型螺栓(5)和圆形螺母(7)栓接于玻璃梁中部截面两侧，同时连接玻璃板(1)和方形铝棒(3)。
8.根据权利要求1所述的铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板受弯加强型玻璃梁构件，其特征在于：在玻璃梁端部，所述方形铝棒(3)、玻璃板(1)与钢板(2)通过承压型螺栓(5)锚固。
9.根据权利要求1所述的铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板受弯加强型玻璃梁构件，其特征在于：所述玻璃板(1)采用普通退火浮法玻璃，或半钢化玻璃，或钢化玻璃。
10.根据权利要求1所述的铝合金棒材和玻璃纤维增强聚酯板受弯加强型玻璃梁构件，其特征在于：所述方形铝棒(3)与玻璃板(1)接触的表面磨砂处理。
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