在整體設(shè)計(jì)時(shí),要考慮到主體結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)有足夠的剛度,采用鋼桁架或鋼梁作為受力構(gòu)件時(shí),按照規(guī)范的規(guī)定取其跨度的1/250以下。因?yàn)轫敳恐С薪Y(jié)構(gòu)的剛度直接影響著底部節(jié)點(diǎn)的變形量。

拼接玻璃肋支承的點(diǎn)支承玻璃幕墻雖然在項(xiàng)目上使用已經(jīng)很廣,但由其特點(diǎn)和材料所致其安全度還有待深入研究。所以建議,在臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)應(yīng)謹(jǐn)慎選用拼接玻璃肋支承的點(diǎn)支承玻璃幕墻。如一定要采用玻璃肋支承的點(diǎn)支式玻璃幕墻,就應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范中要求方法進(jìn)行計(jì)算;在夾膠玻璃的選型時(shí),應(yīng)考慮使用SGP膠片或三層玻璃夾膠。經(jīng)破壞性實(shí)驗(yàn)證明其破損后的穩(wěn)定性和安全性后方可使用。
3.2、在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的問題
由于玻璃材料的特性要求,在玻璃肋的設(shè)計(jì)時(shí),盡可能的減少在肋板上鉆孔,也盡量不要在玻璃肋上設(shè)計(jì)凹缺口。盡可能的減少由于孔邊應(yīng)力引起的肋板爆裂現(xiàn)象。玻璃鉆孔的尺寸和位置應(yīng)按《門窗幕墻用鋼化玻璃》標(biāo)準(zhǔn)中要求的進(jìn)行設(shè)計(jì)。
在玻璃經(jīng)過切割后,其周邊會隱藏著許多微小的裂口。這些裂口在各種效應(yīng)與熱應(yīng)力影響下,會擴(kuò)展成裂紋,如果裂紋進(jìn)一步發(fā)展會導(dǎo)致玻璃破裂。所以為了減少和消除玻璃因鉆孔或切割加工后留下的小裂紋而導(dǎo)致玻璃破裂。應(yīng)該要求在玻璃加工成型后,用磨邊機(jī)進(jìn)行處理,對玻璃板(詞條“玻璃板”由行業(yè)大百科提供)塊的四周邊,和鉆孔的孔邊進(jìn)行精磨邊和拋光的加工處理。消除玻璃周邊隱藏的微小的裂痕。
對于鋼化玻璃來說,由于鋼化玻璃表面有約占其總厚度1/6的受壓應(yīng)力區(qū),其余的為拉應(yīng)力區(qū),鋼化玻璃的內(nèi)外拉、壓應(yīng)力總體平衡,使其機(jī)械性能得到明顯提升,但一旦玻璃表面裂紋擴(kuò)展到受拉區(qū),鋼化玻璃將立即破裂。
另一方面,應(yīng)該考慮到玻璃破碎后玻璃肋的穩(wěn)定性和安全性。在對較高的玻璃肋板設(shè)計(jì)時(shí),除了要認(rèn)真設(shè)計(jì)每一個(gè)連接節(jié)點(diǎn),還要充分考慮到玻璃肋板的整體穩(wěn)定性。當(dāng)玻璃肋達(dá)到一定的高度時(shí),就需要考慮其側(cè)向穩(wěn)定性。按照《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》對大玻璃肋的規(guī)定:“高度大于8m的玻璃肋宜考慮平面外的穩(wěn)定驗(yàn)算;高度大于12m的玻璃肋,應(yīng)進(jìn)行平面外穩(wěn)定驗(yàn)算,必要時(shí)應(yīng)采取防止側(cè)向失穩(wěn)的構(gòu)造措施!痹跅l文說明充分作了說明,由于吧玻璃肋在平面外的剛度較小有發(fā)生屈曲的可能。當(dāng)正風(fēng)壓作用使玻璃肋產(chǎn)生彎曲時(shí),玻璃肋的受壓部位有面板作為平面外的支撐;當(dāng)反向風(fēng)壓作用時(shí),受壓部位在玻璃肋的自由邊,就可能產(chǎn)生平面外屈曲。所以,跨度大的玻璃肋在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮其側(cè)向穩(wěn)定性要求,必要時(shí)要進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算,并采取橫向支撐或拉結(jié)等措施。
3.2.1、玻璃肋局部穩(wěn)定計(jì)算
玻璃肋結(jié)構(gòu)通常由玻璃面板和玻璃肋組成,玻璃肋與玻璃面板一般垂直放置,承受玻璃面板傳來的風(fēng)荷載及地震荷載。由于厚度較薄,玻璃肋類似于承受平面內(nèi)荷載的薄板(詞條“薄板”由行業(yè)大百科提供),在風(fēng)荷載或自重作用下會產(chǎn)生壓應(yīng)力,如壓應(yīng)力較大,則會發(fā)生薄板的局部屈曲失穩(wěn)現(xiàn)象。因此,玻璃肋的局部穩(wěn)定驗(yàn)算是首先需要考慮的問題。

3.2.2、玻璃肋整體穩(wěn)定性計(jì)算
由于玻璃肋平面外的剛度遠(yuǎn)小于平面內(nèi)剛度,對于超高玻璃肋,如果缺乏必要的側(cè)向約束,則當(dāng)荷載達(dá)到一定的臨界值,就有可能發(fā)生平面外的彎曲并扭轉(zhuǎn),也即稱為平面外失穩(wěn)或側(cè)向屈曲。因此,為了防止發(fā)生玻璃肋的平面外失穩(wěn),對于超高玻璃肋尚應(yīng)進(jìn)行整體穩(wěn)定的驗(yàn)算。玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范中也建議對于“高度大于 8m 的玻璃肋宜考慮平面外的穩(wěn)定驗(yàn)算,但并未提供具體計(jì)算方法。

根據(jù)上述公式以及采用有限元法對玻璃肋的研究分析發(fā)現(xiàn),玻璃肋的極限側(cè)向屈曲彎矩主要與玻璃肋的厚度和高度有關(guān),臨界荷載隨著寬度或厚度的增大而增大,隨著跨度的增大而減小。并且,對玻璃肋穩(wěn)定性的影響,肋的厚度和跨度比肋的寬度的影響大,玻璃肋的寬度對于超高玻璃肋的極限側(cè)向屈曲彎矩的提高作用并不明顯。
而玻璃肋的自重對于玻璃肋的整體穩(wěn)定有一定影響,采用懸掛式玻璃肋要比落地式玻璃肋具有更高的抗側(cè)向屈曲能力,這是由于懸掛系統(tǒng)中的玻璃肋的自重產(chǎn)生了對于抗側(cè)向屈曲有利的拉力作用。不過,與玻璃肋的厚度和高度相比,自重在其中的影響還是較小的。
4、結(jié)束語
在近些年,超高的駁接玻璃肋支承的點(diǎn)支承玻璃幕墻出的問題比較多,問題主要集中在玻璃肋連接節(jié)點(diǎn)上,因?yàn)樵谶@一部位的受力較為復(fù)雜,再加上玻璃材料自身的特性所以容易出現(xiàn)問題。在實(shí)際工程中也出現(xiàn)了不少由于節(jié)點(diǎn)處理不當(dāng),造成面玻璃破損的情況。
對于跨度大的玻璃肋在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮其側(cè)向穩(wěn)定性要求,必要時(shí)要進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算,并采取橫向支撐或拉結(jié)等措施。目前國內(nèi)對于玻璃肋的穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)及計(jì)算的理論較少,在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)可以參考經(jīng)典板殼理論和國外的相關(guān)規(guī)范。對于玻璃肋結(jié)構(gòu)分析,即使玻璃肋正截面承載力不是由臨界屈曲荷載控制,但是分析玻璃肋臨界荷載仍然有一定的意義。
對于采用玻璃孔邊受力的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)一定要進(jìn)行受力分析、模擬計(jì)算和實(shí)體實(shí)驗(yàn)后才能確定方案。在玻璃肋板的孔位設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該充分考慮到玻璃鉆孔的加工精度(詞條“加工精度”由行業(yè)大百科提供)對玻璃肋支承的點(diǎn)支承玻璃幕墻整體性能的影響。
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