CNS 13972-2006 Method of test for deformation under wind pressure of building curtain walls and skylights《帷幕墙及其附属门、窗与天窗正负风压结构性性能试验法》.pdf

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1、 1 印月 95 2 月 本標準非經本局同意得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 號 ICS 91.080 A336713972經濟部標準檢驗局印 公布日期 修訂公布日期 86 11 月 29 日 95 2 月 27 日 (共 7 頁 )帷幕牆及其附屬門 、 窗與天窗 正負風壓結構性性能試驗法 Method of test for deformation under wind pressure of building curtain walls and skylights 1. 適用範圍：本標準規定用壓測試艙，在同之靜態壓下，測定帷幕牆及其附屬門、窗與天窗正負風壓結構性性能之試驗方法。 備考

2、 1. 本標準適用於帷幕牆及其附屬門、窗與天窗或單獨適用於外窗及門。 2. 執本試驗 之人員須具備壓及撓測知，且對帷幕牆及門窗構造有一般性之認。 3. 本標準明施加均布測試壓於試體上之試驗裝置及程序。 3.1 無需求得載重對撓之曲線圖時，依第 9.1 節之步驟 A 所規定之風壓進試驗。 3.2 欲求得載重對撓之曲線圖時，依第 9.2 節之步驟 B 所規定之風壓進試驗。 4. 本標準中 內之單位係公制，其值為近似值，僅供考。 2. 用語釋義 (1) 永久變形：當外解除後，構件仍然存在之變形。 (2) 結構減衰 (structural distress)：試體結構上起變化，發生退化或初始破壞。如痕

3、、局部伏、繫件鬆脫、接著失效等。 (3) 壓差：係指帷幕牆試體內側與外側所受到之空氣絕對壓之差值。當外表面所受之壓大於內表面所受之壓時，壓差值為正值；反之為負值，壓差之單位以 (Pakgf/m2)表示。 (4) 直式系統：當帷幕牆構架由個別續性之骨架組合而成，直及橫依序逐漸地安裝。整個系統完全在現場組。 (5) 單元式 /板片系統：當帷幕牆構架由預先將各骨架組合一體之組件結合而成。整個系統設計成單元式，可運輸至現場組完成。 3. 試驗方法：將試體密封於測試艙內，在風壓載重作用下觀察、測、及記試體之撓、變形、結構減衰以及試體破壞之各種現象。 4. 重要性與用途 4.1 本標準在測定均布靜態壓差作

4、用下之結構性能，此試驗可顯示風壓對建築物外表面元件之影響。實際作用於建築物 表面之風相當複雜，因風之方向、時間、建築物高、建築物形、座地點、周圍建築物及其他之因素而改變。帷幕牆及其附屬門、窗與天窗抵抗風之為亦頗複雜，視負載、大小、作用時間及重覆次而定。 2 CNS 13972, A 3367 4.2 設計風速可照相關風速地圖之資庫，依同之地位置及發生機訂定。這些風速將被轉換成均布之正、負靜態壓差及作用時間。風壓之複雜與建築物之設計、風強與作用時間之關係、發生頻及其他因素有關。陣風作用時間很短，約從幾分之一秒到幾秒間，其風速通常比持續作用之風為高。相關之分析方法、風研究、電腦模擬及模型分析皆有助

5、於設定作用於建築物表面構造物之設計風壓。一般而言，風作用時間在相關文獻中提到的值為2 10 秒，此外尚須考慮風係之影響。 4.3 部分材之強與撓特性及作用時間有關。因此，測試之壓作用時間須考對試體材而言是否有重大影響。最常會受時間影響之材如：玻璃、塑膠及塑膠複合材。基於這個原因，試體可分別施加陣風或持續風壓，亦或同時施加。一般而言，對於風壓測試之持續時間為 10 秒，其中測試壓差設計風壓，安全係測試風壓 1.5 倍設計風壓。如此測試能含括安全係之確認。測試壓差高於相關法要求或持續時間長於 10 秒，設計者須考慮安全係是否恰當。測試壓差為風壓之外之應，如：雪載重，必須提供實際況以建恰當之設計壓與

6、破壞試驗壓。 4.4 測試壓作用時間，可能對試體使用之材有重大影響。大部分材強及變形與作用時間相關。由於上述由，對試體分別為第 4.3 節所述之持續風或陣風，或者先後進試驗應屬合。一般而言，在過去皆有執 1.5 倍設計風壓且作用時間至少 10 秒之結構試驗，除另有規定外，如此才能測出試體之安全係。在較高之試驗壓及較長作用時間試驗中，特別考慮陣風時，設計者須審慎檢討所用之安全係。如前述所言，陣風為相對地較短時間之作用，因此在測試結構強是否足以承受陣風時，無需另指定必要之長時間作用。 考： 破壞試驗係以正風壓或負風壓加壓至試體破壞為止，或以最高設計風壓之 175為止。並記其風壓之值。 4.5 本試

7、驗法並非用以評估玻璃之結構性能試驗。 4.6 在應用試驗結果時，外牆或其他構件之試 驗結果與製造、組裝及調整皆有關。所以試體可能無法完全代表實際之結構物。實際上結構性也取決於支承物之剛性及構件，以及抵抗因振動、熱脹、縮等產生化之特性。 5. 試驗裝置 (1)：主要構件照圖 1。 註 (1) 本節實際上只對儀器裝置作一般性敘述，只要在許可差範圍內，任何其他可進本試驗之裝置，均被接受。 5.1 測試艙：測試艙為一密閉好之箱形體或似裝置，試體可以置入或緊靠做測試。測試時，試體表面須由送風機補充空氣以產生正或負壓差，且此空氣能有嚴重之滲。測試艙須能承受所使用之壓差，試體之表面須各有一個靜壓孔，以測壓差

8、，壓孔之位置須受補充空氣之影響。另出氣口之位置須避免氣體直接衝擊到試體。另測試艙及試體裝置框得在測試載重下發生變形，而影響試驗結果。 5.2 供氣系統：可調節式送風機，壓縮送氣、抽氣系統，或可逆式送風機，提供試 3 CNS 13972, A 3367 體所需之最大氣體壓差。基本上，這個系統須滿足要求之測試時間內，及所指定之固定壓值之情況下，供應恆定之氣 (2)。 註 (2) 用可逆式送風機或單獨之加壓及抽氣系統，提供試驗所 需之壓差，相當方，因試體可由可逆式送風機送氣，產生正風壓之 效果吹向外牆（正風壓）；或經由其對試體內側之吸氣，而形成負風壓 效果。如此並需移動、反轉及重新裝置試體，就能測試

9、正負風壓對試 體之影響。將試體與試驗裝置框周圍緊密封。雖能密封較好，可獲得 充分之供氣，其周圍與裝置板一定皆需緊密地密封住，大之氣需 大於氣之進氣供應，才能保持所需壓差。 5.3 壓差測器：測氣體壓差之許可範圍在 2%或 2.5Pa0.25 kgf/m2以內，取其較大者。 5.4 撓測計：撓測之許可差範圍在 0.25 mm 以內。 (1) 在步驟 A 中，授權者 (3)應明白指示所需測撓之任一位置。 (2) 在步驟 B 中，至少須有一組未續或未直接支承於周圍結構體之主要構件，須測其最大撓或端點撓。 需增加撓測點位置，應由授權者指明。 (3) 在測撓時，撓測計須安裝穩固 ，以免受到試體撓或支承變

10、位之影響。 (4) 在測定試體之極限性能時，得使用較低精之撓測計，另外得用直尺式規在預壓後或試驗完減壓後測一些對稱之永久變形及對稱之受構件或者。 註 (3) 係指建築師、技術顧問或業主代表。 圖 1 試驗裝置之一般裝置示意圖 試體 測試艙 壓測裝置 控制閥 供氣系統 送氣 排氣 4 CNS 13972, A 3367 6. 注意事項：採取適當之防範措施，以保護觀察者之安全，避免因試驗失敗而造成傷害。試驗時之壓牽涉到大之能及危險性，於試驗中得有人員停在負壓側。 7. 試體 7.1 試體之尺須足以測定帷幕牆系統中所有標準構件之性能，且提供完整受於各標準垂直向及水平向骨架。建築物帷幕牆包含轉角及端點

11、接頭時此部分應含在試體範圍內。個層以上採用同一系統 (multistory systems)，則該試體高得低於層高加上至少一個完 整能吸收垂直伸縮之水平向接縫高。當試體也要進水密試驗時，至少要有一個完整能容許有垂直伸縮之水平向接縫在試體之下面 1/3 高內。此試體須包含試體之上、下、左、右邊所有標準伸縮縫、接頭、繫件及支撐件。實際工程最大系統或牆體小於上述之要求時，則應採用最大系統或全尺牆體為試體 (参閱圖 2 及圖 3 之示意圖 )。 圖 2 標準直式試體固定於測試艙示意圖 至少個跨距寬，每增加一種同形之直時，則再增加一個跨距無轉角時之試體寬平面圖 結構支撐條件應儘模擬實際工程標準橫 直 伸

12、縮縫面圖 剖面圖彈性封艙結試體與艙體 依要求提供之上下繫件 5 CNS 13972, A 3367 圖 3 標準單元式試體固定於測試艙示意圖 至少三個跨距寬無轉角時之試體寬平面圖結構支撐條件應儘模擬實際工程 標準橫 直依要求提供之上下繫件伸縮縫面圖剖面圖 彈性封艙結試體與艙體7.2 試體於測試時須為全尺，且與使用於建築物上之帷幕牆有相同之材、細部設計、施工及固定之方法。 7.3 窗或門試體上之組件須為完整之組裝單元，包括製造廠商所提供用於安裝建築物所需之骨架及固定架。 7.4 僅作單一之試體測試，則應交由指定之專業機構選定此一試體 (4)。 註 (4) 性能與尺及幾何造型有關。所以選取之試體尺

13、應廣泛 使用於建築物之上。通常使用特別之設計、型、施工法、裝配方式、 最大尺或受風最大之試體作測試。 8. 校正：壓測儀器及撓測計須定期進校正，其校正結果需符合測追溯性(5)政策。 註 (5) 測追溯性係指實驗室透過續校正鏈或比對鏈以確保所執之測試可追溯至國際單位 (SI)。與國際單位之接可透過國家測標準達成。 9. 測試資：授權者須提供下資。 6 CNS 13972, A 3367 9.1 步驟 A (1) 試驗之正、負風壓值。 (2) 最大壓之持續作用時間。 (3) 所有撓計之及裝設位置。 9.2 步驟 B (1) 階段加壓之，及需測其撓之正、負風壓值。 (2) 階段加壓之持續時間及最大壓

14、之持續時間。 (3) 撓計之及裝設位置。 10. 步驟 10.1 去除試體上任何在實際建築物使用 之建材或密封性材，將試體裝入或緊靠於壓艙之開口部分，試體外側因 承受正風壓而受較大壓，內側將承受負風壓而受較大壓。在試體之支承 部分，須與實際建築物上之支承系統應用於試體上，有相同、型式及安裝法。 備考： 有過多之氣況，足以影響內壓時，得用膠布將氣部位密封，但在可能產生同撓之板片相接之部分，得 使用膠布密封，得用單層厚超過 0.05 mm 之塑膠膜，覆蓋住試體或裝置板。此塑膠膜之覆蓋技術非常重要，因為壓須傳至試驗板 片上，且此薄膜得有任何結構上之作用，能阻止試體之自由移動 或破壞，薄膜之使用在邊角

15、凸出及凹進地方須寬鬆，施壓時能使 塑膠膜緊繃，以免造成曲面對試驗結果有相當影響。 10.2 步驟 A：無需求得壓撓曲線時，依下述步驟進試驗。 10.2.1 檢視試體各部分是否調整適當，所有鎖扣是否按照要求鎖緊。 10.2.2 在需測之適當位置上，裝置變形測計。 10.2.3 預壓：施加 1/2 倍之設計試驗壓，並持續 10 秒。將壓減壓至。在壓時俟材原超過 5 分鐘之恢期，記最初之值（撓）。 10.2.4 除另有特殊規定外，加壓並維持全部設計壓，持續 10 秒以上，並記相關值。 10.2.5 釋放壓差至，原時間少於 1 分鐘，亦得超過 5 分鐘，記試體之永久變形。 10.2.6 玻璃於最大風壓

16、前發生破，應審慎調查試體以決定破壞之原因。玻璃破係因支持骨架之變形及損壞，抑或因繫件之鬆脫或損壞，或由於支持元件及玻璃之交互作用而損壞，則記該現象並停止試驗。非因結構之問題所致玻璃破，則換玻璃重試驗 (6)。 註 (6) 玻璃破之機與載重作用時間相關，為低玻璃破之機載重作用時間（施加壓、維持壓及解壓）應超過 30 秒。 10.2.7 重覆上述步驟，但施加反向壓。 10.3 步驟 B：需求得壓撓曲線時，依下述步驟進試驗。 10.3.1 依第 10.2.1 節及第 10.2.2 節步驟進。 7 CNS 13972, A 3367 10.3.2 預壓：施加 1/2 倍之最大設計風壓，並持續 10 秒

17、，再釋放試體之壓差，原時間得少於 1 分鐘，亦得超過 5 分鐘，記最初之值。 10.3.3 使用階段性加壓逐漸加壓至最大測試壓，須決定試驗之階段目，但加壓至最大試驗壓得少於 4 個壓差階段。除另有規定外，每次增加壓差時，施加及維持該壓 10 秒鐘，並適記其撓值。 10.3.4 釋放壓差，原時間少於 1 分鐘，亦得超過 5 分鐘，然後記永久撓。 10.3.5 於施加壓時，試體之為顯示有可能突生破壞或損壞撓計時，可將撓計移開，並繼續施加壓至最大測試壓或至最大承載壓，然後釋放壓，原時間少於 1 分鐘，亦得超過 5 分鐘，然後記試體之永久變形。 10.3.6 玻璃發生破，則依第 10.2.6 節步驟進

18、。 11. 報告：須包括下事項 (1) 一般事項：要求進試驗單位名稱、執 試驗主持人簽名、證人員名單、試驗單位名稱、試驗地點、日期、編號及報告日期。 (2) 試體資：製造者、材供應商、型號、 操作型、材及其他重要資；有鎖扣及作動桿件則須明；玻璃厚 、型式及鑲裝方法；填縫材尺、型式及材；開口部分之周圍長及面積。 (3) 試體圖面：試體斷面圖、面圖、窗框、 門之尺、排秩序、框架位置、牆板排、安裝及固定件之間隔、抗候膠 條、鎖扣安排、五、玻璃鑲裝之細節及其他重要施工細節。試體之任何修正均須加以註記以反映出試驗值。 (4) 試驗中所觀察到之任何現象，均須記。 (5) 有助於解試驗之結果、結或建議之資。

19、 (6) 試驗艙之圖面、標示、測裝置、及位移設備之位置。 (7) 步驟 A：將試驗過程中之壓差對特定位置之撓及永久變形製成表格。 (8) 步驟 B：在試驗過程中，將階段性壓遞增等分成干個壓差，並對每一階段壓遞增記之，特定位置之撓及永久變形製成表格。 (9) 在持續性增加試驗壓時，須包括步驟 B 中之各個壓遞增。 (10) 試驗係印證某些特殊規定，則須對該特殊之規定作詳細描述。 (11) 明試驗步驟係依據本標準執，與本標準有任何偏差之 處須完整敘述。 (12) 明是否使用膠帶或薄膜或者皆用以堵絕氣，並明依測試 者之判斷，該膠帶或薄膜是否影響測試結果。 (13) 氣候環境條件含試驗前及試驗後之溫。 (14) 有個同樣試體，則所有試體之測試結果均應做成報告，且每一試體須適當標記加以區分，特別註明相及同之調整處。圖面上，能提供試體間所有相處之註解，則無需個別之圖面。 (15) 明玻璃厚、型式及鑲裝方式，在報告內須特 別註明得依此試驗結果，評估本試體之玻璃是否可適用。