유리용 통합 연결

Mar 27, 2023

날짜: 2022년 10월 19일

저자: Julian Hänig 및 Bernhard Weller

원천: 유리 구조 및 엔지니어링 | https://doi.org/10.1007/s40940-022-00174-0

유리 외관 및 유리 구조물의 최대 투명성과 균질한 표면에 대한 건축업자 및 건축가의 요구는 유리 칸막이 또는 전체 유리 도어와 같은 내부 전체 유리 응용 분야로 확장됩니다. 기존 유리 시스템에서는 투명성을 감소시키고 미적 측면을 방해하는 눈길을 끄는 피팅과 클램핑 세부 사항을 통해 상호 연결이 이루어졌습니다. 새로운 유리-플라스틱 복합 패널은 고분자 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 중간층 코어와 얇은 유리 커버층의 구성으로 인해 자중이 크게 감소한 것으로 나타났습니다.

혁신적인 복합재료는 기존 유리의 광학적 특성과 함께 높은 구조적 성능을 보여줍니다. 패널을 사용하면 지지 구조 또는 기타 패널을 사용하여 두꺼운 PMMA 중간층 코어에 직접 연결할 수 있습니다. 이러한 통합 연결 설계는 응력 집중을 줄이고 작고 눈에 띄지 않는 피팅을 개발할 수 있게 해줍니다. 유리-플라스틱 복합 패널에 대한 다양한 통합 연결이 설계되고 조사되었습니다. 이 기사에서는 기계적으로 고정되고 접착식으로 통합되어 인장 하중 하에서 테스트되는 다양한 연결에 대한 실험적 연구를 제시합니다. 비디오 분석을 기반으로 균열 진행 및 실패 메커니즘을 평가하고 자세히 논의합니다.

테스트에서는 다양한 빌드업에서 층간 코어 두께와 커버층 유리 유형의 영향뿐만 아니라 온도 영향도 조사합니다. 포괄적인 평가에는 하중 대 변위 그래프 형태의 기계적 하중 지지 거동에 대한 설명과 최종 평가를 위한 균열 진행 및 실패 메커니즘에 대한 조사가 포함됩니다. 이 실험 연구의 결과는 인장 하중을 받는 유리-플라스틱 복합 패널의 통합 연결의 구조적 특성을 설명하고 실제 응용 피팅의 지속적인 개발을 위한 기초를 나타냅니다.

동기 부여 및 최신 기술

높은 투명성과 경량화에 따른 경제적인 디자인은 최근 디자인 트렌드에서 점점 더 요구되는 특징이 되고 있습니다. 디자이너와 엔지니어는 경량 유리 외관, 유리 구조 및 내부 전체 유리 시스템에 중점을 둡니다. 유리는 깨지기 쉬운 물질로 알려져 있습니다. 이는 볼트나 클램프와 같은 기존 점 연결에서 주로 발생하는 응력 집중에 매우 민감합니다. 또한 필요한 기계적 드릴 구멍과 힘 전달을 위한 제한된 영역은 상대적으로 크고 눈에 띄는 연결을 초래하는 결정적인 응력 집중을 강조합니다. 이는 유리 구조의 높은 투명성과 자원 효율성 요구 사항을 충족하기 위해 효율적인 재료별 설계로 새롭고 작고 눈에 띄지 않는 연결을 개발하려는 동기를 부여합니다.

지난 수십 년 동안 기계적 연결의 대안으로 다양한 접착 연결 유형이 등장했습니다(Centelles et al. 2019). 구조용 고분자 접착제를 사용한 접착 결합은 유리의 응력 집중을 줄이고 매우 효율적인 연결 설계를 달성합니다. 아크릴, 에폭시드 및 폴리우레탄과 같은 투명한 강성 구조용 접착제는 다양한 연구에서 작은 크기의 점 연결에 대해 조사되었습니다(Dispersyn et al. 2014; Dispersyn and Belis 2016; Kothe et al. 2016; Tasche 2007; Van Lancker et al. 2016; Vogt 2009; Wünsch 2017).

보다 유연한 구조용 실리콘은 구조용 실란트 글레이징 외관의 선형 지지대에 사용되는 경우가 많지만 점 지지대에는 상대적으로 단단하고 투명한 유형으로도 사용됩니다(Drass, 2020). 서로 다른 중간층 필름을 사용한 금속-유리 적층 연결은 중간층 재료에 따라 높은 내하력을 달성했습니다(Ioannidou-Kati et al. 2018; Louter and Santarsiero 2019; Santarsiero et al. 2017). 반대로, 인공 노화와 온도 변화는 조사된 열가소성 폴리머의 특성에 큰 영향을 미칩니다. 그렇기 때문에 건축 산업에서 대부분의 접착 연결에 대해 지방 당국은 여전히 ​​비용 집약적이고 복잡한 승인을 요구합니다.