구조용 PVB 적층을 위한 얇은 피팅 연결의 개발 및 거동

날짜: 2022년 11월 1일

유리 구조 및 엔지니어링 | https://doi.org/10.1007/s40940-022-00198-6

이중 곡선의 프레임 없는 모듈형 유리 쉘 시연자의 구성을 위해 2겹 안전 유리의 틈에 적층된 사다리꼴의 얇은 시트가 있는 스테인레스 스틸 피팅 연결이 개발되었습니다. 유리 라미네이트 내 결합을 위해 구조적 PVB 중간층이 사용됩니다. 필요한 간극 두께와 의도한 심미적 외관에 따라 다양한 PVB 유형의 다양한 중간층 플라이를 적층할 수 있습니다. 피팅은 주로 병진력을 전달하도록 설계되었지만 유리 가장자리에 지지되는 크로스바를 통해 약간의 굽힘 강성도 제공합니다.

인장, 전단 및 굽힘 하중 적용을 포함한 다양한 테스트가 루체른 응용 과학 예술 대학(HSLU)에서 피팅 연결의 구조적 거동과 하중 지지 능력을 조사하기 위해 수행되었습니다. 또한 이러한 유형의 연결의 구조적 거동에 대한 피팅 형상, 치수, 층간 특성 및 하중 유형의 영향을 조사하기 위해 유한 요소 모델을 사용한 매개변수 연구가 수행되었습니다. 이러한 매개변수 연구 및 테스트 결과를 통해 하중을 견디는 유리 구조에 대한 얇은 적층 피팅의 추가 형상 최적화 및 적용 가능성을 식별할 수 있습니다.

배경

구조적인 유리 전용 쉘을 설계하고 제작하는 데는 두 가지 주요 경계 조건이 적용됩니다. 즉, 제한된 크기의 평면 또는 곡선 유리 적층판을 사용하고 인접한 유리 모듈 사이에 구조적 접합을 제공해야 하는 필요성입니다. 이러한 구조적 연결은 주로 평면 내 막 힘(축 성분 및 유리 가장자리에 평행한 전단력)을 전달하지만 평면 외부 힘의 전달과 그에 따른 유리 가장자리에 대한 제한된 굽힘 강성 제공도 필요합니다. 비대칭 하중에 대처하고 쉘의 전체적인 안정성을 위해.

또한, 전체 쉘 형상의 맥락에서 유리 모듈의 조립 및 올바른 기하학적 방향을 위해서는 연결의 충분한 강성이 필수입니다. 쉘 전체 모양 및 하중 시나리오와 관련된 관절의 위치와 방향은 연결에서 힘이 전달되는 데 중요합니다(Fildhuth 및 Knippers 2012; Fildhuth 및 Lippert 2012, Bagger 2010). 더욱이 조인트는 쉘 표면의 뚜렷한 강성 변화를 갖는 불연속성을 구성합니다. 판형 유리 구조물의 구조용 유리 연결에도 동일하게 적용됩니다.

유리를 통과하는 구멍이 있는 고전적인 점 고정 또는 전단 볼트 연결(예: Baitinger 2009) 외에도 가장 널리 퍼져 있지만 복잡하지만 구조적 유리 연결은 중앙 유리 라이트에서 잘라낸 예약/포켓에 적층되는 스테인레스 스틸 또는 티타늄 피팅입니다. 최소 3리터 또는 종종 5리터의 다층 유리 라미네이트에 사용됩니다(O'Callaghan 2012, Bedon 2018). 다양한 접착제 또는 폴리머 필름을 사용하여 유리 표면에 접착식으로 접착된 점형 연결 요소가 Kothe(2016)에 의해 표시되고 검사되었습니다. 선형 연결은 인접한 유리판 사이의 직접 접착 맞대기 접합(Blandini 2005)이거나 유리 가장자리에 선형으로 접착된 볼트 연결 금속 레일이 있는 혼합 설계(Veer 2003)입니다. Edge-bonded local 연결은 Schulz(2021)와 Ioannidou-Kati(2018)에 의해 제시되었습니다.

Marinitsch(2015 및 2016)는 유리 화합물에 적층된 돌출 부분이 있는 금속 모서리 프로파일로 구성된 복잡하고 강력한 선형 연결을 개발했습니다. Puller(2012)는 이오노머 중간층 및 형상 최적화 연구를 통해 중간층 영역에 적층된 피팅에 대한 포괄적인 작업을 수행했습니다. 보다 최근의 간행물(Volakos 2020)은 투명 주조 수지를 사용한 간극 적층 금속 시트 연결을 제시하며 현재 논문과 비교하기에 흥미 롭습니다. Carvalho(2011)는 연결을 위해 간극 적층 천공 금속 시트를 제안했습니다. Kassnel-Henneberg(2020) 및 (2017)은 정적 유리 요소 또는 도어의 꼭지점/모서리에 위치한 적층 구조 피팅의 변형을 개발하고 적용했습니다.