摘要：针对《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ 102—2003）中隐框玻璃幕墙硅酮结构胶厚度计算公式中的不合理性，在试验研究的基础上，通过有限元分析和理论推导，揭示了隐框玻璃幕墙硅酮结构密封胶在主体结构侧移下的变形机理，将隐框玻璃幕墙硅酮结构胶厚度计算公式进行修正。结果表明：在主体结构发生层间侧移时，玻璃面板在硅酮结构胶的带动作用下会发生转动，硅酮结构胶只承担主体结构层间侧移的一小部分；硅酮结构胶剪切位移折减系数取值应在0.45～0.50之间；所得结论可为中国隐框玻璃幕墙硅酮结构密封胶的设计和性能评估提供重要指导。
关键词：硅酮结构胶；隐框玻璃幕墙；粘结厚度；变形机理；计算公式
中图分类号：TU57.8 文献标志码：A
Abstract： According to the ueasonableness of adhesive thickness calculation formula of silicone structural sealant for hidden frame supported glass curtain walls in Technical Code for Glass Curtian Wall Engineering （JGJ 102—2003）， based on experimetal research， the deformation mechanism of silicone structural sealant for hidden frame supported glass curtain walls under lateral displacement of main structure was revealed by finite element analysis and theoretical derivation. The corrected adhesive thickness calculation formula of silicone structural sealant for hidden frame supported glass curtain walls was presented. The results show that glass panel is drived to rotate by silicone structural sealant under lateral displacement of main structure， and silicone structural sealant takes only a small part of the lateral displacement of main structure. The suggested value of reduction coefficient for shear displacement of silicone structural sealant is between 0.450.50. The obtained conclusion will play important role in design and performance evaluation of silicone structural sealant for hidden frame supported glass curtain walls in China.
Key words： silicone structural sealant； hidden frame supported glass curtain wall； adhesive thickness； deformation mechanism； calculation formula
0 引 言
隐框玻璃幕墙指玻璃面板边缘通过硅酮结构密封胶粘结于金属框架外表面的框支承玻璃幕墙[12]，因建筑外表面干净、整洁，视角效果良好得到了建筑师和业主的认可，典型的大型隐框玻璃幕墙工程项目有：高438 m、幕墙面积约1.4×105 m2的广州西塔；总建筑面积约5×105 m2，全部采用隐框玻璃幕墙作为外围护结构的北京环球贸易中心。
隐框玻璃幕墙设计时一个关键环节是计算确定硅酮结构密封胶的宽度和厚度；胶体宽度和长度主要用作抵抗玻璃面板传递来的平面外风荷载、地震作用和重力荷载；硅酮结构密封胶的厚度主要用来消化主体结构层间变形对隐框玻璃幕墙的不利影响[34]。
在国外研究方面，Memari等[5]通过两边粘结硅酮结构胶的隐框玻璃幕墙主体侧移试验，发现结构胶的破坏主要是由横向剪切变形引起的，Zarghamee等[6]也得到类似结论。Behr[7]对比研究了玻璃通过硅酮结构胶直接粘结或者附框连接的隐框玻璃幕墙变形能力，结果表明：通过硅酮结构胶直接粘结的隐框玻璃幕墙变形能力高出42%。Memari等[8]根据四边粘结硅酮结构胶的隐框玻璃幕墙主体侧移试验，建议地震作用下硅酮结构胶的拉伸应力取为0.35 MPa，而不应该按照风荷载作用下硅酮结构胶的拉伸应力0.14 MPa取值。Memari等[9]根据两边粘结硅酮结构胶的隐框玻璃幕墙主体侧移试验，发现主体结构侧移时，玻璃面板发生转动，使得结构胶在厚度长度的平面内发生剪切变形。
本文将通过研究明确隐框玻璃幕墙硅酮结构胶在主体结构侧移下的变形机理，修正胶体厚度计算公式；在试验研究的基础上，通过有限元分析和理论推导，提出硅酮结构胶剪切位移折减系数的建议取值。
1 目前中国隐框玻璃幕墙结构胶厚度设计中存在的问题 中国建筑工程行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ 102—2003）中规定了硅酮结构密封胶的粘结厚度ts按照下式计算[2]，即