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玻璃幕墻結(jié)構(gòu)計(jì)算

來(lái)源:中國(guó)幕墻網(wǎng)收集整理  作者:田 瑋  日期:2006-2-6
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    1.前言

   隨著建筑業(yè)的發(fā)展,玻璃幕墻得到了廣泛使用,修訂版《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ 102-2003)的發(fā)布,標(biāo)志我國(guó)幕墻行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)跨上了新臺(tái)階。為助于幕墻行業(yè)工程技術(shù)人員理解、應(yīng)用此規(guī)范,確保幕墻結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性,特撰寫(xiě)此文。本文包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本規(guī)定
   4.3計(jì)算夾膠玻璃的特別規(guī)定

   4.3.1應(yīng)力計(jì)算
    計(jì)算夾膠玻璃應(yīng)力時(shí),作用于夾膠玻璃上的荷載及作用按下式分配到兩片玻璃上:

   qk1=qkt13/(t13+t23)
   qk2=qkt23/(t13+t23)
  其中:

        qk———垂直作用在玻璃幕墻平面上的荷載或作用標(biāo)準(zhǔn)值;

        qk1、qk2———分別為分配到各單片玻璃的荷載或作用標(biāo)準(zhǔn)值;

        t1、t2———分別為各單片玻璃的厚度。

  推導(dǎo):不考慮夾膠層的粘接作用,偏安全地認(rèn)為內(nèi)外片玻璃板疊置。夾膠玻璃內(nèi)外片玻璃板在板面均布荷載qk作用下,雖然各自彎曲,但其曲率和撓度相同。設(shè)內(nèi)、外片玻璃板的厚度分別為t1、t2,彎曲剛度分別為D1、D2,分擔(dān)荷載分別為qk1、qk2。根據(jù)彈性力學(xué)推導(dǎo),每片玻璃分擔(dān)的荷載按各自彎曲剛度的比例分配,即:

   qk1=qkD1/(D1+D2)
   qk2=qkD2/(D1+D2)
       由于玻璃板彎曲剛度D=Egt3/[12×(1-ν2)],所以分擔(dān)荷載按其厚度立方的比例分配,即:

   qk1=qkt13/(t13+t23)
   qk2=qkt23/(t13+t23)
   4.3.2撓度計(jì)算
   玻璃跨中撓度仍按下式計(jì)算:

   df=η(μwka4)/D
   但在計(jì)算玻璃剛度D時(shí),應(yīng)采用等效厚度te。

   推導(dǎo):偏安全地認(rèn)為內(nèi)外片玻璃板疊置,并忽略?shī)A膠層的抗彎貢獻(xiàn),則夾膠玻璃的等效剛度為兩片玻璃彎曲剛度之和,即:D=D1+D2。由于剛度D與其玻璃厚度的立方成正比,所以計(jì)算撓度時(shí)的等效厚度te按兩片玻璃厚度立方和的立方根取用。


   4.4計(jì)算中空玻璃的特別規(guī)定

   4.4.1應(yīng)力計(jì)算
    計(jì)算中空玻璃應(yīng)力時(shí),作用于夾膠玻璃上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下式分配到兩片玻璃上:

   wk1=1.1wkt13/(t13+t23)
   wk2=wkt23/(t13+t23)
  其中:

        wk———垂直作用在玻璃幕墻平面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值;

        wk1、wk2———分別為分配到外片玻璃、內(nèi)片玻璃的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值;

        t1、t2———分別為外片玻璃、內(nèi)片玻璃的厚度。

  由于地震作用相對(duì)于風(fēng)荷載,其值較小,不足以使中空玻璃的內(nèi)外片玻璃板產(chǎn)生相同的撓度,所以地震作用不按內(nèi)外片玻璃的剛度分配,而按各自板塊的自重分配,即按內(nèi)外片玻璃板的厚度分配,其公式為:

   qek1=qekt1/(t1+t2)
   qek2=qekt2/(t1+t2)

   4.3.2撓度計(jì)算
   玻璃跨中撓度仍按下式計(jì)算:

   df=η(μwka4)/D
    但在計(jì)算玻璃剛度D時(shí),應(yīng)采用等效厚度te。te按下式計(jì)算:

    te=0.95×
    由于中空玻璃的兩片玻璃之間有氣體層,直接承受荷載的外片玻璃的撓度要略大于間接承受荷載的內(nèi)片玻璃的撓度,分配的荷載相應(yīng)也略大一些。故將外片玻璃分配的荷載加大10%,同時(shí)將中空玻璃的等效厚度te減小5%,這樣計(jì)算出的結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相近。


   4.5玻璃計(jì)算實(shí)例

   4.5.1玻璃強(qiáng)度計(jì)算
   玻璃所受荷載及作用按本文“3.幕墻所受荷載及作用”一章中計(jì)算實(shí)例取值。玻璃為四邊支承板,玻璃短邊a=1.2m,長(zhǎng)邊b=2.0m。玻璃規(guī)格為6+0.76PVB+6(mm)鋼化夾膠玻璃。


   4.5.1.1風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的應(yīng)力
    已知wk=2.27(kPa),外片玻璃所受的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:

   wk1=wkt13/(t13+t23)=2.27×63/(63+63)=1.14(kPa)
   內(nèi)片玻璃所受的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:

   wk2=wkt23/(t13+t23)=2.27×63/(63+63)=1.14(kPa)
        按a/b=0.6,查得四邊簡(jiǎn)支玻璃板的彎矩系數(shù)m=0.0868
        所以外片玻璃板最大應(yīng)力(暫未考慮折減系數(shù)η):

   σwk1=6mwk1a2/t12=6×0.0868×1.14×12002/62=23.75(MPa)
   內(nèi)片玻璃板最大應(yīng)力(暫未考慮折減系數(shù)η):

       σwk2=6mwk2a2/t22=6×0.0868×1.14×12002/62=23.75(MPa)
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