上海東方藝術(shù)中心

　　上海東方藝術(shù)中心采用點支式玻璃幕墻，但與普通點支式不同之處在于其不銹鋼支承頭未露出夾層玻璃表面，而是隱藏于夾層玻璃中，這也是幕墻遠看如同全隱框膠粘玻璃幕墻的原因。這種做法在安德魯設(shè)計的日本大阪海事博物館中同樣出現(xiàn)過。這個建筑點支幕墻較為特別，內(nèi)層玻璃采用沉頭連接件，外側(cè)玻璃整體（不開孔）膠粘于放置了沉頭連接件的內(nèi)層玻璃，稱為隱點玻璃幕墻。隱點玻璃消除了連接點的漏水、漏氣，提升玻璃幕墻及采光頂?shù)乃�密�?a href='../../zsk/ct.asp?id=3720' target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>氣密性能。

　　(3)夾膠節(jié)能玻璃.
　　SGP膜能與金屬有很優(yōu)良的粘接力，可與在線LOE玻璃結(jié)合而成夾膠節(jié)能玻璃，既有防飛濺的安全性，又有LOE玻璃的節(jié)能性。有望替代LOE中空玻璃。

　　(4)市場估測。2007-2020年
　　平均每年新建玻璃幕墻1000（含點式玻璃幕墻）萬平方米
　　平均每年新建玻璃采光頂1000（含玻璃雨棚）萬平方米
　　平均每年新建窗玻璃10000萬平方米
　　平均每年節(jié)能改造玻璃幕墻、窗玻璃3000萬平方米
　　總計15000萬平方米，若30%采用SGP夾膠玻璃和夾膠帶節(jié)能玻璃，則平均每年需求量將可能大于4500萬平方米。

　　
　　3.4推廣應(yīng)用尚需解決的問題。

　　(1)SGP膠膜的開發(fā)和生產(chǎn)。目前只有美國杜邦公司已開發(fā)、生產(chǎn)。不可全部依賴進口，需要中國企業(yè)自主創(chuàng)新、或與杜邦合作創(chuàng)新開發(fā)生產(chǎn)。

　　(2)在中國建造SGP夾膠玻璃生產(chǎn)工藝和設(shè)備。或SGP夾膠節(jié)能玻璃生產(chǎn)工藝和設(shè)備。

　　(3)興建 SGP夾膠玻璃或SGP夾膠節(jié)能玻璃幕墻及玻璃采光頂?shù)漠a(chǎn)業(yè)鏈。

　　(4) 研發(fā)SGP夾膠玻璃或SGP夾膠節(jié)能玻璃幕墻及玻璃采光頂?shù)脑O(shè)計理論、計算、施工、安裝及檢測試驗。

　　(5)編制SGP夾膠玻璃或SGP夾膠節(jié)能玻璃幕墻及玻璃采光頂?shù)牟牧�、產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及工程技術(shù)規(guī)范。

　　
四、夾層玻璃復(fù)合狀態(tài)及判別式：
　　
　　4.1夾層玻璃受彎的三種狀態(tài)。

　�。�1） 剛性復(fù)合狀態(tài)：膠有足夠的粘結(jié)強度，保證粘結(jié)玻璃的協(xié)調(diào)共同工作；可視其為以膠為粘結(jié)夾層的整體玻璃板受彎。則此夾層玻璃板可按一整塊，厚度為各層玻璃厚度之和的玻璃，進行應(yīng)力分析和強度計算。

　　（2） 分離復(fù)合狀態(tài)：膠的粘結(jié)強度不足或失效，不能考慮其參與玻璃板的共同受力。忽略該夾膠層抗彎貢獻，則可按一塊各片疊置的玻璃板的受彎工作，進行應(yīng)力分析和強度計算
　�。�3） 彈性復(fù)合狀態(tài)：膠有足夠的粘結(jié)強度和剪切強度，夾膠層抗彎貢獻，介于剛性復(fù)合狀態(tài)：和分離復(fù)合狀態(tài)之間，按疊層板復(fù)合材料力學(xué)進行應(yīng)力分析和強度計算。

　　
　　4.2夾層玻璃受彎復(fù)合狀態(tài)的判別式：

　　夾層玻璃受彎協(xié)調(diào)共同工作的必要條件是，使其夾膠的抗剪承載力大于其玻璃的抗彎承載力。如該夾層玻璃為兩片厚度相等的玻璃板組成并為矩形板。四邊簡支矩形玻璃板在垂直板面均布荷載下玻璃的抗彎強度計算。

　　
　　4.3彈性復(fù)合成立的條件。

　　1）剪力作用下不發(fā)生結(jié)合面的剪切破壞
　　2）拉力作用下不發(fā)生結(jié)合面的粘接破壞
　　3）作用力垂直作用于膠接面。

　　垂直作用于膠接面的均勻應(yīng)力，理論上能承受很高的載荷，（可達到剪應(yīng)力的二倍）。但作用力如果不能保證垂直作用于膠接面，則邊緣就產(chǎn)生應(yīng)力集中，使抗拉能力大大降低。

　　
五、夾層玻璃計算探討建議：
　　
　　5.1剛性復(fù)合狀態(tài)夾膠玻璃疊層板計算。

　　以四邊簡支板為例，面均布荷載q,一邊長a，截面高t,截面寬b。a/b所對應(yīng)系數(shù)為m。

　　則其最大正應(yīng)力σ剛=（6mqa2）/t2 ——［3］
　　最大撓度f剛=（μqa4）/D——［4］
　　D=（E剛t3)/［12（1-ν3）］——［5］
　　
　　5.2分離復(fù)合狀態(tài)夾膠玻璃疊層板計算：

　　以四邊簡支板為例，面均布荷載q,一邊長a，1截面高t1
　　2截面高t2,  截面寬b。a/b所對應(yīng)系數(shù)為m。

　　截面1最大正應(yīng)力：

　　σ1分=（6mq t1a2）/（t31+ t32）——［10］
　　截面2最大正應(yīng)力：

　　σ2分=（6mq t2a2）/（t31+t32)——［11］
　　若t1= t2   t= t1+t2 則t/2=t1=t2
　　最大正應(yīng)力σ分=σ1分=σ2分=2×（6mqa2）/t2——［12］
　　最大撓度f分=（μq分a4）/D分——［13］
　　D分=[E分（t/2）3]/［12（1-ν3）］——［14］
　　最大撓度f分=[μ(q/2）a4]/{8 (E分t3)/[12（1-ν3）]}
　　=（4 E剛/E分）{[μqa4]/（E剛t3)）/［12（1-ν3）］
　　=（4 E剛/E分）f剛——［15］
　　
　　5.3彈性復(fù)合狀態(tài)夾膠玻璃最大正應(yīng)力σ彈介于剛性狀態(tài)最大正應(yīng)力σ剛與分離狀態(tài)最大正應(yīng)力σ分之間。

　　比較、［3］式和［12］式可得：

　　σ分=2σ剛 ，夾膠玻璃剛性復(fù)合狀態(tài)最大正應(yīng)力比分離復(fù)合狀態(tài)最大正應(yīng)力小一半，其彈性復(fù)合狀態(tài)最大正應(yīng)力
　　σ彈=（1～2）σ剛  即σ彈=η力σ剛  η力=1～2
　　這樣就可以找到如下簡便計算方法：

　　先按剛性復(fù)合狀態(tài)求出σ剛有，再乘以系數(shù)η力就可得到最大正應(yīng)力σ來進行夾層玻璃強度設(shè)計計算。

　　
　　5.4試驗法確定系數(shù)η力
　　為一三點彎曲試驗結(jié)果，
　　l-10mn．玻璃；   4  12mm玻璃
　　2  5mm+1.52mmPVB+5mm夾層玻璃；

　　3  5mm+1.52SGP=5mm夾層玻璃；

　　從以上可看出：夾膠玻璃彎曲應(yīng)力取決于膠層的性質(zhì)和夾層玻璃公稱厚度，從以上試驗中可估測系數(shù)η力：

　　則：5mm+1.52mmPVB+5mm夾層玻璃的彎曲應(yīng)力約為
　　σ彈PVB=η力σ剛PVB =1.95σ剛PVB
　　5mm+1.52mmSGP+5mm夾層玻璃的彎曲應(yīng)力約為
　　σ彈SGP=η力σ剛SGP =1.O5σ剛PVB
　　5mm+1.52mmPVB+5mm夾層玻璃的彎曲應(yīng)力約為12mm玻璃的彎曲應(yīng)力的1.95倍，PVB夾膠對彎曲應(yīng)力的貢獻不大，按分離狀態(tài)進行計算，即現(xiàn)行采用荷載剛度分配法對每層玻璃單獨進行強度設(shè)計計算誤差很小。

　　5mm+1.52mmSGP+5mm夾層玻璃的彎曲應(yīng)力約為12mm玻璃的彎曲應(yīng)力的1.05倍，SGP夾膠對彎曲應(yīng)力的貢獻較大，現(xiàn)行采用荷載剛度分配法對每層玻璃單獨進行強度設(shè)計計算，即分離狀態(tài)計算方法誤差太大，不宜采用。

　　
　　5.5夾膠玻璃彈性復(fù)合狀態(tài)最大撓度f彈介于剛性狀態(tài)最大撓度f剛與分離狀態(tài)最大撓度f分之間。

　　比較［4］式和［15］式可得：

　　f剛=（ E分/4 E剛）f分 =η撓f分即二種相同材料截面尺寸相等剛性復(fù)合狀態(tài)最大撓度比分離復(fù)合狀態(tài)最大撓度大，建議二種相同材料的彈性復(fù)合狀態(tài)最大撓度f彈=η撓f分
　　
　　5.6試驗法確定系數(shù)η撓
　　從以上圖中所示試驗曲線可以看以上出：EVA夾膠玻璃強度最小，撓度最大，若將EVA夾膠玻璃可視為分離復(fù)合狀態(tài)疊層板，
　　則：PVB夾膠玻璃最大撓度約為f彈PVB=0.67f分；

　　SGP夾膠玻璃最大撓度約為f彈SGP=0.34f分；

　　現(xiàn)行的采用‘等效厚度法’設(shè)計計算夾層玻璃撓度的方法值得探討，不宜采用為好。

　　夾層玻璃的中間夾膠層力學(xué)屬粘彈性力學(xué)。除了傳統(tǒng)力學(xué)性能外，夾膠層蠕變、松弛、力學(xué)性能時效、夾膠層變色、性能衰退；夾膠玻璃的色彩、救生及紫外線防護選擇等有關(guān)問題正還需深入研發(fā)。

　　夾層玻璃計算力學(xué)屬于疊層板復(fù)合材料彈性力學(xué)。PVB夾層玻璃計算需要完善，安全、節(jié)能的新型SGP夾層玻璃需要新理論、新計算。本文以疊層板復(fù)合材料彈性力學(xué)原理結(jié)合有關(guān)試驗所探討的計算比較簡便，能適用于玻璃采光頂和玻璃外窗、幕墻的夾層玻璃板的設(shè)計計算。

　　
　　本文僅供參考，不妥之處，敬請指正。

　　參考文獻：

　　1）《關(guān)于夾層玻璃板的受彎計算》李少甫
　　2）《安全玻璃》石新勇主編 楊建軍 陳璐副主編

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