一种玻璃结构高强螺栓连接结构及其施工方法与流程

本发明属于建筑幕墙技术领域，特别是一种玻璃结构高强螺栓连接结构及其施工方法。

背景技术：

在建筑幕墙中，尤其是玻璃幕墙中，玻璃连接主要应用于玻璃构件间的连接和较长玻璃构件的拼接，尤其是受到较长玻璃构件的造价昂贵及玻璃现有制作工艺的限制，需要对一些较长玻璃构件进行拼接连接。现有玻璃结构主要的连接形式有两种，分别为普通螺栓连接和粘结连接。

玻璃构件普通螺栓连接玻璃孔的处理存在两种方法，一种是玻璃孔不做处理，在螺栓杆上直接套上尼龙套或其它相对较软的物质，避免螺杆与玻璃孔壁直接接触，这种方法操作相对简单，但是由于加工工艺及制作过程中不可避免的误差问题，玻璃孔壁通常存在“叠差”造成夹胶玻璃各层玻璃孔壁受力不均，容易造成夹胶玻璃中单层玻璃受力较大而破坏的问题，不能完全发挥夹胶玻璃的承载力，造成连接失效。为了改进这种受力不均情况，考虑使用另一种方法对玻璃孔进行处理，即在玻璃孔四周注胶来消除夹胶玻璃的叠差，这种连接传力方式为螺杆将力传递给胶，之后胶将力传到玻璃孔壁上，玻璃孔壁承压。但由于胶的抗压强度有限，限制了玻璃孔的承载能力，同时普通螺栓连接的玻璃结构在连接处容易发生转动致使连接刚度较小，不能满足玻璃结构的刚度要求。

粘结连接是玻璃面板与钢板通过树脂胶粘接，避免了玻璃孔壁受力。粘结连接通常采用现场注胶，受现场环境和工人操作影响，粘接质量难以保证。钢化玻璃与钢板面不平整，很难保证钢板与玻璃整个面都有效粘结，同时树脂胶耐老化性及耐热性较差，用在主要受力部位长期承受荷载相对来说不可靠。

随着业主和建筑师对厅堂通透、美观及气派的要求，达到全透明和全视野的效果，厅堂的层高越来越大，由于玻璃构件过长，加工运输困难，并且造价较高，为此考虑玻璃构件可以在高度方向上分为若干段，玻璃构件分段后，断开部位需要一种连接方式能同时满足玻璃结构的受力要求及玻璃结构的整体刚度，而现有连接方式不能同时满足玻璃结构的受力要求和挠度要求，故需要一种全新的连接方式解决这种问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种玻璃结构高强螺栓连接结构及其施工方法，其可以充分利用玻璃的抗压能力强的特点，能保证玻璃连接结构的整体刚度，避免在玻璃孔壁承压受力不均的问题，同时可以满足玻璃结构在长期荷载下的受力要求。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种玻璃结构高强螺栓连接结构，包括第一玻璃板和第二玻璃板，该第一玻璃板和第二玻璃板均为包括若干层玻璃板，相邻玻璃板之间设有胶片；该第一玻璃板和第二玻璃板在相对的一端均设有连接圆孔，该连接圆孔的轴线垂直于该玻璃板的板面；该第一玻璃板和第二玻璃板两侧均设有铝垫板，各铝垫板外侧均设有连接钢板；该铝垫板和连接钢板均设有与该连接圆孔对应的通孔，使该通孔与该连接圆孔的轴线重合；轴线重合的连接圆孔和通孔中设有高强螺栓，该高强螺栓的两端分别位于两个连接钢板外侧，该高强螺栓末端设有固定螺母，通过该高强螺栓和固定螺母将该连接钢板及铝垫板向该第一玻璃板和第二玻璃板压紧。

进一步的，所述高强螺栓位于所述连接圆孔内的部分套设有缓冲套，例如尼龙套管、pvc套管或1050软铝套管等等。

进一步的，所述连接圆孔两侧的相邻玻璃板之间设有铝垫圈，该铝垫圈套设在所述高强螺栓外周。

进一步的，所述高强螺栓的螺杆外径小于所述连接圆孔的内径。

进一步的，所述高强螺栓套设有两个垫片，分别位于两个连接钢板外侧。

一种所述的玻璃结构高强螺栓连接结构的施工方法，

在工厂中，在玻璃板指定位置打连接圆孔，并将铝垫圈置于相邻两块玻璃板的连接圆孔周围，然后制作夹胶玻璃；

在施工现场，将需要连接的第一玻璃板和第二玻璃板具有连接圆孔的一端对接，在第一玻璃板和第二玻璃板连接处的一侧布置铝垫板和连接钢板；在轴线重合的铝垫板和连接钢板的通孔和连接圆孔中穿入高强螺栓，然后将尼龙套套在高强螺栓螺杆上，最后布置另一侧铝垫板和连接钢钢，拧上固定螺母施加预紧力。

进一步的，对所述连接钢板朝向所述铝垫片的表面进行处理，包括拉丝、割痕、亚光表面、喷砂、热喷涂。

进一步的，对所述铝垫板两侧表面进行处理，包括素材、喷砂。

进一步的，对所述玻璃板朝向所述铝垫板的表面进行处理，包括喷砂、酸蚀、防滑彩釉。

进一步的，施加预紧力前，在高强螺栓螺杆上涂抹润滑剂，然后采用扭矩扳手施加预紧力。

本发明的有益效果是：本发明玻璃结构高强螺栓连接结构及其施工方法，避免了普通螺栓连接由于孔壁承压而造成的玻璃孔应力集中，同时保证了玻璃结构的整体刚度；避免了由于现场环境和工人操作及树脂胶老化的影响，该连接结构通过摩擦面的摩擦传递剪力，可以承受各个方向的力，同时该连接结构没有粘结时树脂胶的耐久性限制，可以长期承受荷载。

附图说明

图1是本发明玻璃结构高强螺栓连接结构的结构示意图。

图2是本发明玻璃结构高强螺栓连接结构的第一玻璃板的纵剖示意图。

图3是本发明玻璃结构高强螺栓连接结构的第一玻璃板的横剖示意图。

图4是本发明玻璃结构高强螺栓连接结构的一个实施例的主视图。

图5是本发明玻璃结构高强螺栓连接结构的一个实施例的侧视图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。

如图1-图5所示，本发明提供一种玻璃结构高强螺栓连接结构，本实施例以玻璃肋为例说明，包括第一玻璃板1和第二玻璃板2。该第一玻璃板1和第二玻璃板2均为包括若干层玻璃板3，相邻玻璃板3之间设有胶片4。该第一玻璃板1和第二玻璃板2在相对的一端均设有连接圆孔5，该连接圆孔5的轴线垂直于该玻璃板3的板面。该第一玻璃板1和第二玻璃板2两侧均设有铝垫板6，各铝垫板6外侧均设有连接钢板7。该铝垫板6和连接钢板7均设有与该连接圆孔5对应的通孔8，使该通孔8与该连接圆孔5的轴线重合。轴线重合的连接圆孔5和通孔8中设有高强螺栓9，该高强螺栓9的两端分别位于两个连接钢板7外侧，该高强螺栓9末端设有固定螺母10，通过该高强螺栓9和固定螺母10将该连接钢板7及铝垫板6向该第一玻璃板1和第二玻璃板2压紧。该高强螺栓9套设有两个垫片11，分别位于两个连接钢板7外侧。铝垫板6的作用是利用铝垫板6的延性在连接钢板7与玻璃板3之间缓冲，避免连接钢板7与玻璃板3直接接触或“硬接触”，造成玻璃破坏。

其中连接钢板7与铝垫板6作为盖板，夹胶玻璃作为芯板；连接钢板7与铝垫板6的接触方式为摩擦接触，铝垫板6与夹胶玻璃的接触同为摩擦接触，对连接钢板7、铝垫板6和玻璃板3表面进行处理，以保证连接钢板7与铝垫板6的抗滑移系数大于铝垫板6与玻璃板3的抗滑移系数，避免连接钢板7与铝垫板6先于铝垫板6与玻璃板3滑移。连接钢板7与铝垫板6接触的那一面的表面处理方式有多种，不仅限于拉丝，割痕，亚光表面，喷砂，热喷涂等，铝垫板6的双面处理方式有素材，喷砂等，玻璃板3与铝垫板6接触的那一面表面处理有喷砂，酸蚀，防滑彩釉等。连接钢板7处于连接的最外侧，同时连接钢板7和铝垫板6在满足玻璃结构受力的基础上，可以做成不同的形状，同时满足性价比和美观的要求。

该高强螺栓9的螺杆外径小于该连接圆孔5的内径。优选的，连接圆孔5孔径大小比高强螺栓9螺杆直径大5mm。该高强螺栓9位于该连接圆孔5内的部分套设有缓冲套12，例如尼龙套管、pvc套管或1020软铝套管等等。缓冲套12的作用是套在高强螺栓9杆上避免在出现滑移时螺杆与连接圆孔5内壁直接接触，造成孔壁应力集中破坏。该连接圆孔5两侧的相邻玻璃板3之间设有铝垫圈13，该铝垫圈13套设在该高强螺栓9外周，以避免胶片4变形过大，造成预紧力的损失。

本发明还提供一种所述的玻璃结构高强螺栓连接结构的施工方法，

在工厂中，在玻璃板3指定位置打连接圆孔5，并将铝垫圈13置于相邻两块玻璃板3的连接圆孔5周围，然后制作夹胶玻璃；

在施工现场，将需要连接的第一玻璃板1和第二玻璃板2具有连接圆孔5的一端对接，在第一玻璃板1和第二玻璃板2连接处的一侧布置铝垫板6和连接钢板7；在轴线重合的铝垫板6和连接钢板7的通孔8和连接圆孔5中穿入高强螺栓9，然后将缓冲套12套在高强螺栓9螺杆上，最后布置另一侧铝垫板6和连接钢钢7，拧上固定螺母10通过扭矩扳手施加预紧力。

本发明对该连接钢板7朝向该铝垫片6的表面进行处理，包括拉丝、割痕、亚光表面、喷砂、热喷涂。对该铝垫板6两侧表面进行处理，包括素材、喷砂。对该玻璃板3朝向该铝垫板6的表面进行处理，包括喷砂、酸蚀、防滑彩釉。

施加预紧力前，在高强螺栓9螺杆上涂抹润滑剂，例如二硫化钼型润滑剂，以降低扭矩系数，通过施加预紧力使连接可以通过摩擦面的摩擦力传递荷载，从而承受作用在连接上的荷载的作用。本发明应用于玻璃肋时，在风荷载作用下，玻璃肋同时承受玻璃面板和玻璃肋自身的重力及风荷载作用在玻璃面板上继而传递给玻璃肋侧面的均布力，本发明能同时承受轴力、剪力和弯矩共同作用，当连接承受的合力小于连接摩擦面的摩擦力时，连接不出现滑移，结构正常工作，玻璃肋能同时保持整体刚度；当连接承受合力大于连接摩擦力时，连接出现滑移，这时认为连接失效，同时滑移后高强螺栓的螺杆与连接圆孔内壁接触继续承受荷载，且承载能力较单独摩擦面传力方式有所提高，给玻璃连接的更换争取时间，保证了结构的安全性。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本发明进行详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。